RU2003723C1

RU2003723C1 - Method of silicomanganese dephosphoration

Info

Publication number: RU2003723C1
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Толстогузов; Ирина Дмитриевна Рожихина; Ольга Ивановна Нохрина
Original assignee: Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1993-11-30

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии, конкретно при производстве ферросплавов Сущность изобретени : в качестве дефосфоратора используют хлористый кальций, который предварительно нагревают до 350 - 500&deg; С в атмосфере углекислоты и выдерживают при этой температуре в течение 30-60 мин., затем смешивают сипико- марганец и хлористый кальций в соотношении (2 - 3): 1, после чего смесь брикетируют и выдерживают при температуре 800 - 1000&deg; С в течение 60 - 120 мин. Т табл.The invention relates to ferrous metallurgy, specifically in the production of ferroalloys SUMMARY OF THE INVENTION: calcium chloride is used as a dephosphor, which is preheated to 350-500 ° C; C in the atmosphere of carbon dioxide and kept at this temperature for 30-60 minutes, then mix sipicomanganese and calcium chloride in the ratio (2 - 3): 1, after which the mixture is briquetted and kept at a temperature of 800 - 1000 ° C; C for 60 to 120 minutes. T tab.

Description

Изобретение относитс к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов,The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the production of ferroalloys,

За последнее врем потребность в марганцевых сплавах с пониженным содержанием фосфора непрерывно повышаетс , Это св зано с тем, что некоторые эксплуатационные свойства стали с понижением содержани в ней фосфора значительно улучшаютс . Так стойкость изделий из стали с 12-13% Мп в горной промышленности повышаетс вдвое, что только в разрезе РСФСР даст народно-хоз йственный эффект 0.5-1,0 млрд.руб./год. С другой стороны , в нашей стране все больше требуетс металла дл работы в северных услови х. На качество этого металла фосфор, как известно , оказывает крайне отрицательное вли - нис, особенно металла, подвергающегос сварке, Фосфор, как известно, понижает свариваемость стали и вл етс важнейшей причиной сварочных трещин. Однако а последнее врем качество марганцевых концентратов , примен емых дл производства марганцевых сплавов, и качество марганцевых сплавое по содержанию в них фосфораг понижаетс . Так в св зи с выработкой окис- ных руд последние все больше замен ютс карбонатными, удельное содержание фосфора е которых примерно вдвое выше.Recently, the demand for manganese alloys with a reduced phosphorus content has been continuously increasing. This is due to the fact that some performance properties of steel with a decrease in its phosphorus content are significantly improved. So, the durability of steel products from 12-13% Mn in the mining industry doubles, which alone in the context of the RSFSR will give a national economic effect of 0.5-1.0 billion rubles / year. On the other hand, in our country, more and more metal is required to operate in northern conditions. Phosphorus is known to have a very negative effect on the quality of this metal, especially of the metal being welded. Phosphorus is known to lower the weldability of steel and is a major cause of welding cracks. Recently, however, the quality of manganese concentrates used to produce manganese alloys and the quality of manganese alloys in terms of their phosphorus content has been declining. Thus, in connection with the production of oxide ores, the latter are increasingly being replaced by carbonate ores, the specific phosphorus content of which is approximately twice as high.

Известен способ выплаоки марганцевых сплавов с пониженным содержанием фосфора, включающий переплав концентрата на малофосфористый шлак (МФЩ) v плавку сплава из МФШ или смеси МФШ с обычным концентратом. Однако при этом расход электроэнергии растет в 1,5-2 раза, уменьшаетс извлечение марганца в металл , а расход концентрата на единицу сплава увеличиваетс в 2-2,5 раза,A known method of smelting manganese alloys with a low phosphorus content, comprising remelting the concentrate into low phosphorus slag (MF), melting the alloy from MFS or a mixture of MFS with conventional concentrate. However, in this case, the energy consumption increases by 1.5-2 times, the extraction of manganese into the metal decreases, and the concentrate consumption per unit of alloy increases by 2-2.5 times.

Поэтому металлурги интенсивно работают над изысканием способа дефосфора- ции сплавов, выплавленных по обычной технологии из р довых фосфористых концентратов . Содержание фосфора в таких сплавах может доходить до 0,7-0,9%.Therefore, metallurgists are intensively working on the search for a method for dephosphorization of alloys smelted from ordinary phosphorous concentrates by conventional technology. The phosphorus content in such alloys can reach up to 0.7-0.9%.

