Способ производства рафинированного феррохрома

 

Ь С4-см;;,„Фв н п тентне те .,че.-„., б

ОЛИСИЗОБРЕ

Союз Советских

Сощиалистических

Республик

1727703

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к а (22) Заявлено 03.05.78 ()М. Кл.

С 22 С 33/04 с присоединением заявк

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1504

Дата опубликования

) Уд 669. 168 (088. 8) (72) Авторы изобретен и я

В. И. ЛаПченков, В. Д. Саенко, В. П. Зайко, Б. И. Байрамов, Т. В. Марачева, С. С. Щербаков, В. Е. Пигасов, Д. Ф. Железнов и В. М. Гетманчук (71) 3 а я в итель

Челябинский ордена Ленина электрометаллургический комбинат (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РАФИНИРОВАННОГО ФЕРРОХРОМА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов, в частности к производству феррохрома. 5

Известен способ производства рафинированного феррохрома, включающий нагрев и плавку хромовой руды, загруз-. ку в частично проплавленную шихту кремнистого металла и извЕсти и дб восстановление расплава перед выпуском (1) .

Недостатками известного способа являются: 15 низкая степень восстановления хрома из магнезиальных шпинелей, так как в процессе восстановления таких руд часть хрома остается в тугоплавких шпинелях (MgO, Cr209) невосстановлен- 20 ной; высокие энергозатраты на производство. хромовых сплавов из магнезиальных хромовых руд из-за низкой степени восстановления хрома из хромапине- 25 лидов.

Цель изобретения — увеличейие полноты восстановления хрома из магнеэиальных шпинелей и снижение энергозатрат на производство феррохрома. 30

Цель достигается тем, что магнеэиальную хромовую руду нагревают до

1700-1800 С, после чего загружают железную руду в количестве 50 — 60% от общей навески на плавку, составляющей

5-10% от веса хромовой руды, и начинают проплавление, а остальную часть железной руды вводят в расплав после расплавления извести.

В дуговую рйфинировочную печь за- гружают магнезиальную хромовую руду, содержащую. Ъ: Cr О. 45-55; FeO 5-10;

SiOg около 5; Ай О э 5-10; MgO 19-25.

Руду прогревают до 1700 — 18000C и затем офлюсовывают присадкой железной руды в количестве 50-60% от веса навески железной руды на плавку. При этом образуется легкоплавкая фаза типа (FeO, MgO) (Cr

АЕОэ) °

727703

Затем на поверхность гетерогенной массы, образовавшейся после офлюсования хромовой руды железной рудой, загружают кремнистый восстановитель и известь и ведут восстановление. При этом протекают зкзотермические процес- сы восстановления железа и части хрома, которые можно описать схемой: (FeO. MgO) (Сг ОЗ. АЕ<0>. Fe>0>) +

+ (Si J + СаО (Cr + Ге) + 2СаО. S10>

AЕ,О + MgO (Cr O. ЛЕ20 )

Выделяющаяся в результате реакций восстановления теплота способствует расплавлению хромшпинелидов, иэ которых кремнием восстанавливается железо и хром. В процессе протекания восстановительных реакций расплавляется и оф люсовывается оставшаяся твердая шихта.

В результате проплавления кремнистого восстановителя и извести не остается кусков непроплавившейся руды.

Но жидкий расплав не представляет со- 20 бой гомогенную массу вследствие выде- ляющихся твердых частиц шпинели МЧО (Cr20g A 203) так как их температура плавления (2100-2200 С) эначйтельно превышает температуру расплава (1750- р

1800 С) . Восстановление хрома из ту гоплавких .шпинелей затруднено, поэтому основная масса окислов хрома в расплаве не восстановлена.

После" окончания восстановления в шлаковый расплав задают оставшиеся

40 50% навески железной руды. В присутствии капель восстановленного же леза"и хрома в объеме шлака протекают реакции по следующей схеме:

MgO (Cr2Og. A3gОз) + Fe Og + (Cr. FeJ

: FeO (Сг20 . AD<03) + MgO (Ре 0 AR Q), Восстановленные хром и желе з о пере-. водят окись железа в закись, что способствует образованию легковосстано" вимых"шпинелей типа FeO (Сг О, . 40 лО, о ) .

После офлюсования шлакового расплава проводят операцию его довосстановления путем загрузки в шлаковый расплав кремнистого восстановителя.

Реакция протекает по схеме:

Feo (сг20э AE>o ) + Mgo (Ре20э АЯ Оэ)+

+ (Si J — (Fe, Сг) + Mgp SiO< ЛЯ О.

В процессе довосстановления происхо" )(ит восстановление хрома и железа, которые переходят в металл. Остаточ йое содержание"окислов хрома в шлаке при содержании кремния в феррохроме

0,5-1,5% не превышает 3-4Ъ. По окончании плавки метапп и шлак выпускают йз печи в ковш и после их разделения феррохром разливают в изложницы, а ... шлак отправляют в отвал или на сепарацйю.

При ошлаковании хромовой руды всей железной рудой, задаваемой .на плавку, Щ хромшпинелиды не разрушаются полно стью и после восстановления содержания Cr 0 в шлаке достигает 8-10% да2 же-при очень высоких концентрациях кремния в феррохроме. При ошлаковании всей железной рудой шл»<à:ííле восстановления кремнистым восстановителем хромовая руда полностью не проплавляется, что приводит к увеличению энергозатрат при выплавке феррохрома.

