Способ дефосфорации силикомарганца

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно при производстве ферросплавов Сущность изобретения: в качестве дефосфоратора используют хлористый кальций, который предварительно нагревают до 350 - 500° С в атмосфере углекислоты и выдерживают при этой температуре в течение 30-60 мин., затем смешивают сипикомарганец и хлористый кальций в соотношении (2 - 3): 1, после чего смесь брикетируют и выдерживают при температуре 800 - 1000° С в течение 60 - 120 мин. Т табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Роесийекой Федерации по патентам и товарным знакам (2t) 5034266/02 (22) 26.03.92

{46) 30.1193 Бюл. 9 43 — 44 (75) Толстогузов Н,В.; Рожихина ИД; Нохрина О.И. (УЗ) Сибирский металлургический институт им.Серro Орджоникидзе (54) СПОСОБ ДЕФОСФОРАЦИИ СИЛИКОМАРГЯКЦД (5У) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно при производстве ферросплавов. СущI (I>) RU 0>) 2ООЗТ З С> (51) 5 С И С ЗЗ 64 ность изобретения: в качестве дефосфоратора используют хлористый кальций, который предварительно нагревают до 350 — 500 С в атмосфере углекислоты и выдерживают при этой температуре в течение 30 — 60 мин, затем смешивают сипикомарганец и хлористый кальций в соотношении (2—

3): 1, после чего смесь брикетируют и выдерживают при температуре 800 — 1000 С в течение 60—

120мин. 1 абл.

2003723

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов, За последнее время потребность в марганцевых сплавах с пониженным содержанием фосфора непрерывно повышается, Это связано с тем, что некоторые эксплуатационные свойства стали с понижением содержания в ней фосфора значительно улучшаются, Так стойкость изделий из стали с 12-13% Мп в горной промышленности повышается вдвое, что только в разрезе

РСФ CP даст народно-хозяйственный эффект 0.5-1,0 млрд.руб,/год. С другой стороны, в нашей стра1 е все больше требуется металладля работы в северных условиях. На качество этого металла фосфор, как известно, оказывает крайне отрицательное влияние, особенно металла, подвергающегося сварке, Фосфор, как известно, понижает свариваемость стали и является важнейшей причиной сварочных трещин, Однако в последнее время качество марганцевых кон- центратов, применяемых для производства марганцевых сплавов, и качество марганцевых сплавов по содержанию в них фосфора понижается, Так в связи с выработкой окисных руд последние все больше заменяются карбанатными, удельное содержание фосфора в которых примерно вдвое выше.

Известен способ выплавки марганцевых сплавов с пониженным содержанием фосфора, включающий переплав концент-. рата на малофосфористый шлак (МФШ) и плавку сплава из МФШ или смеси МФШ с обычным концентратом. Однако при этом расход электроэнергии растет в 1,5-2 раза, уменьшается извлечение .марганца в металл, а расход концентрата на единицу сплава увеличивается в 2-2,5 раза, Поэтому металлурги интенсивно работают над изысканием способа дефосфорации сплавов, выплавленных по обычной технологии из рядовых фосфористых концентратов. Содержание фосфора в таких сплавах может доходить до 0,7-0,9%.

Наиболее близким к заявляемому является способ дефосфорации силикомарганца (1), по которому выплавленный из обычных концентратов силикомарганец после выпуска из печи обрабатывается шлаком, состоящим из AtzOG и извести, Однако чистый глинозем, необходимый для этого способа, очень дорог и дефицитен. Кроме того, для дефосфорации требуется очень большое количество шлака(1500-2000 кг/т, в т,ч. 7501000 кг дефицитного глинозема), Это увеличивает расход электроэнергии на еди- ницу сплава (на 1200-1600 кВтч/т) и способствует очень большим потерям силикомарганца, которые доходят до 1016о/

Целью изобретения является уменьшение затрат на шлакообразующие, уменьшение затрат электроэнергии на дефосфорацию, а также уменьшение потерь сплава, Поставленная задача достигается тем, что дефосфорации используется недефи."0 цитная соль — технический хлористый кальций, расход которого в 6-8 раз меньше, чем шлакообраэующих в (1), а дефасфорация производится при пониженных температурах(800-1000 С), Поставленная задача да15 стигается также тем, что технический хлористый кальций перед использованием нагревают до 350-500 С в атмосфере углекислоты и выдерживают при указанной температуре 30-60 мин, а силикомарганец

20 смешивают с хлористым кальцием в соотношении (2-3);1 и брикетируют, после чего брикеты выдерживают при 800-1000 С в течение 60-120 мин. Хлористый кальций плавится при 772 С. Это позволяет вести

25 дефосфорацию при пониженных температурах. Степень окислительной дефосфорации, как известно, с понижением температуры повышается. В результате расход дефосфоратора понижается до 2530 33% от веса сплава. С понижением температуры практически устраняются и потери металла испарением, что является бичом для марганцевых сплавов (марганец, как известно;-отличается аномально низкой тем35 пературой кипения 20000C).

