Способ выплавки хромсодержащей шихтовой заготовки

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке хромсодержащих шихтовых заготовок в дуговых сталеплавильных печах. Цель изобретения - увеличение выхода годного металла, повышение степени извлечения легирующих элементов и снижение себестоимости готовой продукции. Отсевы графитации в количестве 10-15 кг/т совместно с отсевами магнитной сепарации отвальных шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома при их соотношении 1:(5-10) дают в зону распада электродов после завалки и каждой подвалки. За 5-10 мин до выпуска температуру металла доводят до 1530-1580°С и раскисляют шлак отсевами графитации в количестве 3-5 кг/т. Использование изобретения позволяет увеличить извлечение хрома на 8% и выход годного на 5%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4330163/23-02 (22) 20.10.87 (46) 15.11.89. Бюл. N 42 (71) Научно-исследовательский инсти° ° ° ут металлургии

72) В.А. Садитдинов, А.Х. Кадаме,тов, Г,С. Поносов, M.À. Рысс, В.Н. Карнаухов, В.Н. Бессонов и В.Г. Лавров (53) 669.187 ° 26 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 342918, кл. С 21 С 5/52, 1973.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 655727, кл, С 21 С 5/52, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N - 470537, кл. С 21 С 5/52, 1975. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ХРОМСОДЕРЖАЩЕЙ

ШИХТОВОЙ ЗАГОТОВКИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использоИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке хромсодержащих шихтовых заготовок в дуговых сталеплавильных печах.

Цель изобретения — увеличение выхода годного металла, повышение степени извлечения легирующих элементов и снижение себестоимости.

Отсевы феррохрома получают при магнитной сепарации отвальных шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома силикотермическим методом.

Состав магнитных отсевов производства феррохрома: СаО 50-52; Я10

„„SU„„1521780 А 1 вано при выплавке хромсодержащих шихтовых заготовок в дуговых сталеплавильных печах. Цель изобретения— увеличение выхода годного металла, повышение степени извлечения легирующих элементов и снижение себестоимости готовой продукции. Отсевы графитации в количестве 10-15 кг/т совместно с отсевами магнитной сепарации отвальных шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома при их соотношении 1:(5-10) дают в зону распада электродов после завалки и каждой подвалки. За 5-10 мин до выпуска температуру металла доводят до 1530-1580 С и раскисляют шлак отсевами графитации в количестве

3-5 кг/т ° Использование изобретения позволяет. увеличить извлечение хрома на 8Х и выход годного на 5Х.

2 табл.

25-28; MgO 8-12; Сг О 3-7; Cr 2-7;

Ре 6„остальное. В отсевах производства феррохрома остаточный хром входит в состав трудновосстанавливаемой шпинели МпО ° Сг О g, растворимость которой повышается с добавкой

8 0 . Восстановление оксидов хрома за счет углерода увеличивается с добавлением SiO . Поэтому для снижения температуры плавления шлака, получения стабильно высокой скорости восстановления оксидов хрома в систему ввелн отсевы теплонзоляционной шихты печей графитации (содержание углерода 77Х, золы 23Х, которая вносит МО ЗОХ, SiC 5Х), Присадка в

1521780

10 IS

20 печь 10-15 кг/т углеродсодержащих материалов совместно с магнитными отсевами производства феррохрома обеспечивает наиболее полное восI становление хрома, способствует обf разованию окиси углерода, что сни-: жает окислительный потенциал печной атмосферы, уменьшает угар легирующих элементов. Восстановление окиси хрома углеродом идет. по реакции

CrzO > + ЗС 2Cr + ЗСО.

Теоретическая температура начала реакции составляет 1240 С.

В зоне распада электродов при температуре выше 1240 С окись хрома полностью восстанавливается твердым углеродом.

Кроме. того, введение смеси магнитных отсевов производства феррохрома и .отсевов графитации, содержащих карбид кремния, который находится в виде включений в реликты кокса, в зону распада электродов, дает лучшее вспенивание шлака, что обеспечивает снижение потерь металла испарением, более стабильное горение дуги, более быстрый нагрев металла, снижаеФ перегрев футеровки печи.

При введении в печь углеродсодержащих материалов менее 10 кг на

1 т завалки восстановление оксидов хрома протекает медленнее, снижается образование окиси углерода, увеличивается окислительный потенциал печной атмосферы, что приводит к увеличениго потерь легирующих элемен,тов, снижает эффективность использования магнитных отсевов производ,ства феррохрома, .

