Шихта для получения сплава силикомарганца с алюминием

 

Изобретение относится к производству ферросплавов и лигатур, в частности к составам шихт для получения комплексных сплавов, предназначенных для раскисления и модифицирования сталей и чугунов. Целью изобретения является повышение качества и снижение стоимости сплавов. Шихта для получения силикомарганца с алюминием содержит, мас.%: порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца 40-70

отсев алюминиевой стружки 25-40, порошкообразные отходы известнякового карьера 5-20. Применение шихты для выплавки сплава позволяет увеличить переход основных элементов в сплав, уменьшить в несколько раз содержание вредных примесей (P и S) в сплаве и снизить стоимость сплава. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (l9) (1I) ( (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

25-40 стружки

Порошкообразные отходы известнякового карьера

5-20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4303230/31-02 (22) 21.07.87 (46) 30.05.89. Бюл. К- 20 (71) Грузинский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Г.Н.Звиададзе, А.С.Таругашвили, Ю.И.Циргвава, Б.Х.Кердзевадзе, Г.А.Ломтатидзе, О.Ш.Микадзе и P.Ä.Ëàáàäçå (53) 669.168.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 901325, кл. С 22 С 35/00, 1982.

Чубинидзе Т.А., Арсенишвили А.Ю., Джапаридзе С.Г. и др. Выплавка силикомарганца с алюминием в полупромышленном масштабе. — В кн.; Теория и практика получения и применения комплексных ферросплавов. Тбилиси:

Мецниереба, 1974, с.32-36.

Изобретение относится к производству ферросплавов и лигатур, в частности к составам шихт для получения комплексных сплавов, предназначенных для раскисления и модифицирования сталей и чугунов.

Цель изобретения — повышение качества и снижение стоимости сплава.

Предлагаемая шихта для получения силикомарганца с алюминием содержит в качестве марганецсодержащего и кремнийсодержащего материала порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца (ЭДМ), в качестве алюминийсодержащего вещества и вос(51) 4 С 22 С 33 04 С 22 В 4 06

2 (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА СИЛИКОМАРГАНЦА С АЛЮМИНИЕМ (57) Изобретение относится к производству ферросплавов и лигатур, в частности к составам шихт для получения комплексных сплавов, предназначенных для раскисления и модифицирования сталей и чугунов. Цель изобретения — повышение качества и сни- жение стоимости сплавов. Шихта для получения силикомарганца с алюминием содержит, мас.X: порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца 40-70; отсев алюминиевой стружки 25-40, и порошкообразные отходы известнякового карьера 5-20.

Применение шихты для выплавки сплава позволяет увеличить переход основных элементов в сплав, уменьшить в несколько раз содержание вредных примесей (P и S) в сплаве и снизить стоимость сплава. 3 табл. становителя — отсев алюминиевой стружки производства вторичных алюминиевых сплавов, а в качестве известняка — порошкообразные отходы известнякового карьера при следующем соотношении ингредиентов, мас.7.:

Порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца 40-70

Отсев алюминиевой

1482972

Пример ы. Готовят несколько различных составов шихт, из которых выплавляют сплав силикомарганца с алюминием.

Составы предлагаемой и известной шихт представлены в табл.1.

Шихты готовят следующим образом.

Фракционный состав шлама производства ЭДМ, отсева алюминиевой стружки, порошкообразных отходов известнякового карьера исходный, каким он является у отходов соответствующих производств: величина зерен шлама производства ЭДМ .менее 0,25 мм, отсе- 15 ва алюминиевой стружки 0-8 мм, порошкообразных отходов известнякового карьера 0-3 мм. Химический состав используемых шихтовых материалов при.веден в табл.2. 20

Технический состав прокаленного ткибульского угля, мас.X: зола 54,10 летучие вещества 5,8, сера 1,80.

Химический состав отсева алюминиевой стружки, мас.%: Cu 2,59-2,94, 25

Si 5,40-б,22; Mg 0,12-0,26; Zn 1,964,12, Fe 0,90-0,94; Ni 0,17-0,18;

Nn 0,25-0,26 Al — остальное. Отсев алюминиевой стружки представляет некондиционный отход подготовки алюми- 30 ниевой стружки (сушка, магнитная сепарация и т.д.) и не удовлетворяет

ТУ 48-26-.52-82 на выплавку алюминия.

