Шихта для выплавки фторидного флюса

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к производству фторидных флюсов, применяемых при электрошлаковой наплавке и сварке. Цель изобретения - повышение качества флюса и технико-экономических показателей их выплавки. Шихта для выплавки фторидного флюса, содержащая кварцевый песок, известь, флюоритовый концентрат, каустический магнезит, марганцевый концентрат, фтористый натрий и глинозем, содержит глинозем в виде отходов алюминиевого производства с отношением в них (CaF2+NaF)/C 2,8-7,3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы алюминиевого производства 24-28; фтористый натрий 3-5; флюоритовый концентрат 9-11; марганцевый концентрат 5-9; каустический магнезит 7-9; известь 16- 20; кварцевый песок 26-28. Использование в шихте отходов алюминиевого производства позволяет получить высококачественный флюс по химическому составу, улучшить технико-экономические показатели его выплавки . 3 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 5/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4750556/02 (22) 16.10.89 (46) 15.09.91. Бюл. N. 34 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) B.Ï. Кандыбка, Ю.M. Журавлев, А.Н. Морозов и B,А. Коваленко (53) 669.187.26(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1234439, кл. С 21 С 5/54, 1984, Авторское свидетельство СССР

М 1255646, кл. С 21 С 5/54, 1984.

Технологическая инструкция на изготовление плавления флюса марки ФЦ-16 ТИ

30-03-80. М.: ЦНИИТМАШ. (54) ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФТОРИДНОГО ФЛЮСА (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству фторидных флюсов, применяемых при электрошлаковой

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству фторидных флюсов, применяемых при злектрошлаковой наплавке и сварке.

Цель изобретения — повышение качества флюса и технико-экономических показателей их выплавки.

Шихта для выплавки фторидного флюса, содержащая кварцевый песок, известь, флюоритовый концентрат, каустический магний, марганцевый концентрат, фтористый натрий и глинозем, содержит глинозем в виде отходов алюминиевого производства с отношением в них (CaF2+NaF)/С 2;8-7,3 при следующем соотношении компонентов, мас.$:

iw5LJo0 1677069 А1 наплавке и сварке. Цель изобретения — повышение качества флюса и технико-экономических показателей их выплавки. Шихта для выплавки фторидного флюса, содержащая кварцевый песок, известь, флюоритовый концентрат, каустический магнезит, марганцевый концентрат, фтористый натрий и глинозем, содержит глинозем в виде отходов алюминиевого производства с отношением в них (CaFz+NaF)/С 2,8-7,3 при следующем соотношении компонентов, мас. (: отходы алюминиевого производства .24-28; фтористый натрий 3 — 5; флюоритовый концентрат 9 — 11; марганцевый концентрат

5-9; каустический магнезит 7 — 9; известь 1620; кварцевый песок 26-28. Использование в шихте отходов алюминиевого производства позволяет получить высококачественный флюс по химическому составу, улучшить технико-экономические показатели его выплавки, 3 табл.

Отходы алюминиевого производства 24-28

Фтористый натрий 3-5

Флюоритовый концентрат 9 — 11

Марганцевый концентрат 5-9

Каустический магнезит 7-9

Известь 1 6 — 20

Кварцевый песок 26-28

Отходы алюминиевого производств имеют следующий химический состав, мас %

Оксид кремния 2-5

Оксид алюминия 68-75

Фтористый натрий 2-7

Фтористый кальций 13-17

Углерод 2 — 7

1677069

При соотношении (CaFz+NaF)/С 2,8 — 7,3 в отходам алюминиевого производства обеспечиваются высокие диффузионные скорости перемещения углерода по всему обьему флюсового расплава. Последнее 5 способствует более полному восстановлению фосфора по реакции: (Саэ(РО@)+5С 3(СаО)+Р2+5{СО) (1) (МпО)+С Mn +{CO) (2) (Мп)+Р (Мп Р) (3) 10

Улучшение качества флюса путем введения в шихту отходов алюминиевого производства возможно вследствие проведенных исследований влияния отношения (СаРг+йаР)/С на содержание фосфора 15 в готовом флюсе.

