Способ удаления меди из расплава чугуна и стали

 

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАСПЛАВА ЧУГУНА И СТАЛИ, включающий расплавление и перегрев металла в плавильном агрегате, выпуск в ковш и подачу серусодержащих соединений щелочных металлов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, качества металла и стойкости футеровки ковша,, одновременно с подачей серусодержащих соединений в ковше создают избыточное давление 2-20 яти двуокиси серы или нейтрального газа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5I) С 21 С 1/04, 7/00 л

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3575813/22-02 (22) 11.04.83 (46) 07.04.85. Бюл. В 13 (72) А.М. Бигеев, А.И. Ушеров, К.Н. Вдовин и Г.С. Уваровский (71) Магнитогорский горно-металлур1 гический институт им. Г.И. Носова (53) 669 ° 745(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 777068, кл. С 21 С 1/04, 1979.

2. Report Invist Bur. Nunes.

U.S. Dip. Inter, 1975, р. 8065.

„„SU,114 872 A (54){57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЕДИ ИЗ

РАСПЛАВА ЧУГУНА И СТАЛИ, включающий расплавление и перегрев металла в плавильном. агрегате, выпуск в ковш и подачу серусодержащих соединений щелочных металлов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, качества металла и стойкости футеровки ковша,. одновременно с подачей серусодержащих соединений в ковше создают избыточное давление 2-20 ати двуокиси серы или нейтрального газа.

1148872

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии рафинированных черных металлов от меди, например вторичных черных металлов, медистых чугунов, сталей. 5

Известен способ рафинирования расплава черных металлов от меди, включающий ввод в расплав обезвоженных серусодержащих метериалов в потоке газоносителя и восстановителя.

В качестве серусодержащих соединений используют сульфаты, сульфиды и суль-. фиты щелочных и щелочноземельных металлов, а также сульфат железа. Эти материалы подают в расплав черных 15 металлов в потоке кислорода или воздуха, содержащем пылевидный углерод при соотношении углерода и кислорода 5:2 (1 3.

Недостатком данного способа уда- 20 ления меди является наличие окислительного потенциала газовой фазы, содержащей кислород, что обусловливает диссоциацню сульфатов с-образованием окислов металла и двуокиси 25 серы. Двуокись серы устанавливается металлическим расплавом, что повышает содержание серы в металле.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 3Q к предлагаемому является способ, включающими расплавление металла и нагрев его выше температуры ликвидуса, выпуск в ковш, оборудованный крышкой для уменьшения выбросов ме35 талла из ковша во время процесса обезмеживания и защиты атмосферы от выбороса сернистных соединений и натриевого пламени, В ковш подают шлакообразующук смесь, состоящую из серу- 40 содержащих соединений щелочных и щелочноземельных металлов с восстановителем — коксом ипи графитом. В результате восстановления сульфатов щелочных металлов образуется суль- 15 фидный шлак. Жидкий металл, содержащий медь, выдерживают под этим

3 шлаком при атмосферном давлении воздуха или инертного газа в течение ,времени, необходимого для более пол- у> ного удаления меди из железного расплава, после чего шлак и металл разд еляют (2 ).

Недостатками известного способа удаления меди является значительный переход серы из шлака в металл, что вызывает недбходимость проведения десульфации металла. Выделяющийся в результате диссоциации оксид натрия разъедает футеровку ковша, что приводит к более частым ремонтам ковша,-увеличивая расход огнеупоров на 1 т рафинированного металла, тем самым удорожая процесс.

Цель изобретения — повышение производительности процесса, качества металла и стойкости футеровки ковша.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления .медн иэ расплава чугуна и стали, включающему расплавление и перегрев металла в плавильном агрегате, выпуск в ковш и подачу серусодержащих соединений щелочных металлов, одновременно с подачей серусодержащих соединений в ковше создают избыточное давление 2-20 ати двуокиси серы или нейтрального, газа.

Нижний предел давления соответствует обезмеживанию чугунов с содержанием углерода более 4Х, так как процесс удаления меди ведут при 13501400 С, а при этих температурах диссоциация сульфатов и сульфидов щеочных металлов уменьшается при давении двуокиси серы или нейтральноо газа, равном или.более 2 атм.

Верхний предел 20 ати соответствует обезмеживанию сталей с содержанием углерода менее.0,057., поэтому необходимо проводить процесс при 1550-

1600 С а при этих температурах диссоциация сульфатов и сульфидов щелочных металлов уменьшается при достижении давления двуокиси серы или нейтрального газа 18-20 ати. Кроме того, при фолее высоком давлении двуокиси серы металл начинает поглощать серу из атмосферы, Предлагаемый способ удаления меди иэ расплава чугуна или стали осуществлен в лабораторной печи МВП-4, незначительно переделанной для создания избыточного давления. Опыты с чугуном проводят в графитовых тиглях. Чугун с содержанием меди 1Х и серы О,ОЗХ плавят в печи и его температура доводится до 1350 С. По достижении указанной температуры в печь через шлюзовую камеру подают сульфат натрия со стехиометрически необходимым для его восстановления до сульфида натрия углеродом. Одновременно с подачей шлакообразующей смеси в печи создают давление 2 ати двуокиси се11488

Составитель В. Сарамутин

Редактор В. Петраш Техред М.Кузьма Корректор1 М» -Розман

Заказ 1824/15 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ры. Металл под шлаком выдерживают в течение 10 мнн, после чего печь разгерметизируют и металл отделяют от шлака. Садка тигля по металлу составляет 100 г. Сульфат натрия подают в количестве 17 г.

Очищенный от меди чугун содержит меди 0,657, серы 0,045 — 0,0507.. Такой чугун не требует в дальнейшем операции десульфурации, а это сущест- 10 венно повышает производительность процесса и исключает применение дорогих десульфатов, например магния или известково-глиноземистых смесей, при последующем переделе чугуна в сталь.

Опыты со сталью проведены в алундовых тиглях. Сталь с содержанием меди 17. и серы 0,037. плавят в печи и ее температуру доводят до 1600 С, содержание углерода в стали 0,0457.

По достижении указанной температуры в печь через шлюзовую камеру подают сульфат натрия с углеродом. Одновременно с подачей шлакообразующей смеси в печи создают давление

72 4

20,0 ати двуокиси серы. Металл под шлаком выдерживают 10 мин, после чего печь разгерметизируют и металл отделяют от шлака. Садка тигля по металлу составляет 100 г. Сульфат натрия подают в количестве 17 r. Очи. щенная от меди сталь содержит меди

0,707., серы 0,15-0,207, т.е. меньше, чем по известному способу (0,24О, 07}, что требует меньшего количества десульфуриэаторов для приведения стали в кондиционное по сере состояние.

На предлагаемый процесс требуется шлака в 1,1-1,4 раза меньше, чем на известный, что удешевит процесс получения очищенного от меди металла. Подавление диссоициации сульфатов и сульфидов уменьшит поступление в газовую фазу окиси натрия, что позволит повысить стойкость футеровки.

Аналогичные результаты получения при использовании вместо двуокиси серы нейтральных газов, например аргона.