Способ получения низкоуглеродистого ферросиликохрома

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Ресттублнк (ii)88318?

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.0380 (23) 2911093/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

С 22 С 33/04

Государственный комитет

CCC Р по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 669.168 (088.8) Опубликовано 231181. Бюллетень No 43

Дата опубликования описания 23.11,81

P.A.Íåâñêèé, Ю.A.Äàíèëîâè÷, В.Г.Мизин, H.A.Òóëèí, A.Н.Морозов, Н.П.Лякишев, Б.П.Сафонов, Г.В. Серов, В.Л.Колоярцев, П .В.Топильский и А.С. Гертнер (72) Авторы . изобретения (73) Заявитель

Научно-исследовательский институт металлургии (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО

ФЕРРОСИЛИКОХРОМА

Изобретение. относится к черной металлургии, в частности к способам производства ферросплавов, а именно ферросиликохрома.

Ферросиликохром используют для легирования стали, а также как полупродукт при выплавке мало-, и беэуглеродистого феррохрома. Производство его осуществляют в руднотермической печи восстановлением кварцита углеродистым восстановителем в присутствии передельного феррохрома. Передельный феррохром предварительно выплавляют в другой пе.и, выпускают, разливают, охлаждают и дробят (1). 15

Однако это приводит к потерям металла (2=3%), дополнительным трудозатратам и использованию дополнительных металлургических и механических агрегатов. 20

Извлечение хрома иэ передельного феррохрома в ферросиликохром составляет лг93%.

На выпуске металл содержит значительное количество углерода, что тре- 25 бует дополнительных мер для его удаления. Обычные способы выдержки сплава в ковше в жидком состоянии не обеспечивают необходимых низких концентраций углерода. 30

Известен способ обеэуглероживания высококремнистых ферросплавов, заключающийся в том, что используют известные мероприятия: снижение температуры металлического расплава и смешение его с другим несмешивающимся и не реагирующим с ним расплавом,. например шлаком иэ другого сталеплавильного агрегата. При этом -отделение углерода от металла происходит механически. Полученные таким образом сплавы содержат около 0,14% C(2), Недостатком способа является высокое содержание углерода в сплаве.

Известен способ получения ферросиликохрома с низким содержанием углерода (0,03-0,04%), заключающийся в том, что металл перед выпуском и выдержкой в ковше перегревают на

50-70 С эа счет повышения температуры плавления шлака специальными добавками (3).

Недостатком способа является использование при выплавке металла дополнительных добавок, в частности карборунда, в количестве 5-15% от массы восстановителя и необходимость перегрева металла перед выпуском.

Недостатками этих способов являются потери хрома и дополнительные тру883187 дозатраты, обусловленные выплавкои ферросиликохрома в руднотермических печах. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ по- лучения ферросиликохрома. По этому способу в ковш с расплавленным углеродистым феррохромом вливают 75%-ный ферросилиций, смешивают их и разливают сплав в результате чего получают сплав с содержанием углерода

0 7 0 4% Г43

Недостатками способа являются высокое и непостоянное содержание углерода в сплаве (до 0,7%), медленное и неполное протекание процесса обез- 15 углероживания вследствие того, что гомогенизация смеси и реакция взаимодействия углерода с кремнием происходит в диффузионной области, так как при заливке легкого ферросилиция 20 (9 = 2,8 г/см ) на слой тяжелого фер9 рохрома (p = 6,2 г/см8) образуются два слоя — верхний, обогащенный кремнием, и нижний, обогащенный углеродом и хромом.

Цель изобретения — повышение сте25 пени извлечения хрома, обеспечение ускорения и полноты процесса рафинирования от углерода и получение однородного по химическому составу сплаву.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фер-" росиликохрома, .включающему раздельную выплавку феррохрома и ферросилиция, их смешивание и разливку, в ковш с жидким ферросилицием ведут инертный и с меньшим удельным весом по отношению к ферросилицию асимилирующий материал в количестве 3-10% от веса ферросилиция, затем феррохром залива- 40 ют в ферросилиций со скоростью

0,1-0„5 т/мин при высоте струи 1,53„0 м и порциями по 10-50% от веса заливаемого металла и после окончательной заливки выдерживают 2040 минут.

Смешивание жидких передельного .феррохрома и ферросилиция сопровождается выделением теплоты, вследствие образования силицидов углерода и хрома и повышение :. температуры смеси на 100200ОС. Такой перегрев металла ускоряет реакцию между .кремнием и углеродом, а также уменьшает вязкость расплава в 1,5-2,0 раза. Это обеспечивает быстрое образование карборунца, коагуляцию и всплывание его частиц. Кроме того, повышение температуры сопровождается увеличением активности углерода в смеси и его окислением кислородом воздуха. 60

При заливке феррохрома.с удельным весом 6,2 г/см в более легкий фер.Росилиций (p = 2,8-4,6 г/см3) ферроХРОМ ПРОХОДИТ ЧЕРЕЗ СЛОЙ фЕРРОСИЛИция, что обеспечивает развитие реак- 65 ии ме ду кремнием и углеродо до бавки инеРтных веществ являются центрами образования карборунда ускоря ют его коагуляцию и всплывание..

При заливке феррохрома со скоростью менее 0,1 т/мин выделяющегося тепла недостаточно для разогрева смеси и ускорения реакции между кремнием и углеродом. При заливке феррохрома со скоростью, превышающей

0,5 т/мин, происходит интенсивный разогрев смеси до температур, превышающих 2000 С, что сопровождается бурным кипением металла, окислением кремния и прогарами ковшей.

