Смесь для рафинирования ферровольфрама

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 260380 (21) 2898666/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 231181.бюллетень № 43

Дата опубликования описания 231181 (51) M. Kn.

С 21 С 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669. 168 (088. 8) И. С. Бедов, В. И. Харлов,. Н . Р . Кузне она, В.П. Зайко, M.A. Рысс,. В.М. Цирлин, В.И. Резниченко и С.С. Щербаков . (72) Авторы изобретения

Челябинский ордена Ленина электрометаллургйческий комбинат (71) Заявитель (5 4 ) СМЕСЬ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ФЕР РОВОЛ ЬФРАМА

Изобретение относится к производству черных металлов, в частности ферросплавов на.основе вольфрама.

При производстве ферровольфрама с вычерпыванием сплава из печи в течение одной плавки осуществляют следующий ряд технологических операций: вычерпывание сплава — довосстановление шлака и выпуск его — рафинирование сплава — вычерпывание его.

Довосстановление шлака ведут при избытке восстановителей в результате чего получаемый сплав имеет повышенное содержание примесей, для удаления которых и ведут рафинирование сплава с помощью смесей.

Известна смесь для рафинирования ферровольфрама, состоящая из вольфрамитового и шеелитового концентратов (1).

Известна смесь, состоящая из вольфрамового концентрата и осерненного вольфрамового катализатора (2).

Недостатками смесей являются слабое пенообразование шлака при рафинировании металла, вследствие чего посадка электрбдов высокая,.а ферровольтфрам на дне печи охлаждается, что ведет к удалению периода рафинирования, повышению расхода электроэнергии.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для рафинирования ферровольфрама состоящая из кокса (6 -8 вес.Ъ ) и вольфрамового концен— трата (31.

Недостатками известной смеси являются большая длительность периода .рафинирования сплава от примесей,. пониженная скорость нанедения шлаковой пены и повышенная длительность

15 плавки и расход электроэнергии. Это обусловлено тем, что при пропланлении шихтовой смеси, состоящей из концентрата и кокса, кокс всплывает и происходит только поверхностное

20 кипения шлака. Процесс рафинирования сплава от кремния, марганца и углерода идет на поверхности раздела металл-шлак. В начале периода рафинирования окисление примесей идет с

25 большой скоростью, затем с уменьшением их концентрация значительно замедляется.

В начале периода рафинирования сплава от кремния пенистый шлак от30 сутствует и не образуется он н конце

883183. рафинирования, вследствие малого содержания углерода в сплаве.

При отсутствии пенистого шлака происходит эахолаживание подины печи. Необходимо повышать температуру шлака и тем самым увеличивать удельный расход электроэнергии.

Цель изобретения — интенсификация процесса наведения шлака с устойчивой пеной, ускорение рафинирования сплава от примесей, сокращение © расхода электроэнергии и продолжительности плавки.

Цель достигается тем, что извест- ная смесь для рафинирования ферровольфрама, .состоящая из вольфрамового концентрата и кокса, дополнитель- 15 но содержит карбид кремния, карбид вольфрама и глинозем при следующем соотношении компонентов, вес.%

Карбид кремния 1-5

Карбид вольфрама 0,4-2 Щ

Глинозем 1-5

Кокс 5-8

Вольфрамовый концентрат Остальное

В электропечи после довосстановления шлака образуется металлический сплав с содержанием 20-45% W 3-4% S i, 1-2% Ип, 0,8-1,0% С. После выпуска шлака в печь загружают смесь для рафинирования..

При проплавлении смеси в печи происходит образование расплава, который взаимодействует с металлом, в результате чего протекает рафинирование сплава от примесей.

В процессе рафинирования сплава происходит образование устойчивого пенистого шлака в течение всего-периода рафинирования. Вспененное состояние подцерживается за счет протекания следующих реакций на разных 40 уровнях расплава:

В нижних слоях 3 WC+WOg =3W+3СО4 ;

WC+Fe O=W+Fe+C 5; в средних слоях S i C+W(4,=W+S i Og+C04;

S i С+3 Fe0=3Fe+S i О +СО 4 в верхних слоях WOg+3C=W+3COOi

Fe0+C=Fe+C0 Ф.