Наиболее близким к за вл емому вл етс способ дефосфорации силикомарганца 1, по которому выплавленный из обычных концентратов силикомарганец после выпуска из печи обрабатываетс шлаком, состо щим из А120з и извести. Однако чистый глинозем, необходимый дл этого способа, очень дорог и дефицитен. Кроме того, дл дефосфорации требуетс очень большое количество шлака { 1500-2000 кг/т, в т.ч. 750- 1000 кг дефицитного глинозема). Это увеличивает расход электроэнергии на единицу сплава ( на 1200-1600 кВтч/т) и способствует очень большим потер мClosest to the claimed is a method of dephosphorization of silicomanganese 1, in which the silicomanganese smelted from conventional concentrates, after being discharged from the furnace, is treated with slag consisting of A1203 and lime. However, the pure alumina needed for this process is very expensive and scarce. In addition, a very large amount of slag {1500-2000 kg / t, including 750-1000 kg of scarce alumina). This increases the energy consumption per unit of alloy (by 1200-1600 kWh / t) and contributes to very large losses

силикомарганца, которые доход т до 10- 16%.silicomanganese, which income up to 10-16%.

Целью изобретени вл етс уменьшение затрат на шлакообразующие,The aim of the invention is to reduce the cost of slag-forming,

уменьшение затрат электроэнергии на де- фосфорацию, а также уменьшение потерь сплава,reduction of energy costs for dephosphorization, as well as reduction of alloy losses,

Поставленна задача достигаетс тем, что дефосфорации используетс недефицитна соль - технический хлористый кальций , расход которого в 6-8 раз меньше, чем шлэкообразующих в 1, а дефосфораци производитс при пониженных температурах 800-1000°С), Поставленна задача достигаетс также тем, что технический хлористый кальций перед использованием нагревают до 350-500°С в атмосфере углекислоты и выдерживают при указанной температуре 30-60 мин, а силикомарганецThe goal is achieved by the fact that dephosphorization uses a non-deficient salt - technical calcium chloride, the consumption of which is 6-8 times less than that of slag forming in 1, and dephosphorization is carried out at low temperatures 800-1000 ° C). The goal is also achieved by the fact that technical calcium chloride before use is heated to 350-500 ° C in an atmosphere of carbon dioxide and maintained at the indicated temperature for 30-60 minutes, and silicomanganese

смешивают с хлористым кальцием в соотношении (2-3): 1 и брикетируют, после чего брикеты выдерживают при 800-1000°С в течение 60-120 мин. Хлористый кальций плавитс при 772°С. Это позвол ет вестиmixed with calcium chloride in the ratio (2-3): 1 and briquetted, after which the briquettes are kept at 800-1000 ° C for 60-120 minutes Calcium chloride melts at 772 ° C. This allows you to lead

дефосфорацию при пониженных температурах . Степень окислительной дефосфорации , как известно, с понижением температуры повышаетс . В результате расход дефосфоратора понижаетс до 2533% от веса сплава. С понижением температуры практически устран ютс и потери металла испарением, что вл етс бичом дл марганцевых сплавов (марганец, как известно , отличаетс аномально низкой темперэтурой кипени 2000°С).dephosphorization at low temperatures. The degree of oxidative dephosphorization is known to increase with decreasing temperature. As a result, the dephosphorizer consumption is reduced to 2533% by weight of the alloy. With a decrease in temperature, the loss of metal by evaporation is practically eliminated, which is a scourge for manganese alloys (manganese is known to have an anomalously low boiling point of 2000 ° C).

Выдержка хлористого кальци перед использованием дл дефосфорации в атмосфере углекислоты при 350-500°С разрушает Са(ОЙ)2 и переводит всю известь, содержащуюс в СаС(2. в СаСОз. Это понижает температуру плавлени CaClz (эвтектика в системе СаОа-СаСОз плавитс при t 630°С), делает расплав гомогенным и ускор ет дефосфорацию металла. Кроме того, растворенный вExposure of calcium chloride before use for dephosphorization of carbon dioxide at 350-500 ° C destroys Ca (OH) 2 and converts all the lime contained in CaC (2. To CaCO3. This lowers the melting point of CaClz (the eutectic in the CaOA-CaCO3 system melts when t 630 ° C), makes the melt homogeneous and accelerates metal dephosphorization.