При высоте струи феррохрома менее 1,5 м не происходит дробления струи феррохрома и развития контактной поверхности реагирования.

Реакции взаимодействия между углеродом и кремнием не получают развития, и углеродистый феррохром оседает на дно.

При высоте струи более 3 м происходит разбрызгивание металла, феррохром заливают порциями по 10-50% от его веса. При заливке феррохрома в ковш с ферросилицием порциями менее

10Ъ от веса заливаемого металла не достигается необходимый перегрев смеси и концентрации углерода для интенсивного протекания реакции образования карборунда.

При заливке феррохрома порциями более 50% происходит окисление кремния и выплески металла. Кроме того, сразу резко повышается уровень смеси в ковше, что затрудняет всплывание частиц карборунда и окисление углерода кислородом воздуха. Это в свою очередь вызывает необходимость увеличения выдержки металла в ковше, что приводит к сегрегации кремния и хрома. Заливка феррохрома порциями по 10-50% от веса заливаемого феррохрома обеспечивает периодическое перемешивание смеси, оптимальные условия для образования и всплывания карборунда, окисления углерода кислородом и гомогенизацию металла.

Добавки инертных по отношению к ферросилицию и ферросиликохрому и с меньшим удельным весом по сравнению с ними веществ в количестве менее 3% от веса ферросилиция не обеспечивает достаточной скорости образования и всплывания карборунда. Добавки таких веществ в количестве более 10% образуют на поверхности смеси сплошные покрытия и затрудняют окисление углерода кислородом.

Пример. В руднотермической печи осуществляют выплавку 65Ъ ферросилиция путем непрерывной завалки и проплавления кварцита и коксика и периодического выпуска металла и шлака..

В другой печи выплавляют передельный феррохром из хромовой руды и кок883187

Содержание элементов % по массе

Сплав с °

Углеродистый феррохром

2,7

8,5

ФС 65

0,1

0,1

Ферросиликохром верхний слой нижний слой

36,5

34,0

0 05

37,5

34,5

0,04

Т а б л и ц а 2

Сплав

Содержание элементов % по массе

1 1

Углеродистый феррохром

2,5

8,2

ФС 65

0,1

0,1

Ферросиликохром

36,5

34,0 0,04-0,05 сика с периодическим выпуском металла и шлака.

2,5 т сплава ФС65 выпускают со . шлаком (3% от веса металла) в ковш.

В другой ковш выпускают 2,0 т передельного феррохрома. Затем со скоростью О, 10 т/мин при высоте струи

1,5 м в ковш с ферросилицием заливаВ руднотермических печах выплавляют предельный феррохром и ферросилиций ФС 65 2,5 т ферросилиция с

10% шлака и 2,1 т феррохрома выпуска- Зо ют в ковши.

В ковш с ферросилицием со скоростью 0,5 т/мин при высоте струи

Извлечение хрома из передельного феррохрома в обоих примерах состави-ло 98,5%. Полученный сплав характеризуется низким 0,04-0,05% и разномерным содержанием углерода.

Повышение извлечения хрома на

4,5-5,5 абс.% позволит увеличить производительность процесса и выход годного металла. 3а счет экономии хрома углеродистого феррохрома экономический эффект составит 3-4 руб. на каждой тонне расходуемого феррохро- dO ма.

Формула изобретения

Способ получения низкоуглеродистого ферросиликохрома, включающий раз- 65 ют 1, 2 феррохрома порциями по О, 4 т с интервалом в 2 мин. Со скоростью

0,4 т/мин заливают 0,8 т феррохрома и после 20-минутной выдержки металл разлили в изложницу. От верха и низа слитка отобрали пробы.

Составы и вес исходных и конечного продуктов приведены в табл. 1.

Таблица 1

3,0 м заливают 1,1 т феррохрома.После 5-минутной выдержки со скоростью

0,5 т/мин заливают оставшуюся часть феррохрома. После 40-минутной выдержки сплав разливают в изложницу.

Состав исходных и конечного продуктов приведены в табл. 2. дельную выплавку феррохрома и ферро-. силиция, их смешивание и разливку сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения хрома обеспечения ускорения и полноты процесса рафинирования от углерода и получения однородного по химическому составу сплава, в ковш с жидким ферросилицием вводят инертный и с меньшим удельным весом по отношению к ферросилицию ассимилирующий материал в количестве 310% от веса ферросилиция, затем углеродистый феррохром заливают в ферросилиций со скоростью 0,1-0,5 т/мин при высоте струи 1,5-3,0 и порциями по 10-50% от веса заливаемого метал883187

Составитель О. Веретенников

Редактор Т.Киселева Техред A.Áàáèíåö, Корректор Н. Стец

Заказ 10127/38 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

I ла и после окончательной заливки сплав выдерживают 20-40 минут.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дуррер Р.: Фолькерт Г.; Металлургия ферросплавов. М, "Металлургия", 1976, с. 218.

2. Патент ФРГ . 9 1213452, кл. 18 в 7/00, 1968.

3, Авторское свидетельство СССР

Р 571524, кл. С 22 С 33/04, 1976.

4. Sampath V.S. Bhatnagar P.P.

Рroduction of low-carbon fеrro-chrom

Res and l nd 1961, 6, и 11, р 385386.