Шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами

 

Изобретение относится к составам шихты для выплавки модификаторов с РЗМ Целью, изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения раскислительной, десульфурирующей и дефосфорирующей способностей модификаторов и снижение себестоимости за счет использования вторичных ресурсов. Шихта содержит, мас.%: шлам электролитического производства РЗМ 22-31; отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья 37-45; порошкообраз.ный отход известнякового карьера 1,5-3,0; отсев обогащенного доломита 5-10, фторид кальция 0,5-1,0; шлам производства электролитической двуокиси мзоганца 16,5- 26,0. Обработка модификаторами, выплавленными из предлагаемой лигатуры стали и чугуна, свидетельствует о повышении раскислительной , десульфурирующей и дефосфорирующей способности модификаторов, степени извлечения компонентов из расплава . Себестоимость 1 т шихты составляет 400-440 руб. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (",с ° ( и .„,, Д,e "„, р . > .гв . твлвьил т"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4766371/02 (22) 06.12,89 (46) 23.11;91. Бюл. Q 43 (71) Грузинский политехнический институт им.В.И.Ленина (72) Г.Н.Звиададзе, Б.Г,Гогичаишвили, Ю.И.Циргвава, О,Ш.Микадзе, А,С,Таругашвили, Г.Я.Гзелидзе, Т.И.Бучукури, Б.Х.Кердэевадэе и P.Ä.Ëàáàäýå (53) 669.15-198(088.8) (56) Патент США М 3440041, кл. С 22 С 35/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР

hh 607845, кл. С 21 С 7/00, 1978. (54) ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ МОДИФИКАТОРОВ С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ (57) Изобретение относится к составам шихты для выплавки модификаторов с РЗМ.

Целью. изобретения является расширение

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

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения раскислительной, десульфурирующей и дефосфорирующей способностей модификаторов и снижение себестоимости за счет использования вторичных ресурсов.

Пример. Было подготовлено. несколько составов, шихты, из которых выплавляли модификаторы с редкоземельными метал(l9l (Il(1 69308О А 1 (я)5 С 21 С 7/00, С 22 С 35/00 технологических возможностей за счет повышения раскислительной, десульфурирующе и и дефосфорирующей способностей модификаторов и снижение себестоимости эа счет использования вторичных ресурсов. Шихта содержит, мас. $: шлам электрол итического производства PBM 22 — 31; отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья 37 — 45; порошкообраэный отход известнякового карьера 1,5-3,0; отсев обогащенного доломита 5 — 10, фторид кальция 0,5-1,0; шлам производства электролитической двуокиси марганца 16,526,0. Обработка модификаторами, выплавленными иэ предлагаемой лигатуры. стали и чугуна, свидетельствует о повышении раскислительной, десульфурирующей и дефосфорирующей способности модификаторов, степени извлечения компонентов из расплава. Себестоимость 1 т шихты составляет

400 — 440 ру6. 2 табл, 6д лами (РЗМ). Фракционный состав всех шихС> товых материалов брали в том виде, в котором они получаются в процессе основного производства, t.е. без дололнительнои обработки. При этом фракционнии состав шлама электролитинеското производства д

РЗМ, порошкообразного отхода известнякового карьера, шлама производства двуокиси марганца составил до 5 мм, а отсева подготовки вторичного алюминиевого сырья — до 8 мм.

Химический состав шихтовых материалов следующий.

1693080

30

Шлам электролитического производства Р3М, мас,%: сумма окислов РЗМ 35,0; сумма хлоридов Р3М 10,0; СаС1 25,0; KCI

10,0; СаО остальное.

РЗМ-содержащий шлам электролитичеСкого производства РЗМ является отходом производства РЗМ электролизом хлоридов

Г 3М, который остается в электролиэерах.

Отсевы подготовки вторичного алюмиНиевого сырья имеют следующий состав.

Отсев алюминиевой стружки (ТУ 48-2652-82), мас. : Al 40 — 55; Si 5,6; Mg 0,35; Zn

1,9; Nl 1,2; Мп 0,26; Fe 14 — 15; оксиды Fe, Al

И других элементов остальное.

Металлургический выход 55- 40%.

Крупность не более 3 мм.

