RU2002846C1

RU2002846C1 - Charge material for manufacturing complex silicon alloy

Info

Publication number: RU2002846C1
Authority: RU
Inventors: р Олег Юрьевич Стол
Original assignee: Камский политехнический институт
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Использование: изобретение относитс к черной металлургии, конкретно к производству комплексных сплавов на основе кремни Сущность изобретени : шихта содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: кварцит 45 - 50, да- толитовые окатыши 12 - 16, коксик 21 - 23, железна стружка остальное. 1 таблUsage: the invention relates to ferrous metallurgy, specifically to the production of complex alloys based on silicon Summary of the invention: the mixture contains components in the following ratio, wt.%: Quartzite 45 - 50, davitol pellets 12 - 16, coke 21 - 23, iron shavings rest. 1 tab

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к производству комплексных сплавов на основе кремни .The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of silicon-based complex alloys.

Бор оказывает существенное вли ние на свойства стали. Он улучшает механические свойства сталей и закаливаемость, а также свариваемость нержавеющих сталей.Boron has a significant effect on the properties of steel. It improves the mechanical properties of steels and hardenability, as well as the weldability of stainless steels.

В составе чугуна бор преп тствует процессу графитизации при содержании 0,01, а при содержании 0,001-0,005 % способствует образованию в ковком чугуне шаровидного графита. Вводить бор в металл следует только после раскислени , так как он вл етс сильным раскислителем.Boron in the composition of cast iron prevents the graphitization process at a content of 0.01, and at a content of 0.001-0.005% it contributes to the formation of spherical graphite in malleable cast iron. Boron should only be introduced into the metal after deoxidation, since it is a strong deoxidizing agent.

С целью повышени извлечени бора его введение в сталь целесообразно в виде комплексного сплава с железом, кремнием (по предварительным данным содержание бора в нем не должно превышать 1 %),In order to increase boron extraction, its introduction into steel is advisable in the form of a complex alloy with iron and silicon (according to preliminary data, the boron content in it should not exceed 1%),

Дл получени сплавов железа с бором (ферробор и ферроборал) наиболее широко примен етс электропечна плавка на блок. Основна часть шихты включает боратную руду стружку вторичного алюмини и желе- зотермитный осадитель (М.И.Гасик, Н.П.Л кишев , Б.И Емлин. Теори и технологи производства ферросплавов. М.: Металлурги , 1988, 783 с.).In order to obtain alloys of iron with boron (ferroboron and ferroboral), the most widely used furnace is smelting per block. The main part of the charge includes borate ore shavings of secondary aluminum and a ferruginous precipitant (M.I. Gasik, N.P. L kishev, B.I. Emlin. Theories and production technologies of ferroalloys. M .: Metallurgists, 1988, 783 pp.) .

Никельбор получают внепенным и электропечным способом. По электропечной плавке состав шихты дл получени сплава следующий, %: рудна часть (борна кислота 83,6; алюминиевый порошок 16,4) восстановительна часть (борна кислота 8,76; боратова руда 44,73; алюминиевый ггоро- шок 18,34; оксид никел 28,17), осадитель (алюминиевый порошок 18,5; известь 7,4; оксид никел 74,1) М.И.Гасик, Н.П.Л кишев, Б.И.Емлин. Теори и технологи производства ферросплавов. М.: Металлурги . 1988, 783 с.).Nickelbor is produced in a secondary and electric furnace manner. In electric furnace smelting, the composition of the charge for producing the alloy is as follows,%: ore part (boric acid 83.6; aluminum powder 16.4) reduction part (boric acid 8.76; borate ore 44.73; aluminum dust 18.34; nickel oxide 28.17), precipitant (aluminum powder 18.5; lime 7.4; nickel oxide 74.1) M.I. Gasik, N.P. Kishev, B.I. Emlin. Theories and production technology of ferroalloys. M .: Metallurgists. 1988, 783 p.).

