Способ алюминотермического получения ферромолибдена



Способ алюминотермического получения ферромолибдена
Способ алюминотермического получения ферромолибдена

 


Владельцы патента RU 2468109:

Югов Герман Павлович (RU)
Клевцов Александр Николаевич (RU)
Печенин Константин Павлович (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к алюминотермическому получению ферромолибдена. Способ включает: стадийные загрузку и проплавление шихты, содержащей молибденовый концентрат, железную окалину, железную обсечку, известь, ферромолибденовый шлак, алюминий и разделение металла и шлака. На первой стадии загружают шихту со скоростью 680-850 кг/м2·мин, содержащую молибденовый концентрат, ферромолибденовый шлак, железную обсечку, 90-95% извести от ее массы на плавку, 65-75% железной окалины от ее массы на плавку и алюминий в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена. На второй стадии загружают шихту со скоростью 105-125 кг/м2·мин, содержащую 25-35% железной окалины от ее массы на плавку, 5-10% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 2,6-3,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена и прогревают расплав под дугами электропечи 3-5 времени проплавления шихты. Изобретение позволяет повысить извлечение молибдена в сплаве и качество сплава. 6 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу алюминотермического получения ферромолибдена, включающему стадийные загрузку и проплавление шихты, содержащей молибденовый концентрат, железную окалину, железную обсечку, известь, ферромолибденовый шлак, алюминий и разделение металла и шлака.

Технический результат изобретения - повышение извлечения молибдена в металл и повышение качества сплава.

Сущность изобретения

На первой стадии

Загружают и проплавляют шихту со скоростью 680-850 кг/м2·мин, содержащую молибденовый концентрат, железную обсечку, ферромолибденовый шлак, 65-75% железной окалины от ее массы на плавку, 90-95% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена.

На второй стадии

Загружают и проплавляют шихту со скоростью 105-125 кг/м2·мин, содержащую 25-35% железной окалины от ее массы на плавку, 5-10% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 2,6-3,0% от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена и прогревают расплав в электропечи 3-5 времени проплавления шихты.

Известен углеродовосстановительный процесс выплавки ферромолибдена на блок. Брикеты из молибденового концентрата, угольного порошка, извести и железной стружки проплавляют в электропечах. Процесс характеризуется высоким расходом электроэнергии, повышенными потерями молибдена и высоким содержанием углерода в сплаве.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является силикоалюминотермический способ получения ферромолибдена (прототип), включающий подготовку, проплавление шихты, разделение металла и шлака, содержащей 4200 кг молибденового концентрата, 756 кг железной руды, 966 кг железной обсечки, 1260 кг 75% ферросилиция, 294 кг алюминия вторичного, 126 кг извести и 126 кг плавикового шпата. Шихту загружают в тигель, футерованный шамотным кирпичом, уплотняют и проплавляют с верхним запалом в течение 25-40 мин.

После окончания плавки делают выдержку расплава 40-50 мин и частично выпускают шлак из лёдки тигля.

Недостаток способа

Технология не обеспечивает извлечение молибдена в металл более 95%.

Технический результат данного изобретения - повышение извлечения молибдена в металл и повышение качества сплава.

Технический результат достигается по предложенному алюминотермическому способу получения ферромолибдена, включающему стадийные загрузку и проплавление шихты, содержащей молибденовый концентрат, железную окалину, железную обсечку, известь, ферромолибденовый шлак, алюминий и разделение металла и шлака.

На первой стадии

Загружают и проплавляют шихту внепечным алюминотермическим способом со скоростью 680-850 кг/м2·мин, содержащую молибденовый концентрат, ферромолибденовый шлак, железную обсечку, 65-75% железной окалины от ее массы на плавку, 90-95% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена.

На второй стадии

Загружают и проплавляют шихту внепечным алюминотермическим способом со скоростью 105-125 кг/м2·мин, содержащую 25-35% железной окалины от ее массы на плавку, 5-10% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 2,6-3,0% от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена и прогревают расплав в электропечи в течение 3-5 времени проплавления шихты.

