RU2002811C1 - Способ получени модификатора - Google Patents

Abstract

Использование; металлурги , а именно производство сплавов на основе кремни  содержащих магний и редкоземельные металлы Сущность; способ включает последовательную загрузку и расплавление в электропечи сначала шихты из крем- нийсодержащего материала, алюмини  оксидов редкоземельных металлов и флюсующих добавок при соотношении компонентов 1,0 : (02 - 0,7): (02 - 0,7): (0,1 - 0,3), потом шихты из кремнийсодер- жащего материала, алюмини , оксидов магни  флюсующих добавок при соотношении компонентов 1.00 : (0,01 - 0,05}: (0,10 - 025): (0.15 - 0,40), затем шихты из алюмини , железосодержащего материала и флюсующих добавок при соотношении компонентов (0,01 - 1,00) : (1,50 - 4.00) : (0,30 - 1,00), затем выпуск металла и шлака Соотношение масс загружаемых и расплавл емых шихт составл ет 1 : (3 - 7): (1 - 5). 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к производству сплавов на основе кремни , содержащих магний и редкоземельные металлы.

Известно получение комплексных модификаторов с редкоземельными или щелочноземельными металлами одностадийным силико-алюминотермическим способом в дуговых электропечах 1.

В ванну электропечи мощностью 2,5- 4,0 мВА загружают и проплавл ют шихту, состо щую из оксидов РЗМ, ферросилици , алюмини , извести (при выплавке сплавов с РЗМ), или из ферросилици , доломита (магнезита ) извести и плавикового шпата (при выплавке сппавов с магнием), выдерживают расплаз под током 10-15 мин и сливают в изложницы, Достигаемое извлечение составл ет: РЗМ 65-70%, магни  - 17-30%. А при выплавке комплексного модификатора, содер.кащего одновременно РЗМ и магний, извлечемте этих элементов значительно уменьшаетс  из-за снижени  их активности в пол чаемом сплаве.

Известен способ получени  в электропечи комплексною модификатора, содержащего РЗМ, из шихты, включающей оксиды РЗМ, известь и ферросилиций. Способ включает проплавление ферросилици  с оксидами редкоземельных металлов и кальци , загрузку на образовавшийс  шлак извести, слив металла, обработку шлака ферросилицием, слив шлака, загрузку и проплавление на оставшемс  в печи металле смеси оксидов РЗМ и флюсов 2.

Недостатками способа - нестабильность состава лигатуры по содержанию основных элементов, высокие потери металла со шлаком за счет образовани  тугоплавких составл ющих шлака и проведени  дополнительных операций по раздельному сливу металла и шлака.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  комплексного модификатора , содержащего магний и РЗМ, в электропечи двухстадийным процессом с проплавлением на первой стадии из оксидов магни  и РЗМ, алюминий- и кремнийсо- держащего восстановител  и флюсов, на второй стадии - шихты из алюмини , оксидов магни  и железосодержащего материала 3.

Недостаток способа - низкое извлечение магни  и РЗМ, св занное с повышением активности этих элементов в образующемс  металле при их совместном восстановлении . Извлечение магни  в известном способе составл ет 8-13%, РЗМ 48-55%.

Предлагаемый способ позвол ет повысить извлечение магни  и РЗМ.

Дл  этого в способе получени  модификатора , содержащего магний и РЗМ, включающем стадийную загрузку и расплавление в электропечи шихты из кремнийсодержащих материалов, алюмини , оксидов редкоземельных металлов, железосодержащего материала, флюсующих добавок, выпуск металла и шлака, последовательно загружают и расплавл ют сначала шихту из

кремнийсодержащего материала, алюмини , оксидов РЗМ и флюсующих добавок при соотношении компонентов 1:(0,2- 0,7):(0,2-0,7):(0,1-0,3), потом шихту из кремнийсодержащего материала, алюмини ,

5 оксида магни , флюсующих добавок при соотношении компонентов 1:(0,01-0,05):(0,1- 0,25);(0,15-0,4), затем шихту из алюмини , железосодержащего материала и флюсующих добавок при соотношении компонен0 тов (0,01-1):(1,5-4):(0,3-1), причем соотношение масс загружаемых и проплавл емых шихт составл ет 1:(3-7):(1-5).

При проплавлении шихты на первой и второй стади х создаютс  благопри тные

5 услови  дл  наиболее полного извлечени  РЗМ и магни  за счет их раздельного восстановлени  и последующего растворени  в кремнистом расплаве. При проплавлении шихты третьей стадии происходит оседание

0 капель металла из шлака, снижаютс  потери металла со шлаком.

В результате исследований, проведенных авторами в лабораторных и цеховых услови х, установлено, что при соотноше5 нии кремнийсодержащего материала, алюмини , оксидов РЗМ и флюсующих добавок менее 1:0,2:0,2:0,1 на первой стадии восстановительного процесса, кремнийсодержащего материала, алюмини , оксида магни ,

0 флюсующих добавок менее 1:0,01:0,1:0,15 на второй стадии не достигаетс  повышени  извлечени  РЗМ и магни  из-за уменьшени  плотности образующихс  на этих стади х сплавов и потерь металла со шлаками.

5 При соотношении кремнийсодержащего материала, алюмини , оксидов РЗМ и флюсующих добавок более (1:0,7:0,7:0,3) на первой стадии и кремнийсодержащего материала , алюмини , оксида магни , флюсу0 ющих добавок более (1:0,05:0,25:0,4) на второй стадии увеличиваетс  расход материалов на производство лигатуры, увеличиваетс  концентраци  оксидов РЗМ и магни  в шлаке.

