RU1788067C - Способ производства низкоуглеродистого феррохрома с никелем - Google Patents

Abstract

Использование: относитс  к металлургии , конкретно к производству феррохрома силикотермическим способом. Сущность: переплав в печи никельсодержащих отходов , оксидной части шихты и восстановление расплава избытком ферросиликохрома. В качестве оксидной части шихты используют рудноизвестковый расплав при отношении массы отходов и хромовой руды в пределах 0,6-1,4, а восстановление оксид- ного расплава провод т до полного съема электроэнергии с избытком ферросиликохрома 10-20% от необходимого, 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к производству феррохрома силикотермическим способом.

При производстве рафинированного феррохрома известен способ снижени  содержани  углерода в сплаве путем загрузки основной части восстановител  в печь в конце плавки. Указанный способ ограничивает поступление в сплав только углерода электродов . Отсутствие регламентации ввода восстановител  при низком сбдержа нии углерода в сплаве существенно ухудшает технико-экономические показатели как по расходу электроэнергии, так и по использованию кремни  ферросиликохрома (при отсутствии избытка восстановител ).

Известен также способ рафинировки высокоутеродистого феррохрома в рудно- известковом расплаве (РИР) вне печи, организаци  которого требует дополнительного оборудовани  (футерованные ковши, узел

смешени ). Кроме того, способ имеет повышенный удельный расход электроэнергии из-за необходимости перегревать РИР на 250-300 К над температурой плавлени  дл  выпуска из печи и компенсации тепловых- потерь от выпуска дб йа чала смешени  расплава с восстановителем. Лимитированное теплосодержание РИР не позвол ет держать отношение массы метэллоотходов к массе хромовой руды более 1, т.е. затрудн ет использование отходов с низким содержанием других легирующих элементов.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ выплавки железо- хром-кремний-никелевого сплэва, заключающийс  в переплаве никельсодержащих отходов в присутствии феррохрома, избытка ферросиликохрома и шлака рафинированного феррохрома. Этим способом достигаетс  удовлетворительна  десульфу- раци  сплава и орошие технико-экономиVJ 00 00

о о VI

ческйе показатели на единицу никел  в готовом продукте.

Однако, известный способ имеет следующие недостатки. Использование отвального шлака рафинированного феррохрома требует дополнительного расхода электроэнергии . Отсутствует рафинировка никель- содержащих отходов от углерода (достигаетс  только за счет высокого качества шихты и большого избытка ферросили- кохрома). Этим способом используютс  только отходы прецизионных сплавов от Х15Н60 до 79НМ с содержанием никел  более 50%, углерода менее 0,15% и серы менее 0,02%.

При содержании углерода в отходах более 0,2% невозможно получить содержание углерода в сплаве менее 0,25%, а при содержании серы более 0,03% необходим переплав дополнительного шлака рафинированного феррохрома, что ведет к увеличению расхода электроэнергии.

Целью изобретени   вл етс  обезуглероживание и десульфураци  никельсодер- жащих отходов и улучшение технико-экономических показателей при использовании отходов пониженного качества;-1 :

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе переплав феррохрома и шлака рафинированного феррохрома замен ют их выплавкой (получением в результате плавки), причем отходы пониженного качества (с содержанием никел  5-25%, углерода 0,3-1,0% и серы 0,04-0,10%) рафинируют в расплаве руды и извести при соотношении массы отходов и хромовой руды в пределах 0,6-1,4, а довосстановление РИР провод т с избытком восстановител  в 2-4 раза ниже (10-20%) с регламентацией восстановительного периода по ходу плавки в зависимости от требуемого обезуглероживани  сплава.

Известны технические решени , в которых рафинируют высокоуглеродистый феррохром в РИР вне печи. Однако в этом процессе, существенно отличающимс  от печного, технико-экономические показатели существенно хуже предлагаемого, и напр женность теплового баланса не позвол ет использовать отходы с содержанием никел  менее 20% дл  производства феррохрома, аналогичного полученному по за вл емому техническому решению (т.е. выдерживать соотношение отходов к хромовой руде по всей ширине указанных пределов ).

Известно техническое решение, в котором с целью снижени  поступлени  углерода электродов в сплав в печи плав т РИР и

в конце плавки его восстанавливают ферро- силикохромом. В предлагаемом решении назначение расплава более широкое (в нем рафинируют отходы). Кроме того, довосстановление расплава ведетс  регламентирование (т.е. может проводитьс  и в первой половине плавки в зависимости от требуемой глубины обезуглероживани ) с избытком восстановител , что снижает ухудшение

0 технико-экономических показателей (расход электроэнергии и использование кремни  ферросиликохрома).

