RU2002827C1 - Способ приготовлени шихты дл производства алюминиево - кремниевых сплавов - Google Patents

Abstract

Использование: область цветной металлургии, в частности технологи  производства сплавов цветных металлов путем карботермического восстановлени  Целью изобретени   вл етс  увеличение электросопротивлени  и пористости окускованной шихты, а акже снижение капитальных и удельных затрат за смет упрощении процесса окусковывани  шихты. Сущность: в качестве св зующего используют смесь раствора алюмината натри  с каустическим модулем 1.5 - 1,7 и порошкообразных алюминий- и кремнийсодержащих материалов. Массова  дол  алюмината натри  в составе св зующего составл ет 5 - 25%, а массовое отношение шихты и св зующего равно 1 : (0,3 - 0,8). 3 зп.ф- лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии , в частности к технологии производства сплавов цветных металлов путем карботермического восстановлени . Дл  выплавки алюмокремниевых сплавов в электрических дуговых печах примен ют шихту, представл ющую собой смесь рудной части шихты с восстановителем.

Современна  технологи  предусматривает использование окускованной шихты, т.к. непрерывный процесс производства алюмокремниевых сплавов на мелких материалах затруднен из-за большого их выноса и значительного сопротивлени  шихты прохождению реакционных газов.

Существует несколько способов окуско- выванм  мелких руд: агломераци , окатывание и брикетирование.

Известен способ получени  окомкован- ной шихты, согласно которому кремнеземг- линоземистое сырье и углеродсодержащий восстановитель смешивает со св зующим, увлажн ют и полученные комки сушат.

Недостатком способа  вл етс  низка  пористость и слаба  термическа  прочность полученных комков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ, согласно которому углеродистый восстановитель, глинозем- и кремнеземсодержащее сырье смешивают со св зующим, в качестве которого используют сульфитно-спиртовую барду , полученную смесь прессуют и сушат при температуре 200-250°С 1.

Известный способ имеет р д существенных недостатков: высока  электропроводность , низка  пористость брикетов, а также значительные удельные и капитальные затраты на брикетирование шихты.

Целью изобретени   вл етс  увеличение пористости и электросопротивлени  окускованной шихты, а также снижение капитальных и удельных затрат за счет упрощени  процесса окусковывани  шихты.

Достигаетс  это тем, что в способе приготовлени  шихты дл  производства алюмокремниевых сплавов, включающем дозирование и смешение алюмосиликатно- го сырь , углеродсодержащего восстановител  и св зующего, комкование полученной смеси и сушку, в качестве св зующего используют смесь раствора алюмината натри  с каустическим модулем 1,5-1,7 и порошкообразных алюминий- и кремнийсодержа- щих материалов, причем количество раствора алюмината натри  в составе св зующего поддерживают в пределах 5-25% к общей массе св зующего, массовое отношение шихты и св зующего принимают равным 1:0,3-0,8, а сушат окускованную шихту при температуре 25-250°С до удалени  влаги, В качестве алюминий- и кремнийсо- держащих материалов дл  св зующего используют металлизированные шлаки производства кремни  и алюмокремниевых сплавов, а также металлические кремний и алюминий.

Сущность изобретени  по сн етс  следующим . Технико-экономические показатели производства алюмокремниевых сплавов в значительной степени завис т от качества окускованной шихты, котора  должна обладать рыхлой, легкой, пористой и

прочной структурой, а также иметь высокое электросопротивление.

Указанные качества окускованна  шихта приобретает при использовании в качестве св зующего смесь раствора алюмината

натри  с каустическим модулем, равным 1,5-1,7, и порошкообразных алюминий- и кремнийсодержащих материалов, при массовом соотношении неокускованной шихты и св зующего, равном 1:0,3-0,8, и при коли

честве алюмината натри  в составе св зующего , равного 5-25% к общей массе св зующего.

Под каустическим модулем о следует понимать отношение массовой доли №20:А 20з в г/дм3или %.

Выбор предела каустического модул  обусловлен тем, что при ,5 снижаетс  прочность окускованной шихты. При ,7 наблюдаетс  зашлаковывание металла за счет образовани  легкоплавких соединений . Каустический модуль, равный 1,5-1,7, обеспечивает такое количество избытка Na20, которое необходимо дл  взаимодействи  с алюминием и кремнием, имеющимс  в металлизированных шлаках, по реакци м:

2NaOH+2At+6H20 - 2NaAI(OH)i+3H2 | (I), 2NaOH+2Si+2H20 - Na2O2SI02+3H2 (II).

