Экзотермический брикет для легирования стали Советский патент 1983 года по МПК C22C35/00 

(54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИЙ БРИКЕТ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов.

Известен экзотермический брикет 1 для легирования стали, содержащий, вес.%:

Силикомарганец40-50

Алюминиевый

порошок8-15

Плавиковый

шпат5-8

Обожженный

доломит2-4

Марганцевая

рудаОстальное

Недостатком этого брикета является то, что в качестве восстановителя применяют алюминиевый порошок, который дорог и дефицитен.

Наиболее близким по составу и достигаемому эффекту и предлагаемсялу является экзотермический брикет 2 для легирования стали, включакжций следующие компоненты, вес.%

Комплексный

сплав алюминия, крем,ния, марганца

и железа 42,5-48

Марганцевая

руда31-38

Известняк7-12

Плавиковый

шпат3-5

Связующее 5-9

В качестве восстановителя в этих брикетах используют алюминий и кремний, которые содержатся в брикетах

10 в виде комплексного сплава. АМС.

Сплав АМС производится из бедных марганцевых руд с использованием в качестве восстановителя дешевых высокозольных углей.

15

Недостатком известного брикета является то, что в качестве флюса вынуждены применять известняк. Последнее связано с тем, что обожженнгщ известь сильно гигроскопична и в бри20кетах активно взаимодействует с влагой руды и связующего. Поэтому брикеты с известью нестойки и могут , быть источником повьюенного содержания водорода в стали.

25

Замена извести известняком повышает стойкость брикетов и позволяет избежать наводороживания стали при ее раскислении.

Однако известняк требует на свое

30 разложение значительного расхода тепг ла. Выделяющаяся при разложении уг лекислота окисляет часть кремния и алюминия, в результате чего марганец., из марганцевой руды восстанавл вается не полностью (его извлечение составляет 7.0%) и снижается выход металла на единицу комплексного спл ва АМС. Кроме того, известь из известняка очень медленно усваивается шлаком. В результате этого ухуд шаются условия отделения металла от шлака, что приводит к большим поте рям метсшла в виде корольков и выплесков. Другим недостатком известного брикета является то, что для ускоре ния образования шлака в нем используется плавиковый шпат, в результат чего при раскислении и - легировании стали в атмосферу цеха выделяются вредные фтористые соединения S i F4, и др. Целью изобретения является повышение извлечения марганца и выхода металла на единицу комплексного спл ва, уменьшение выбросов в атмосферу вредных соединений. Цель достигается тем, что экзоте мический брикет для легирования ста ли, включающий комплексный сплав сш миния, кремния, марганца и железа, марганцевую руду, связующее, дополнительно содержит отвальный шлак пр изводства металлического марганца п следующем соотношении компонентов, вес.%: Комплексный сплав алюминия, кремния, марганца и железа 36,5-44,0 Марганцевая руда32,0-39,5 Отвальный шлак производства металлического марганца15,0-19,0 Связующее5,0-9,0 Предусматривается также, что отвальный шлак металлического марганца имеет следующий химический состав, вес.%: Марганец12-17 кремния 26-29 кальция44-47 алюминия1-2 магния2-4 железаОстальное Введение в состав брикета отваль ных шлаков производства металлического марганца и, возможно, низкоуглеродистого феррохрома, не содержащих и не образующих с другими компо нентами брикета токсичных соединений, позволяет уменьшить вредные выбросы в атмосферу. Отвальные шлаки производства металлического марганца или низкоуглеродистого феррохрома при температуре взаимодействия Л1 и Si комплексного сплава с оксидами марганца находятся в жидком состоянии, растворяя образующиеся при восстановлении марганца алюминием и кремнием глинозем (А120з) и кремнезем (SiOg). Это способствует улучшению условий восстановления Мп из руды, в результате чего повышается извлечение Мп из марганцевой руды. При этом содержание марганца в конечном шлаке становится равным 6-7%, что более чем в 2 раза ниже его содержания в отвальном шлаке производства металлического марганца. Использование отвальных шлаков создает условия, при которых Al и Si расходуется только на восстановление марганца.. В результате этого улучшается использование Al и S i из комплексного сплава и соответственно повышается выход металла на единицу комплексного сплава. Отвальный шлак вводят в экзотер-. мический брикет в количестве 1519 вес.%. Меньшего количества отвальных шлаков недостаточно для образования конечной легкоплавкой шлаковой фазы, что приводит к замедлению процессов восстановления Мп и ухудшению таких показателей, как извлечение Мп и выход металла на единицу комплексного сплава. При большем количестве шлака увеличивается кратность шлака, что вызывает повышенный расход тепла на его расплавление. С другой стороны, может замедляться процесс, так как шлак при большом его количестве отделяет сплав АМС от марганцевой руды. для изготовления брикетов рекомендуется использовать рассыпавшиеся отвальные шлаки, .Taij как в этом случае исключается необходимость дробления материала. Пределы содержания марганцевой руды и комплексного сплава избраны с учетом получения из брикета сплава с химическим составом: Мп 45-60%; Si 15-20%. Примеры использования предлагаемого состава экзотермического брикета. Из комплексного сплава АМС с содержанием Al 7%) Si 30%; Мп 30%; Feостальное, марганцевой руды с содержанием Мп 44%; Si0 17%; отвального лака производства металлического марганца с содержанием 25% Si 02) СаО,15% Мп и связующего изготовлены брикеты составов I 1, представленные в табл.1. Для подтверждения эффективности предложенного орикета изготовлены брикеты состава