Дл  определени  оптимальных параметров способа производства низкоуглеро5 дистого феррохрома с никелем проведено 17 плавок на лабораторной печи и 61 плавка на промышленной печи.

Поскольку соотношение отходов и хромовой руды вли ет на все целевые показа0 тели процесса, проведена сери  промышленных плавок на отходах, содержащих 17% никел , 15% хрома, 0,6% углерода и 0,055% серы с избытком ферросиликохрома 13%. Данные плавок

5 приведены в табл. 1.

Из данных табл. 1 видно, что при отношении отходов и руды ниже 0,6 качество металла не улучшаетс , а показатели продолжают ухудшатьс . При отношении более

0 1,4 технико-экономические показатели на единицу легирующих элементов не улучшаютс , а качество металла (по углероду и сере ) продолжает ухудшатьс . Ухудшение качества феррохрома с ростом отношени 

5 объ сн етс  снижением кратности шлака (рафинирующего РИР), а ухудшение экономических показателей производства со снижением отношени  объ сн етс  уменьшением количества переплавл емых

0 отходов.

При восстановлении РИР использование кремни  ниже, чем при завалке с шихтой , в св зи с чем восстановитель нужно отдавать как можно раньше. Но при избытке

5 восстановител  положение несколько исправл етс . Дл  определени  оптимума избытка восстановител  и времени его завалки в печь проведено 2 серии плавок, данные по которым приведены в табл. 2 и 3.

0 Из табл. 2 следует вывод, что избыток восстановител  более 20% почти не вли ет на использование кремни , но увеличивает расход восстановител , усложн   работу с рассыпающимс  (хрупким) металлом. При

5 избытке восстановител  менее 10% существенно снижаетс  использование кремни , а металл обладает повышенной прочностью (особенно при отношении отходов к руде более 1,1), что затрудн ет работу дробильного оборудовани .

Из данных табл.3 видно, что увеличение съема электроэнергии до загрузки восстановител  (до 90%) снижает содержание углерода в сплаве, но и увеличивает удельный расход электроэнергии. В среднем содер- жание углерода в сплаве Сэ (%) при съеме электроэнергии до загрузки восстановител  Э (% от необходимого на расплавление завалки ) подчин етс  зависимости

Сэ Со (1 - Э/250), % где Со - содержание углерода в феррохроме при загрузке восстановител  с шихтой.

Использование данной зависимости позвол ет производить феррохром по верхнему пределу (в соответствии с маркой за- каза) при минимальном ухудшении показателей (расход электроэнергии и использование кремни ).

В начале кампании первую завалку руды , извести, никельсодержащих отходов и ферросиликохрома производ т совместно. После расплавлени  отбирают экспрессную пробу на содержание никел  и углерода. По содержанию углерода в экспрессной пробе определ ют съем электроэнергии на после- дующих завалках до загрузки восстановител  в печь.

Э 2,5 С, %

Со Сз . 1 лп 0/ .

где С

100, %;

Со - содержание углерода в экспрессной пробе, %;

Сз - содержание углерода, оговоренное заказом, %.

Общий расход электроэнергии на за- валку увеличивают на 25 кВтч на каждые 10% съема электроэнергии до загрузки ферросиликохрома в печь.

П р и м ё р 1. Выплавка феррохрома с никелем при содержании углерода не более 0,10%.

В рафинировочную печь мощностью трансформатора 7 МВД заливают 2,3 т никельсодержащих отходов, набирают электрическую нагрузку, 3,83 т хромовой руды, 3,08 т извести и 1,45 т ферросиликохрома (вместо 1,34 т на то же количество хромовой руды при выплавке обычного феррохрома).

После съема 7560 кВтч электроэнергии отбирают экспрессную пробу сплава, а шлак сливают в литой ковш дл  образовани  гарнисажа.

После набора электрической нагрузки в печь заваливают 3,83 т хромовой руды, 3,08 извести и 2,3 т отходов. При содержании углерода в экспрессной пробе 0,13% определ ют период завалки ферросиликохрома.

3°2. 100 57,7%

После съема 60% электроэнергии, т.е. (7560 + 25,6) 0,6 4680 кВтч в печь заливают восстановитель. При съеме 7740 кВтч электроды поднимают и из печи выливают шлак и металл в подготовленный ковш. Следующую плавку провод т расплавлением 2-х завалок с промежуточным выпуском шлака. Ферросиликохром задают в расплав после съема 60% электроэнергии от необходимой на расплавление всей завалки (4680 кВтч от 7740 кВтч).

П р и м е р 2. Выплавка феррохрома с никелем при содержании углерода не более 0,15%.

В печь заваливают 3,4 т никельсодержащих отходов, набирают электрическую нагрузку и заваливают 3,4 т хромовой руды, 2,75 т извести и 1,37 т ферросиликохрома (вместо 1,19 т дл  обычного феррохрома). После съема 7560 кВтч электроэнергии отбирают экспрессную пробу, а шлак сливают. После набора электрической нагрузки в печь заваливают 3,4 т руды, 2,75 т извести и. 3,4 т отходов. При содержании углерода в экспрессной пробе 0,22% съем электроэнергии до загрузки ферросиликохрома в печь должен составл ть

Э 2,5 -Щ ЮО 80%

т.е. (7560 + 25 8) 0,8 6420 кВтч.

При съеме 6420 кВтч в печь заваливают 1,37 т ферросиликохрома, а при съёме; 7760 кВтч электроды поднимают и продукты плавки выливают в ошлакованный ковш. Следующие плавки провод т расплавлением 2-х завалок с промежуточным выпуском шлака. Ферросиликохром задают в расплав после съема 60% электроэнергии (6240 кВтч) при полном расходе на расплавление завалки 7740 кВтч.

П р и м е р 3. Выплавка феррохрома с никелем при содержании углерода не более 0,25%.

В печь заваливают 4,27 т никельсодержащих отходов, набирают электрическую нагрузку и заваливают 3,05 т хромовой руды , 2,45 т извести и 1,28 т ферросиликохрома (вместо 1,07 т при выплавке обычного феррохрома).

После набора электрической нагрузки в печь заваливают 3,05 т хромовой руды, 2,45 т извести и 4,27 т отходов. При содержании углерода в экспрессной пробе 0,29% после съема

0,29-0,25

Э 2,5

(Ш

100 35%

(7560 + 25 3,5) 0,35 2760 кВтч в печь заваливают 1,28 т ферросиликохрома, а при съеме 7680 кВтч производ т выпуск, продуктов плавки. Следующие плавки провод т

на том же количестве шихты в каждую завалку , Восстановитель задаетс  в печь после съема 35% общей электроэнергии. По- еле съема 7680 кВтч по расплавлении первой завалки сливают шлак, второй - шлак с металлом.

Использование предлагаемого способа производства.феррохрома с никелем обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

использование отходов, содержащих 25 и менее % никел  при 0,3-1,0% углерода и 0,04-0,10% серы с получением в сплаве:не более 0,25% углерода и 0,005% серы;

расход электроэнергии (следовательно и производительность печного агрегата) улучшаетс  более чем на 2,5% с повышением использовани  кремни  более, чем на 2,3%;. . . . - .

кроме того, снижение кремни  в. метал- ле снижает расход ферросиликохрома и по- выша.е.т стойкость футеровки печи, а температура плавлени  феррохрома с никелем ниже, чем у обычного феррохрома. Пониженное содержание хрома в сплаве способствует повышению извлечени  хрома из руды, Сплав обладает низкой прочностью , что облегчает работу дробильного оборудовани .

Claims (2)

1. Формула из.обретени 

   1, Способ производства низкоуглеродистого феррохрома с никелем, включающий

   переплав в печи никельсодержащих отходов хромовой руды с жидким оксидным расплавом , восстановлени  расплава избытком ферросиликохрома, отличающийс  тем, что, с целью обезуглероживани  и де- сульфурации отходов и улучшени  технико- экономических показателей производства, переплав ведут при отношении массы отходов и хромовой руды в пределах 0,6-1,4, при этом в качестве жидкого оксидного расплава используют рудноизвестковый расплав, а восстановление оксидного расплава провод т до полного съема электроэнергии с избытком ферросиликохрома 10-20% от необходимого.

   .
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс , тем, что в качестве никельсодержащих отходов используют отходы хромоникелев.ых сталей с содержанием никел  5-25%, а съем электроэнергии до загрузки восстановител  в печь от общего расхода на расплавление всей завалки, но не более 90% определ ют по формуле

   3 2,5 АС, %,

   Со Сз 100%,

   АС

   где Со - содержание углерода в экспрессной пробе (при завалке ферросиликохрома с шихтой), %;

   С3 - содержание углерода, оговоренное заказом, %.

   Таблица 1

   Примечание: плавки проводились с завалкой ферросили кохрома в печь после съема 75% электроэнергии, необходимой на расплавление завалки; , .

   - -35 -Примечание: Вли ние избытка восстановител  на углерод не вы влено, Расчет использовани  проводилс  с вычитанием кремни , растворенного в металле.

   Таблица 3

   Примечание: Дл  отношений 0,6 и 1,4 расход электроэнергии и использование кремни  не рассчитывались.

   Таблица 2