Шихта для выплавки модификатора с редкоземельными металлами

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке модификаторов для производства высокопрочного чугуна и качественной стали. Цель - повышение модифицирующей и раскислительной способности модификатора и его удешевление. Шихта для выплавки модификатора с редкоземельными металлами содержит, мас.%: окислы редкоземельных металлов 10-27

отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья 30-35

порошкообразный отход известнякового карьера 10-25

отсев обожженного доломита 4-14

фторид кальция 1-2

порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца 20-22. Использование шихты позволяет выплавлять модификатор, содержащий 10-13% марганца при содержании в нем кремния 10-11%, повысить извлечение основных компонентов в сплав. 2 табл.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦЙАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1617029 A 1 (51)5 С 22 С 33/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

30-35

4-14

1-2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4653456/31-02 (22) 21,02.89 (46) 30.12,90. Бюп, У 48 (71) Грузинский политехнический институт (72) Б.Г. Гогичаишвили, Г,Н, Звиададзе, Ю.И. Циргвава, О.Ш, Микадзе, Г.Я. Грдзелидзе, Б.Х, Кердзевадзе, А.С, Таругашвили, Т,И, Бучукури н P.Ä. Лабадзе (53) 669.168.,3(088,8) (56) Патент CIJA N - 3440041, кл. С 22 С 35/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Р 607845, кл. C 21 С 7/00, С 21 С 5/54, 1978 ° (54) ЦИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ МОДИФИКАТОРА

С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАИИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке модификаторов для производства высокопрочного чугуна и качественной стали.

Цель изобретения — повышение модифицирующей и раскислительной способности кодификатора и его удешевление.

Предлагаемая шихта для выплавки модификатора с редкоземельными металлами содержит окислы редкоземельных металлов, фторид кальция, отсевы подготовки вторичного алюлиниевого сырья, порсшкообразный отход известнякового карьера, отсев обозленного доломита и порошок илама производства электролитической двуокиси марганца при следующем соотношении компонентов,мас.X:

2 модиФикаторов для производства высокопрочного чугуна и качественной стали, Цель изобретения — повышение модифицируюцей и раскислительной способности модификатора и его удешевление. Ыихта для выплавки модификатора с редкоземельными металлами содержит, мас.7: окислы редкоземельных металлов 10-27; отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья 30-35; порошкообразный отход известнякового карьера 10-25; отсев обожженного доломита

4-14; фторид кальция 1-2; порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца 20-22. Использование шихты позволяет выплавлять модификатор, содержащий 10-137. марганца при содержании в нем кремния 10-112, повысить извлечение основных компонентов в сплав. 2 табл.

Окислы редкоземельных металлов 10-27

Отсевы подготовки вторичного.алюминиевого сырья

Порошкообраэный отход известнякового карьера 10-25

Отсев обожженного доломита

Фторид кальция

Порошок шлама производ. ства электролитнческой . двуокиси марганца 20-22

Пример. Готовят несколько составов шихт, из которых выплавляют модификатор с редкоземельными металлами. Фракционны:. . состав всех шихтовых

1617029,компонентов берут в том виде, в .кото ром они получаются в процессе основ ного производства, т,е, без дополнительного измельчения. При этом фракционный состав отсавов подготовки вто5 ричного алюминия составляет 0-8 мм, а остальных материалов — в пределах

0-3 мм.

Ниже приведен. химический состав шихтовых материалов.

Окислы редкоземельных металлов, мас. %: La<0> 15,20; Се20 30,40;

ЯЙ 0 10,10; РЗМ 58,2; ППП 41,80.

Отсевы подготовки вторичного алю" миниевого сырья.

Отсев алюминиевой стружки (ТУ 4826-52-82), мас. %: Al 40-55; Si 5,6;

Mg 0,35; Zn .1,9: Ni 1,2; Мп 0,26;

Ре 14-15; остальное окислы Ге, Al и дро

Металлургический выход 55-40%.

Крупность не более 3 мм, 1

Отход отсева вторичного алюминиевого сырья, мас. %: Al 25-30; Si 25 !

6,20; Мц 0,20; Zn 0,80; Ni 0,87: Мп

0,16; Ге 15-18; остальное окислы Ге„

А1 и другие элементы.

Металлургический выход 25-30%.

Содержание класса минус 0,1 мм

15-20%.

Содержание металлического алюминия в классе 0,1 мм 30-35%. Отход,î;— сева вторичного алюминиевого сырья не удовлетворяет ТУ 48-26-52-82 и пред3.) ставляет некондиционный отход отсела вторичного алюминиевого сырья.

Порошкообразный отход известнякового карьера, мас. " SiOz 0,60," Сай

54,00> MgO 0,62; А1 О l,38; Ре 0,37:..

Р 0,057; ППП 42,60.