хлористом кальции известн к участвует в окислительной дефосфорации сплава по реакцииcalcium chloride is known to be involved in oxidative dephosphorization of the alloy by reaction

50fifty

2МпзР + ЗСаСОз Саз( + СО + 2МпзС2MpZR + ЗСаСОз Саз (+ СО + 2МпзС

Тесное перемешивание сплава с хлористым кальцием и брикетирование также способствуют и ускорению дефосфорации и повышению ее полноты. Брикетирование сплава 5 с хлористым кальцием не только ускор ет процесс и повышает степень дефосфорации . но и позвол ет нагревать сплав как в восстановительной, так и в окислительной атмосфере, в том числе и с использованием физического тепла слитков вновь выплавленного металла. Расход электроэнергии при этом может быть сокращен до 100-200 кВтч/т обрабатываемого сплава (сквозной с учетом переплава до 400-600 кВтч/т). Оптимальное соотношение металл-хлористый кальций составл ет (2-3):1. При большем, чем 33% расходе хлористого кальци степень дефосфорации не повышаетс , тогда как при меньшем, чем 25% заметно уменьшаетс ,-Close mixing of the alloy with calcium chloride and briquetting also contribute to the acceleration of dephosphorization and increase its completeness. Briquetting alloy 5 with calcium chloride not only accelerates the process and increases the degree of dephosphorization. but it also allows the alloy to be heated both in a reducing and in an oxidizing atmosphere, including using the physical heat of the ingots of the newly molten metal. In this case, the energy consumption can be reduced to 100-200 kWh / t of the processed alloy (through, taking into account remelting, to 400-600 kWh / t). The optimum metal-chloride calcium ratio is (2-3): 1. With a greater than 33% consumption of calcium chloride, the degree of dephosphorization does not increase, while with less than 25% it decreases markedly, -

Пример 1. Предлагаемый способ реализуют в промышленных услови х следующим образом, Сплав выплавл етс в печи 63 МВД из карбонатной или смеси карбонатной и бедной окисной руды (Si - 17-20%; Р - 0,6-0,9%). Сплав разливаетс в плоские слитки толщиной 250-300 мм. Тепло гор чих слитков затем используетс дл подогрева брикетов из ранее выплавленного силикомарганца и хлористого кальци . По- еле охлаждени силикомэрганец дробитс , смешиваетс с хлористым кальцием, прокаленным в атмосфере углекислоты, и брикетируетс .Example 1. The proposed method is implemented under industrial conditions as follows. The alloy is smelted in a 63 MVD furnace from carbonate or a mixture of carbonate and lean oxide ore (Si - 17-20%; P - 0.6-0.9%). The alloy is cast into flat ingots 250-300 mm thick. The heat of the hot ingots is then used to heat the briquettes from previously melted silicomanganese and calcium chloride. After cooling, the silicomerganese is crushed, mixed with calcium chloride, calcined in a carbon dioxide atmosphere, and briquetted.

Нагретые за счет тепла металла брике- ты загружаютс в печь с температурой 800- 100р°С, а после выдержки направл ютс дл переплава при t 1350-1400°С в шла- коплавильную печь. В эту печь в качестве шлакообразуюа(их даетс лишь хлористый кальций, который после отделени or сплава возвращаетс дл повторного использовани , а очищенный от фосфора сплав (0,14-0,30% Р) разливаетс и отправл етс потребителю. В том случае, когда очищен- ный от фосфора сплав используетс в порошке , например, дл приготовлени сварочных электродов, отделение сплава от хлористого кальци производитс методами гидрометаллургии.Briquettes heated by metal heat are loaded into a furnace with a temperature of 800-100 ° C, and after holding, they are sent for remelting at 1350-1400 ° C to a smelting furnace. In this furnace, as slag-forming material (only calcium chloride is given, which after separation of the or alloy is returned for reuse, and the phosphorus-free alloy (0.14-0.30% P) is poured and sent to the consumer. In the case when phosphorus-free alloy is used in powder, for example, for preparing welding electrodes; separation of the alloy from calcium chloride is carried out by hydrometallurgy methods.