Подготовленные к плавке шихтовые материалы засыпают в бункера дозировочного устройства, откуда при помори питателей или самотеком их подают в мерник, установленный на весах.

Взвешенные материалы подают в смеситель, где шихту перемешивают в тече- 40 ние 7 мин. Тщательно перемешанную шихту засыпают в плавильный бункер, откуда подают в плавильный горн шнековым питателем.

Плавильный горн (шихта) емкостью 0,5 м состоит из разборной цилиндрической чугунной плиты. Горн внутри зафутерован огнеупорными материалами. Несколько штук подготовленных горнов устанавливают в предварительно подогретую до температуры 700 С печь. Отопление печи и нагрев плавильного горна осуществляют природным газом.

Начало экзотермического процесса осуществляется подачей на поверхность шихты жидкого металла или при помощи запальной смеси, в ряде случаев используют также электрозапал.

После начала реакции оптимальная продолжительность плавки составляет

15 мин.

По окончании восстановительных реакций печь отключают (отключают подачу природного газа и выключают горелки), горны выдерживают в рабочем пространстве печи до полного застывания сплава и шлака.

После этого горны извлекают из печи для охлаждения на воздухе до комнатной температуры. Следующую партию плавильных горнов загружают в печь сразу же после выгрузки горнов с проплавленной шихтой. При этом процессы выгрузки и загрузки проводят в самые короткие сроки для сохранения тепла в рабочем пространстве печи, контроль осуществляют rio температуре рабочей камеры, которая не должна опуститься ниже 700 С. о

После раскрытия плавильного горна по его высоте четко видно разделение металлического сплава в нижней части и шлакового слоя на поверхности. Ðàñход шихты в одном горне составляет

1200 кг. Выход металлического сплава

59,0% и шлака 38,0Х.

В табл.3 приведены основные показатели выплавки и химический состав полученного сплава..

Анализ результатов промышленных испытаний показывает, что использование предлагаемой шихты позволяет получить сплав высокого качества, содержание фосфора и серы в нем снижены в несколько раз по сравнению с использованием известнои шихты. При этом получаются плотные по структуре,. массивные слитки лигатуры, которые не рассыпаются на воздухе и не требуют специальной тары для транспортировки.

Увеличение содержания в шихте по- ., рошка шлама производства ЭДИ выше

707 приводит к снижению использования основных элементов: Mn Si.u Al. Процесс идет неровно, по высоте тигля отмечаются непроплавленные зоны, не удается разделить металл и шпак по высоте. При снижении в шихте содержания шлама ЭДИ ниже 407 также резко падает использование основных элемен.тов: Nn Si и А1.

Нижний предел расхода порошкообразных отходов известнякового карьера позволяет получить гомогенный, жидкоподвижный шлак с высокой реакФ

25 "40

5 14829 ционной способностью. Расход этих от-, I ходов меньше 5Х нецелесообразен, так как это снижает дефосфорирующую способность шлака и содержание фосфора резко повышается в сплаве до 0,187.

При увеличении содержания их в шихте выше 20Х не успевает сформироваться шлак, его состав неравномерный по высоте, что отрицательно сказывается на рафинирующих функциях шлака, содержание фосфора в сплаве увеличивается, качество сплава резко падает.

Содержание отсева алюминиевой стружки строго регламентируется таки- 15 ми технологическими параметрами, как время протекания процесса, количество тепла, необходимое для завершения плавки и образования двух четко разделенных фаз — металла и шлака. При содержании отсева алюминиевой стружки ниже 25Х резко снижается содержание алюминия в сплаве, сплав получается неоднородным, процесс затухает, восстановителя и теплоносителя не 2б хватает, образуются непроплавленные зоны, не хватает тепла для формирования активного шпака и плотного слитка сплава. Если отсев алюминиевой стружки взят в шихте более 40Х, процесс идет gp излишне бурно с выбросами, использование основных элементов уменьшается . из-за высокого угара при высокой температуре:лроцесса. Слиток сплава рассыпается на воздухе, в местах излома

35 наблюдаются крупные. неметаллические включения.