Отход отсева вторичного алюминиевого сырья, мас.%: Al 25-30; Si 6 2; Mg 0,8; Zn 0,8; ,NI 0,87; Мп О,f5; Fe 15-18; оксиды Fe, AI u других элементов остальное.

Металлургический выход 25-30%. Содержание класса минус 0,1 мм 15-20%.

Отход отсева вторичного алюминиевого сырья не удовлетворяет ТУ и представляет некондиционный отход отсева вторичного алюминиевого сырья.

Порошкообразный отход известнякового карьера, мас.%: 902 0,60; СаО 84,00;

MgO 0,62; А120з 1,38; Fe 0,57; P 0,067; п.п.п, остальное.

Известняк, добываемый в карьере, используется в процессах агломерации, доменном, сталеплавильном и ферросплавном производствах. При этом согласно ОСТ крупность должна быть в пределах 5 — 30 мм, а получение офлюсованного агломерата — до класса 0 — 3 мм.

Порошкообразный отход — известня, в основном содержащий менее 1 мм. Такой известняк, не удовлетворяющий условиям

ОСТ и не имеющий ТУ, является отходом известнякового карьера.

Шлам производства электролитической двуокиси марганца(ЭДМ), мас.%: Мп 20,5026,0; SION 20-21,4, МпОр 8,3; СаО 4,80; Nl

0,20; Fe20g 3,40; А!20з 4,60; Mg О 1,20; P 0,30; сульфиды и оксиды других элементов остальное.

Отсев обожженного доломита, мас.%:

SION 2,00; АЬОз 2,0; FezOa 0,30; MgO 36,0;

СаО 55,0; Н О 2,20; СО 2,50.

Природный доломит обжигают в барабанных печах, после обжига рассеивают, фракцию более 3 мм используют в металлургических производствах, а фракция менее 3 мм не имеет ТУ и называется отсевом обожженного доломита.

Подготовленные к плавке материалы засыпали в бункера доэировочного устройства, откуда с помощью питателей или самотеком их подавали в мерник, устанавливали на весах, взвешенные материалы подавали в смеситель, где шихту перемешивали в течение 5 — 10 мин. Тщательно перемешанную шихту засыпали в графитовый тигель индукционной печи типа ИСТ. Предварительно тигель был нагрет до 1000-1050 С, после заполнения тигля шихтой печь отключали от источника питания, через 5 — 7 мин начинался процесс восстановления и плавления, Экзотермический процесс восстановления и плавления продолжался в среднем 17 мин, в момент затухания экзотермического процесса,.печь вновь включали в сеть для поддержания температуры с целью усреднения химического состава и полного разделения металла и шлака. Этот период продолжался не более 14 мин. По окончании процесса доводки сплав со шлаком выдерживали в кокиле при 1350 — 1400 С, Весь процесс с момента загрузки шихты в тигель до загрузки новой порции продолжался 36-38 мин.

После остыиания сплава кокиль переворачивали, слиток легко выпадал из кокиля, поверхность сплава была чистой. Шлаковый слой на верхней части слитка модификатора легко отделяется от последнего без механической обработки. Выход сплава 46 — 52

Химические составы предлагаемой и известной шихт, а также модификатора приведены в табл,1.

Выплавленные модификаторы были использованы при выплавке чугуна и стали.

Сталь расплавляли в индукционной печи емкостью 1 т. Стальной расплав выпускали в сталеразливочный ковш при

1620 — 1650 С. До выпуска стали в ковш загружали модификатор с расходом 1% от массы стали.

Чугун расплавляли в индукционной печи емкостью 1 т. Расплавленный чугун выпускали из печи при 1330 — 1350 С в ковш,до выпуска в ковш загружали модификатор, полученный из предлагаемой и из известной шихт, расход модификатора составил

1% от массы чугуна.

Химический состав стали до обработки, мас. : С 0,41; Мп 0,58; Sl 0,32; S 0,04;

Р 0,037; Al, P3M, Са и Mg отсутствуют.

Химический состав чугуна до обработки, мас. : С 3,2; Si 0,82; Мп 1,2; S 0,017; Р 0,18;

Al, РЗМ; Са и Mg отсутствуют, Результаты обработки стали и чугуна модификатором проведены в табл.2.