Выдержка хлористого кальци при 350- 500°С в атмосфере углекислоты переводит известь, содержащуюс в CaCIa в СаСОз. что с одной стороны понижает температуру плавлени CaClz (эвтектика в системе CaCIa Exposure to calcium chloride at 350-500 ° C in a carbon dioxide atmosphere converts the lime contained in CaCIa to CaCO3. which, on the one hand, lowers the melting temperature of CaClz (eutectic in the CaCIa system

- СаСОз имеет тпл 630°С. тогда как чистый СаСЬ плавитс при 772°С), делает расплав СаСОз боле подвижным, тогда как .часть СаО находитс в расплаве CaCIa в виде включений.- CaCO3 has a melting point of 630 ° C. whereas pure CaCOb melts at 772 ° C), it makes the CaCO3 melt more mobile, while part of CaO is in the CaCIa melt in the form of inclusions.

Пример 2. Выплавленный в лабораторной печи силикомарганец смешали с хлористым кальцием, смешали в соотношении (3-2):1 и выдержали при t 800-1000°С в течение 60-120 мин. Металл затем отмыли от CaCl2 в гор чей воде При этом получили следующие результаты.Example 2. Silicomanganese smelted in a laboratory furnace was mixed with calcium chloride, mixed in the ratio (3-2): 1 and kept at t 800-1000 ° С for 60-120 minutes. The metal was then washed from CaCl2 in hot water. The following results were obtained.

Как видно из данных, приведенных в таблице, обработка силикомарганца расплавом CaCIa, выдержанным в атмосфере СОа, позвол ет понизить содержание фосфора в металле примерно на 66-73%. Увеличение расхода CaCIa fionee 33% но увеличивает (опыт VIU) степень удалени фосфора. Плохо удал етс фосфор и СзОа. не выдержанным в атмосфере СОа. Потери металла при дефосфсрации CaCIa не превышают 1-2%.As can be seen from the data given in the table, the treatment of silicomanganese with a CaCIa melt aged in a COa atmosphere allows one to decrease the phosphorus content in the metal by approximately 66–73%. An increase in CaCIa fionee consumption of 33% but increases (VIU experience) the degree of phosphorus removal. Phosphorus and C3Oa are poorly removed. not sustained in the atmosphere of COa. Metal losses during dephosphration of CaCIa do not exceed 1-2%.

В целом предлагаемый способ позвол ет:In general, the proposed method allows:

1.Производить силикомарганец с содержанием 0,14-0,16% Р из обычных концентратов , в т.ч. и карбонатных.1. To produce silicomanganese with a content of 0.14-0.16% P from ordinary concentrates, incl. and carbonate.

2.Уменьшить расход материалов на де- фосфорацию сплава по отношению к прототипу в 6-8 раз.2. To reduce the consumption of materials for the dephosphorization of the alloy relative to the prototype by 6-8 times.

3.Повысить извлечение марганца о сплав МпСР 15 по сравнению с плавкой подобного сплава из МФШ не меное, чем на 15-20%.3. To increase the extraction of manganese on the MPSR 15 alloy as compared to the melting of such an alloy from MFSh not less than by 15-20%.

4.Переплав гор чих брикетов в шлакоп- лавильной печи (печь типа ЭШП с нерасплавл емыми электродами, например, подобна печам Любати) позвол ет, кок показал тепловой баланс, уменьшить затраты на переплав до 300-400 кВтч/т, а хлористый кальций полностью вернуть дл повторного использовани .4. The remelting of hot briquettes in a slag-melting furnace (an ESR furnace with non-melting electrodes, for example, similar to Lyubati furnaces) allows, the cooker showed thermal balance, to reduce the cost of remelting to 300-400 kWh / t, and calcium chloride completely return for reuse.

(56) Авторское свидетельство СССР № 471393. кл. С 21 С 7/00, 1Р7.(56) Copyright certificate of the USSR No. 471393. cl. C 21 C 7/00, 1P7.

i 2,5:1i 2.5: 1

120120

0,140.14

11

Claims

The claims

METHOD FOR SILICO-Manganese DEFOSPHORATION, including crushing of a silicomanganese alloy, its mixing with a dephosphorizer, melting, characterized in that calcium chloride is used as a dephosphorizer, which is preceded by a table

They are heated to 350–500 ° C in a carbon dioxide atmosphere and kept

at this temperature for 30-60 minutes, then silicomanganese and calcium chloride are mixed in a ratio of 2 - 3: t, after which the mixture is briquetted and kept at 800 - 10 C for 60 - 120

min