Выдел ющиес  в результате реакции (I, II) водород и пары воды вспенивают исходную массу, а полимеризующиес  бисиликат (И) и алюминат натри  (I) св зывают частицы шихты, придава  ей прочную структуру. Нагревание при температуре 25-250°С способствует удалению влаги и затвердеванию 4 продукта, в результате чего образуетс  структура неорганического происхождени , напоминающа  пенопласт.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа с известным показывает, что:

в качестве св зующего используют смесь раствора алюмината натри  с каустическим модулем, равным 1,5-1,7, и порошкообразных алюминий- и кремний- содержащих материалов;

количество раствора алюмината натри  в составе св зующего поддерживают в пределах 5-25% в общей массе св зующего;

массовое отношение св зующего и шихты поддерживают равным 1:(0,3-0,8);

окускованную шихту подвергают термической обработке при 25-250°С;

в качестве порошкообразных алюминий- и кремнийсодержащих материалов ис- пользуют металлизированные шлаки производства кремни  и алюмокремниевых сплавов;

в качестве порошкообразных алюминий- и кремнийсодержащих материалов ис- пользуют металлические алюминий и кремний.

Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретени  новизна .

Анализ известных технических реше- ний в данной и смежных област х показал, что отличительные признаки предлагаемого решени   вл ютс  новыми и в совокупности с известными ранее позвол ют получить окускованную шихту дл  получени  алюмок- ремниевых сплавов, имеющую прочную пористую структуру материала, обладающего высоким (5-11 Ом см) удельным сопротивлением . Поэтому предлагаема  совокупность признаков соответствует критерию изобретательский уровень.

Пример. Дл  приготовлени  окомко- ванной шихты используют св зующее, которое получают перемешиванием 85% металлизированного шлака и 15% алюми- натного раствора(,7). При этом используют металлизированный шлак следующего состава, мас.%: Si - 16,5; AI - 8,1; AlaCb 27 ,6; SIC - 35,8; Si02 - 10,4; пр. - 0,6. Затем полученное св зующее смешивают с шихтой в соотношении 0,4; 1.

Состав используемой шихты следующий , мас.%:

Каолин34,5

Дистенсиллиманит18,6

Глинозем15,4

Каменный уголь18,9

Нефт ной кокс12,6

Полученную шихтовую массу дозируют на конвейер, не брикетиру , и сушат при 250°С. Полученна  окускованнз  шихта обладает высоким удельным сопротивлением, равным 9,24 Ом см, а также хооошей пористостью - 47,4%.

Примеры экспериментов приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы, пористость и удельное сопротивление шихты растут с уменьшением отношени  шихты и св зующего. Однако ограничение нижнего предела (1:0,8) обусловлено отрицательным вли нием значительного увеличени  пористости , поскольку крупные поры увеличивают объем, но снижают массу шихты, т.е. снижают производительность печи Верхний предел отношени  (1:0,3) обусловлен улучшением показателей пористости по отношению к известному. Кроме того, при массовой доле алюминатногораствора в составе св зующего 5% в основном достигнуть лучших по сравнению с прототипом показателей пористости не удаетс .

Испытание полученной окускованной шихты на прочность показали, что при сбрасывании таких кусков на бетонный пол с высоты 2 м они выдерживают 14-19-кратное сбрасывание,

(56) Авторское свидетельство СССР N: 857283, кл. С 22 В 1/14, 1979.

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Claims (4)

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЕ- ВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ путем кар- ботерммческого восстановлени , включающий дозирование и - смещение алюминиево-силикатного сырь , углерод- содержащего восстановител  и св зующего , окомкование полученной смеси и сушку, отличающийс  тем, что в качестве св зующего используют смесь раствора алюмината натри  с каустическим модулем 1,5 - 1,7 и порошкообразных алюминий- и кремнийсодержащих материалов, причем массовую долю раствора алюмината натри  поддерживают равной 5 - 25% к общей массе св зующего, а массовое соотношение шихты и св зующего состав- л ет 1 : 0,3-0,8.

2.Способ по п.1, отличающийс  тем, что в качестве алюминий- и кремнийсодержащих материалов дл  св зующего используют металлизированные шлаки

0 производства кремни  и алюминиево- кремниевых сплавов.

3.Способ по п.1, отличающийс  тем, что в качестве алюминий- и кремнийсодержащих материалов используют металлические алюминий и кремний.

4.Спосрб по п.1, отличающийс  тем, что сушку окускованной шихты осуществл ют при 25 - 250 С,