RU2095427C1

RU2095427C1 - Method of preparing nickel-containing addition alloy

Info

Publication number: RU2095427C1
Application number: RU96106792A
Authority: RU
Inventors: Е.М. Рабинович; В.С. Волков; А.С. Шаповалов; Е.И. Оськин; М.Е. Рабинович; И.М. Тартаковский; Н.Е. Мерзляков; А.Т. Фролов; В.Т. Комаров; Г.А. Лещенко
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ванадий-Тулачермет"
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method includes charging nickel-, iron-, and flux-containing materials into arc furnace, smelting, formation of metal with slag, tapping products into ladle, and adjusting silicon content in metal by adding silicon reducing agent. According to invention, nickel-containing material is charged onto furnace bottom and iron-, and flux-containing material is charged over nickel- containing material under electrodes together with carbon reducing agent and lime at ratio 1.00: (0.01-0.40): (0.01-0.80), respectively. Silicon content in metal in ladle is adjusted to 0.1-0.8% for 1-10 min. As iron- and flux-containing material, magnetic fraction of converter-vanadium slag in the form of metal reject is used in amount 0.05-1.60 based on nickel weight. EFFECT: optimized alloying process. 3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к ферросплавному производству. The invention relates to ferrous metallurgy, namely, ferroalloy production.

Известен способ получения железо-никель-хромовых сплавов с высоким содержанием никеля (40-80% Ni), заключающийся в переплаве металлических отходов, содержащих железо, никель, хром и другие элементы с обработкой расплава, известью и кремнистым восстановителей [1] Способ позволяет получать железоникелевые сплавы, а также сложные лигатуры и хромоникелевые сплавы в широком диапазоне составов по никелю при заданном содержании остальных элементов. A known method of producing iron-nickel-chromium alloys with a high nickel content (40-80% Ni), which consists in remelting metal waste containing iron, nickel, chromium and other elements with melt processing, lime and silicon reducing agents [1] The method allows to obtain nickel-iron alloys, as well as complex ligatures and chromium-nickel alloys in a wide range of nickel compositions for a given content of other elements.

Существенным недостатком данного способа является угар легирующих элементов. Так, потери никеля только за счет испарения под дугами составляют до 4% а образующиеся тугоплавкие хромистые шлаки затрудняют процесс плавления и создают дополнительный источник потерь металла, в виде корольков. Кроме того, при реализации этого способа имеет место значительное усвоение примесей (фосфора, серы и углерода), что требует специального подбора шихты и использования остродефицитных чистых по примесям металлических отходов. A significant disadvantage of this method is the burning of alloying elements. Thus, nickel losses only due to evaporation under arcs amount to 4%, and the resulting refractory chromium slags impede the melting process and create an additional source of metal losses, in the form of kings. In addition, when implementing this method, there is a significant assimilation of impurities (phosphorus, sulfur and carbon), which requires a special selection of the charge and the use of highly deficient clean impurity metal waste.

Известен способ получения лигатуры, содержащей никель, согласно которому никелевые отходы расплавляют совместно с титаном, взятом в количестве 1-15% от веса отходов, и в образующемся расплаве в присутствии извести повышают содержание кремния до 5-15% в течение 20-120 мин [2]
Вводимый титан в момент расплавления никелевых отходов создает восстановительную среду и сдерживает окисление легирующих элементов (Cr и Mn), содержащихся в отходах, а также, связывая никель, увеличивает активность примесей в расплаве, удаление которых происходит под восстановительным шлаком при медленном увеличении содержания кремния.A known method of producing a ligature containing nickel, according to which nickel waste is melted together with titanium, taken in an amount of 1-15% by weight of waste, and in the resulting melt in the presence of lime increase the silicon content to 5-15% for 20-120 min [ 2]
The introduced titanium at the time of nickel waste melting creates a reducing environment and inhibits the oxidation of alloying elements (Cr and Mn) contained in the waste, and also, by binding nickel, it increases the activity of impurities in the melt, which are removed under reducing slag with a slow increase in the silicon content.