Известняк, добываемый в карьере, используется в процессах агломерации, доменного, сталеплавнльногс и ферросплавного производства„ При этом сог45 ласнс OCT 14-17-199-86 крупность ку.— . ков должна быть в пределах 5-30 м., Порошкообразным отходом называют известняк, содержаший в основном фракции менее 3 мм, Такой известняк, не удовзО летвсряюций условиям OCT и не имеюций

ТУ, является отходом известнякового карьера.

Порошок шлама произгсдства элект$5 ролитической двуокиси марганца (ЭДИ), мас „%: Мп 20, 50-26, 60; S i О 20-21, 4;

МпО., 8,3; СаО 4,80; Hi 0,20; 1"e. О „

3,4 ); A10> 4,60; МцО 1,20; Р 0„30, остальное сульфиды и оки=iы > элементов, Отсев обоженного доломита, мас,%:

Si0< 2„00; А1аО 2,0; Fe+0 0,30;

Mg0 36,00; СаО 55,00; Й О 2,20;

СО2 2 50.

Доломит обжигают в барабанных печах, после отжига рассеивают, Фракцию более 3 мм используют в металлургических производствах, а фракция менее

3 мм является отсевом обожженного доломита и не имеет ХУ, Составы предлагаемой и известной шихты приведены в табл. 1.

Подготовленные к плавке шихтовые материалы засыпают в бункера дсзировочного устройства, откуда при помо- . щи питателей или самотеком их подают н мерник, установленный на весах, Взвешенные материалы подают в смеситель, где шихту перемешивают в течение 5-7 мин. Тшательнс перемешанную шихту засыпают в графитовый тигель индукционной печи, емкости 2 т. Предварительно тигель нагревают до 950—

1000 С. После заполнения тигеля ших тов по нечь отключают и через 3-5 мин начинается экзотермический процесс.

Экзотермический период продолжается в среднем 15 мин, в момент затухания экзотермнческогс процесса печь включают для поддержания температуры с целью усреднения химического состава и полного разделения металла r шлака,, Зтст период дсводки прсдолжаетс яе бсл "e 10-12 мин., По окончании периода доводки сплав вместе сс шлаком выпускают в кокили. Весь процесс с момента загрузки шихты в тигель дс загрузки новой порции продолжается

25-27 мнн.

После сстывания сплава кскиль переворачивают. Слиток легко отделяет-. я от стенок кокиля. Поверхность металла чистая, без пленок шлака„ Нпаксвый слой ня верхней части слитка мод. :фикятсра отделяется от последнего без дополнительной механической обработки„. Выход сплава 46-47 ., Химический состав модификатора и данные пс извлечению элементов нз предлагаемой и известной шихты приведены и табл. 2

Анализ результатсн прсьыдленнсгс испытания пока-3àë, что .-.ерерабстка предлагаемой шихты позволяет получить модификатор с Ur.r oK:rè профилем мсдифицирования и ряск1п пения, BK как

1617029 предлагаемая шихта дает возможность

I ввести в сплав с РЗМ такие элементы, как марганец, магн3п1, а также повысить содержание алюминия до 28Х по сравнению с 20Х в известном, Одновременно

5 получают модификатор с низким содержанием кремния,(13Х по сравнению с 537.

B известном). Получаемый-модификатор не рассыпается на воздухе и не требует,0 специальной тары для трансп!Ортиров>ж, Размеры слитка очень гибко регулируются в зависимости от технологической необход3В1ости. Предлагаемый состав шихты позволяет получить модификатор с РЗИ при низком содержании кремния и при меньших материальнь1х затратах.

При выходе за рекомендуемые в,изобретении пределы содержания в 1штхте исходных шихтовых материалов резко 20 снижаются технологические показатели получения сплава.

При содержании в шихте менее 107. окислов РЗМ, например.9Х, наряду с быстрым восстановлением еще до завер- 25 шения процесса развивается окисление

Р3М кислородом атмосферы и оксидными составляющими п>1хты, что обуславливает снижение содержания РЗМ з сплазе ., При содержании В пихте окислов .30

РЗМ бо. = е 277, и,. ..пример 287 РЗМ, их извлечение из !!Одификатора уменьшается, что Выззано ошлакоза1гием соединений РЗМ при перенасыщении пми шихты„, ЭтО приВОЦит к ".OT "рям РЗЕ 1„ GTCEE И0 1ГОТОВ!сп IITO!)H<НОГО алю миниевого сырья является Восста!!ОВИтелем и источником алюминия В модификаторе. Прп со >ержани>1 В ши>сге В20кс) заявляемого„. напр>-.êcp ?97., отсека подготовки Вторичного алюми!Вц лого сырья не обеспечизас- тся Выс:о!сая стеПЕНЬ ИЗ!3ЛЕ !С!!ПЯ ".СЕ>: ".ЛЕМЕНТОВ„Б сплав переходит I3cco 20% А1, а также процесс затухает, образуются Вепроплазленные зон!!,, Е.сли отсезов подГOтозки Вторичного алюминиевого сырья

В пихте содер>кится 36%, процесс идет из.тишне бурно, с бо;п.шпми )31.!брос;!2!и, иззлече1>ие осно>31!1зс элементов умсньпается из-311 13bfGp оз Ii угара при Высокой температуре прозесса.

