Способ выплавки ферросиликохрома

 

п11 572>24

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.04.76 (21) 2352078/02 с присоединением заявки М (51) М. Кл.2 С 22С 33/00

Совета Министров СССР ло делам изобретений

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень Ке 34

Дата опубликования описания 27,09.77 (53) УДК 669.168(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

М. И. Гасик и П. А. Ем (71) Заявитель

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИКОХРОМА

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области черной металлургии, точнее к электрометаллургии ферросплавов.

Известен способ получения ферросиликохрома путем утлетермического восстановления в электропечи кремния из кварцита в присутствии передельного углеродистого феррохрома (1). Недостатками способа являются повышенное содержание карбида кремния (SiC) в металле, что ведет к ухудшению его качества, и образование вязких шлаков с высокой температурой плавления и с пониженной активностью в отношении к SiC. Об этом свидетельствует содержание SiC в шлаке ферросиликохрома (SiOg 36 — 40, SiC 13 — 16, А1зОз

30 — 40, MgO 0,3 — 1,1, СаО 8 — 22 /о). Выпуск вязких шлаков представляет весьма трудоемкую операцию, шлаки, накапливаясь в ванне, образуют настыли, затрудняя сход шихты, что ведет к нарушению технологического режима.

Продолжительная выдержка ферросиликохрома в ковше после выпуска из печи с целью снижения содержания углерода за счет всплывания SiC из металла в шлак, с одной стороны, не обеспечивает желаемые результаты, с другой стороны, увеличивает потери металла в виде настылей с повышенным содержанием углерода (2). Снижение содержания углерода в сплаве путем повышения содержания кремния ведет к снижению производительности и повышению себестоимости получаемого сплава.

Целью изобретения является разработка такого способа выплавки ферросиликохрома, 5 который обеспечивает получение сплава высокого качества по содержанию углерода при пониженном содержании кремния, а также снижение расхода передельного углеродистого феррохрома и себестоимости сплава.

10 llocTBBJIpííàÿ цель достигается тем, что в ходе процесса двухстадийной выплавки в печи специально формируют жидкоподвижный и активный в отношении к SiC шлак путем введения в шихту для выплавки ферросилико)5 хрома шлакоформирующих добавок, содержащих окислы щелочных и щелочноземельных металлов, а также окислы хрома, железа и кремния и, в частности, полевошпатовых минералов (предпочтительно пегматитов) состава, вес. /о. ЫОг 65 — 75, А120з 9 — 19, К20 5—

13, МазО 1 — 4; и руды хромовой кусковой

Донского месторождения марки ДХФ1 состава, вес. /о. .Сг20з более 52, SiO менее 5, FeO оолее 16, А1зОз 9 — 12, Mg 10 — 16. Эти добав25 ки задают в шихту в количестве 15 — 20 вес. о/о и в весовом соотношении руды хромовой и полевошпатового материала 1: (0,6 — 1,5).

Другое отличие предлагаемого способа состоит в том, что указанные шлакоформирую30 щие добавки задают отдельной порцией непо572524

162

12,5

65 средственно под электрод в реакционные тигли за 40 — 60 мин до выпуска металла и шлака при общей продолжительности процесса между выпусками 2,0 — 2,5 ч.

Целесообразность применения окислов щелочных и щелочноземельных металлов обуславливается их свойством разрывать или ослаблять межчастичные связи в расплавленных и гетерогенных системах тугоплавких соединений с преимущественно ковалентной связью атомов. Так, например, введение добавок щелочных и щелочноземельных металлов в кислые металлургические шлаки способствует разрыву связей между кремний-кислородными тетраэдрами, что приводит к снижению энергии вязкого течения этих шлаков.

Щелочные компоненты оказывают влияние и на восстановительную способность углеродистого восстановителя, поскольку, внедряясь в междоузлия кристаллической решетки графита, они ослабляют межатомные связи углерода, это облегчает условия его взаимодействия с кислородом окислов.

Внедрение щелочных и щелочноземельных металлов в кристаллическую решетку SiC должно способствовать повышению восстановительной способности SiC (3). В этом случае карбид кремния, содержащийся в расплавах шлака и металла, с повышенной активностью взаимодействует с окислами шлака, и содержание его как в шлаке, так и в металле понизится и, следовательно, качество сплава по содержанию углерода улучшается.

Поскольку концентрация углерода в ферросиликохроме зависит от концентрации кремния, улучшение качества сплава по содержанию углерода при равновесии расплава с активными в отношении к SiC шлаками дает возможность получать стандартные по содержанию углерода марки ферросиликохрома при пониженных на 2 — 4О/о содержаниях кремния. В этом случае необходимость дополнительного восстановления указанного количества кремния отпадает и, следовательно, сокращаются материальные и энергетические затраты на этот процесс.

