Способ получения синтетического шлака и попутного легирующего металла

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ИШАКА И ПОПУТНОГО ЛЕГИРУЮЩЕГО МЕТАЛЛА, включающий сплавление извести с глиноземсодержаадим материалом - катализатором , частичное восстановление окислов металлов углерод содержащим восстановителем, получение попутного металла и выпуск шлака, отличающийс я тем, что, с целью использования влажных глиноземистых материалов и получения попутного легирующего , дополнительно в качестве глиноземсодержащего материала используют влажные отходы шлифовального производства быстрорежущих сталей в количестве 25-30% по массе глинозема , которые присаживают отдельными порциями вместе с углеродсодержащим восстановителем в конце сплавления. извести с катализатором К-5 на готовую шлаковую ванну, а за 10-20-мин . ДО выпуска шлака ц легирующего меТ5шла расплав продувгиот инертньм газом с интенсивностью 0,3-0,4 . СО

00103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 С 21 С 5 54

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3470631/22-02 (22) 16.07.82 (46) 23.11 83. Бюл ° Р 43 (72) С.И. Белорусов, Ю.М. Крут, Г.И. Мартышко, lO.Ñ. Хитриков, В.М. Рябчиков и Н.A . .Пономарев (53) 669. 046. 584 (088 ° 8) (56 ) 1. Авторское свидетельство,ССР

Р 662593 кл. С 21 С 5/54 1979 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 530067, Кл. С 21 С 5/54, 1976. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА И ПОПУТНОГО ЛЕГИРУЮЩЕГО МЕТАЛЛА, включающий сплавление извести с глиноземсодержащим материалом — йатализатором К-5, частиМное восстановление окислов металлов углеродсодержащим восстановите (i9) SU(iI) À лем, получение попутного металла и выпуск шлака, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью использования влажных глиноэемистых материалов и получения попутного легирующего металла, дополнительно в качестве глиноземсодержащего материала используют влажные отходы шлнфовального производства быстрорежущих сталей в количестве 25-30% по массе глинозема, которые присаживают отдельными порциями вместе с углеродсодержащим восстановителем в конце сплавления. извести с катализатором K-5 на готовую шлаковую ванну, а эа 10-20 мин до выпуска шлака и легирующего металла расплав продувают инертным. га-. Е зом с интенсивностью О, 3-0, 4 М /т мин.

10557 75

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в цехах, располагающих шлакопла" вильными агрегатами.

Известен способ получения синтетического шлака, включающий сплавление извести и глиноземсодержащих материалов C повышенным содержанием легковосстановимых окислов, восстановление этих окислов ферросилицием в количестве 0,5-1,5 от стехиометрически необходимого на восстановление легковосстановимых окислов (lj .

Известный способ позволяет расширить круг используемых глиноэемсодержащих материалов и повысить стойкость угольной футеровки печи, однако применение в качестве восстановителя ферросилиция приводит í повышенному содержанию в синтетическом шлаке 810, который является нежелательной прймесью, ухудшающей рафинирующие свойства шлака.

Наиболее близким к предлагаемому по технической .сущности и достигаемому эффекту является способ получе" ния синтетического шлака, включающий спекание взвести-с глиноэемсодержащим материалом - катализатором К-5, частичное восстановление окислов металлов углеродсодержащим восстановителем и получение попутного металла. Известный способ обеспечивает более высокие рафинирующие свойства синтетического шлака, посколвку уг- лерод дает газообразные продукты .Раскисления, легко удаляемые иэ ван, ны, и позволяет уменьшить содержанке в шлаке нежелательных компонентов таких, как окислы хрома, железа, марганца и др. f2) .

Однако известный способ не позволяет применять влажные материалы, поскольку не предлагает никаких средств борьбы с водородом.в шлаке.

:Между темр растворимость водорода в известково-глиноземистом шлаке высока: 30-50 см /100 г. При таком содержании водорода в процессе рафинирования металла шлак будет насыщать водородом сталь, повышая ее флокеночувствительность и ухудшая служебные свойства. Кроме того, известный способ не предусматривает дальнейшего использования попутного металла, так как извлечение в металл дорогостоящих и дефицитных легирующих элементов невелико и использование его не имеет практического смысла.