Повышение расхода углеродсодержащих материалов выше 15 кг/т не приводит к значительному изменению скорости восстановления, дальнейшему возрастанию количества восстановленного хрома.

Отсевы графитации, содержащие в своем составе карбиды кремния в виде включений в реликты кокса, разбивают хромшпинелидьг, вспенивают шлак, ускоряют нагрев металла, обеспечивают более раннее шлакообразование, создагот восстановительную атмосферу в печи, что в конечном счете приводит к увеличению степени извлечения легирующих элементов.

Содержание отсевов производства феррохрома в 5-10 раз больше чем углеродсодержащих материалов позволя25

55 ет более эффективно использовать . хромсодержащие отходы. Количество отсевов производства феррохрома на плавку определяется требуемой основностью шлака и исходным содержанием кремния в металле шихты. Присадка в печь, после расплавления завалки, магнитных отсевов производства феррохрома в количестве 50-150 кг на 1 т шихты способствует образованию шлака основностью 1-1,5, снижает потери легирующих элементов. Иагнитные отсевы производства феррохрома, содержащие 50-52Х СаО, имеют температуру плавления много ниже температуры .плавления извести. Цена

1 т отсевов производства феррохрома . ниже цены l т извести на 20 руб.

Кроме того,, отсевы, содержащие мелкие корольки феррохрома, окислы хрома, являются дополнительным источни" ком поступления хрома в металлоших1ту. Нрисаживаемые в смеси с отходами графнтации в зону распада электро" дов магнитные отсевы производства феррохрома, находясь в высокотемпературной зоне, быстро расплавляются °

Окислы хрома, взаимодействуя с углеродом,,восстанавливаются. Раннее шлакообразование и восстановительная атмосфера в печи предохраняют легирующие элементы от окисления.

Таким образом, проявляются следующие свойства: ранее гглакообразование пенистого шлака, имеющего пониженную температуру плавления; применение недорогих материалов, позволяющих заменить дефицитный плавиковый шпат, а также известь смесью флюсов, содержащих хром; смесь электропроводна, легкоплавка,, дешевле извести, вносит дополнительно хром и окислы хрома, при этом используются отвальные шлаки, т.е. создается малоотходная технология выплавки шихтовой заготовки.

Перед выпуском металла из печи окислы легирующих элементов восстанавливаются из шлака введением порошка отсевов графитации, которые имеют в своем составе карбид кремния, но не в свободном виде, а в виде включений в реликты кокса, что обеспечивает более высокую степень восстановления легирующих элементов.

Используемые на раскиспение отсевы графитации обладают большей восста. 1521780 ь- выплавке шихтовой заготовки Б26. В печь загружали 1,5 т стружки. После проплавления завалки в зону распада электродов вводили смесь из 20 кг отсевов графитации и 180 кг магнит5 ных отсевов производства феррохрома.

Загрузив с первой подвалкой 1,4 т стружки и проплавив ее, в печь ввоь )p дили еще 30 кг отсевов графитации и 180 кг магнитных отсевов производ- . ства феррохрома.

После расплавления всей заваленной в печь с пятью подвалками струж15 ки (9,5 т) и нагрева расплавленнЬго

° металла до 1540 С на шлак присаживали 30 кг порошка отсевов графитации.

Через 7 мин металл выпускали в ковш.

° Химический состав шлака перед вы20 пуском из печи металла шихтовой saготовки Б26 по известной и предлага-. емой технологии приведен в табл.1.

Результаты, полученные по предлагаемому и известному способу выплавки шихтовой заготовки Б2б, приведены в табл.2.

\ нови тельной спо с об но ст ыо, имеют 6ол шую насыпную массу, чем кокс, уголь что также положительно отражается на степени извлечечия легирующих, обеспечивает более полное восстанов ление.

Введение в печь при температуре металла 1530-1580 С 3,0 кг отсевов графитации позволяет восстанавливат в среднем 3,5 кг хрома. При присадке на шлак менее 3 кг/-. отсевов гра фитации ухудшаются кинетические условия восстановления окислов из шла ка, что приводит. к увеличению потерь легирующих элементов. Повышение расхода отсевов графитации выше

5 кг/т не приводит к дальнейшему увеличению степени извлечения хрома

Раскисление шлака отсевами графи тации, которые. вводят в печь одновременно, углерод и карбид кремния, способствует разрушению хромшпинели дов и разжижению шлака; снижает содержание Cr 0> с шлаке до ЗХ; уменьI шает массу шлака в 2-3 раза, что обеспе чивает увеличение извлечения легирующих элементов.