Восстановление хрома и железа из хромовой руды требует дополнительных энергетических затрат, однако при этом значительно сокращается удельный расход дорогостоящего передельного феррохрома. Экономия в расходе передельного феррохрома рассчитывается в количестве 47 — 55О/о от веса задаваемой в шихту хромовой руды, Раздельная (от прочих компонентов шихты) подача в печь шлакоформирующих добавок вызвана тем, что щелочные и щелочноземельные окислы могут активно взаимодействовать с гарнисажем и футеровкой печи и разрушать их. Подача добавок одной порцией в указанном количестве и соотношении непосредственно в реакционные тигли под электроды препятствует развитию этого процесса и вме30

60 сте с тем должна благоприятно сказываться на разрушении настылей в подэлектродных тиглях, что облегчит условия схода шихты.

Пример. В промышленной электропечи

РКО-15 мощностью трансформатора 15 Мвт согласно изобретению провели опытные плавки передельного ферросиликохро ма ФСХП продолжительностью 88 ч. При этом получено

200 т ферросиликохрома.

В качестве шлакоформирующих добавок использовали пегматит Елисеевского карьера

Запорожской области химического состава, вес. /о. SiO> 72,4; А1гОг 13,0; СаО 1,8; MgO

0,8; Feo; 0,6; Ti0> 0,1; ХКгО 10 и хромовую руду Донского месторождения, кусковую, бурую, химического состава, вес. /о. .СггОг 53,5;

SiOg 4,8; А1гОЗ 9,8; СаО 0,45; MgO 13,7;

1 Boorrr, 10,2.

Шихтовые материалы задавали в печь в следующем соотношении, кг/колоша:

Кварцит

Кокс

Передельный феррохром железная стружка

За 40 — 60 мин до выпуска металла задавали порционно под электроды в реакционные тигли 1000 кг пегматита и 60 кг хромовой руды.

В результате выплавки ферросиликохрома установлено постепенное понижение содержания карбида кремния в печном шлаке с 21,5 в начале опыта до 7,0 /О в конце. Это повлияло и на свойства шлака, который был достаточно жидкоподвижным и хорошо выходил из печи. Химический анализ посменно усредненных проб печных шлаков показал, что содержание остальных компонентов изменялось в следующих пределах, вес. /о, SiOq 21,7 — 31,5;

А1гОз 39 9 — 47,6; СаО 10,3 — 14,2; MgO 1,6—

3,8.

Выпускаемый из печи металл в соответствии с действующей технологией отстаивался в течение 80 мин и затем гранулировался.

Сравнительный анализ полученных данных и результатов плавок ферросиликохрома двухстадийным методом по действующей технологии показал, что применение шлакоформирующих добавок в количестве 35 кг на 1 т сплава пегматита и 21 кг на 1 т сплава руды хромовой позволяет повысить качество сплава по содержанию углерода. Так, выход сплава марки ФСХП-1 (допустимая концентрация углерода ниже 0,022 вес, о/о) повысился с 49,9 до 63,5 /о. Расход передельного углеродистого феррохрома на производство 1 т сплава сократился с 419,5 до 409 кг, т. е. примерно на

10 кг.

Результаты опытных плавок подтвердили, что ведение выплавки ферросиликохрома согласно изобретению обеспечивает повышение качества сплава и улучшение технико-экономических показателей процесса. Наряду с этим, себестоимость сплава понижается на

0,28 руб на 1 т сплава.

572524

Формула изобретения

С оста в и тель О. Веретен ников

Тсхрсд И. Михайлова

Редактор E. Хорина

Корректор Л. Котова

Заказ 2G97/13 Изд. М 727 Тираж 778

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий

113035, Москва, 7К-35, Раугнскаи паб., д. 4/5

Подписное

" пография, пр. Сапснова, 2

1, Способ выплавки ферросиликохрома, включающий проведение в рудовосстановительной электропечи непрерывного процесса углеродотермического восстановления кремния кварцита в присутствии передельного феррохрома, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сплава по содержанию углерода и улучшения технико-экономических показателей его производства, в ходе плавки формируют жидкоподвижный и активный в отношении к карбиду кремния шлак введением в шихту шлакоформируюших добавок, содержащих окислы щелочных и щелочноземельных металлов, окислы хрома, железа и кремния и, в частности, кусковой хромовой руды и полевошпатовых минералов в количестве 15 — 20% от веса шихты и взятых в соотношении хромовой руды и полевошпатового минерала 1: (0,6 — 1,5) .

5 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлакоформирующие добавки порционно задают в реакционные тигли под электроды за 40 — -60 мин до начала выпуска металла и шлака при общей продолжительности процес10 са между выпусками 2,0 — 2,5 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рысс М. А. Производство ферросплавов.

15 М., «Металлургия», 1975, с. 192 — 202.

2. «Сталь», 1949, № 7, с. 622 — 628.

3. «Абразивы», 1974, № 3, с. 7.