Цель изобретения - использование влажных глиноземистых материалов и получение попутного легирующего металла.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения синте тического шлака, включающему сплавление извести с глиноземсодержащим материалом - катализатором К-5, частичное восстановление окислов металлов углеродсодержащим восстановителем, получение попутного металла и выпуск шлака, дополнительно в качестве глиноземсодержащего материала используют:влажные отходы шлифовального производства быстДорежущих сталей в количестве 25-30% по массе

10 глинозема, которые присаживают отдельными порциями вместе с углеродсодержащим:восстановителем в конце сплавления извести с катализатором

К-5 на гото:вую шлаковую ванну, а за 10-20 мин до выпуска шлака и легирующего металла расплав продувают .инертным газом с интенсивностью

0,.3-0,4 м /т ° мин.

Отходы шлифовального производства при обработке быстрорежущих сталей представляют собой влажную массу, содержащую 10-20% корунда, а также железо и такие. дорогостоящие и дефицитные элементы, как вольфрам, молибден, ванадий, хром, причем значительная доля ванадия и хрома находится в виде окислов, Извлечение и дальнейшее использование этих элементов представляет важную задачу ° .Влажные отходы шлифовального производства быстрорежущей стали имеют следующий компонентный состав, вес.%: влажность 18,0; СаО 0,4;

АЙ О 1801 W 55; Мо3 4; V 08g

З5 Cr 2,3у FeG 1,4у V Og 0,65; Cr 03 1 0, железо остальное.

Попытки извлечения этих. элементов обычными методами не дают положительных резуЛьтатов. 1 ак, присадка влажЩ ных отходов шлифовального производства быстрорежущих сталей в эавалку при электродуговой плавке приводит к большой потере элементов во время расплавления,. а переход в шлак окис45 лов ванади и хРома приводит к его эагущению и ухудшению технологических функций,. Добавка их при выплавке синтетического шлака вместе с углеродистым восстановителем (1,0-1,5% по стехиометрии) не обеспечивает полного восстановления окислов ванадия и хрома из-за плохого перемешивания ванны; они загружают шлак, снижая его рафиннрующие свойства. Кроме того, в шлаке и в обрабатываемой им стали йовышается содержание водорода.

Предлагаемый способ с присадкой влажных отходов шлифовального проиэI

1 водства быстрорежущих сталей вместе с углеродистым восстановителем и пос60 ледующей продувкой шлаковой ванны инертным газом обеспечивает допустимое содержание водорода в шлаке.

Интенсивное перемешивание шлаковой ванны способствует более полному

65 протеканию реакций восстановления

1055775 легковосстановимых окислов ван ия и хро ад дегазации и рафинирования шлака. Опытма, их более полному извлечению ным и тем в попутный леги ий путем установлено, что при интенранению высоких а ини ирующи металл и сох- сивнооти продувки м . 0 3 / . р ф нирующих свойств эти процессы протекают недостаточно шлака.

