Шихта для получения фосфористого ферросплава

 

Использование: изобретение относится к ферросплавному производству, конкретно к шихтам для производства фосфористого ферросплава, обогащенного легирующими металлами, которые могут быть использованы как лигатуры для производства специальных чугунов с улучшенными литейными свойствами. Сущность изобретения: шихта содержит в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточный конвертерный фосфатшлак при следующем соотношении .компонентов, мае.%: промежуточный конвертерный фосфатшлак 55-60; железная стружка 2-3.5; кварцит 9-10; кокс 28,5- 31,5. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 22 С 33/0 1

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5040029/02 (22) 06.09.91 (46) 23,08,93. Бюл. ¹ 31 (71) Институт металлургии и обогащения АН

КазССР

{72) Б.Л,Левинтов, В.А.Мирко, С,K,Hàìàçáàев, А.M.Êóíàåâ, T,А.Монич, А.А.Юстус, M.Ä,Àòàáàåâ, К.А.Ким и А.Н.Климушкин (73) Институт металлургии и обогащения

АН КазССР (56) Молчанов Н.Г. Выплавка фосфористых сплавов в доменной печи. Сталь, 1947, N 4, с.295 †3.

Шумаков Н,С., Кунаев А.М, Агломерация фосфоритов, Наука, Алма-Ата, 1982, с.249, Изобретение относится к черной металлургии, к ферросппавному производству, конкретно к шихтам для производства фосфористого ферросплава, обогащенного легирующими металлами, которые могут использованы как лигатуры для производства специальных чугунов с улучшенными литейными свойствами, автоматный сталей, износостойких чугунов для тормозных колодок, а также для получения нового класса металлоаморфных магнитомягких материалов.

Целью изобретения является улучшение качества фосфористого ферросплава и уменьшение затрат на шихтовые материалы.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения фосфористого ферросплава, содержащая фосфорсодержащий компонент, железную стружку и кокс согласно изобретению в качестве фосфорсодержэщего компонента содержит

„„5 „„1836480 АЗ (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРИСТОГО ФЕРРОСПЛАВА (57) Использование: изобретение относится к ферросплавному производству, конкретно к шихтам для производства фосфористого ферросплава, обогащенного легирующими металлами, которые могут быть использованы как лигатуры для производства специальных чугунов с улучшенными литейными свойствами. Сущность изобретения: шихта содержит в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточный конвертерный фосфатшпак при следующем соотношении ,компонентов, MBc.%; промежуточный конвертерный фосфатшлак 55 — 60; железная стружка 2 — 3.5; кварцит 9-10; кокс 28.5—

31,5, промежуточный конвертерный фосфатшлак при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Промежуточный конвертерный фосфатшлак 55 — 60

Железная стружка 2 — 3,5

Кварцит 9 — 10

Кокс 28,5 — 31,5

Промежуточный конвертерный фосфатшпэк имеет следующий состав, мас,%: 8-12

РрОБ; 0,6-1,1 1/2ОБ; 6-8 МпО; 10-15 Ре>Бщ., 14-18 Si02; 40 — 45 СаО; 1 — 3 А!20з; б — 8 MgO;

С вЂ” остальное.

В настоящее время промежуточный конвертерный фосфатшлак, образующийся в процессе конвертерной переработки фосфористого чугуна на сталь. ежегодное количество которого на Карагандинском металлургическом комбинате составляет

400 тыс. т, является отходом производства, Наличие в шлаке в достаточном количестве I836480 таких элементов как фосфор и железо делает его пригодным для дальнейшей переработки на фосфористый ферросплав.

Ванадий, присутствук>щий в шлаке в виде пентаоксида, при плавке шихты будет восстанавливаться и переходить в ферросплав в количестве 1,78 — 2,6, улучшая его качество. Кроме того, повысит качество сплава марганец, содержание которого в ферросплаве состави.г 11,3-15,2, 10

Присутствие в фосфористом ферросплаве легирующих элементов позволяет значительно расширить сферу его применения по сравнению с известными техническими решениями; для получения новых более дорогостоящих марок специальных чугунов и сталей, металлоаморфных магнитомягких материалов, что увеличивает ценность получаемого сплава, Использование в качестве фосфорсодер- 20 жащего компонента промежуточного конвертерного фосфатшлака позволяет значительно сократить расход дефицитной железной стружки, в 5,5-9,7 раз по сравнению с прототипом. Это возможно благодаря сравнительно большому содержанию в шлаке железа (10 — 15 против 3 — 5о в фосфорите), Учитывая то, что промежуточный конвертерный фосфатшлак является отвальным, это также позволяет сократить затраты на шихтовые материалы.