5 Соотношение компонентов шихты третьей стадии обеспечивает полное осаждение капель металла из шлака и снижение потерь металла за счет улучшени  поверхности раздел металл - шлак. При соотноше- нии алюмини , железосодержащего

материала и флюсующих добавок менее 0,01:1,5:0,3 увеличиваютс  потери металла со шлаком; при соотношении этих компонентов более 1:4:1 снижаетс  извлечение РЗМ и магни  за счет повышени  их актив- ности в сплаве введени  железа.

Соотношение масс загружаемых и проплавл емых шихт обеспечивает оптимальный тепловой режим выплавки. При соотношении масс первой, второй и третьей навесок шихты менее 1:3:1 наблюдаютс  потери металла со шлаком за счет ухудшени  теплового режима выплавки; при соотношении соответственно более 1:7:5 возрастает расход шихтовых материалов дл  получени  металла необходи- мого состава.

Опыты провод т в дуговой печиДС6-Н1 (мощность трансформатора 4,2 мВА). Химический состав шихтовых материалов следующий: концентрат оксидов РЗМ (94,8% РЗМ, 1,4% SI02), магнезитовый порошок (95,4% МдО), алюминий вторичный (90,2% At), железорудные окатыши или железна  руда (65,8% Fe), ферросилиций ФС75 (76,4% Si, 2,1% AI, 1,1% Ва), известь (93,2% СаО, 0,4% С), шлакова  продукци  от выплавки алюминотермических сплавов (64,2% А20з, 28,1% СаО).

П р и м е р 1. (известный).

В электропечи (ток нагрузки 7,5 кА, рабочее напр жение 281 В) последовательно загружают проплавл ют две навески шихты , состо щие из 1000 кг ферросилици , 100 кг вторичного алюмини , 60 кг оксидов РЗМ, 300 кг магнезитов порошка, 130 кг извести, 250 кг шлака выплавки ферротита- на, затем на образовавшийс  расплав загружают и проплавл ют осадительную смесь, состо щую из 30 кг магнезитового порошка, 15кг вторичного алюмини , 100кг железорудных окатышей и производ т выпуск металла и шлака. Получают 1840 кг

металла, содержащего 50.9% Si, 2,7% РЗМ, 1,6% AI, 1,9% Мд. Извлечение магни  в сплав 8,2%, РЗМ 48%. Расход электроэнергии на плавку составл ет 5340 кВт -ч.

П р и м е р 2 (предлагаемый способ).

В электропечи при тех же электрических параметрах последовательно загружают и проплавл ют вначале навеску шихты из 300 кг ферросилици , 100 кг алюмини , 120 кг концентрата оксидов РЗМ, 50 кг извести (соотношение компонентов шихт 1:0,33:0,4:0,17), затем навеску шихты из 1700 кг ферросилици , 51 кг алюмини , 300 кг магнезитового порошка, 500 кг флюсующих добавок (200 кг извести, 300 кг шлака ферротитана) - соотношение компонентов шихты 1:0,03;0,18:0,3, потом навеску шихты из 300 кг алюмини , 800 кг железорудных окатышей, 200 кг извести (соотношение компонентов шихты 1:2,66:0,66). Соотношение масс загружаемых и проплавл емых шихт - 1:4,5:2,3. Получено 2650 кг металла, содержащего 63,1% Si, 3,2% РЗМ, 2,3% AI, 2,4% Мд. Извлечение магни  в сплав 35%, РЗМ 81,5%. Расход электроэнергии наплавку составл ет 5030 кВт ч.

Результаты опытов представлены в таблице .

Таким образом, освоение предлагаемого способа получени  модификатора позвол ет повысить извлечение магни  на 19,1-26,8%, РЗМ - на 20,8-33,5%.

(56) Р бчиков И.В. и др. Ферросплавы с редкоземелиными и щелочными металлами, М.: Металлурги , 1983, с. 182-185. 189-192.

Авторское свидетельство СССР № 1027232, кл, С 21 С 7/00, 1983.

Модификатор мзгнийсодержащий. Технологическа  инструкци  ТИ 141-Ф-065- 88. Двуреченск, 1988

Продолжение таблицы

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИКАТОРА , содержащего магний и редкоземельные металлы, включающий стадийную загрузку и расплавление в электропечи шихты из кремнийсодержащего материала, алюмини , оксидов редкоземельных металлов , оксида магни , железосодержащего материала, флюсующих добавок, выпуск металла и шлака, отличающийс  тем, что последовательно загружают и расплавл ют сначала шихту из кремнийсодержащего материала, алюмини , оксидов редкозеПродолжение таблицы

   мельных металлов и флюсующих добавок 5 при соотношении компонентов 1,0 : (0,2 - 0,7): (0,2 - 0.7): (0.1 - 0,3), потом шихту из кремнийсодержащего материала, алюмини , оксидов магни , флюсующих добавок при соотношении компонентов 1,00 : (0,01 10 - 0,05) : (0.10 - 0,25) : (0,15 - 0.40), затем шихту из алюмини , железосодержащего материала и флюсующих добавок при соотношении компонентов (0,01 - 1,00) : (1,50 - 4,00) : (0,30 - 1,00), причем соотношение

   15

   масс загружаемых и расплавл емых шихт составл ет 1 : (3 - 7): (1 - 5).