Выбранное экспериментальным путем соотношение компонентов шихты и отношение суммы фторидов кальция и натрия к углероду, вводимых с отходами алюминие- 20 вого производства, является оптимальным для получения флюса ФЦ-16.

Введение в шихту кварцевого песка более 28 мас.% повышает степень образования кристаллов CazSI0<, что приводит к 25 появлению мелкодисперсной фракции готового флюса. Содержание песка в шихте менее 26 мас.% снижает содержание SI0z в готовом флюсе, что способствует угару кремния из наплавленного металла, ухуд- 30 шая его механические свойства, Содержание в шихте извести более

20 мас.% увеличивает гигроскопичность флюса, что повышает концентрацию водорода в металле. Введение в шихту извести 35

< 16 мас,% и каустического магнезита <

7мас.% не позволяет получать высокое поверхностное натяжение между остывающим шлаком и наплавленным металлом, в результате чего шлак необходимо удалять 40 вручную. Содержание магнезита более 9 мас.% способствует образованию соединений типа MgO Alz0g, что также затрудняет отделимость шлака от шва и увеличивает тугоплавкость шихты. 45

Содержание фторидов кальция и натрия более 11 и 5 мас.% соответственно ведет к повышенному улету газообразных фторсодержащих соединений, что требует повышенного расхода фтористого натрия и 50 флюоритового концентрата и ухудшает технико-экономические показатели выплавки флюсов. Введение в шихту NaF u CaFz менее 3 и 9 мас.% соответственно повышает вязкость расплава, что ухудшает кинетические усилия восстановления фосфора.

Введение отходов алюминиевого производства в шихту более 28 мас.% ведет к увеличению тугоплавкости шихты и насыщению ее углеродом. Содержание отходов менее 24 мас.% не позволяет полностью восстановить фосфор, внесенный марганцевым концентатом, а также снизить вязкость флюсового расплава.

При использовании отходов алюминиевого производства с отношением (CaFz+NaF)/С > 7,3 не достигается снижение содержания фосфора в готовом флюсе за счет его восстановления углеродом и наблюдается интенсивное испарение фторсодержащих летучих соединений, что ухудшает технологические свойства флюсов.

Если отходы имеют отношение (CaFz+NaF)/С < 2,8, то не обеспечивается более полное восстановление фосфора за счет высокой вязкости расплава. Кроме того, наблюдается увеличение содержания углерода в готовом флюсе, Пример. Шихту приготавливают путем смешивания предварительно взвешенных компонентов в соотношениях, требуемых для получения флюсов заданных марок в соответствии с химическим составом, регламентированнымм техническими условиями на их поставку, Отходы алюминиевого проиэводства задают с отношением (CaFz+NaF)/С 2,6; 2,8; 5,05; 7,3; 7,5. Выплавку флюсов производят в флюсоплавильной печи.

Составы шихты приведены в табл. 1, а сравнительный расход шихтовых материалов — в табл. 2.

Готовые флюсы имеют состав, близкий по содержанию основных компонентов к стандартному флюсу ФЦ-16 (табл. 3). Однако флюсы, выплавленные по вариантам 1 и

5, не удовлетворяют требованиям технических условий по содержанию оксидов кремния, алюминия, магния, марганца, фтористого кальция и натрия, флюс 1 имеет повышенное, а флюс 5 пониженное содержание оксида кремния, что обусловлено введением в шихту большего и меньшего (соответственно) количеств песка. Несоответствие флюсов 1 и 5 по СаО, МоО, МпО, CaFz, NaF требованиям ТУ обусловлено большим или меньшим количеством задаваемых шихтовых материалов. Кроме того, флюсы, полученные с использованием шихт

1.и 5, содержат, 0,036 и 0,038% фосфора соответственно, что ухудшает качество не только флюса, но и наплавленного металла.

