Способ производства низкоуглеродистого феррохрома

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 аю пи (gg q С 22 С 33/04 С 21 С 7/00.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБ Кт НИЯ /:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3813007/22-02 (22) 19. 11.84 (46) 30.05.86. Бюл. У 20 (7i) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина (72) Н.П.Лякишев, А.Г.Шалимов, В.Г.Мизин, А.И.Кондратьев, Д,M.Макаров, Е.Н.HBGllIHHB.

В,И.Трахимович, Б.А.Шушлебин, Д.Ф,Железнов, В.Г.Нетреба, Н.И.Семено, В.В.Казанский и С.С.Волков (53) 669. 168(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 239989, кл. С 21 С 7/00, 1963.

Авторское свидетельство СССР

Р 901293, кл. С Zi С 7/00, 1979. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА, включающий выплавку рудноизвесткового расплава, выпуск его в ковш, силнкотермическое восстановление расплава ферросиликохромом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше-, ния степени восстановления хрома, силикотермическое восстановление начинают при температуре 1700- 1750 С, подавая в расплав ферросиликохром с интенсивностью 15 — 40 кг/т мин и дополнительно проводят при этом глубинную продувку аргоном с интенсивностью 0 5-3,0 м /т.мин до достижения температуры расплава 1800-1850 С, которую в дальнейшем поддерживают постоянной за счет подачи охладителя с интенсивностью 10-30 кг/т.мин, продолжая при этом продувку аргоном и подачу ферросилпкохрома, а после израсходования заданного количества ферросиликохрома и охладителя расплав продувают аргоном в течение 5-10 мин с указанной интенсивностью.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве охладителя используют смесь извести с хромовой рудой, которую вводят в количестве 50 †1 кг/т °

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что силикотермическое восстановление проводят в конвертере с донным дутьем.

1234450

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству низкоуглеродистого феррохрома, Целью изобретения является повышение степени восстановления хрома.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу, включающему выплавку рудноизвесткового расплава, выпуск его в ковш и силикатермическое восстановление расплава ферросиликохромом начинают о при температуре 1700-1750 С, подавая в расплав ферросиликохром с интенсивностью 15-40 кг/т мин и дополнительно проводят при этом глубинную продувку аргоном с интенсивностью 0,5-3,0 и / т мин до достижения температуры расо плана 1800-1850 С, которую в,цальнейшем поддерживают постоянной за счет подачи охладителя с интепсивнастью 10-30 кг/т мин, продолжая при этом продувку газом и подачу <рерросиликохрома, а после израсходования заданного количества ферросиликохрома и охладителя расплав продувают аргоном в течение 5-10 мин с указанной интенсивностью.

Б качестве охладителя используют смесь извести и хромовой руды в количестве 50-150 кг/т, Силикотермическое восстановление проводят в конвертере. о

При температуре менее 1700 С скорость подъема температуры мала, так как из-за повьппенной вязкости реакция силикатермического восстановления идет замедленно и тепла выделяется мало, в ванне происходит накопление непрореагировавшего кремния, в результате чего в дальнейшем коде продувки по мере разогрева ванны возможна бурная реакция с выбросами.

Повышать температуру расплава в конвертере перед началом продувки выше 1?50 С неэкономична из-за необхсдимости соответствующего перегрева в дуговой печи перед выпуском в передаточный ковш и дальнейшей заливкой в конвертер.

Процесс силикотермического восстановления окислов хрома из расплава с загрузкой ферросиликохрома и продувкой газом проводят в три периода: в первый период в расп.:.в вводят ферросиликохром и одновременно продувают нанну газом, в результате чего температура повьппается от 17001?50 С до 1800- 1850 С, во втором периоде дополнительно вводят охладитель в виде смеси извести и хромовой руды, в результате чего температура процесса поддерживается пасто5 янной в пределах 1800-1850 С и в третьем периоде ванну продолжают продувать газом без ввода ферросиликохрома и охладителя для более полного восстановления окислов хрома.