Грейнал получают методом термического восстановлени оксидов и сплавлением соответствующих ферросплавов. Основна шихта состоит из двух частей: металлической (170 кг ферробора, 100 кг ферросилици и 145 кг титановых отходов) и железотермитной (700 кг железной руды, 100 кг извести, 480 кг алюминиевого порошка ) (М.И.Гасик, Н.П.Л кишев, Б.И.Емлин. Теори и технологи производства ферросплавов . М.: Металлурги , 1988, 783 с.).Grain is obtained by thermal reduction of oxides and by fusion of the corresponding ferroalloys. The main charge consists of two parts: metal (170 kg of ferroboron, 100 kg of ferrosilicon and 145 kg of titanium waste) and ferrite (700 kg of iron ore, 100 kg of lime, 480 kg of aluminum powder) (M.I. Gasik, N.P. L. Kishev, B.I. Emlin. Theories and production technologies of ferroalloys. M.: Metallurgists, 1988, 783 pp.).

Недостаток заключаетс в том, что из них невозможно получить ферросилиций с бором.The disadvantage is that it is not possible to obtain ferrosilicon with boron from them.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату вл етс шихта дл получени ферросилици (М.И.Гасик, Н.П.Л кишев, Б.И.Емлин. Тео-The closest in technical essence and the achieved result is a mixture for producing ferrosilicon (M.I. Gasik, N. P. L kishev, B. I. Emlin. The

ри и технологи производства ферросплавов . М.: Металлурги , 1988, 783 с.).RI and ferroalloy production technology. M .: Metallurgists, 1988, 783 p.).

Основным видом кремнийсодержащего сырь дл получени ферросилици вл ютс кварциты. Крупность кварцита, вводимого в калошу, составл ет 20-80 мм. Обычно его подвергают мойке, дроб т и сортируют. В качестве восстановител при полученииThe main type of silicon-containing raw material for producing ferrosilicon is quartzite. The size of quartzite introduced into the galoshes is 20-80 mm. It is usually washed, crushed and sorted. As a reducing agent upon receipt

ферросилици , в основном, используют каменноугольный полукокс крупностью 5-20 мм. В качестве металлической составл ющей используетс стружка углеродистых не- легировэнных сталей с небольшимferrosilicon mainly use coal semicoke with a grain size of 5-20 mm. As a metal component, shavings of carbon unalloyed steels with a small

количеством посторонних примесей, длина витка не более 50 мм.the amount of impurities, the length of the coil is not more than 50 mm.

Ниже приведен ее состав при выплавке ферросилици , мае. %:Below is its composition in the smelting of ferrosilicon, May. %:

кварцит48-50quartzite 48-50

кокс22-23coke22-23

железна стружка26-29iron shavings26-29

Недостатком этой шихты заключаетс в том, что из нее невозможно получить комплексную лигатуру железо-кремний-бор.The disadvantage of this mixture is that it is not possible to obtain a complex ligature of iron-silicon-boron from it.

Целью изобретени вл етс получение комплексного сплава железо-кремний-бор. Цель достигаетс тем, что шихта дл выплавки комплексного сплава дополнительно содержит окатыши датолитовогоAn object of the invention is to provide a complex alloy of iron-silicon-boron. The goal is achieved in that the mixture for smelting a complex alloy further comprises pellets of datolite

концентрата (далитовый концентрат 80 %, св зующее (сульфит-спиртова барда) 10 %, влажность 10 %. Датолитовый концентрат имеет следующий химический состав, мае. %: не менее 16,5 В20з; 37-39 СаО; 32-35concentrate (dalitic concentrate 80%, binder (sulphite-alcohol stillage) 10%, moisture 10%. Datolite concentrate has the following chemical composition, May.%: not less than 16.5 V20z; 37-39 CaO; 32-35

SI02 3 - 6С02; менее 2,5 РезОз: 0,4-0,8 AlaOa; 0,6-0,9 МдО; 0,2-0,4 МпО. Соотношение компонентов шихты следующее, мае. %: Кварцит45-50SI02 3-6C02; less than 2.5 ResOz: 0.4-0.8 AlaOa; 0.6-0.9 MdO; 0.2-0.4 MnO. The ratio of the components of the charge is the following, May. %: Quartzite45-50

Датолитовые окатыши12-16Datolite Pellets 12-16

Коксик21-23Coke21-23

Железна стружкаОстальноеIron shavings

Вышеперечисленные отличительные от прототипа признаки обуславливают соответствие технического решени критериюThe above distinctive features from the prototype signs determine the compliance of the technical solution with the criterion

