Способ получения ферросиликотитана


 


Владельцы патента RU 2416659:

Рябчиков Иван Васильевич (RU)
Ахмадеев Альфред Юрьевич (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению ферросиликотитана для микролегирования стали и чугуна. В качестве титаносодержащего материала используют ильменитовый концентрат и/или рутил, а в качестве кремнийсодержащего материала - кварцевый песок, который смешивают с ильменитовым концентратом, рутилом и углеродистым восстановителем в виде газового угля. Полученную смесь брикетируют и проплавляют в рудовосстановительной печи одностадийным бесшлаковым углеродотермическим процессом. Изобретение обеспечивает относительно высокую концентрацию титана в сплаве, высокую степень его извлечения из ильменитового и рутилового концентратов и безотходное производство при снижении трудоемкости процесса и стоимости ферросплава. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению ферросиликотитана для микролегирования стали и чугуна. Способ получения ферросиликотитана может быть использован на предприятиях, имеющих рудовосстановительные электродуговые печи.

Известен способ получения ферросиликотитана в электропечи из шихты, включающей жидкий шлак ферротитана, порошок алюминия, известь, кварцит, ферросилиций и железную руду [см. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. Гасик М.И., Лякишев Н.П., М.: Интермет Инжиниринг. 1999. 764 с.].

В соответствии с указанным способом на струю жидкого шлака, перетекающего в тигель печи, загружают порошок алюминия, известь и кварцит. Затем тигель печи закатывают под электроды, загружают восстановительную часть шихты, содержащую железную руду, алюминиевый порошок, ферросилиций и известь. После проплавления шихты ферросиликотитан сливают в копильник.

Недостатками способа являются большая трудоемкость и многостадийность процесса, а также высокая стоимость алюминиевого порошка и ферросилиция. Кроме того, низкое содержание титана и высокое содержание алюминия в ферросиликотитане ограничивают его применение в сталеплавильном и чугунолитейном производствах.

Задачей является разработка способа получения ферросиликотитана, обеспечивающего относительно высокую концентрацию титана в сплаве, высокую степень его извлечения из ильменитового и рутилового концентратов и безотходное производство при снижении трудоемкости процесса и стоимости ферросплава.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения ферросиликотитана в электродуговой печи восстановлением титана и железа из оксидов в присутствии кремнийсодержащего материала, согласно изобретению в качестве титаносодержащего материала используют ильменитовый концентрат и/или рутил, а в качестве кремнийсодержащего материала - кварцевый песок, который смешивают с ильменитовым концентратом, рутилом и углеродистым восстановителем в виде газового угля, брикетируют смесь и проплавляют в рудовосстановительной печи одностадийным углеродотермическим процессом.

Использование в качестве титаносодержащего материала ильменитового концентрата и рутила дает возможность повысить концентрацию титана в ферросиликотитане, а использование брикетированной смеси ильменитового концентрата и/или рутила, газового угля и кварцевого песка позволяет получить более равномерное распределение ее компонентов, увеличить их контактную поверхность и, тем самым, осуществить более полное восстановление титана, железа и кремния из оксидов углеродом при снижении энергоемкости процесса.

Использование относительно дешевых исходных материалов (ильменитовый концентрат, кварцевый песок) и углеродистых восстановителей (отсевы кокса, слабококсующийся каменный уголь) снижает затратность способа. Этому же способствует одностадийное проведение процесса, снижающее трудоемкость способа.

Технический результат - повышение степени извлечения титана в сплав при снижении затратности способа.

Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как использование в качестве титаносодержащего материала ильменитового концентрата и/или рутила, а в качестве кремнийсодержащего материала - кварцевого песка, который смешивают с ильменитовым концентратом, рутилом и углеродистым восстановителем, смесь брикетируют и проплавляют в рудовосстановительной печи одностадийным непрерывным углеродотермическим и бесшлаковым процессом с высоким извлечением элементов в сплав и восстановлением всех его компонентов углеродом, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ может найти широкое применение в области металлургии, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемый способ получения ферросиликотитана заключается в следующем.

Берут в качестве титаносодержащего материала ильменитовый концентрат и/или рутил, а в качестве кремнийсодержащего материала - кварцевый песок, который смешивают с ильменитовым концентратом, рутилом и углеродистым восстановителем в виде газового угля. Полученную смесь брикетируют и проплавляют в рудовосстановительной печи одностадийным углеродотермическим процессом.

Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом. Ильменитовый концентрат и рутил смешивают с кварцевым песком и углеродистым восстановителем, например, газовым углем, и после добавления связующего, например, жидкого стекла, повторно смешивают и окусковывают методами брикетирования или скатывания. Брикеты или окатыши после естественной сушки загружают в рудовосстановительную печь и осуществляют непрерывный процесс плавки с периодической загрузкой шихты по мере ее проплавления и периодическим или непрерывным выпуском жидкого сплава в ковш с последующей разливкой в изложницы.

Пример осуществления способа иллюстрируется таблицей (см. ниже).

Для проведения сравнительных испытаний известного и предложенного способов оценивали удельный расход электроэнергии и извлечение элементов в сплав. Ферросиликотитан получали в однофазной электропечи с трансформатором мощностью 250 кВ·А. В качестве шихты использовали брикеты из смеси, содержащей ильменитовый концентрат, кварцевый песок и газовый уголь. Соотношение компонентов шихты и результаты опытов приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных следует, что при получении предлагаемым способом ферросиликотитана извлечение титана и кремния выше, а расход электроэнергии меньше в сравнении с известным способом.

В сравнении с прототипом заявляемый способ позволяет повысить степень извлечения элементов в сплав, снизить расходы на производство и уменьшить его трудоемкость.

Таблица
Результаты сравнительных испытаний получения ферросиликотитана
Компоненты шихты, кг Номер опыта Прототип
1 2 3
Ильменитовый концентрат 93 109 125 -
Кварцевый песок 105 74 45 -
Газовый уголь 85 80 70 -
Кварцит - - - 70
Шлак ферротитана - - - 500
Алюминиевый порошок - - - 80
Известь - - - 70
Железная руда - - - 70
Ферросилиций ФС 75 - - - 30
Получено сплава, кг 100 100 100 100
в том числе титана 30 35 40 20
Извлечение элемента, %
титана 99,0 98,3 97,6 58,3
кремния 80,5 83,4 86,8 -
железа 100 100 100 100
Удельный расход электроэнергии, кВт·ч/кг 13,8 13,4 13,9 16,0*
* с учетом получения алюминия и ферросилиция

Способ получения ферросиликотитана в электродуговой печи путем восстановления титана и железа из оксидов титаносодержащего материала в присутствии кремнийсодержащего материала, отличающийся тем, что в качестве титаносодержащего материала используют ильменитовый концентрат и/или рутил, а в качестве кремнийсодержащего материала - кварцевый песок, который смешивают с ильменитовым концентратом и/или рутилом и углеродистым восстановителем в виде газового угля, брикетируют смесь и проплавляют в электродуговой рудовосстановительной печи одностадийным углеродотермическим процессом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам черных металлов, и конкретно касается сплавов, содержащих ванадий, азот, марганец и железо и предназначенных для микролегирования стали ванадием и азотом.
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть применено для получения лигатур на основе алюминия. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам модификаторов, используемых в производстве серого чугуна. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к азотсодержащим сплавам на основе кальция, кремния и железа. .

Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано для получения легирующих добавок вида твердый раствор замещения-внедрения для производства сплавов.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к процессам создания сплава для раскисления, легирования и модифицирования стали. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатуре для модифицирования сплавов. .
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве углеродистых и низколегированных сталей для проката и труб с повышенными механическими свойствами и стойкостью против различных видов общей и локальной коррозии.
Изобретение относится к металлургии бериллия, в частности к производству медно-бериллиевой лигатуры методом карботермического восстановления оксида бериллия углеродом (МБЛ-К).
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к легирующим сплавам для микролегирования стали бором. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению комплексных ферросплавов, содержащих щелочноземельные металлы, для рафинирования и модифицирования стали и чугуна.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам металлотермического получения ферровольфрама. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлов и сплавов металлотермическим способом, в частности плавкой «на блок». .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке хромсодержащих материалов восстановительной плавкой в рудовосстановительных электропечах.

Изобретение относится к металлургии, в частности, для получения слитков ферротитана, которые могут быть использованы для изготовления конструкционных марок легированных сталей и слитков из них.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферротитана с содержанием титана 30-70% из оксидного титансодержащего сырья алюминотермическим методом в плавильном агрегате - реакторе.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к изготовлению стальных высокопрочных протяженных изделий, используемых при изготовлении сейсмостойких железобетонных конструкций.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке углеродистого ферромарганца и силикомарганца. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к электротермическим металлургическим процессам при производстве ферросплавов с использованием углетермического восстановления.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства марганцевых сплавов из железомарганцевых бедных руд и концентратов. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии получения металлического кремния как исходного сырья для получения солнечного кремния
Наверх