Способ дефосфорации марганцевых ферросплавов

 

Использование: изобретение относится к металлургии, конкретно к рафинированию сплавов от фосфора. Сущность: щелочно-земельные металлы или их сплавы нагревают в неокислительной атмосфере до температуры 800-1050°С, выдерживают при этой температуре в течение 15-60 мин. После выдержки смесь нагревают до температуры на 30-100°С выше температуры ликвидус марганцевого ферросплава. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! ) 5 С 21 С 7/064

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕН Г СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4832556/02 (22) 31.05,90 (46) 07.01.93, Бюл. М 1 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П,Бардина (72) В.Я.Щедровицкий, В.А.Машин, В.А.Яковенко, Б.Ф.Величко, А,В.Коваль, Г.Д.Ткач и

И.Г, Кучер (56) Заявка Японии N. 57-73116, кл. С 21 С 7/064, 1982.

Сб. "Производство ферросплавов". М.:

Металлургия, NЗ,,1974, с. 160-170.

Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинированию металлов и расплавов от фосфора.

Наиболее близким к изобретению относится способ, заключающийся в обработке твердых дробленных сплавов флюсами систем Са-CaClz, Mg-MgCI2 и др. при температурах 850-1050 С, охлаждении спека, промывке его водой с целью удаления фосфора в газовую фазу в виде фосфина (РНз) и последующем выщелачивании продукта слабым раствором соляной кислоты. Способ обеспечивает высокую эффективность рафинирования, однако сопряжен с нарушением экологической обстановки за счет выделения высокотоксичного газа-фосфина при обработке спека водой. Кроме того, обработка водой приводит к дополнительной окисленности сплава и снижению эффективности дефосфорации.

Цель изобретения — повышение степе. ни рафинирования сплава-от фосфора и повышение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что подверженный дефосфорации сплав измельчают до крупности менее 5 мм, смеши. Я2 1786112 А1 (54) СПОСОБ ДЕФОСФОРАЦИИ МАРГАНЦЕВЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ (57) Использование: изобретение относится к металлургии, конкретно к рафинированию сплавов от фосфора, Сущность: щелочно-земельные металлы или их сплавы нагревают в неокислительной атмосфере до температуры 800-1050 С, выдерживают при этой температуре в течение 15-60 мин, После выдержки смесь нагревают до температуры на

30-100 С выше температуры ликвидус марганцевого ферросплава. 1 табл. вают с рафинировочным флюсом, состоящим из щелочноземельных металлов или их сплавов и соответствующих галогенидов, нагревают до 800-1050 С в неокислительной атмосфере, выдерживают при заданной температуре в течение 15-60 мин, а затем температуру поднимают до значений, на 30100 С превышающих температуру ликвидус обрабатываемого сплава, Реализация предложенного способа обеспечивает высокую эффективность дефосфорации и устраняет необходимость обработки продукта водой, обеспечивая экологическую безопасность процесса.

Температурный интервал 800-1050 С является термодинамически наиболее предпочтительным для образования фосфидов щелочноземельных металлов и, таким образом, выведение фосфора из обрабатываемого сплава, при температурах ниже 800 С образование фосфидов щелочноземельных металлов менее предпочтительно, следовательно, эффективность дефосфорэции невелика, При температурах выше 1050 С эффект дефосфорации снижается в резуль3

1786112

30 температура ликвидус обрабатываемого сплава. С

Температуps нагрева после выдержки., Ос

Температура изотермической выдержки.

Ос

Вариант

Продолжительность йзотермической выдержки, мин

Степень дефосфорации.

Исходное содержание фосфора в сплаве. $

Конечное содержание фосфора в сплаве, 1

Примечание

Прототип

1000

1200

0.47

019

При оброаботке водой после изотермической выдержки ощущается

59,6 резкий запах. сходный с запахом ацетилена

1220 1220

1220

1220! 1220

1220

1220

900

1ЗЗО

1320

0.18

0.08 о 12

О.14

0.10 о.ов

0.1 1

0,47

0.47

0,47

0,47

0.47

0.47

0,47 го

15 бо

50 зо

61,7

83,3

74,7

70,4

79,4

83.3

76.6 тате частичного испарения щелочноземельных металлов.

Изотермическая выдержка менее 15 мин не обеспечивает достаточную эффективность дефосфорации из-за незавершенности диффузионных процессов в твердых матричных сплавах. Выдержка при заданной температуре более 60 мин приводит к снижению фосфидной емкости флюса из-за повышенного улета галогенидов щелочноземельных металлов и, соответственно, снижению степени дефосфорации.

Изобретение предусматривает после изотермической выдержки измельченного сплава, смешанного с флюсами, увеличение температуры процесса до значений, превышающих температуру ликвидус обрабатываемого сплава. Такая операция позволяет разделить металлическую и шлаковую фазы, При этом фосфиды щелочноземельных металлов, как продукт дефосфорации, ассимилируются жидким шлаком и удаляются из массы металла. В таком случае отпадает необходимость промывки водой продуктов дефосфорации и устраняется образование фосфина. Повышение температуры процесса после изотермической выдержки до значений, превышающих температуру ликвидус обрабатываемого сплава менее чем на 30 С, не обеспечивает достаточной для полного разделения шлака и металла жидкоподвижности последнего. Повыше-. ние температуры процесса до значений, превышающих температуру ликвидус обрабатываемого сплава более чем на 100 С, приводит к интенсивному испарению компонентов рафинировочного флюса и обрабатываемого сплава и снижению эффективности процесса.

Пример. Испытания способа проводили в печи сопрот44вления с графитовым нагревателем в атмосфере аргона. В качестве объекта использовали ферромаргэнец, содержащий 0,47% фосфора. Рафинировочным флюсом являлась смесь Mg-МцГг, MgCaFz, количество которого во всех случаях составило 20;, от массы металла. Крупность ферромарганца менее 5 мм. Флюс используется в виде смеси порошка галогенидов щелочноземельных металлов и гранул этих металлов.

Результаты испытаний представлены в таблице. Замена магния на кальций, во время испытания способа дает аналогичные резул ьтаты.

Из данных, приведенных в таблице видно; что наилучшие результаты по степени дефосфорации ферромарганца получены при исйользовании заявленного технического решения (варианты 1-7).

К положительному эффекту от реализации разработанного способа следует отнести возможность использования некондиционной мелочи, (отсев) образующейся при дроблении и сортировке марганцевых ферросплавов, так как в настоящий момент эта часть ферросплавов не находит применения;

Формула изобретения

Способ дефосфорации марганцевых ферросплавов, включающий дробление его до крупности менее 5 мм, смешивание с рафинировочным флюсом, содержащим щелочноземельные металлы или их сплавы и галогениды этих металлов, нагрев в неокислительной атмосфере до 800-1050 С, выдер35 жку при этой температуре в течение 15-60 мин, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дефосфорации марганцевых ферросплавов, после выдержки смесь нагревают до температуры на 30-.

40 f00 Ñ выше температуры ликвидус марганцевого ферросплава, производят расплавление смеси и разделение металла и шлака.