Процесс восстановления хрома во втором периоде с постоянной температурой 1800-1850 С и малой вязкости расплава происходит при хорошем его перемешивании, что обеспечивает достаточно высокое усвоение хрома. При о снижении температуры ниже 1800 С возрастает вязкость расплава,, ухудшаются условия перемешинания, чта в конечном итоге снижает степень усва2О ения хрома, Проведение процесса силикотермическога восстаповления во втором периоде при температуре вьппе 1850 С приводит к ускоренному разрешению футеровки, что снижает длительность службы передаточных ковшей и агрегата типа конвертер.

Тепловые расчеты процесса силикотермического восстановления окислов

ЗО хрома из рудноизвесткового расплава ферросиликохромом и выполненные эксперименты показали, что оптимальная интенсивность ввода ферросиликохрома равна 15-40 кг/т мин, при этом продолжительность подъема температуры до 1800- 1850 С в первом периоде была панна 2-6, а длительность ввода ферросил<лкохрома в количестве 200250 кг/т составляла 6-15 мин (дли1О тельность первого и второго периодов плавки).

При уменьшении интенсивности ввода ферросиликохрома ниже 15 кг/т мин увеличивается длительность всей плавки, при интенсивности ввода выше

40 кг/т мин возможны выбросы расплава из-за бурного характера протека1<ив р< акции.

Поддержание температуры на постоа янном уровне в пределах 1800-1850 С ва втором периоце плавки осуществляют загрузкой твердой шихты — охладителя с интенсивностью 1030 кг/т мин.

Загрузка охладнтеля с интенсивностью менее 10 кг/т.мин приводит к о росту температуры выше 1850 С, а за.грузка с интенсивностью более

1234450 4

30 кг/т мин — падению температуры ниже 1800 С.

Проведенные эксперименты показали также, что интенсивность перемешивания ванны газом в первом и втором периодах плавки равна 0,5—

3,0 и /т мин. При интенсивности продувки менее 0,5 м /т мин из-эа недостаточной, полноты перемешивания ванны снижается степень восстановления окислов хрома, а длительность плавки увеличивается, Продувка с интенсивностью более 3 м /т мин вызывает появление выбросов расплава.

После окончания загрузки всего количества ферросиликохрома (200250 кг/т} и твердой шихты — охлади,теля (50 †1 кг/т) для завершения ,реакций восстановления в третьем периоде необходимо перемешивать ван- ну .газом в течение 5-10 мин. При продолжительности продувки менее 5 мин реакция проходит недостаточно полно.

В шлаке содержится окислов хрома более 5-6, а в феррохроме содержание кремния превышает пределы по стандарту (1,5 мас.X). Нецелесообразно по причине увеличения длительности плавки и охлаждения ванны повышать время продувки в третьем периоде выше

10 мин, не получая при этом заметного повышения степени восстановления хрома.

Процесс силикотермического восстановления предполагается осуществить в агрегате типа конвертер или иной металлургической емкости, оборудованной устройством для глубинной продувки расплава газом. Системой отсоса и очистки выделяющиеся газы и возгоны удаляются, что исключает загрязнение атмосферы цеха токсичными веществами.

Пример осуществления способа производства ниэкоуглеродистого феррохрома.

В дуговой печи иэ смеси хромовой руды и извести в соотношении 1,08:

0,92 выплавляют рудноизвестковый расплав следующего химического состава, мас. : Сг 0 30, СаО 41; РеО 7; другие окислы остальное.

Химсостав шихтовых материалов для выплавки низкоуглеродистого феррохрома следующий: хромовая .руда марки

ДХ-1-1 с содержанием Crz0> не менее 50 мас.X. В работе применяют хромовую руду с содержанием, мас.%: Cr,Î

50-52, Fe0 10-12, NgO 13-15, AE O

9-11, Si0 6-9; известь свежеобожженная с содержанием СаО не менее

90 мас. .. В работе применяют известь состава, мас. : СаО 90-92; SiOz 1,52,5; Akz0> 1,5-2,0; п.п.п. 5-6; ферросиликохром марки ФСХ-48 с содержа- нием хрома не менее 33 мас.X и кремния 42-53 мас. X.