Предлагаемая шихта позволяет получить силикомарганец с широкой вариацией содержания алюминия в сплаве. 4О

При этом резко сокращается длитель- . ность плавки.

Использование предлагаемой шихты позволяет реализовать дешевые, легкодоступные исходные шихтовые материа- 4 лы, которые являются отходами.

Высокая скорость протекания нроцесса обеспечивает одновременное протекание восстановительных и рафинирующих реакций.

Разработанный состав шихты позволяет создать энергосберегающую технологию процесса, легко осуществляемую в условиях любого металлургического производства, в частности у сталеплавильных агрегатов перед непосредственным использованием получаемого сплава. При этом не требуется расхода электроэнергии, значительно сокращается потребность в рабочей силе.

Получение силикомарганца с алюминием становится возможным без сложных дуговых электрических печей, исключается операция разливки полученного сплава в изложницы, так как плавка и формирование слитка происходит в одном и том же сосуде. Это упро-. щает процесс, значительно повышает его экономичность. формула изобретения . Шихта для получения сплава силикомарганца с алюминием, включающая марганецсодержащий, кремнийсодержащий, алюминийсодержащий материалы, восстановитель, известняк, о т л ич а ю щ а я .с я тем, что, с целью повышения качества и снижения стои- мости сплава, она содержит в качестве марганецсодержащего и кремнийсодержащего материала порошок шлама производства электролитической дву" окиси марганца, в качестве алюминий- . содержащего материала и восстановителя — отсев алюминиевой стружки производства вторичных алюминиевых сплавов, а в качестве известняка— порошкообразные отходы известнякового карьера при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Порошок шлама производства элек-, тролитической двуокиси марганца 40-70

Отсев алюминиевой стружки

Порошкообразные отходы известнякового карьера 5-20

)482972

Т а блица 1

Шихта

Прока- ленный

Отсев алюми" ниевой стружки

Кусковой

Порошкообразные отходы известнякового карьера

Марганцевый концентрат

2-ro сорта

Порошок шлама производства

ЭДМ ткибульский каменный уголь извест" няк (40 57

Известная

Предлагаемая

2

4

32,5

41

12,5

21

38

2 ° ОВае ° 2

Оееевв, аеЛ

Ьвв .

tsar в Э

3Ю 42tO5 Ре а t

"11,: 13

9 10 з 4 6 2

1,ЗО 2,60 2,63.; Оеl 75

2,ЗО

О,ЗО . 0,03

О 55

О,80

5З,25

51,50 4 Ю 1150 26,50 9 20 0,06

1,16 г

Явзвсмвв

ПРВДааваЕЕВВ

2

4

1 ° 1 0,05 0,01

0,9 0,08 0,01

0,9 0,10 0,02

IР2 0 16 0,01

0,8 0 18 0,02

Ь6,30 . 52,10

85 10 46,00

84,40 42,00

72,10 28,30

71,00 17 40

40,00

42,00

44,60

71,40

80,40

94 ° 70

92 10

91,60

88,20

87,ОО

8,90 0,20 О е 12

8,10 020 0 10

7,70 0,10 0,11

6 е50 0,20 О, 10

4,00 0,10 0,09.21,60

21, 00

20,50

I 7i30

18,70

67 е90

67,65

67,58

64,70

63,20. Вавеаев веевзэев»

chas 5Ш1 2ое3-26в4 20 10-21 ЗО

Ilats ass феевв

ЗРее

2-ее ееР» ев 45,40 IЗ 90

lycao»

° ВЮ ве» вее»вев» 0,65

Оевевве-. ебвеэ° ВФ ее» веще

re as»

РееРв, 0,52"0,64 зфае

stsa» ееез е

fl JIs

Компонентный состав шихт, мас.Ж

4в73 I ° 15 4е59 зв40 . Ое30 8|34 ОВВЕВЭ»

50,0-54,0 0,560,66 I 29 1,47 0,500,59 0 0500,О59 43,1043 66 О>ОЗЭО,О43,70 1,08 0,78 1,2 7,0 0,24 0 44 88,30 72 40 28е80 74 58 4700