Важным положительным фактором использования промежуточного конвертерного фосфатшлака является отсутствие в нем примеси фтора, которая содержится в фос- 35 форите в значительном количестве — до 2 /, что исключает выбросы в окружающую среду токсичных фтористых соединений и значительно улучшает экологическое состояние окружающей среды. 40

Содержание в шихте промежуточного кон вертерного фосфатшлака составляет

55 — 60 мэс, /. При содержании его менее

55/ снижается качество получаемого ферросплава за счет снижения содержания в 45 нем легирующих элементов, увеличивается содержание других более дорогостоящих компонентов шихты, что скажется на затратах на шихтовые материалы. Кроме того, при увеличении содержания кварцита более 50

10% кислотность шлака увеличивается, что повлечет увеличение вязкости и, следовательно, снижение извлечения ценных элементов в ферросплав, а это ухудшит его качество, При увеличении содержания же- 55 лезной стружки в шихте более 3,5 / увеличивается содержание железа в сплаве и значит снижается в нем содержание легирующих элементов, что снижает качество ферросплава. Кроме того, происходит перерасход железной стружки, сырье используется нерационально и увеличиваются расходы на шихтовые материалы. Также увеличивается содержание кокса и значит— затраты нэ шихтовые материалы, Повышение содержания промежуточного конвертерного фосфатшлака в шихте более 60%> приведет к снижению содержания других составляющих шихты, при этом снизится качество фосфористого ферросплава.

Так, снижение содержания кварцита в шихте менее 9 / повлечет снижение кислотности шлака, При этом понизятся активности легирующих элементов, которые в шлаке присутствуют в виде соединений кальция; при введении достаточного количества кварцита зти соединения разрушаются, что увеличивает активности легирующих элементов и способствует их извлечению в ферросплав. Следовательно, при снижении содержания кварцита в шихте менее 9/ извлечение этих элементов в ферросплав снижается, что улучшает его качество. Кроме того, если снизить содержание кокса в шихте менее 28,5/, то процесс восстановления ценных элементов в сплав будет происходить неполностью, что также отразится на его качестве и сырье будет использоваться нерационально. Если снизить содержание железной стружки в шихте менее 2, то это приведет в загрязнению атмосферы, ухудшению экологического состояния окружающей среды, так как из-за нехватки железа будет образовываться свободный фосфор вместо фосфористого ферросплава. Таким образом, увеличение содержания в шихте шлака более 60 "/ приведет к тому, гго большинство ценных элементов шлака не будет извлечено, а экология процесса значительно ухудшится.

Предлагаемая шихта была изготовлена и опробована в лабораторных условиях.

Пример 1, Для изготовления шихты использовали проме>куточный конвертерный фосфатшлак Карагандинского металлургического комбината следующего состава. мас. ; 12 Р205; 1,1 V20g; 8 МпО;

10 Ее>бщ., 18 $!02, 40 СаО; 1 А!20з; 8 Mg0;

1,9 С, железную стружку; тарасовский кварцит (95% Si02) и металлургический кокс.

Шихту, состав которой входили: 1 кг промежуточного конвертерного фосфатшлака, что составляет 55О/; 0,063 кг железной стружки. что соответствует 3,5%; 0,182 кг кварцита — 10 и 0,573 кг кокса — 31,5, измельчали до крупности менее 5 мм, тщательно перемешивали и загружали в графитовый тигель диаметром 320 мм и толщиной стенки 400 мм и плавили при температуре

1500 С в течение 1 часа.