Образующаяся окись углерода вспенивает шлак. Пенистый шлак обеспечивает равномерный прогрев сплава в течение всего периода рафинирования и вычерпывания за счет того, чту частицы карбидов находятся во взвешенном состоянии во всем объеме шлака и реагируют с образованием окиси .углерода длительное время;

Глинозем усваивается шлаком по реакции

С а 0 Ч ОЭ +А 1 ОЭ+ С (%с> =Ч+ С а 0 А 1 0 Э+3 С 0 Ф, Образующийся шлак характеризуется высокой рафинирующей способностью g() и устойчивым образованием газовых пузырьков в объеме шлака.

Если содержание карбида вольфрама, карбида кремния и глинозема в смеси вольфрамового концентрата и кокса менее 0,4%, 1,0%, 1,0%, соответственно, нарушается теплообмен дуга-металл из-за отсутствия устойчивого пенистого шлака.

Если содержание карбида вольфрама менее 0,4% сокращается пенообраэование в нижних горизонтах шлакового слоя, если содержание карбида кремния менее 1,0% пенообразование не происходит в средних слоях шлака, если содержание глинозема ниже 1,0%, резко

Снижается устойчивость шлаковой пены и из шлака происходит выделение окиси углерода без пенообразования. Если содержание кокса ниже 5,0%, не происходит вспенивание верхних слоев шлакового расплава.

При содержании WC, Si Cu и A120 g более 2%, 5%, 5%, соответственно,. шлак вскипает выше стенок печи и сливается из ванны печи.

Шлак в устойчивом пенообраэном состоянии обладает пониженной электропроводностью, электроды при этом погружаются в него, вследствие чего обеспечивается прогрев нижних слоев, шлака, реагирующих с металлом

Оптимизация температурных условий процесса обеспечивает ускорение рафинирования сплава от примесей, сокращение продолжительности плавки.

Теплоизоляционные свойства пенис- . того шлака обуславливают сокращение тепловых потерь и снижение. удельного расхода электроэнергии на плавку.

Пример. В дуговую промышленную печь с трансформатором мощностью

3,5 кВт после выпуска шлака в течение

2,5 ч загружали порциями смесь в количестве 5300, 5700 и 6000 кг, соответственно на трех плавках, вольфрамового концентрата, кокса, карбида кремния, карбида вольфрама и глинозема для рафинирования сплава с содержанием 3-4% кремния и 1-2% марганца, оставшегося в печи после выпуска шлака.

В период вычерпывания сплава в печь загружали так же порциями смесь в количестве 3200, 3400 и 3600 кг, соответственно, на трех плавках, вольфрамового концентрата, кокса, карбида кремния, карбида вольфрама и глино зема.

Сравнительную плавку провели с использованием для наведения шлака смеси вольфрамового концентрата и кокса, данные приведены в таблице.

383183

Удельный расход электроэнергии на 1 т концентрата кВт/ч

Вариант, 9

Состав смеси, вес.%

Продолжительность периода устойчивой пены, % от всей плавки

Продолжительность наведения пенистого шлака, мин

А 12. 0

5 i C вольфрамовый концентрат кокс

5 0,4 1 1 Остальное 90

6 1,2 3 3 Остальное 100

1800

1600

8 2,0 5 5 Остальное 95

1700

6 Нет Нет Нет Остальное 80

2000

Известный

Формула и з обре те ния

Составитель,О. Веретенников

Редактор Т. Киселева .Техред A.Ач Корректор Н.Стец

Заказ 10126/38 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"., r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемая смесь 20 для рафинирования ферровольфрама ускоряет наведение пенистого шлака .на

8-15 мин, увеличивает продолжительность периода существования устойчи- вой шлаковой пены на 10-20% и тем са- р5 мым сокращает период рафинирования сплава от примесей и продолжительность плавки, снижение удельного расхода электроэнергии на 200-400 кВт/ч (на тонну концентрата).

Смесь для Рафинирования ферро 35 вольфрама, включающая вольфрамовый концентрат и кокс, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса наведения шлака с устойчивой пеной, ускорения рафинирования сплава от примесей, сокращения расхода электроэнергии и проолжительности плавки, она дополниельно содержит карбид кремния, карбид вольфрама и глинозем при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Карбид кремния 1-5

Карбид вольфрама 0,4-2

Глинозем 1"5

Кокс 5-8

Вольфрамовый концентрат Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ПНР Р 57502, кл. 18 а 5/02, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

У 578350, кл. С 21 С 7/00, 1976.

3. Технологическая инструкция.

Выплавка ферровольфрама ТИ-13-79, Челябинск, 1979.