Выдержка хлористого .кальция перед использованием для дефосфорации в атмос.фере углекислоты при 350-500 С разрушает

Са(ОН) и переводит всю известь, содержа 0 щуюся в СаС12, в СаСОз. Это понижает температуру плавления Саб2(эвтектика в системе

СаСЬ-СаСОз плавится при t 630 С), делает расплав гомогенным и ускоряет дефосфорацию металла. Кроме того, растворенный в хлористом кальции известняк участвует в окислительной дефосфорации сплава по реакции

2МпзР+ ЗСаСОз = Саз(РО )г+ СО+ 2МпзС

Тесное перемешивание сплава с хлористым кальцием и брикетирование также способствуют и ускорению дефосфорации и повышению ее полноты. Брикетирование сплава

55 с хлористым кальцием не только ускоряет процесс и повышает степень дефосфорации. но и позволяет нагревать сплав как в восстановительной, так и в окислительной атмосфере. в том числе и с использованием физического тепла слитков вновь выплав2003723

0 14

I ленного металла. Расход электроэнергии при этом может быть сокращен до 100-200 кВтч/т обрабатываемого сплава (сквозной с учетом переплава до 400-600 кВтч/т), Опти-. мальное соотношение металл-хлористый кальций составляет (2-3):1. При большем, чем 33% расходе хлористого кальция степень дефосфорации нр повышается, тогда как при меньшем, чем 25% заметно уменьшается.

Пример 1. Предлагаемый способ реализуют в промышленных условиях следующим образом, Сплав выплавляется в печи 63 МВА из карбонатнай или смеси карбонатной и бедной окисной руды (Si—

17-20%; P — 0,6-0,9%); Сплав разливается в плоские слитки толщиной 250-300 мм. Тепло горячих слитков затем используется для подогрева брикетов из ранее выплавленного силикомарганца и хлористого кальция. После охлаждения силикомарганец дробится, смешивается с хлористым кальцием, прокаленным в атмосфере углекислоты, и брикетируется.

Нагретые эа счет тепла металла брикеты загружаются в печь с температурой 8001000 С, а после выдержки направляются для переплава при t 1350-1400 С в "шлакоплавильную" печь, В эту печь в качестве шлакообразующих дается лишь хлористый кальций, который после отделения от сплава возвращается для повторного использования. а очищенный от фосфора сплав (0,14-0,30% Р) разливается и отправляется потребителю. В том случае, когда очищенный от фосфора сплав используется в nopQUJKe, например, для приготовления сварочных электродов, отделение сплава от хлористого кальция производится методами гидрометаллургии.

Выдержка хлористого кальция при 350500 С в атмосфере углекислоты переводит известь, содержащуюся в СаС!2 в СаСОз, что с одной стороны понижает температуру плавления CaCiz (эвтектика в системе CaCiz — СаСОз имеет тпл 630" С, тогда КаК чистый

СаС4 плавится при 772 С), делает расплав

CaCIz — СаСОз боле подвижным, тогда как ,часть СаО находится в расплаве CaCIz в виде

5 включений.

Пример 2. Выплавленный в лабораторной печи силикомарганец смешали с хлористым кальцием, смешали в соотношении (3-2):1 и выдержали при t = 800-1000 С

10 в течение 60-120 мин. Металл затегл отмыли от CaClz в горячей воде. При этом получили следующие результаты.

Как видно из данных, приведенных в таблице, обработка силикомарганца рас15 плавом CaCIz, выдержанным в атмосфере

СО2, позволяет понизить содержание фосфора в металле примерно на 66-73%, Увеличение расхода СаС!г более 33% не увеличивает (опыт УШ) степень удаления

20 фосфора. Плохо удаляегся фосфор и СаС12 не выдержанным в атмосфере СО2. Потери металла при дефосфорации CaCIz не превышают 1-2%.

B целом предлагаемый способ позволя25 ет:

1. Производить силикомарганец с содержанием 0,14-0,16% Р из обычных концентратов. B т.ч. и карбонатных.

2. Уменьшить расход материалов на де30 фосфорацию сплава по отношению к прототипу в 6-8 раз.

3. Повысить извлечение марганца в сплав МпСР 15 по сравнени.о с плавкой подобного сплава из МФШ не менее, чем на

35 15-20%.

4. Переплав горя:гих брикетов в шлакоплавильной печи (печь типа ЗШП с нсрасплавляемыми электродами, например, подобная печам Любати) позволяет, как по40 казал тепловой баланс, уменьшить затраты на переплав до 300-400 кВтч/т, а хлористый кальций полностью вернуть для повторного использования. (56) Авторское свиде-ельство СССР

45 N 471393. кл. С21 С 7/00,!974, 2003723

Продолжение таблицы

Составитель Н,.Толстоногое

Техред M,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор С. Кулакова

Тираж Подписное

НПО "Поиск." Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб.. 4/5

Заказ 3310

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

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕФОСФОРАЦИИ СИЛИКОМАРГАНЦА, включающий дробление сплава силикомарганца, его смешение с дефосфоратором, проплавление, отличающийся тем, что в качестве дефосфоратора используют хлористый кальций, который предварительно нагревают до 350 - 500 С в атмосфере углекислоты и выдерживают при этой температуре в течение 30 - 60 мин, затем смешивают силикомарганец и хлористый кальций в соотношении 2 - Э: 1, после чего смесь брикетируют и выдерживают при 800 - 1000 С в течение 60 - 120

10 мин. !