Расплав выпускают в передаточный ковш и заливают в агрегат типа конвертера. Переводят агрегат в рабочее состояние, загружают ферросиликохромом и продувают ванну аргоном.

В течение 2 мин (первый период лавки) в результате экзотермической ре акции восСтановления окислов хрома расплава кремнием ферросиликохрома температура поднимается до 1850 С.

После достижения указанной температуры начинают загружать твердую шихту-охладитель, продолжая загрузку ферросиликохрома и продувку аргоном с прежней интенсивностью (второй период плавки).

В табл. 1 представлены технологические операции по трем примерам осуществления способа.

После загрузки заданного количества ферросиликохрома (250 кг на 1 т расплава) и твердой шихты — охладителя (150 кг на 1 т расплава) ванну продолжают продувать в течение 5 мин аргоном с интенсивностью Зм /т мин.

Расходные коэффициенты и количество продуктов плавки указаны в табл. 2.

При содержании Cr Ол в конечном шлаке ЗЕ потери хрома íà 1 т рудноизвесткового расплава составляет

19 кг/т.

Охладитель получали предварительным смешиванием хромовой руДы (54 мас. ) и извести (46 мас.X) . Химический состав охладителя соответствует химическому составу рудноизвесткового расплава, %: Cr Од 2729, Са0 40-43, Fe0 7-9, NgO 8-12, AE Оз 4-7, SiO 4-6.

В результате осуществления процесса силикотермического восстановления окислов хрома получены низкоуглеродистый феррохром, содержащий, мас.X:Cr 67; С 0,03; Si 0,5, и конечный шлак с содержанием, мас. : Са0 45, Si0z 25, Сг Оз 3; прочие окислы остальное, 1234450

Таблица 1

1700

1750

1725

15

2,0

0,5

1850

1825

1800

30

10

0,5

2,0

200

225

250

100

1 50

Таблица 2

1(олич е ст во

Расход на 1 т рудноизв есткового расНаименование на плавку массой 4 т, т

0 5(Хромовая руда

1,74

0,46

Известь

Содержание Cr в 1 т рудноизвест- кового расплава равно 176 кг/т.

Выход хрома из хромовой руды 89,27

Для прототипа при среднем содержании Cr,0> в конечном шлаке 4,57 выход хрома 84X..

Наименование операции

Температура расплава в конвертере в начале продувки аргоном, С

Интенсивность загрузки ферросили— кохрома, кг/т мин

Интенсивность продувки аргоном,, и /т. мин

Температура расплава БО второй о риод:BB.BKh С

Длительность подьема температуры ,первый период)„ мин

1Интенсивность ввода охладителя,. кг/ мин

Длитель Gcòü продувки аргоном после загрузки фергосиликохрома и охладителя (третил период)„ мин

Ицтенсивность продувки аргоном после загрузки феррос иликохрома и охладителя в третий период, мин

Расход ферросиликахрома на плавку, кг/т

Израсходовано ox JIG>,и I" е-!Irf (I /T показателя

Унос окислов хрома при продувке в конвертере в среднем 0,336 кг/т рудноизвесткового расплава или 0,127..

Унос собирается в системе газосчистки и может вновь использоваться в процессе °

Показатели по примерам

Расход на 1 т (физическую) феррохрома, T/Ò

1234450

Продолжение табл.2

0,73

0,90

0,225

Ферросипикохром

Низкоуглеродистый феррохром

1,24

1,0

0,31

2,97

Конечный шлак

3, 68.

0,92

Составитель Т. Морозова

Редактор И. Слободяник Техред И.Попович Корректор С. Черни.;.:Заказ 2956/32

Тираж 567

Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская..наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4