1836480

В результате плавки получили фосфористый ферросплав в количестве 0,230 кг, что составляет 12,65 от массы исходной шихты, следующего состава, мас. . 2,6 V, 15,2

Мп; 15,1 Р, 0,8 Sl; 0,5 С; Fe — остальное и шлак в количестве 0,635 кг (состав не анализировали), По прототипу фосфористый ферросплав содер>кит, мас,%: 0,5 Мп; 15,4 P, 0,475 Р;

0,47 С; Fe — остальное, Таким образом, качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по и рототипу, а расход железной стружки сократился в 5,5 раз.

Пример 2. Для приготовления шихты использовали промежуточный конвертерный фосфатшлак следующего состава, мас, : 10 Pz05; 0,9 Ч2бб; 7 МпО; 14 Ге>бщ., 16 SiOz; 43 СаО: 2 Alz03; 7 MgO; 0,1 С, железную стружку, тарасовский кварцит, металлургический кокс, Шихту, в состав которой входили; 1 кг промежуточного конвертерного шлака, что составляет 57,34 ; 0,0475 кг железной стру>кки, что соответствует 2,62б ; 0,177 кг кварцита — 9,3 ; и 0,536 кг кокса — 30,76, измельчали до крупности менее 5 мм, тщательно перемешивали и загружали в графитовый тигель и плавили при температуре

1500 С в течение 1 ч.

В результате плавки получили фосфористый ферросплав в количестве 0,212 кг, что составляет 12,11 от массы исходной шихты, следующего состава, мас. ; 2,38 V;

14 3G Мп; 16 Р; 0,5 Si; 0,2 С; Fe — остальное и шлак s кKоoл и ч еeсcтTвBе e 00,674 кг, Качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по прототипу. Расход железной стружки сократился в 7,4 раза, Пример 3. Для изготовления шихты использовали промежуточный конвертерный фосфатшлак следующего состава, мас, ; 8 Р205; 0,6V205; 6 МпО; 15 Ге>бщ,, 14

Sl0z; 45 СаО; 3 Alz0g; 6 Mg0; 2,4 с, железную стружку, тарасовский кварцит и металлургический кокс.

Шихту, в состав которой входили; 1 кг промежуточного конвертерного фосфатшлака — 60 у; 0,033 кг железной стружки — 2 ;

0,150 кг кварцита — 9 и 0,475 кг кокса—

28,5, крупностью менее 5 мм загружали в графитовый тигель и плавили при температуре 1500 С, в течение 1 ч.

В результате плавки получили фосфористый ферросплав в количестве 0.188 кг, что составляет 11,34% от массы загружаемой шихты, следующе ;. состава, мас,,,; 1,78 Ч;

5 11,3 Мп; 15,8 Р; 0,4 Si; 0,01 С; Fe — остально и шлак в количес . 0,641 кг, Качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по прототипу, расход железной стружки сократился в 9,7 раз, 10 Ожидаемый экономический эффект от применения в шихте для получения фосфористого ферросплава промежуточного конвертерного фосфатшлака создается из экономии за счет получения более дорого15 стоящего продукта — легированного фосфористого ферросплава и за счет сокращения расхода стальной стружки, В настоящее время доменный фосфористый ферросплав получают в доменном цехе

20 Старо-Уткинского металлургического завода. Поэтому экономическая эффективность рассчитывается из сопоставления с прототипом и существующим производством на

СтУМ3.

25 Формула изобретения

1. Шихта для получения фосфористого ферросплава, содержащая фосфорсодержащий компонент, железную стружку, кварцит и кокс, отличающаяся тем, что, с целью

30 улучшения качества фосфористого ферро. сплава и уменьшения затрат на шихтовые материалы, она содержит в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточный конвертерный. фосфатшлак при

35 следующем соотношении компонентов, мас, :

Проме>: т-очный конвертерный фосфатшлак 55 — 60

Железная стружка 2 — 3,5

Кварцит 9 — 10

Кокс 28,5 — 31,5

2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что промежуточный конвертерный фосфатшлак имеет следующий состав, мас, :

45 Р20б 8 — 12

Vz0s 0,6-1,1

МпО 6 — 8

Реобщ. 10-15

Sl0z 14 — 18

50 СаО 40-45

АЬОз 1 — 3

Mg0 6 — 8

С Остальное.