Пopo!Iкообр; зный Отход известнякоВО "0 карьера яз;!яется ф>!юсовь22! компоне !! ши ть io- . -ь ьц д 1 55 щим материалом. ПЕ)и содержании в 2ш.хте этого материала В количестве 97 шлак становится з)!В>сж1, неактивным и ! не обеспечивает Высокую степень извлечения элементов. При содержании в шихте 26Х порошкообразного отхода известнякового карьера нет возможности. получить гомогенный шлак, появляются нерасплавленные очаги и для расплавления этих очагов требуются дополнительные затраты электроэнергии, кроме того, восстановленный кальций окисляется кислородом воздуха и шихтоВых материалов.

Отсел обожженного доломита при содержании в пихте менее предлагаемого например 3 0Х не дает возможности извлечь значительное количество Мя из шихты, кроме того, полученный сплав трудно отделяется от шлака и требует дополнительной механической обработки.

При содер>ка1пп3 25,0Х отсева обо>20кенного доломита ухудшаются свойства шлака. Жак становится гетерогенным и заметно снижается его актпвпость, что приводит к значительному снижению восстановления элементОВ из нихты и спижению извлечения Всех элементов сплава. При содержании в шихте фторида кальция 0,5 нет возможности сОздать )кидIсОИОдВи>кнып шлак !ТО IipII

Водпт 11 )дл!е!3ьше!и!!с) пззлеченпя Всех элементов из пихты, сплав трудно отДеляется от шлака, В шлаке Образуется больпое колпчестВО Включенпй корольков сплаза ДО 3-5/,. Это призодпт к потерям сплава. Содер>!са!!Не в предJINNI аемой шпхте 2,5% фторпда каль>п1Я практ11 1ес>сп ИЙ Г!!Ияет 1!а сocTci13 мО дифпкатора и не у13еличпзает извл .чеНИЯ Э. IЕ2 !ЕНТ013 Ii ) !Ш!>.ТЫ

Фор!!у>!апзобрет<,ия

ЕЕ1!хта для 13ыплавкп модпфикатора с редко земе>п. ны. !и: !стал>!а>и, содержаща)! о!сис>!1! Е)ед!соземе>1ь!!ых металлов, алюмп1!!!>,соде 1>ка!!!!!й 21;. тс))п 1л к .2льций содер .В)П!Е! Алис, магпийсодержацпй матери;.1, 2,)тоЕ)>!д к!!.г!>,цп!1, о т л и ч а—

Io !1:; а я с я "см -1тО z с цР.. !ь!О ПОВН !!!е12!3)т мс);111ф1!Ипру!>щей и 1)1!с>спс>1!!т1ьной способнос: !и 1!с),!111)пкс!тОЕ)1! и егo уДс 1!OH .ения 011а с ОД 3) !aiT 13 кач(!!с тВС ал>с>!Нлпйсодер>сащс ГО матернала отсезы подгoт0331323; ГОЕ);. -.Ио."о алю;-!ИН1!е>30ГО сырья, В качсст-,е кал->цийсодер>кащегÎ фл20 с ГО к . j ьс ра. В качес TÂc .маГнпй содеЕ>:.кацего матери IJIz — отсев обожженного доломита и дополнительно содержит порошок шлама производства

1617029 злектролитической двуокиси марганца при следукщем соотношении компонентов, мас. Ж:

Окислы редкоземельных металлов . 10- 27

Отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья

Порошкоббразный отход известнякового карьера . 10-25

Отсев обожженного доломида 4-14

Фторид кальция 1 2

Порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца 20 22

30 35

Таблица 1 т

25 14

14 12,5

10 4

26 . 15

9, 3

9 3

10 7 ° 5

3 25 37

10 10

Та блица 2

Химический состав модчГрикатора,мас.7. Извлечение основных элементов,Х, Иихт

И Mn Si Al Ca Mg

Ре QP3M Na Si Al Ca Ng

Л J

1 1 (10 10 50 25 10 7

Осталь" 95 . 85 86 96 ное

12 12 26 10 5

13 13 28 11 3

12 9 20 4 14

8 5 22 7 1

7 5 24 6,2,,1,2

9 10,2 22 5,8 2,6

53 20 8

Предлагаемая

2

4

6

Известная

2 23

3 33

4 8

5 ЗО

6 ЗО

7 27

8 10 (известнаяя) 10 30

19 32

27. 35

9 29

28 . 36

28 34,5

25 35

21

22

19

23

23

33

11

11

31

11

Il

«11

1 ф 5

2

2,5

9 5

97 95

97 98

69 31

77 80

73,636

74 58

95 94

97 93

23 80

50 56

50 70

84 63

85 52

93 83

48 31

10 37

50 44

13 39