Комплексный

сплав АМС

Марганцевая

руда

Отвальный шлак производства металлического марганца

Связующее Известь Брикеты нагрели в лабораторной печи до . После 5-минутной выдержки металл и шлак слили в излож- 30

лла, Mrt

Si

а,Мп

(Si 02) 43,0

1,1

80,5

ла

о

%120 Использование предлагаемого брикета по сравнению с известным имеет следующие преимущества: выход меТсшла на единицу комплексного сплава65

IV, содержащие известь (иэвефтный состав),

Т а б л и ц а 1

43,5

44 32,0 35,0

19

Нет

7 14,5

5

Нет

58,0

54,5.

50

54,2 17,9 17,3 19,2

19,0 7,3 4,6 4,0 11,2 42,6 33,0 45,0

1,2

0,7

1,0 86,5 61,0 90,0

122

123

95 ницы и проанализировали. Получены результаты, представленные в табл. 2. Таблица 2 МС повьшается на 20-25%, извлечение марганца в металл из брикетов повышается до 90%, в связи с тем, что отвальный шлак практически не гип оскопйчен, создаются условия для длительного хрсшения брикетов и применения связующих, содержащих влагу (жидкое стекло, сульфатспиртовая барда и т.п.); уменьшаются выделения вредных соединений в атмосферу цеха.

Формула изобретения 1. Экзотермический брикет для легирования стали, включаю1ций комплексный сплав алюминия, кремния, марганца и железа, марганцевую руд:о связующее, отличающийся тем,что,с целью повышения извлечения марганца и выхода металла на единицу комплексного сплава,уменьшения выбросов в атмосферу вредных соединений,он дополнительно содержит отвальный шл производства металлического марганц при следующем соотношении компонентов, вес.%; Комплексный сплав алюминия , кремния, марганца и железа 36,5-44,0

Марганцевая

руда32-39,5

Отвальный шлак производства металлическогомарганца15-19

Связующее5-9

Мщзганец12-17

Оксид кремния26-29Оксид кальция 44-47 Оксид

алюминия1-2

Оксид магния2-4

Оксид железаОстальное

Источники информации, инятые во внимание при зкспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 771168, кл. С 22 С 35/00, 1978.