При температуре металла ниже

1530 С увеличивается вязкость шла- 30 ка, его физико-химические свойства ухудшаются, что приводит к снижению степени извлечения хрома.

Повышение температуры более

1580 С приводит к тому, что продолжительность плавки увеличивается, содержание Cr 0 в шлаке возрастает.

При раскислении шлака продолжительностью менее 5 мин не успевает . прореагировать весь присаженный уг- 40 леродсодержащий материал что снижает извлечение хрома.

При раскислении шлака более 10 мин неоправданно увеличивается продолжительность плавки. 45

Предлагаемый способ ресурсосбере-. гающей технологии выплавки хромсодержащей шихтовой заготовки позволяет: вовлечь в производство ранее не используемые отсевы производства феррохрома и отсевы теплоизоляционной шихты печей графитации, что увеличивает степень извлечения хрома, повысить выход годного металла, а также снизить себестоимость готовой продукции, Это подтверждается опытно-промышленными плавками, которые проводили в дуговой сталеплавильной печи при

Анализ данных, приведенных в табл.1 и 2, показывает, что исполь- зование предлагаемого способа выплавки шихтовой заготовки обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: уменьшается в шлаке количество окислов хрома с 24 до

10,3, окислов марганца с 9,2 до

4,2Х, извлечение хрома увеличивается на 8, никеля на ЗХ, выход годного (жидкого) металла увеличивается на 5Х.

Формула изобретения

Способ выплавки хромсодержащей шихтовой заготовки, включающий порционную загрузку стружки, введение смеси углеродсодержащих и шлакообразующих материалов в измельченном виде при соотношении 1:(5-10) после расплавления завалки и каждой последующей подвалки, раскисление шлака углеродсодержащими материалами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода годного металла, повышения степени извлечения легирующих элементов и снижения себестоимости, в качестве углеродсодержащих материалов используют отсевы графитации в количестве 10-15 кг на

1 т завалки, в качестве шлакообразую-.

1521780! щих материалов — отсевы магнитной сепарации отвальных шлаков пронзвод.. ства низкоуглеродистого феррохрома, при этом всю смесь указанных материалов дают в зону распада электродов, а за 5-10 мин до выпуска тем- пературу металла доводят до 15301580 С и раскнсляют-шлак отсевами графитации в количестве 3-5 кг на

1 т:всей металлозавалки.

Таблица1 г Химсостав шлака, /.

СаО Ы0 2 МпО

Технология

Основвыплавки ность

Cr O. шлака

Известная (прототип) 13,4

Предлагаемая 24,5

27,4 9,2

22,8 4,2

0,49

10,3

Твблица2

Расход навести, кг/т

Ъ

Расход отсевов проняло ства фе рохрона кг/т

Расход углеродсодерхвннх материалов, кг/т

Техиоло»

Темпера-. тура не" телла рвскисления глвкв, С

Выход годного мевсход глерододерквих маеривлов в рвснслеиие алака, хг/т гия выплввления

Никель твллв, 2

I 1320

82 91

30 3 1340

50 3 1340

so з 1343

30 ° 3 1333

43 3 1S4O

70 4 1330

130 3 1340

1SS Э . !333

SO 2 1330

SO 3 13 33

SO б 1333

30 3 1323

30 3 15 80

so з 13 83

7О .4 1343

75 4. 1340

100 4 1343

130 3 13 33

ISS 1340

S0 3 1343

30 4 1333

30 4 1340

SO 4 1340 ь

Сниаветсл восст.хрома

+ь

Неоправданно увеличенный расход отсевов грабитвцин в юю.

Увеличиввмтсл потери хрома, никеля

Фвt4

Спивается выход годного нателла, вСниквется навлечения хрома, выход годиога металла.

Составитель Н. Попов

Редактор Н. Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор М. Пожо

Заказ б895/ 25 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

П оизводственно-издательскии комбинат Патент, г. жг р д, у . р

11

У о о .л. Гага ина 101 роизв

Прототип

Предлагаемая

2 з

3 б

8

1О

II

12

13

14

13

16

17

18

19

2О

21

22

IS

l6

18

1О

lO

1О

1О

1О

1О ю

l0 ю

13

13 !

13

IS

1О

10 ю ю

86

87

88

86

9О

86

83

89

91

88

86

94

93

94

94

93

94

94

92

92

94

94

92

94

92

93

92

92

92

91

93

93

94

92

98

96

98

98»е

96 "Я

98

98

93»

94

97

98 "„

94

98

93

98

97

96

98

93л

94

96

98

94ьев+