Пример 1 (прототип)

Выплавка ферромолибдена проводилась в промышленных условиях силикоалюминотермическим способом с верхним запалом в сменном плавильном тигле, футерованном шамотным кирпичом.

В тигель со скоростью 198 кг/м2·мин загружалась и проплавлялась шихта состава: молибденовый концентрат - 4200 кг, железная руда - 756 кг, железная обсечка - 966 кг, 75% ферросилиций - 1260 кг, алюминий вторичный - 294 кг, известь - 126 кг и плавиковый шпат - 126 кг. После проплавления шихты производилась выдержка расплава в тигле в течение 45 мин и производился частичный слив шлака из тигля в изложницу.

Извлечение молибдена в металл составило 94,98%, получен ферромолибден марки FeMo 58 (н.к.).

Предлагаемый способ алюминотермического получения ферромолибдена опробован в промышленных условиях в плавильном тигле, футерованном шамотным и магнезитовым кирпичом по изложенной технологии. Результаты плавок известного способа (прототип 1) и предлагаемого (примеры 2-6) приведены в таблице 1.

Пример 2

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 800 кг/м2·мин состава: оксид молибдена - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 230 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 446 кг и ферромолибденовый шлак - 817 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 110 кг/м2·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 47 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 14 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 99,1%, получен ферромолибден марки FeMo 60 (н.к.).

Пример 3

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 780 кг/м2·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 146 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 415 кг, ферромолибденовый шлак - 744 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 120 кг/м2·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 45 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 15 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 99,0%, получен ферромолибден марки FeMo 60 (н.к.).

Пример 4

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 785 кг/м2·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 125 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 390 кг и ферромолибденовый шлак - 635 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 125 кг/м2·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 45 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 12 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 98,6%, получен ферромолибден марки FeMo 60.

Пример 5

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 880 кг/м2·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 169 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 384 кг и ферромолибденовый шлак - 442 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 123 кг/м2·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 45 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 11 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 97,3%. Снижение извлечения связано с бурным ходом процесса и выбросами расплава. Получен ферромолибден марки FeMo 58 (н.к.).

Пример 6

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 650 кг/м2·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 130 кг, железная обсечка - 150 кг, известь - 180 кг, алюминий первичный - 362 кг и ферромолибденовый шлак - 649 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 105 кг/м2·мин состава: железная окалина - 68 кг, известь - 18 кг, алюминий первичный - 49 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 10 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 97,7%. Снижение извлечения связано с замедленным ведением процесса плавки и повышенным улетом шихты и испарением оксида молибдена. Получен ферромолибден марки FeMo 58.

Плавки (пример 2-4 и 6) протекали спокойно. После проплавления второй стадии шихты и прогреве на поверхности расплава в тигле наблюдался «КИП», как результат глубинного довосстановления остаточных оксидов молибдена в шлаковом расплаве и осаждения корольков металла из шлака. Получен стандартный ферромолибден марок: FeMo 60, FeMo 60 (н.к.), FeMo 58, FeMo 58 (н.к.).

Извлечение молибдена на плавках составило 97,3-99,1%.

Технологическое отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что использование алюминия, как восстановителя, повысило полноту протекания восстановительных процессов плавки и скорость проплавления шихты, при этом снизился улет молибденосодержащей шихты (пыли) и угар оксидов молибдена.

