Способ производства ферросплавов

 

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1}s С 22 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И ЗС)БРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889425/02 (22) 10.12.90 (46) 30,09.92. Бюл, й. 36 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) Г.И. Капланов, В.А. Воронов и А.В. Ко валь (56) Гасик М. И, и Емлин Б. И. Электрометаллургия ферросплавов. Киев; Вища школа, 1983, с. 153.

Гасик М, И. и Лякишев Н. П. Теория и технология производства ферросплавов. М.:

Металлургия, 1988, с. 324. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЕРРОСПЛАВОВ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, производству ферросплавов.

Известен способ выплавки ферросплавов в руднотермической печи, включающий расплавление шихты, выпуск продуктов плавки в ковш с последующим замораживанием шлака путем добавки в шлак тугоплав-. . кой составляющей и разливкой металла.

Недостаток указанного способа заключается в высоких потерях ферросплавов со шлаком как в виде запутавшихся корольков, так

- и в виде оксидов ведущих элементов.

Известен способ-прототип, включан}щий выплавку ферросплавов в руднотермической печи, выпуск продуктов плавки в каскадно установленные ковши, При этом металл скапливается в первом ковше, а шлак переливается во второй и.последующие, Указанный способ позволяет уменьшить потери ферросплавов в виде запутавшихся корольков за счет исключе2 (57) Использование: относится к области черной металлургии, конкретно к производству углеродистых ферросплавов: феррохрома или ферромарганца. Сущность изобретения: выплавка ферросплавов в печи, выпуск шлака из первого ковша в каскадно установленный второй печь-ковш. В печи-ковше углетермическим или металлотермическим способом довосстанавливают ведущие элементы из шлака, выпускают металлическую фазу из печи-ковша, добавляют шихтующие материалы в количестве, обеспечивающем получение требуемого состава шлака, продувают шлаковый расплав газом, разливают или гранулируют шлак. 1 табл. ния операции эагущения шлака. Однако потери ферросплавов с отвальными шлаками остаются высокими. .Цель изобретения — повышение извлечения ведущих элементов, утилизации отвальных шлаков ферросплавного производства, Поставленная цель достигается тем, что ферросплавы выплавляются в руднотермической печи, продукты плавки выпускаются в каскадно установленные" ковши, причем шлак из первого ковша, который является м8таллоприемником, переливается во второй печь-ковш, в котором провбдят углетермическое восстановление ведущих элементов, выпуск металлической фазы иэ печи-ковша, добавку шихтующих материалов, в количестве, обеспечивающем получение требуемого состава шлака, продувку шлакового расплава газом. разливку или грануляцию шлака.

Перелив шлака из первого ковша, являющегося металлоприемником, в печь-ковш

1765232

20

35

50 позволяет нагреть шлак в печь-ковш до требуемой температуры, произвести присадку восстановителей и флюсующих добавок, провести восстановление элементов иэ шлака и получить требуемый состав шлака, Углетермическое или металлотермическое восстановление проводится в зависимости от того, какой ферросплав необходимо получить, В случае получения углеродистого ферросплава, например, углеродистого феррохрома или ферромарган ца в качестве восстановителя используют кокс, углерод, антрацит, при получении низкоуглеродистых, например, феррохрома, ферромарганца и др, ферросплавов в качестве восстановителей используются кремний, алюминий и др. металлические восстановители, Количество присаживаемого восстановителя определяется общеизвестным расчетным путем в зависимости от массы шлака, массовой доли восстанавливаемых . элементов, массовой доли элемента восстановителя в материале восстановителе, Добавка шихтующих материалов позволяет получить требуемый состав шлака, который может использоваться в строительной индустрии и других областях народного хозяйства.

Количество добавляемых шихтующих материалов зависит от количества шлака в ковше, исходного и требуемого конечного состава и определяется расчетным путем с использованием общеизвестных балансовых уравнений.

Продувка шлакового расплава газом позволяет усреднить температуру и химический состав шлака в ковше.

Пример осуществления способа

Шихтудля выплавки углеродистого ферромарганца массой 5 кг расплавляли в печи сопротивления. После расплавления и нагрева до 1500 — 1520 С прбдукты плавки сли— вали в два каскадно установленных ковша.

Первый ковш служил металлоприемником, во второй печь-ковш переливался шлак. из первого ковша, Второй печь-ковш нагревали до 1580-1600 С, присаживали кокс.в количестве 0,096 кг, Количество присаживаемого кокса было определено расчетным путем с использованием общеизвестных балансовых уравнений следующим образом.