Количество присаживаемых на одну 5 0,4 м /т мин не и иэо ит к быстро, а интенсивность и о вки плавку влажных отходов шлифо вального ее эффективности. производства быстрОрежущих сталей Приме должно составлять 25-30% р и м е р. Синтетический шлак глинозема Присаж по массе и леги ий м руощ еталл выплавляют в шлацелесообразно с рисаживать менее 25% не- коплавильной печи, футерованной есоо разно с экономической точки 10 угольными блоками. Шихтовыми матезрения утилизации этих отходов. С увелич в. риалами служат свежеобожженная иэ30% значите еличением количества отхо ов бо д олее весть, катализатор К-5 и влажные оттельнасть значительно снижается производи- ходы шлифова льного производства х сталей. Количество шлакоплавильного агрегата быстрорежущи ций де а из-за увеличения длительности опе адегаэации шлака и восстановлер — )5 присаживаемых влажных отходов шлифовальног прои воцст 6blcTp0pBR Hx слов. лажные отходы вместе с сталей изменяют в пределах 25-30% углеродсодержащим восстановителем по расчету на необхо необходимо присаживать о тдельными глин з ту на необходимое содержание порциями б о ема в шлаке. Вначале сплавля л ересыще и, что ы не создавать больших ни шлака окислами хрома ют в необходимой пропорции известь, и ванадия з я, загущающих его. По этим ии шлн с катализатором, затем шихтовые порже соображения .ажениям из глиноземистых в к ц шлифовальных отходов и кокса .материалов влаж количестве, необходимом по стехиовлажные отходы следует метрии на восст присаживать в последнюю восстановление окислов конце сплавления извести с каталиэаочередь в железа, ван ия и х ад рома. После прнтором К-5 на готовую шлаковую ванс ну. и с катализа- садки последней шихтовой порции но у - не позднее, чем за 10 мин до выпуска тн газ в течение . гоном с интенсивностью 0,3-0,4 м /хх всего периода присадки влажных отхо-,хмин П дов шлифовальиого производства быст- ЗО вылуск шлак ин. осле ее окончания производят выпуск шлака и легирующего металла. рорежущих сталей экономически неце- . Результаты опы лесообраэно, поскольку-интенсивная

ы опытных плавок представлены в таблице. продувка обеспечит эа небольшой про- Легирую и межуток времени достаточную дегаэа- химичес и егирующий металл имеет следукнщий ически состав, Ъ: С 1,8; W 8 5у цию и рафинирование шлака. Продувку,, 35 Ио 5 2. V 1 5 ° 4

Р инертным газом следует производить Nn 0,3у P 0,,035; Я 0,023; Ге — осна заключительной стадии плавки пос!ле присадки последней порции влажных талл используют в качестве шихты при отходов шлифовального производства выплавке быстро еж ей с быс ро У и т и О тным путем, 40 пеРеплава в электродуговых печах. установлено, что продувку следует производить не ранее, чем за 20 мин . Применение и е а перед выпуском плавки В рименение предлагаемого способа к . процессе . расширяет круг использования глиноинтенсивной продувки происходит пере- :ýåìèñòûõ материалов при выплавке мешивание шлака с металлом пол ен-,, луч н- синтетических шлаков, позволяет ис.ным в результате восстановительных процессов. Опытным путем также устаных;пользовать влажные мате иалы и .кать дорогостоя е и е новлено что производить ро

r ,цувку . менты иэ щи д фицитные элепозднее чем 10 шихтовых материалов, не эа мин до выпуска ух ая удш Рафинирующих свойств синтеки нецелесоо разно, поскольку тического шлака, не хватит времени для полного разде- 5О ления металла и шлака.

От интенсив т интенсивности продувки металла;

Ожидаемый экономический эффект. от применения предлагаемого способа инертным газом зависит эффективность . составит 50-90 тыс ркиб в год

1055775

Способ

Интенсивность продувки м /т мин

Концентрация водорода, см /100 г

В шлаке В стали

Предлагаемый с продувкой инертным газом

5 0

1,0 30

0,8,, 20

1 5 10

1 2 5

0,2

4,8

0,3

4,7

0,4

5,4

0,1

Предлагаемый без продувки инертным газом

56 6,3

32 5,1

1,0

1,0

Известный

Продолжение таблицы

Предлагаемый с продувкой инертным газом

55 3 38,1 1,0

55,4 38,0 0,8

55837507 о,г

0 8

1,0

0,4

0,9

52,8 36,8

1,2

2 5

2,6

Предлагаежюй беэ продувки инертным гаэом

3,5

52 6 36,1 2,3

56,1 37,7 0,8

3,9

Известный

ВНИИПИ Заказ,9243/22 Тираж 568

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

Содержание влажных отходов шли фовально.го производства быстрорежуших ста лей, % по Л3. О.

Количество углерода кокса по стехиометрии

Время начала проДувки, мин до выпуска