Рациональное распределение компонентов шихты по стадиям плавки обеспечили на первой стадии оптимальную удельную теплоту процесса 17-19 ккал/гр-ат и высокую скорость проплавления шихты 650-850 кг/м2·мин без выбросов расплава с минимальными тепловыми потерями за счет введения в состав шихты ферромолибденового шлака, как балластной добавки, что явилось решающим для поддержания оптимальной температуры алюминотермической плавки ферромолибдена и условий восстановления молибдена. При использовании ферромолибденового шлака с повышенным содержанием оксидов молибдена оксиды молибдена довосстанавливаются при проплавлении шихты на второй стадии плавки и дальнейшем прогреве шлакового расплава. Использование алюминия в шихте в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена снижает переход кремния в сплав. При этом оксиды кремния связываются с оксидами кальция, присутствующими в шихте, в прочное соединение. Избыточная концентрация восстанавливаемых окислов по отношению к восстановителю повышает условия эффективности использования алюминия на первой стадии плавки.

На второй стадии проплавление шихты с количеством алюминия 2,6-3,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава и последующий прогрев шлакового расплава обеспечивает глубинное довосстановление оксидов молибдена в шлаковом расплаве, осаждение корольков металла и повышает условия эффективности использования алюминия.

При использовании ряда технологических приемов в предлагаемом способе алюминотермического получения ферромолибдена достигнуто полное разделение металла от шлака и получен чистый слиток металла, что позволило резко снизить потери металла с крошкой, прометалленными гарнисажными корками и подиной плавильного тигля.

По предложенному способу извлечение молибдена в металл составило 97,3-99,1%, что на 2,3-4,1% выше извлечения по известному способу.

Способ алюминотермического получения ферромолибдена, включающий стадийные загрузку и проплавление шихты, содержащей молибденовый концентрат, железную окалину, железную обсечку, известь, ферромолибденовый шлак, алюминий и разделение металла и шлака, отличающийся тем, что на первой стадии загружают шихту со скоростью 680-850 кг/м2мин, содержащую молибденовый концентрат, ферромолибденовый шлак, железную обсечку, 90-95% извести от ее массы на плавку, 65-75% железной окалины от ее массы на плавку и алюминий в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена, а на второй стадии загружают шихту со скоростью 105-125 кг/м2мин, содержащую 25-35% железной окалины от ее массы на плавку, 5-10% извести от ее массы на плавку и алюминия в количестве 2,6-3,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена и прогревают расплав в электропечи в течение 3-5 времени проплавления шихты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к внепечному производству чистых металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, в частности алюминотермических, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве азотированной ванадийсодержащей лигатуры, применяемой при выплавке различных марок сталей, например конструкционных, инструментальных и сталей с особыми свойствами.
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке высокоуглеродистого ферромарганца. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству марганецсодержащих сплавов из богатых марганцевых концентратов. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения ферромарганца со сверхнизким содержанием фосфора и углерода, содержащего 0,1% вес. .