Опытным путем устанавливают, что оптимальная навеска железной руды 510Ъ от навески хромовой руды и на ошлакование хромовой руды требуется 5060% от общей массы железной руды, задаваемой на плавку. При меньшем расходе не достигается поставленная задача, а при большем имеет место излишний расход восстановителя.

Если на ошлакование хромовой руды задают менее 50% железной руды от навески на плавку, то образующейся эвтектики (FeO, MgO) (Сг ОЭ. Ae<0> .

Fe>O>) недостаточно для йротекания дальнейшего процесса восстановления, что приводит к увеличению энергозатрат на выплавку феррохрома и повышению Сг О в отвальном шлаке, т. е. к снижению степени восстановлейия хрО" ма иэ хромшпинелидов. Если задают больше 60% общего количества железной руды; то количество железной руды на .ошлакование шлака недостаточно для разрушения хромшпинелидов, что также приводит к снижению степени восстанов- ления хрома.

При нагреве хромовой, руды ниже

1700 С не происходит ошлакование хромо шпинелидов из-за недостатка тепла, что вызывает удлинение плавки и, в конечном итоге, увеличений энергозатрат.

Нагревание хромовой руды выше 1800 С излишне и также приводит к увеличе нию энергозатрат на производство феррохрома.

Пример . На дуговой рафинировочной печи с трансформатором мощностью 5 MBA проводят испытание способа производстаа рафинированного феррохрома.

В печь загружают магнезиальную хро мовую руду . содержащую, %: Сг оз 51,2;

РеО 9; 8102 4,3, А8 ОЗ 7,8, MgO 21,8, в количестве 1600 кг. После загрузки руды включают печь и нагревают руду до 1700 С. Затем в печь задают 80 кг железной руды на офлюсование хромовой руды. Через 5 мин после загрузки железной руды в печь загружают

610 кг ферросиликохрома, содержащего

48,8% Si; 30% Cr; остальное железо, и 1550 кг йзвести (95,6% СаО) и проводят восстановление.

После окончания, восстановления (через 45 мин после загрузки ферросиликохрома и извести) в шлаковый расплав загружают еще 80 кг железной руды .

Через 10 мин после загрузки второй порции железной руды в расплав задают еще 50 кг ферросиликохрома и проводят довосстановление шлака. Через

l0 минут после загрузки второй порций ферросиликохрома расплав из печи

727703

Пл к дерние

2 3 отльм аке, тепень осстаовления Cr плавке, Ъ мпетура

rpe е и омой ды, С б а

50 80 50 10 610 50 1 — 50 2670 3,38 87,6

1 1700 80

45 7,5 610 50 1-55 2730 3,74 86,6

2 1750 66 55 54

60 32

40 5 610 50 2-00 2820 3,96 85,8

3 1800 48

100

4 Не on- 160 ределялась

ЦНИИПИ Заказ 1080/27 Тираж 694 ПодПисное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выпускают в ковш, затем шлак сливают, а металл разливают в изложницы (плавка 9 1).

Далее проводят вторую плавку (Р 2) по той же схеме, что и первую, но при этом хромовую руду разогревают до 5 о

1750 С, на офлюсование хромовой руды в печь задают 66 кг железной руды, а на шлак — 54 кг железной руды. После окончания второй плавки по этой же схеме осуществляют третью плавку (Р 3) 1О но при этом хромовую руду разогревают ,1 о 1800 С, на офлюсование хромовой руды задают 48 кг, а на шлак - 32 кг,железной руды. (Степень восстановления хрома в плавках по предлагаемой технологии, по сравнению с обычными плавками, вы- 4S

Ше на 13,6-15,4Ú, содержание Сг О в шлаке ниже в 1, 9 3-2, 26 ра за, продолжительность плавки меньше на 2535 мин, а расход электроэнергии ниже на 11,3-12Ъ. 50

Феррохром, полученный в плавках по предлагаемому способу, содержит

70-71Ъ Cr; 0,5-0,8Ъ Si; 0,03Ъ P, остальное железо.

Формула изобретения

Способ производства рафинированного феррохрома, включающий нагрев и планку магнеэиальной хромовой руды, загрузку в частично проплавленную шихту кремнистого металла и извести, 60

После окончания третьей плавки проводят сравнительную плавку (Р 4) по обычной технологии.

B печь загружают 1600 кг хромовой руды и для офлюсования ее 160 кг железной руды. Затем после проплавления шихты в печь задают 660 кг ферросиликохрома и одновременно 1550 кг извести.

После окончания плавки металл и шлак разливают. От шлака каждой плавки на выпуске отбирают пробы шлака, в которых анализируют содержание Cr О

Характеристика проведенных плавок представлена в таблице.

660 — 2-25 3200 7, б 3 72, 2 довосстановление расплава перед выпуском, отличающийся тем, что, с целью увеличения полноты восстановления хрома из магнезиальных шпинелей руды и снижения энергозат-. рат на производство феррохрома, магнезиальную хромовую руду нагревают до 1700-1800 Ñ, затем загружают железную руду в количестве 50-60Ъ от общего веса на плавку, составляющего

5-10Ъ от веса магнеэиальной руды, и начинают проплавление, а остальную часть железной руды вводят после расплавления извести.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дуррер Р. и Фолькерт Г. Металлургия ферросплавов. Металлургиздат, 1956, с. 247.