Способ окислительного рафинирования ферросплавов

 

Союз Соввтсва

Соцмалмстммвскнз

Рвсвублмн

Кл.

21 С 7/00

Гааударстваиный иамитет ссср па делам изабретаиий и рткрытий

К 669.168

088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Мизин, В. М. Минаев, А. Г. Пономаренко, А. Л. Сидоренков, P. А. Невский, Г. В. Серов, Н. E. Молчанов, В. А. Руденко и H. В. Толстогузов

Челябинский научно-исследовательский институт металлургии и Завод ферросплавов (71) Заявители (54) CIIOCOB ОКИСЛИТЕЛЬНОГО РАФИНИРОВАНИЯ

ФЕРРОСПЛАВОВ

Изобретение относится к области чер ной металлургии, в частности к производству ферросплавов, и может быть использовано, например, при выплавке ферросилиция.

Известен способ рафинирования ферро силиция, включающий введение шлакообразующих добавок в жидкий расплав с продувкой его кислородом или газовымй смесями (1). . Однако продувка кислородом ведет к черезмерному перегреву металла, что значительно повышает угар кремния и ухудшает условия удаления алюминия при достижении требуемой глубины рафинирования. При продувке одним воздухом проис15 ходит сильное охлаждение жидкого сплава, что существенно снижает скорость окисления алюминия.

Таким образом, изменяющиеся по хо20 ду процесса рафинирования условия (тем-, лература сплава, остаточная концентрация примесей) не позволяют поддерживать оптимальный режим окисления примесей при

2 постоянном соотношении газообразных реагентов., Белью настоящего изобретения являет-, ся повышение скорости и полноты окисле« ния вредных примесей, а также снижение угара ведущего элемента.

Пель достигается тем, что процесс рафинирования веЯут на первом этапе при отношении кислорода к балластному газу в пределах 0,5 - 1,8 в течение 1530 мин, а на втором этапе при отношении 2:6 в течение 10-15 мин.

Процесс рафинирования состоит из двух этапов.

На первом этапе рафинирования, в связи с высокой температурой металла непосредственно после выпуска его из печи, для снижения угара ведущего элемента процесс ведут при пониженном содержании кислорода в составе газовой окислительной смеси (отношение кислорода к балластному газу в пределах 0,5 - 1,8), при сохранении высокой скорости окисления и м"ксимального удаления примесей

4 понижении температуры скорость окисле- ния алюминия при рафинировании также снижается. В условиях реального процесса равновесие о.;азывается существенно сдвинутым в сторону окисления алюминия, что возможно связано с гетерогенностью шлаков. Оптимальная температура рафинио рования находится вблизи 1400 С, однако она может несколько изменяться в

16 зависимости or конкретных условий. В проведенных опытах отношение содержания кислорода и балластного газа в составе газовой смеси изменяется от 0,5 до 6.

М Программа изменения состава газовой смеси устанавливается в зависимости от начальной температуры ферросилиция и исходного содержания алюминия в нем.

Увеличение отношения кислород/балластный газ выше 6 ведет к резкому увеличению угара кремния. Уменьшение отношения кислород/балластный газ ниже

О," ведет к черезмерному охлаждению сплава и снижению эффекта рафинирова> .ния.

Предлагаемый способ окислительного рафинирования опробован в промышленных условиях Кузнецкого завода ферросплавов при рафинировании 75%-го ферросилиция, выплавленного в мощной (20000 ква) руднотермической печи.

Содержание алюминия в ферросилиции после выпуска иэ печи составило 0,9—

:1,5%. Температура металла 1800 1850 С. Предварительно сплав обрабаты о вали шлаковой окислительной смесью, за.:тем продували газовой смесью предлагаемым способом в два этапа. Всего обрабо тано 64 тонны 75%-го ферросилиция.

Весь рафинированнйй метаМ содержал алюминия менее О, 1%. Применение предлагаемого способа газового рафинирования позволяет заменить ранее применявшуюся трехшлаковую предварительную об»

43 работку сплава на одношлаковую. При этом потери металла при скачивании шлаков снижаются с 42% (плановая заводская норма потерь сплава при рафинировании) до

20 - 27%.

Применение предлагаемого способа рафинирования позволяет выплавлять вы сокочистый ферросилиций для производст- ва трансформаторной. стали в промышленных масштабах.

Формула изобретения

Способ окиолительного рафинирования ферросплавов, включающий обработку

3 662597 до достижения температуры, оптимальной для следующего этапа рафинирования, в течение 15-30 мин, На втором этапе рафинирования, с целью достижения максимальной полноты удаления примесей, содержание кислорода в составе газовой смеси увеличивается, а содержание балластного газа умень шается (отношение кислорода к балластному газу в пределах 2-6), с тем, чтобы температура рафинируемого ферросплава была оптимальной для этого этапа.

Изменение соотношения газообразных реагентов позволяет поддерживать оптимальные физико-химические условия окисления примесей на протяжении всего процесса рафинирования.

Так, при рафинировании ферросилиция от алюминия необходимо обеспечить условия, при которых окисление алюминия сопровождается минимальным угаром кремния.

Известно, что равновесие реакции (AE2o,l, 3(84) =3(5; o2),4 (A 8) (i) -с понижейием температуры сдвигается влево, т. е. способствует достижению цели. Однако в условиях реального процесса вещества, участвующие в этой реакции, растворены в шлаке и металле и изменение их активйостей с температурой может изменить влияние темпера- туры на, ход йроцесса. Кроме того, из, вестно, что понижение температуры ухуд- шает кинетические условия протекания реакцйй. Поэтому должен существовать оптимум температуры, отвечающий наилуч шим йокаэатецям процесса.

На большой серии лабораторйых и про мышленных плавок было изучено влияние .температуры на равновесие реакции (1), кинетические характеристики окисления примесей, а также определены оптимальные параметры процесса рафинировайия в промышленных условиях.

При этом установлено, что константа равновесия реакции (1), записанная в виде

О l> 1I+ ие с ps g

АЯ/S j ц„ уе (s ) уменьшается с температурой но формуле

Я2001кк . = — -k 22

& А3(М ( д едовательно, глубина рафинирования с.йднижением температуры растет. При

662597

Составитель О. Веретенников.

:Редактор B. Филиппова Техред М. Петко Корректор E. Папп

Заказ 2649/32 Тираж 652 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МОсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жидкого ферросплава в ковше твердыми окислительными смесями и газообразными реагентами кислородом и балластным газом, например азотом, инертным газом, . отличаюшийся тем,что,с целью повышения. скорости и полноты окисления вредных примесей, а также снижения угара ведущего элемента, про« цесс рафиьлрования ведут на первом эта пе при отношении кислорода к балластному газу в пределах 0 5 — 1,8 в течение

15-30 мин, а на втором этапе при отношении -6 в течение 10-15 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии ¹ 38-20464, кл. 10 J 154, 1973.