Изобретение относится к способу пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд с получением ферроникеля. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению нержавеющей аустенитной литой стали. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке ферросилиция в рудотермической печи (РТП). .
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к переработке марганцевого сырья для выплавки ферросиликомарганца в дуговых печах с содержанием фосфора менее 0,35%.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для рафинирования от титана сталей и сплавов на железной основе, в частности для рафинирования ферросплавов хрома с различным содержанием углерода
Изобретение относится к области металлургии, а именно к области получения и использования литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали для тяжелонагруженных штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, а также штампов для твердо-жидкой штамповки сплавов на основе меди
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству кремнистых ферросплавов углетермическим восстановлением. В способе осуществляют регулирование шихтового, электрического и электродного режимов ее работы путем изменения количества углерода в шихте, при этом осуществляют одновременно следующие операции: выжигание подового гарниссажа путем погружения в ванну печи электродов с рабочими тиглями до околоподового пространства, при уменьшении подачи избыточного углерода в шихту вплоть до достижения стехиометрического его количества и ликвидации шихтовой электропроводности при наращивании дуговой электропроводности до 100%, и выпускают металл из печи при одновременном контроле всех упомянутых режимов. Изобретение позволяет полностью очистить ванну печи от подового гарниссажа и предотвратить осаждение карборундных структур в шихте. 1 пр., 1 табл.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для алюминотермического получения ферромолибдена. Предложена шихта, мас.%: молибденовый концентрат 38,5-39,8, железный порошок 16,3-17,0, алюминий 14,3-14,8, известь 26,1-26,4, клинкер высокоглиноземистый молотый 3,1-3,4. Шихту заявленного состава подготавливают, загружают и проплавляют в плавильном агрегате с периклазовой футеровкой. Вначале в тигель насыпают на подину 3-5% шихты и зажигают ее запальной смесью, содержащей магниевую стружку и натриевую селитру, а затем загружают в плавильный агрегат на колошник по мере проплавления оставшуюся шихту. По окончании плавки шлак выдерживают в тигле для полного осаждения капель сплава до окончательной кристаллизации продуктов плавки, после чего отделяют полученный сплав от шлака, дробят и пакуют в товарную продукцию. Изобретение позволяет получать ферромолибден повышенного качества, в частности марки ФМо60, с использованием в качестве флюсующей добавки клинкера высокоглиноземистого молотого, снижающего пирофорный эффект. 2 н.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.
Изобретение относится к металлургии производства ферротитана, содержащего титана 28-40 мас.%, востребованной в промышленности для производства сварочных электродов, для легирования конструкционных, нержавеющих, жаропрочных сталей. Для получения ферротитана двухстадийным алюминотермическим способом разработана шихта состава, мас.%: концентрат ильменитовый с содержанием TiO2 52-54 мас.% 26,6-27,8, алюминий вторичный 21,0-27,0, известь с содержанием углерода не более 0,3 мас.% 4,5-4,9, окалина железная 13,2-14,4, ферросилиций 75%-ный 0,3-0,9, стальной лом 0,5-3,4, дробленый титаносодержащий шлак 26,6-29,0, при этом титаносодержащий шлак в качестве компонента титаносодержащей шихты получают в электропечи путем проплавления шихты, содержащей, мас.%: концентрат ильменитовый с содержанием TiO2 63-65 мас.% 75,5-79,2, алюминий вторичный 4,9-5,8, известь с содержанием углерода не более 0,6 мас.% 12,0-13,2, окалина железная 2,6-3,8, ферросилиций 75%-ный 2,6-2,8, после выдержки расплава сливают металл и титаносодержащий шлак, который отделяют, охлаждают и дробят. Изобретение позволяет использовать новые титаносодержащие шихтовые композиции без рутилового концентрата. 3 н.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения ферробора электропечным алюминотермическим способом в наклоняющемся горне с периклазовой футеровкой. Предложена шихта при следующем соотношении компонентов, мас.