новизна. По каждому отличительному признаку приведен поиск по научно-технической литературе и патентной документации (по основным индексам МКИ-1-4). По отличительным признакам: шихта дл выплавки комплексного сплава содержит окатыши датолитового концентрата в количестве 12-16 мае. % выполнени им за вл емых функций - получение комплексного сплава железо-кремний-бор - известных решений не найдено.novelty. For each distinguishing feature, a search is made for scientific and technical literature and patent documentation (for the main indexes MKI-1-4). By its distinguishing features: the mixture for smelting a complex alloy contains pellets of datolite concentrate in the amount of May 12-16. % of his fulfilling the claimed functions — obtaining a complex alloy iron – silicon – boron — no known solutions were found.

Таким образом, за вл емое решение соответствует критерию существенное отличие .Thus, the claimed solution meets the criterion of a significant difference.

Поскольку за вл ема совокупность признаков позвол ет достичь поставленнуюSince the claimed combination of features allows you to achieve the set

цель - получение комплексного сплава, а также повысить использование бора в стали , по сравнению с использованием двух- компонентных сплавов (ферробора, никельбора) - обусловленную отличитель- ными существенными признаками, изобретение соответствует критерию положительный эффект по наличию разницы при использовании известного и за вл емого решений. Vthe goal is to obtain a complex alloy, as well as to increase the use of boron in steel, in comparison with the use of two-component alloys (ferroboron, nickelboron) - due to distinctive essential features, the invention meets the criterion of a positive effect by the presence of a difference when using the known and claimed decisions. V

Исследовани различных соотношений компонентов шихты и составов получаемых сплавов позволили разработать оптимальный состав шихты дл получени комплексного сплава железо-кремний-бор.Investigations of various ratios of the charge components and the compositions of the resulting alloys made it possible to develop the optimal charge composition for the production of the complex alloy iron-silicon-boron.

При содержании в шихте менее 45 % кварцита невозможно получить стандартный ферросилиций марки ФС45. При содержании в шихте более 50 % кварцита в сплаве получаетс более 47 % кремни , что не соответствует ГОСТу 1415-78.With a content of less than 45% quartzite in the charge, it is impossible to obtain standard FS45 grade ferrosilicon. When the charge contains more than 50% quartzite in the alloy, more than 47% silicon is obtained, which does not comply with GOST 1415-78.

При содержании в шихте менее 12 % окатышей датолитового концентрата в сплаве получаетс менее 0,1 % бора, что делает нецелесообразным применение данного сплава.When the charge contains less than 12% pellets of datolite concentrate in the alloy, less than 0.1% boron is obtained, which makes the use of this alloy inappropriate.

При содержании в шихте более 16 % окатышей датолитового концентрата содержание бора в сплаве превышает 1 %, что отрицательно сказываетс на свойствах стали , обрабатываемой данным сплавом. Содержание железной стружки в шихте обусловлено необходимым количеством железа в сплаве. Содержание коксика в шихте определ етс исход стехиометрического соотношени по реакци м восстановлени оксидов в шихте. Лабораторные испытани проводились на трехфазной печи мощностью 250 кВА.When the mixture contains more than 16% pellets of datolite concentrate, the boron content in the alloy exceeds 1%, which negatively affects the properties of the steel processed by this alloy. The content of iron chips in the mixture due to the required amount of iron in the alloy. The coke content in the charge is determined by the outcome of the stoichiometric ratio from the reduction reactions of the oxides in the charge. Laboratory tests were carried out on a three-phase 250 kVA furnace.

Результаты испытаний приведены в таблице. Результаты представлены средними значени ми по вариантам.The test results are shown in the table. The results are presented as the average of the options.

(56) Гасик М.И. и др. Теори и технологи производства ферросплавов. М.: Металлурги , 1988, с. 134-141.(56) Gasik M.I. and others. Theories and production technology of ferroalloys. M .: Metallurgists, 1988, p. 134-141.

Claims

The claims

MIXTURE FOR PRODUCING AN INTEGRATED SILICON ALLOY, containing quartzite, iron shavings, coke, characterized in that, in order to alloy the alloy with boron, it additionally contains pellets of idatolite

concentrate in the following ratio

components, wt.%:

Quartzite45 - 50 Pellets of datolite concentrate 12-16 Koksik21-23 Iron shavings