Это обусловлено тем, что в шихте 1 используют отход с отношением (CaFz+

+ NaF)/Ñ 2,6. Последнее не позволяет создать необходимые диффузионные режимы за счет высокой вязкости расплава флюса процесса восстановления фосфора, По варианту 5 количества вводимого углерода не

1677069

Таблица 1

Компоненты

6 (известный

Отходы алюминиевого производства

Фтористый натрий

Флюоритовый концентрат

Марганцевый концентрат

Каустический магнезит

Известь

Глино.зем

Ква евый песок

26

28

24

22

10

5

14

7

8,5

18,5

11

11

22

9

9

16

7

18

Таблица 2 достаточно для восстановления фосфора из

Саз(Р04), так как отходы задают с отношением (СаР2+МаР)/С 7,5, По варианту 6 флюс имеет содержание фосфора 0,037 мас.$, что выше требований

ТУ. Для того, чтобы флюс соответствовал ТУ, необходимо производить дополнительный переплав. Последнее ухудшает техникоэкономические показатели выплавки флюса

ФЦ-16, Использование флюсов с повышенным содержанием фосфора ведет к увеличению концентрации этой вредной примеси в наплавленном металле.

Наилучшие результаты достигнуты при выплавке флюса с использованием шихты 3.

При атом обеспечиваются наилучшие результаты по снижению содержания фосфора в готовом флюсе (0,018ь).

Таким образом, резул.ьтаты выплавки флюса ФЦ-16 показывают, что использование в шихте отходов алюминиевого произв. водства с отношением(СаРг+МаР)/С2,8-7,3 позволяет получать высококачественный флюс по химическому составу, улучшить технико-экономические показатели его выплавки, в частности снизить расход фтори-. стого натрия, флюоритового концентрата, извести песка и полностью исключить из шихты глинозем по сравнению с выплавкой флюса иэ известной шихты (вариант 6). При этом снижаются затраты на производстсо

5 флюса и расширяется сырьевая база.

Формула изобретения, Шихта для выплавки фторидного флюса, содержащая кварцевый песок, известь, .флюоритовый концентрат, каустический

10 магнезит, марганцевый концентрат, фтористый натрий и глиноэемсодержащий материал, отличающаяся тем,что,сцелью повышения качества флюса и технико-экономических показателей их выплавки, в ка15 честве глиноземсодержащего материала. она содержит отходы алюминиевого производства с отношением в них (Сагыз+

+ NaF)/C 2,8-7,3 при суедующем соотношении компонентов, мас .

20 Отходы алюминиевого производства 24-28

Фтористый натрий 3-5

Флюоритовый концентрат 9-11

Марганцевый концентрат 5-9

25 Каустический магнезит 7-9

Известь 16-20

Кварцевый песок 26-28

Со е жание.в шихте, мас.

1677069

Таблице 3

Химический состав выплавленного флюса ФЦ-16

Шихта держание компонентов

Сто. пень тдалвBIN Щ ры

}або.,ф

$10я.

СаО М90

Мла

NaF ревОэ

Исход. Хонечн. Исход. Хонечн

201

0028 010

179

83

132

38 0835

0,08

0 037

Составитель Т.Нарышкина

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Палий, Редактор А.Огар

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

l!

3

5

6 (известная

52.5

31.91

28,13

27,92

14,1

15,8

19,8

17.8

21,6

15,1

16,1

18,8

20,7

22.4

6.2

6.3

7.2

8.5

9,2

2,3

5.5

4,6

4,7

7,1

6,7

f5,7

14,3

13.4

16.7

0.7

7,2

6,2

7,9

0.635

0.634

0.632

0,742

0 935

0.06

0,18

0,16

0.13

0.19

0.029

0.024

0.02

0.022

0.027

0.09

0,22

0,18

0.14

0.12

0,036

0 032

0,018

0.020

0,038

0 03f

0,156

0.14

0.108

0.063

0.054

0.188

0.162

0,12

0,082