%: ангидрид борный 27,3-28,1, окалина железная 34,4-35,3, порошок алюминия первичного 29,2-30,8, известь обожженная 4,8-6,4, концентрат плавиковошпатовый 0,8-1,0, соль поваренная выварочная 0,8-1,0. При использовании шихты заявленного состава на подину наклоняющегося горна загружают запальную часть шихты и зажигают ее запальной смесью, после наплавления расплава зажигают электрические дуги и при токовой нагрузке 3-5 кА в течение 25-40 мин по мере проплавления проводят порционную загрузку основной части шихты, а после проплавления основной части шихты и отключения электрических дуг в горн загружают и проплавляют осадительную часть шихты. По окончании плавки расплав выдерживают в течение 5-10 мин в горне до полного осаждения капель металла, после чего в шлаковую чашу на высоту 200-250 мм сливают часть шлака, наводят шлаковый гарнисаж на стенки шлаковни, в которую сливают оставшийся расплав для окончательной кристаллизации продуктов плавки, полученный блок ферробора извлекают из шлаковни и очищают от шлака. Изобретение позволяет найти оптимальные соотношения массы ангидрида борного, окалины железной, порошка первичного алюминия, извести обожженной, концентрата плавиковошпатового и соли поваренной выварочной, с обеспечением нормальной термичности алюминотермической шихты, которая при плавке ферробора находится в пределах 700-720 ккал/кг, получить ферробор с низким содержанием кремния, углерода, фосфора, а также обеспечить высокое извлечение бора в сплав без необходимости переработки металлоотходов. 2 н.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки печных отвальных никелевых шлаков для получения товарного ферроникеля и литейного чугуна марок Л1-Л6. Предварительно просушенный печной отвальный никелевый шлак смешивают с углеродсодержащим восстановителем в количестве 3-10% от массы шлака, полученную смесь расплавляют в факельной печи и после расплавления упомянутой смеси производят выпуск из печи ферроникеля, содержащего более 5% никеля, в ковш, после окончания выпуска для десульфурации в ковш вводят железо-магниевую лигатуру в количестве, необходимом для обеспечения допустимого содержания серы в ферроникеле, затем на оставленный в печи шлак добавляют углеродсодержащий восстановитель в количестве 10-20% от массы шлака и производят последующее его расплавление с получением литейного чугуна марок Л1-Л6. Изобретение позволяет комплексно и безотходно перерабатывать отвальные никелевые шлаки с получением трех товарных продуктов - ферроникеля, литейного чугуна и клинкера. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электротермическому способу получения кремния и кремнистых сортов ферросплавов в руднотермических печах. При получении технического кремния используется шихта, включающая кварцит, древесный уголь, нефтяной кокс, каменный уголь, древесную щепу, и карбид кремния на нитридной связке в следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцит - 42,7-50,3; древесный уголь - 2,7-5,1; нефтяной кокс - 1,6-3,0; каменный уголь - 13,3-24,9; древесная щепа - 6,1-10,4; карбид кремния на нитридной связке - 6,2-33,5. В качестве карбида кремния на нитридной связке могут использоваться карбидокремниевые плиты, применяемые для футеровки ванн электролизеров для получения алюминия. Техническим результатом изобретения является снижение потерь получаемого кремния за счет уменьшения образующегося в процессе выплавки монооксида, что приводит к снижению расхода сырья и технологической электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению конструкционной коррозионно-стойкой криогенной аустенитной высокопрочной свариваемой стали, предназначенной для изготовления хладостойких высокопрочных сварных конструкций, используемых при транспортировке сжиженных газов. Сталь содержит, в мас.%: C 0,05-0,07, Cr 18,0-20,0, Ni 5,0-7,0, Mn 8,0-10,0, Mo 1,4-1,8, Si 0,25-0,35, N 0,25-0,28, Al 0,0015-0,0035, редкоземельные элементы (РЗЭ) 0,005-0,008, Fe и примеси - остальное. В качестве примесей сталь содержит, в мас.%: Cu 0,05, S 0,0025, P 0,010, Sn 0,005, Pb 0,005, Bi 0,005, As 0,005. Обеспечиваются требуемые прочностные характеристики при комнатной температуре, вязкость в области криогенных температур и свариваемость. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству ферросплавов - феррохрома и ферротитана. Способ включает смешивание порошков исходных компонентов шихты, содержащей рудный концентрат и алюминий в качестве восстановителя, инициирование процесса горения, механическое отделение полученного литого ферросплава от шлаков. В шихту дополнительно вводят окислитель в количестве не более 15 мас.%, в качестве которого используют перхлорат щелочного металла, а в состав восстановителя вводят не более 15 мас.% магния или сплава алюминия с магнием, в количестве, достаточном для полного восстановления оксидов из рудных концентратов, причем суммарное содержание восстановителя в шихте составляет не более 30 мас.%, размещают шихту в емкости из графита или нитрида бора, инициирование процесса горения на воздухе с помощью вольфрамовой спирали. Изобретение позволяет снизить энергозатраты при высокой эффективности процесса, себестоимость и время процесса при сохранении высокой степени извлечения и чистоты целевого продукта. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх