PL46915B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy przygotowalnia ladunków egzotermicznych, które zawieraja chrom i które przeznaczone sa do wprowadzania tego pierwiastka do kapieli metali zelaznych.Wiadiome jest, ze mozna przygotowywac stop zelazny o malej zawartosci chromu, na przy¬ klad od 0,3 do 3,0% chromu, rozpuszczajac zela¬ zochrom w kapieli metalu zelaznego.Jednakze zelazochromy rozpuszczaja sie trud¬ no w kapielach stali lub zeliwa i trzeba zatem uciekac sie do pieców elektrycznych, których stosowanie jest w tym przypadku ograniczone wskutek tego, ze naweglaja one metal.Znane jest równiez to, ze wspomniane rozpu¬ szczanie zelazochromu mozna przeprowadzac stosujac ladunki egzotermiczne, które skladaja sie z mieszaniny produktów utleniajacych i re¬ dukujacych i których reakcja wewnetrzna w tem- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa Henrl Ca cis Duhrous. peraturze elaboracji zeliwa lub stali w stanie stopionym jest egzotermiczna i przeprowadza miedzy innymi chrom do stanu elementarnego.Reakcja ta powinna byc wystarczajaco egzoter¬ miczna, aby nie zachodzilo pobieranie ciepla przez ten ladunek z kapieli metalu zelaznego w chwili zetkniecia sie tego ladunku z ta kapie¬ la, oraz nie powinna ona byc zbytnio egzoter¬ miczna, azeby nie zachodzilo niepotrzebne zu¬ zywanie kosztownego produktu redukujacego.Poza tym wytwarzany przez te reakcje zuzel po¬ winien byc wystarczajaco plynny w temperatu¬ rze tej kapieli. SposTÓd znanych reduktorów mozna wymienic aluminium, krzem, wapn oraz stopy tych metali i (lub) z zelazem, i (lub) z chro¬ mem. Sposród znanych utlenliaczy mozna wy¬ mienic azotan, i (lub) chromian, i (lub) dwu¬ chromian sodu, i (lub) potasu, i (lub) wapnia.Wada tych utleniaczy jest stosowanie jako utleniacza rudy chromowej poddanej pierwsze¬ mu traktowaniu termicznemu, poprzedzajacemu Utlenianie, w temperaturze powyzej 1200°C, poktórym nastepuje lugowanie, przy czym w wy¬ niku tych operacji uzyskuje sie wzbogacenie rudy w chrom; ruda w ten sposób wzbogacona jest nastepnie poddawana tylko utlenianiu pod¬ czas drugiego traktowania termicznego, zupel¬ nie odrebnego cd pierwszego.Wada tego utleniania jest duza liczba wyma¬ ganych procesów, które trudno regulowac.Celem niniejszego wynalazku jest stworzenie .nowych ladunków egzotermicznych, które za¬ wieraja chrom i umozliwiaja miedzy innymi dodawanie chromu do stali i do zeliwa, równie dobrze w piecu martenowskim jak i w kadzi odlewniczej, a równiez w konwertorze. Laduiiki te maja najkorzystniej postac aglomeratów, któ¬ rymi latwo sie manipuluje, które plywaja po wierzchu kapieli metalu zelaznego i przenikaja poprzez zuzel, tak ze stale stykaja sie z metalem.Ladunki te "umozliwiaja równiez uzyskiwanie bardzo równomiernej i bardzo duzej zawartosci chromu, zdolnej osiagnac 90% a nawet 97%, a w wyniku tego uzyskiwanie duzej dokladnosci przy dodawaniu chroimu. Ladunki te umozli¬ wiaja równiez uzyskiwanie rzadkoplynnego zuzla w temperaturze kapieli zeliwa lub stali i nie wprowadzaja do tych metali ani wtracen, ani zanieczyszczen, na przyklad wegla lub nawet azotu w bardzo malych ilosciach, a ponadto to ladunki te daja te korzysc, ze sa przygotowywa¬ ne z niekosztownych utleniaczy.Dalszym celem niniejszego. wynalazku jest sposób, który umozliwia otrzymywanie nowych produktów przemyslowych wedlug tego wyna¬ lazku.Dalsze jeszcze cele niniejszego wynalazku sa nastepujace: Wynalazek dotyczy ladunków egzotermicznych skladajacych sie z jednorodnej mieszaminy zela¬ zochromu^ utlenionych chromitów, aluminium i co najmniej jednego skladnika z grupy zawie¬ rajacej krzem, wapn, mangan, magnez i stopy, które tworza te pierwiastki ze soba, przy czyim ciezar chromu zawartego w tym zelazochromie stanowi ponad 60%, a najkorzysimaej ponad 80% calego ciezaru chromu wprowadzanego przez te ladunki egzotermiczne do kapieli metalu zelaz¬ nego.Ten utleniony chromit stanowi zawartosc wa¬ gowa chromu przeliczona na chrom metaliczny, wynoszaca co najmniej okolo 16 czesci chromu w 100 czesciach wspomnianego chromitu, jego . zawartosc sodu i wapnia jest starannie dobie¬ rana podczas przygotowywania tego chromita, jego zawartosc sodu moze wahac sie w grani¬ cach okolo 1^9%, a jego zawartosc wapnia — w granicach okolo 18—26%, przy czym te za¬ wartosci wagowe sodu i wapnia istnieja w stanie zwiazku chemicznego w tym chromicie.Tego rodzaju utleniony chromit jest bardziej szczególowo opisany w patencie francuskim z dnia 10 stycznia nr*pV 84283 pt.' „Utlenianie chromitów". Zgodnie z tym sposobem utleniania chromitów zapewnia sie najpierw scisle stykanie sie tej rudy z produktami utworzonymi zasad- rticzo z mieszaniny z weglanu sodowego i co naj¬ mniej jednego zasadowego i trudno topliwego skladnika z grupy tlenku wapniowego, weglanu wapniowego, magnezu i dolomitu, poszczególne skladniki mieszaniny poddawane nastepnemu z kolei procesowi termicznemu sa bardzo drob¬ no mielone, a sama mieszanina odpowiada sto¬ sunkowi ciezaru chromu zawartego w rudzie do calkowitego ciezaru mieszaniny wynoszace¬ mu co najmniej 17%, przy czym procentowa zawartosc stosowanego w tym procesie wegla¬ nu sodowego wynosi od 15 do 40% ilosci stechio- metrycznej, obliczonej zgodnie z zawartoscia chromu i równaniem: 2 Cr2 03 FeO -r- 4 Na2 C03 -r- 4 CaO -^ 3,5 02 4CrD4lNa^ -^ Fa£8 -*- 4CaC03 , nastepnie mieszanina ta jest poddawana jed¬ nemu procesowi termicznemu w obecnosci po¬ wietrza lub tlenu, a temperature tego procesu zawiera sie w granicach 800—1110°C tak, ze unika sie topienia reaktywnej mieszaniny, a za¬ wartosc sodu i wapna w traktowanym termicz¬ nie produkcie jest dobierana w chwili przygoto¬ wywania reagujacej mieszaniny zgodnie z prze¬ znaczeniem produktu reakcji, przy czym za¬ wartosc sodu waha sie w granicach okolo 2—9%, a zawartosc wapnia w granicach okolo 20—26%, a wspomniane zawartosci wagowe dotycza sodu i wapna w stanie zwiazku che¬ micznego, w suchej mieszaninie przed proce¬ sem termicznyim.A zatem mozna na przyklad utleniac chromit w nastepujacy sposób: Jako rude chromowa mozna stosowac chro¬ mit o nastepujacym skladzie: Cr203 55,24% FeO 14,70% MgO 13,12% A1203 14,40% Si02 2,540/o Straty na spalenie 2,00% Ruda ta jest mielona, a nastepnie przesiewana; Czesci, które przeszly przez sito o 120 oczkach sa brane do procesu. Techniczny weglan sodowy - 2 -i techniczny tlenek wapniowy sa redukowane do granulacji odpowiadajacej situ o 40 oczkach, a nastepnie mieszane z ruda w nastepujacych proporcjach : Chromit 100 czesci wagowycli Techniczny tlenek wapniowy 60 „ „ Techniczny weglan sodowy 20 „ „ Do powyzszej mieszaniny dodaje sie okolo 20 czesci wagowych wody, a nastepnie aglomeruje sie w ten sposób otrzymana mase za pomoca prasowania, nadajac jej postac brykietów.Brykiety zostaja umieszczane w piecu muflo¬ wym i sa doprowadzane w obecnosci powietrza do temperatury 900—950°C, która jest utrzymy¬ wana w ciagu okolo 2 godzin 30 minult, czas ten odpowiada okreslonemu wyzej stopniowi utlenia¬ nia, a wynoszacemu okolo 65%. Nie jest ko¬ nieczne stosowanie wymuszonej cyrkulacji po¬ wietrza poprzez piec muflowy, gdyz naturalna cyrkulacja jest wystarczajaca dla wspomnianego pieca. Podczas calego procesu termicznego bry¬ kiety zachowuja dobra spoistosc taka jaka mia¬ ly przed tym procesem, i nigdv nie daja "powo¬ du do tworzenia sie pylów. Badanie brykietów po procesie termicznym wykazuje ich jednorod¬ na mase porowata az do samego srodka. Nie wykazuja one wcale oznak stapiania sie i nie wywoluja wcale korodowania na sciankach pie¬ ca, z którymi sie one stykaja. Sa one latwe co mielenia.Wedlug najkorzystniejszej postaci realizacji wynalazku ten utleniony chromit jest przerabia¬ ny przy stosunku utleniania w granicach 50—05%, przy czym ten stosunek utleniania jest stosun¬ kiem wagowym chromu o stopniu utleniania 6 do calkowitej zawartosci chromu w utlenio¬ nym chromicie.Egzotermiczne ladunki wedlug wynalazku, ta¬ kie jak opisane wyzej, wedlug innej najkorzyst¬ niejszej postaci ich zastosowania, zawieraja kom¬ binacje dwóch nastepujacych skladów: a) aluminium i co najmniej jeden skladnik z grupy zawierajacej krzem, wapn, mangan, magnez i stopy, jakie te pierwiastki wzajemnie zt soba tworza, stanowia srodki redukujace chro- rnity w proporcji co najmniej równej proporcji stechiometrycznej w stosunku do utlenionego chromitu; b) aluminium i skladniki wymienionej w pun¬ kcie a) grupy istnieja w tych egzotermicznych ladunkach w stanie swobodnym i w stanie utle¬ nionym, zasadniczo w tych samych proporcjach jak istniejace w stanie utlenionym w produkcie o skladzie nastepujacym: Al2o3 CaO MgO SiO,, Na20 42—45% wagowo 36—400/0 6-8% 7—9% 4-5% tak, ze uzyskuje sie ten produkt jako zuzel. Sta¬ nowi to równiez przedmiot niniejszego wynalaz¬ ku. Zuzel ten ma temperature topnienia rzedu 1300—1350CC i staje sie rzadkoplynny w tempe¬ raturze elaboiracji metalu zelaznego. Dzieki swej plynnosci zuzel ten nie daje zadnych wtracen w tym metalu, a nawet pociaga za sofba te wtra¬ cenia, jakie juz istnialy w tym metalu; ze wzgle¬ du zwlaszcza na swój wspomniany charakter alkaliczny, zuzel ten daje ponadto w metalu dzialanie odsiarczajace.Inny jeszcze sposób zastosowania dotyczy .tar- kich egzotermicznych ladunków wedlug wyna¬ lazku jak opisane wyzej, a skladajacych sie z okolo 60—80% chromu i okolo 0,015—0,05% wegla na lOO^czesci chromitu utlenionego. • Ladunki egzotermiczne wedlug niniejszego wynalazku zawieraja od 60 do 120 czesci kar- buryzowanegO' zelazochromu o zawartosci okolo 60—80% chromu na 100 czesci chromitu utlenio¬ nego. W tych róznych przypadkach kalorie do¬ starczane przez zdefiniowana wyzej reakcje eg¬ zotermiczna sa czesciowo wykorzystywane do przeprowadzania tego zelazochromu do stanu stopionego.W przytoczonych wyzej rozwazaniach sklad¬ niki nalezy brac wagowo.Tytulem odmiany sposobu zastosowania wy¬ nalazku bierze sie cikolo 4—9 czesci wagowych zmielonego fluorytu na 100 czesci wagowych wspomnianego chromitu utlenionego, przy czym fluoryt ten moze sluzyc jako topnik.Wedlug innego jeszcze najkorzystniejszego za¬ stosowania wynalazku, do ladunku egzotermicz¬ nego wlacza sie okolo od 1 do 7 czesci wago¬ wych wody na 100 czesci tego ladunku, naster- nie aglomeruje sie te mase za pomoca dowolne¬ go znanego w istocie sposobu, na przyklad za pomoca prasowania w formie owoidów, lub bry¬ kietów, nastepnie suszy sie je w piecu, najko¬ rzystniej w temperaturze okolo 110—350°C. Wy¬ suszone brykiety zachowuja doskonala zwartosc, a manipulowanie nimi jest bardzo latwe.Ponadto wedlug specjalnego sposobu wpro¬ wadzania egzotermicznych ladunków wedlug wynalazku do kapieli metalowej, produkty wcho¬ dzace w sklad tych ladunków zostaja bardzo drobno zmielone zanim zostana wzajemnie zmie¬ szane, nastepnie aglomeruje sie je w sposób wy¬ zej opisany, wprowadza sie na powierzchnie ka- - 3 -pieli metalowej, i w ten sposób wytwarza sie chromowy sitop lozyskowy.Mozna równiez te egzotermiczne ladunki w sta¬ nie sproszkowanym wdmuchiwac do kapieli me¬ talowej, wedlug dowolnego znanego sposobu, i sporzadzac tym innym sposobem chromowy stop lozyskowy.Za nowe produkty przemyslowe, nalezy uwa¬ zac wchodzace w ramy niniejszego wynalazku egzotermiczne ladunki, które zawieraja co naj¬ mniej okolo 31 czesci wagowych chromu, i w któ¬ rych jego zawartosc moze przekraczac okolo 40 czesci wagowych w 100 czesciach wagowych tych ladunków, a równiez egzotermiczne ladun¬ ki o ciezarze wlasciwym okolo 3—4, powodujace tworzenie sie zuzla o ciezarze wlasciwym wy¬ noszacym okolo 2,1—2,7, tak ze przechodzi on latwo w stan stopiony i plywa po kapieli meta¬ lu zelaznego.Wyroby przemyslowe przygotowane przy za¬ stosowaniu sposobu wedlug niniejszego wynalaz¬ ku, sa specjalnie objete niniejszym wynalaz¬ kiem.Zastosowanie przemyslowe egzotermicznych la¬ dunków ujawnione w opisie niniejszego wynalaz¬ ku wchodza równiez w zakres niniejszego wy¬ nalazku.Wspomniane zastosowania obejmuja w szcze¬ gólnosci sporzadzenie stopów, najkorzystniej ze¬ laznych, zawierajacych chrom, przy czym te ladunki sa dodawaine do metalu zelaznego zawar¬ tego w garze pieca martenowskiego lub w kadzi odlewniczej, lub tez w konwertorze, przy czym zawartosc chromu w metalu zelaznym moze byc zmieniana i ustalana dokladnie za pomoca tych ladunków. Wynalazek ten jest specjalnie korzyst¬ nie stosowany, nie bedac przez to ograniczonym, do wytwarzania stali o malej zawartosci cthromu na przyklad rzedu okolo 0,2—3% wagowo.Ladunki egzotermiczne wedlug wynalazku na bazie karburyzowanego zelazochromu nadaja sie dobrze do wytwarzania zawierajacego chrom ze¬ liwa, zwlaszcza do wprowadzania chromu do kadzi odlewniczej; ten karburyzowany zelazo¬ chrom zawiera na przyklad 60—74% wagowa chromu oraz 4—6% wagowych wegla. Zawartosc w nim chromu moze osiagac a nawet przekra¬ czac 95%.Przyklad. Skladnikami mieszaniny sa: 100,0 czesci wagowych chromitu, potraktowanego zgodnie ze sposobem utleniania, opisanym wyzej; 19,4 czesci wagowych rozdrobnionego alumi¬ nium; 4,0 czesci wagowe krzemo-wapnia rozdrobnio¬ nego o zawartosci 30% wagowych wapnia; 120,0 czesci wagowych superrafinowanego zela¬ zochromu o zawartosci 70% wagowo chro¬ mu i 0,03% wagowo wegla; 5,3 czesci wagowe fluorytu.Wymienione wyzej skladniki miele sie oddziel¬ nie, a nastepnie sporzadza mieszanine. Do tej mieszaniny wprowadza sie 8,7 czesci wagowych wody, nastepnie za pomoca sciskania aglomeruje sie te mase w postaci brykietów, które suszy sie w temperaturze 300°C. W stanie wysuszonym brykiety te zachowuja wyjatkowo dcibra spój¬ nosc. Maja one zwarty 'ksztalt o ciezarze wlasci¬ wym 3,3 i manipulowanie nim jest bardzo lat¬ we.Brykiety te sa dodawane do kapieli sitali o tem¬ peraturze 1600°C, znajdujacej sie w kadzi odlew¬ niczej o pojemnosci uzytecznej 300 kG. Zawar¬ tosc chrorciu wynosi 95% ciezarowo. Zuzel wy¬ twarzajacy sie podczas reakcji egzotermicznej jest rzadkoplynny w tej temperaturze, jego tem¬ peratura topnienia jest rzedu 1300—1350° a jego sklad jest nastepujacy: A1203 44% w stosunku wagowym CaO 38% MgO 7«/o Si02 6% Na20 5% PL

Claims (12)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Ladunki egzotermiczne, znamienne tym, ze skladaja sie z dokladnej mieszaniny zelazo- chromu, utlenionych cnromitów. alummium iy ^wrr mi"inuiiuu^ j_-irrr---—-'"^¦^*'^^'«w^^^«t^»««»MBUMiwi i co najmniej z jednego skladnika z grupy zawierajacej krzem, wapn, mangan, magnez oraz stopy utworzone wzajemnie przez te pierwiastki, przy czym ciezar chromu za¬ wartego w tym zelazochromie wynosi po¬ nad 60%, a najkorzystniej ponad 80% calego ciezaru chromu dostarczanego za pomoca tych egzotermicznych ladunków, utleniony chromit zawiera wagowo chromu, wyrazone¬ go chromem metalicznym, co najmniej okolo 16 czesci chromu na 100 czesci tego chromi¬ tu, zawartosci sodu i wapnia sa dokladnie dobierane podczas przygotowywania chromi¬ tu, a mianowicie zawartosc sodu waha sie w granicach okolo 1—9%, zawartosc wap-, nia — w granicach okolo 18—26%, przy czym te wagowe zawartosci sodu i wapnia znajduja sie w stanie zwiazków chemicznych w tym chromicie.

2. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz. 1,. znamienne tym, ze ciezar chromu zawartego - 4 -w zelazochromie przekracza 30% calkowite¬ go ciezaru chromu dostarczanego przez te ladunki.

3. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze zawieraja chromity uzy¬ skiwane w nastepujacy sposób: zapewnia sie najpierw scisle stykanie sie tej rudy z produktami, utworzonymi zasadniczo z mie¬ szaniny weglanu sodowego i co najmniej jednego zasadowego i trudno topliwego skladnika z grupy tlenku wapniowego, we¬ glanu wapniowego, magnezu i dolomitu, po¬ szczególne skladniki mieszaniny drabino sie miele przed sporzadzeniem tej mieszaniny, a w samej mieszaninie stosunek diezairu chro¬ mu zawartego w rudzie do calkowitego cie¬ zaru mieszaniny wynosi co najmniej 17%, przy czym procentowa zawartosc stosowa¬ nego w tym procesie weglanu sodowego wy¬ nosi w granicach od 15 do 40% stechiome- trycznej ilosci obliczanej zgodnie z zawar¬ toscia chromu iwtej mieszaninie oraz z rów¬ naniem: 2C*203FeO -h 4Na2C03 -i- 4CaO -r- a,502 ? 4Cr04Na2 -5- Fe^ -*- 40aC03 nastepnie mieszanine te poddaje sie jedne¬ mu procesowi termicznemu w obecnosci po¬ wietrza lub tlenu, w temperaturze w grani¬ cach od 800 do 1100°C, tnk ze zapewnione zostaje niestopienie sie tej reaktywnej mie¬ szaniny, natomiast zawartosc sodu i wapnia w produkcie uzyskiwanym w tym procesie termicznym sa dobierane w czasie tworzenia mieszaniny zgodnie z przeznaczeniem pro¬ duktu tej reakcji, przy czym zawartosc sodj waha sie w granicach okolo 2—9%, a wap¬ nia w granicach okolo 20—26% i te' zawar¬ tosci wagowe dotycza sodu i wapnia w sta¬ nie zwiazanym chemicznie, w suchej mie¬ szaninie, przed procesem termicznym.

4. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze zawieraja chrom co naj¬ mniej w ilosci okolo 31 czesci wagowo, przy czym zawartosc jego moze osiagac a nawet przekraczac 40 czesci wagowych na 100 cze¬ sci wagowych tych ladunków.

5. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne tym, ze ich ciezar wlasciwy wynosi okolo 3—4.

6. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz. 1—5. znamienne tym, ze stanowia polaczenie dwóch skladów, a mianowicie a) skladu za¬ wierajacego aluminium i co najmniej jeden skladnik z grupy zawierajacej krzem, wapn, mangan, magnez i ich stopy, stanowiace czynniki redukujace chromity, w proporcji co najmniej równej proporcji steehriometrycz- nej w stosunku do utlenionego chromitu, oraz b) skladu zawierajacego aluminium i skladniki z grupy wymienionej w punkcie a) istniejace w tych egzotermicznych ladun¬ kach w stanie swobodnym i w stanie utle¬ nionym, zasadniczo w tych samych propor¬ cjach jak proporcje istniejace w stanie utle¬ nionym w produkcie o skladzie: Al203 od 42 do 45% w stosunku wagowym CaO od 36 do 40% MgO od 6do 8% Si02 od 7 do 9% Na^O od 4 do 6% tak, ze produkt ten jest otrzymywany jako* zuzel.

7. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz. 1—6, znamienne tym, ze zawieraja okolo 80 do 150* czesci superrafinowanego zelazochromu o za¬ wartosci chromu okolo 60—80% i zawartosci wegla okolo 0,015-0,05% na 100 czesci utle¬ nionych chromitów, w stosunku wagowym.

8. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz. 1—7, znamienne tym, ze zawieraja od 60 do 12fr czesci /karburyzowanego zelazochrom/u o za¬ wartosci chromu 60—80% na 100 czesci utle¬ nionych chromitów, w stosunku wagowym.

9. Ladunki egzotermiczne wedlug zastrz. 1—8, znamienne tym, ze zawieraja okolo 4—9 cze¬ sci wagowych zmielonego fluorytu na 100 czesci wagowych tego utlenionego chromitu.

10. Sposób wytwarzania egzotermicznych ladun¬ ków wedlug zastrz. 1—9, znamienny tym, ze surowe materialy stosowane do sporzadzenia dokladnej mieszaniny wchodzacej w sklad tych ladunków sa dokladnie mielone zanim zostana wzajemnie zmieszane.

11. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienny tym, ze okolo 1—7 czesci wagowych wody wprowa¬ dza sie do 100 czesci ladunków egzotermicz¬ nych, nastepnie aglomeruje sie mase dowol¬ nym znanym sposobem oraz suszy w piecu w temperaturze 110—4009C.

12. Sposób wytwarzania chromowych stopów lozyskowych, znamienny tym, ze egzoter¬ miczne ladunki wedlug zastrz. 10 lub 11 sa wprowadzane do kapieli metalowej. Pechiney Compagnie de Produits Chimigu es et Electrometallurgiaues Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy 450. RSW „Prasa", Kielce. PL