Масса шлака в печь-ковше составляла

2,8 кг, массовая доля марганца в шлаке

13,4%, В качестве восстановителя используется кокс с массовой долей углерода

85,7%. Марганец в шлаке связан в основном в закись марганца. Исходя из стехиометрического уравнения МпО+С=СО+Мп для восстановления одного килограмма марганца требуется 0,22 кг углерода. Для восстановления 2,8х0,143-0,375 кг Мп. находящегося в шлаке, требуется 0,083 кг уг-. лерода или 0,096 кг кокса.

Шлак продували инертным газом. а после израсходования кокса металл выпускали из печи-ковша, В оставшийся шлак добавляли известь в количестве 1,01 кг, Это обеспечило получение конечного шлака с требуемым отношением СаО/$102=2. Расчет количества присаживаемой извести проводился следующим образом. Масса шлака в печь-ковше после выпуска металла составила 2,3 кг. Массовая доля в шлаке составляла Са0-38,4%, Si02-34,6%, АЬОэ, MgO, Ма20, СгрОз, С и др. — остальное. Масса СаО в шлаке составляла 0,88 кг, SiOz — 0,8 кг. Для получения требуемой основности

СаО/Si02=2, в шлак необходимо добавить

0,88х2 — 0,8=0,96 кг Са0, Массовая доля СаО в извести составляла 95%. Следовательно, количество присаживаемой извести равно

0,96:0.95=1,01 кг, После нагрева шлака до температуры

1700 С его продували кислородом и выпускали на металлический лист, Для получения ниэкоуглеродистого феррохрома после выпуска продуктов плавки в печь-ковше было проведено силикотермическое восстановление марганца. . Масса присаживаемого ферросилиция составляла 0,15 кг. Расчет количества ферросилиция проводился исходя из протекания реакции:

2Мп0+$1=$!02+2Мп. на восстановление 1 кг марганца расходуется 0,25 кг кремния. Массовая доля кремния в ферросилиции составляла 63%.

Количество присаживаемого ферросилиция равно

0,375 0,25 0 15

0,63

После продувки шлака аргоном и выпуска металла масса шлака составляла 2,65 кг и шлак имел следующий химический состав (массовая доля, %} СаΠ— 33,2, SiOz-43,4, А120э, MgO, йа20, FeO и др. — остальное.

Для получения в шлаке основности

СаО/Si02=2 в шлак добавляли 1,49 кг извести. Расчет количества присаживаемой извести проводили по вышеописанной методике.

Для сравнения была проведена выплав-. ка ферросплавов по способу-прототипу. Навеску шихты для выплавки ферромарганца массой 5 кг расплавляли в печи сопротивления. Продукты плавки сливали в каскадно установленные ковши и анализировали,1765232

Масса присаживаемой извести, кг

Способ

Масса шихты, кг

Масса шлака после выпуска из печи, кг

Масса присаживаемого кокса, кг

Масса шлака после довосстановления, кг

Масса присаживаемого ферросилиция, кг

Сквозное извлечение марганца, Использование шлака

Используетсяя

То же

Идетв отвал

2,3

0,096

Предлагаемый

То же

Прототип

2.8

1,01

84,9

1,43

2.8

2,8

2,65

83,5

76,2

0,15

Составитель А. Янковская

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор

Заказ 3356 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

Показатели плавок приведены в таблице. Как следует из таблицы, сквозное извлечение марганца при использовании заявляемого способа повышается на 7,3 — 8,7, Полученный заявляемым способом шлак может использоваться в строительной промышленности. Таким образом, заявляемый способ позволяет производить ферросплавы по беэотходной технологии.

Экономическая эффективность заявляемого способа без учета экологической эффективности получается эа счет повышения сквозного извлечения элементов и использования отвального шлака в стройиндустрии или других областях народного хозяйства.

Формула изобретения

Способ производства ферросплавов, включающий выплавку ферросплавов в печи, выпуск продуктов плавки в каскадно ус5 тановленные ковши, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения ведущих элементов, утилизации отвальных шлаков, шлак из первого ковша переливают в каскадно установленный второй печь10 ковш, где углетермическим или металлотермическим способом довосстанавливают ведущие элементы из шлака, добавляют шихтующие материалы в количестве, обеспечивающем получение требуемого состава

15 шлака, продувают шлаковый расплав газом, разливают или гранулируют шлак.