Как следует изданных, представленных в,табл.1 и 2, изобретение позволяет повысить раскислительную, десульфурирующую и дефосфорирующую способности модификаторов, за счет чего расширяются технологические возможности модификаторов, 1693080 сырья, в качестве кальцийсодержащего флюса -порошкообразный отход известнякового карьера, в качестве магнийсодержащего материала — отсев обожженного доломита и дополнительно шлам производства электролитической двуокиси марганца при следующем соотношении компонентов, мас, :

5 — 10

0,5 — 1,0

16,5 — 26,0

Таблица 1

Химический состав нодифнкаторов, мас.2

Состав ыихты, мас.2

Инхта

Отсе вы подготовки а>томиниевого сырья

Маги зит ферросилиций

Окислы

РЗН

Ол

flOPOmI>Oобразный отход из вестнякоеого карьера

Отсев обоих>енного до лонита

А1 лаи злекролнтнского роизводва t>SH

L брелла" гаемья (! 22

5 25 0,5

45 2,5

37 3

40 1>5

IS,6 14,5 9,5

29 30 13

Осталь.

HI>C

25 ) 16 ll

30 12 7

7,3 26 0,7

N 16,5 1

26 4

23.5 5,3

2 26

3 31

Нзвест" .Мая

II

° >

15,2

12 - 8

la 1S 12,5 - 38

4 13. 45

> Таблица 2

Усвоение элементов, мас.2

Обрабатывыеиый материал

Состав неталла после обработки, нас.2

Нодифмкатор

Степень раскисни» и я тель а способность, 2 десуль- дефосфофурации рации

РЗН . Нл Si

НВ Ca S P Ун

РХ>! Мп S

0,160 0,714 0,407 0,199 0,0025 0,009 0 ° 024 0,030

92,0 66,5 6.3 6,9 39,5

Ос- 95,8 92,5 таль95,0 95 ° 6

96,2 94,7

82.0 90,0

85 б 94,О

93,0 88,0

Сталь

16,5 95,5

0,238 0,752 0,426

0,289 0,694 0,365

0,154 1,331 0,904

0,213!.1,369 0,925

0,279I 1,308 0,683

0,115 0,58 0,926

0,101 1,2 1,147

О, 028

О, 027

0,068

0,058

О,045

0,032

0,122

0,165

О 156

0,205

О, 158

0>145

0,062

0,067

96,0 65,0

93,5 66,5

a6 ° 0 71,о

95,0 60,6

90 0 61,7

91 ° О 52,0

66,0 56 ° О

0,002

0,003

0,0032

0,0043

0,0065

О, 032

0>075

0,012

0,068

0,092

0,002

0,008

О, 021

О, 011

О, 012

О, 012

0,011

0>03

",С!33

5,0 21,1

5.7 34,1

10.7 9,2

10,6 44,7

12,3 41,8

j 2 ° 5

10,0

47,0

71,5

2S,О

30.5

36,0

25,0

22,0

25,0 97,0

26,0 98 ° 5

62,0 94,0

68,0 96,4

75, О 97,S

12,5 88,5

32, 0 65,0

Чугун

92,0,Сталь,61 О

Чугун

Составитель Л. Касарева

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор:;. B. Гирняк

Заказ 4053 Тираж . 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 которые используют при обработке чугуна и стали. Кроме того, значительно снижается. себестоимость шихты за счет использования вторичных ресурсов.

Формула изобретения 5

Шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами, содержащая

РЗМ-содержащие материалы, алюминосодержащие материалы, кальцийсодержащие флюсы, магнийсодержащие материалы и 10 фторид кальция, о тл и ч а ю ща я с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет повышения раскислительной, десульфирующей и дефосфорирующей способности модификаторов и 15 снижения себестоимости эа счет использования вторичных ресурсов, она в качестве

РЗМ-содержащего материала содержит шлам электролитического производства редкоземельных металлов, в качестве алюми.- 20 носодержащего мате риала — отсевы подготовки вторичного алюминиевого

Шлам электролитического производства редкоземельных металлов 22-31

Отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья 37-45

Порошкообразный отход известнякового карьера 1,5 — 3,0

Отсев обожженного доломита

Фторид кальция

Шлам и роизводства электролитической двуокиси марганца