Существенным недостатком данного способа, как и предыдущего, являются большие потери никеля, который, как известно, не окисляется, а испаряется под дугами в процессе плавления шихты. Что касается удаления примесей, то в известном способе, где проводится длительная выдержка под известковистым раскисленным шлаком, создаются благоприятные условия только для удаления серы, углерод удаляется незначительно, а фосфор практически полностью усваивается лигатурой. К тому же длительная выдержка (до 120 мин) неэффективна, так как при этом существенно снижается производительность, растут энергозатраты, а шихту, тем не менее, нужно подбирать из весьма дефицитной металлошихты, чистой по фосфору и углероду. A significant drawback of this method, as well as the previous one, is the large loss of nickel, which, as you know, does not oxidize, but evaporates under arcs during the melting of the charge. As for the removal of impurities, in the known method, where a long exposure is carried out under calcareous deoxidized slag, favorable conditions are created only for the removal of sulfur, carbon is removed slightly, and phosphorus is almost completely absorbed by the ligature. In addition, prolonged exposure (up to 120 min) is inefficient, since this significantly reduces productivity, increases energy consumption, and the charge, however, must be selected from a very scarce metal charge, pure in phosphorus and carbon.

Важно отметить и то, что при наведении и поддержании восстановительного шлака, хотя и снижается в нем содержание оксидов хрома и марганца, происходит это за счет большого избытка вводимого кремния (5-15% по содержанию в металле), что в значительной степени ограничивает область применения лигатуры. It is also important to note that during the guidance and maintenance of reducing slag, although the content of chromium and manganese oxides decreases in it, this occurs due to a large excess of introduced silicon (5-15% by content in the metal), which significantly limits the scope of application ligatures.

В тех же случаях, когда содержание кремния в лигатуре имеет верхний предел 0,8% эффективность этого приема заметно снижается, вследствие чего возрастают потери не только хрома и марганца за счет их недовосстановления, но и никеля в виде эапутавшихся в недостаточно подвижном шлаке корольков. In the same cases when the silicon content in the ligature has an upper limit of 0.8%, the effectiveness of this technique decreases markedly, as a result of which losses are lost not only in chromium and manganese due to their unreduction, but also in nickel in the form of kings entangled in insufficiently mobile slag.

Целью предлагаемого изобретения является:
повышение степени извлечения легирующих элементов;
улучшение качества сплава за счет снижения содержания вредных примесей и дополнительного микролегирования ванадием;
вовлечение в производство недефицитных источников сырья, утилизация отходов ванадиевого производства;
снижение энерго- и трудозатрат, увеличение производительности процесса.The aim of the invention is:
increasing the degree of extraction of alloying elements;
improving the quality of the alloy by reducing the content of harmful impurities and additional microalloying with vanadium;
involvement of non-deficient sources of raw materials in the production, recycling of vanadium production wastes;
reduction of energy and labor costs, increase in process productivity.

Цель достигается тем, что в известном способе получения лигатуры, содержащей никель, включающем загрузку в электродуговую печь и проплавление никель-, железо-, флюсосодержащего материалов и извести, образование расплава металла со шлаком, последующее доведение содержания кремния в металле до заданного значения присадкой кремнистого восстановителя и выпуск продуктов плавки в ковш, загрузку никельсодержащего материала осуществляют на подину печи, железо- и флюсосодержащий материал задают поверх никельсодержащего материала под электроды совместно с углеродистым восстановителем и известью в весовом отношении 1,00:(0,01-0,40):(0,01-0,80) соответственно, а доведение содержания кремния в металле осуществляют до значений 0,1-0,8% в течение 1-10 мин после выпуска продуктов плавки в ковш, причем в качестве железо- и флюсосодержащего материала используют магнитную фракцию конвертерного ванадиевого шлака в виде металлоотсева в количестве 0,05-1,6 от веса никеля. The goal is achieved in that in the known method for producing a ligature containing nickel, including loading into an electric arc furnace and melting nickel, iron, flux-containing materials and lime, the formation of a molten metal with slag, the subsequent bringing of the silicon content in the metal to a predetermined value by adding a silicon reducing agent and the release of smelting products into the ladle, the loading of nickel-containing material is carried out on the bottom of the furnace, the iron and flux-containing material is set on top of the nickel-containing material under the electric s together with a carbon reducing agent and lime in a weight ratio of 1.00: (0.01-0.40) :( 0.01-0.80), respectively, and the silicon content in the metal is adjusted to 0.1-0, 8% within 1-10 minutes after the release of the smelting products into the ladle, moreover, the magnetic fraction of the converter vanadium slag in the form of metal screening in the amount of 0.05-1.6 by weight of nickel is used as the iron and flux-containing material.

Способ также предусматривает, что после образования расплава металла со шлаком 60-90% шлака скачивают, а присадку кремнистого восстановителя осуществляют в процессе выпуска продуктов плавки в ковш. The method also provides that after the formation of a molten metal with slag, 60-90% of the slag is downloaded, and the addition of siliceous reducing agent is carried out in the process of releasing melting products into the ladle.

В предлагаемом способе использована новая шихтовая добавка - металлоотсев, которая одновременно является и флюсом и железосодержащим материалом. In the proposed method, a new charge additive is used - metal screening, which is simultaneously a flux and an iron-containing material.

Металлоотсев отход ванадиевого производства, получаемый в результате магнитной сепарации конвертерного ванадиевого шлака, представляет собой прошлакованные металлические гранулы округлой формы крупностью до 30 мм. Metal screening waste of vanadium production, obtained as a result of magnetic separation of converter vanadium slag, is a pre-packed rounded metal pellets with a size of up to 30 mm.

Металлическая фаза металлоотсева, составляющая 70-90% содержит 0,05-0,08% Ni; 0,1- 0,8% Cr; 0,1-1,5% C; 0,02-0,06% V; 0,03-0,08% S; 0,02-0,09% P; остальное железо. The metal phase of the metal screening component of 70-90% contains 0.05-0.08% Ni; 0.1-0.8% Cr; 0.1-1.5% C; 0.02-0.06% V; 0.03-0.08% S; 0.02-0.09% P; the rest is iron.

Шлаковая фаза содержит 12-18% V₂O₅; 8-12% Mn; 2,5-4% Cr₂O₃; 30-35% Fe_общ.; 2-5% CaO; 15-18% SiO₂; 2-3% TiO₂; 0,02-0,03% P.The slag phase contains 12-18% V ₂ O ₅ ; 8-12% Mn; 2.5-4% Cr ₂ O ₃ ; 30-35% Fe _total ; 2-5% CaO; 15-18% SiO ₂ ; 2-3% TiO ₂ ; 0.02-0.03% P.

В качестве никельсодержащих материалов могут быть использованы отходы сталей и сплавов на никелевой основе (металлолом), а также катодный и гранулированный никель. As nickel-containing materials can be used waste steel and alloys based on Nickel (scrap), as well as cathode and granular Nickel.

При загрузке печи согласно предлагаемому способу поверх никеля образуется слой сыпучей шихты, которая наряду с высокой электропроводностью обладает и высокими флюсующими свойствами, так как практически каждая металлическая частица содержит в себе шлаковую составляющую. Поэтому уже на ранней стадии проплавления шихты, т.е. практически сразу же после включения печи получает развитие процесс шлакообразования и дуги из режима короткого замыкания переходит в режим стабильного горения. When loading the furnace according to the proposed method, a layer of bulk charge is formed over nickel, which, along with high electrical conductivity, also has high fluxing properties, since almost every metal particle contains a slag component. Therefore, already at an early stage of charge penetration, i.e. almost immediately after turning on the furnace, the process of slag formation and the arc from the short circuit mode to the stable burning mode develops.

Образующаяся под дугами жидкая фаза, опускаясь и пропитывая на определенную глубину нижележащий слой твердой плотноупакованной шихты, замораживается и создает под каждым электродом закупоренный слой в форме выпуклой к дуге поверхности, который является как бы тиглем, удерживающим расплав. The liquid phase formed under the arcs, dropping and soaking to a certain depth, the underlying layer of a solid close-packed mixture, it is frozen and creates a clogged layer under each electrode in the form of a surface convex to the arc, which is like a crucible holding the melt.

Сформированные области расплавов способствуют ускоренному проплавлению окружающей шихты в силу реализации эффекта интенсивного растворения твердых материалов в циркулирующей ванне. По мере проплавления металлоотсева области расплавов под электродами укрупняются, и к моменту, когда металлоотсев проплавляется на всю глубину слоя, количество образовавшегося расплава становится достаточным, чтобы никель в процессе плавления не подвергался прямому воздействию электрических дуг. При этом образующийся шлак, обладая достаточной подвижностью, и имея в составе избыток оксидов хрома и марганца, препятствует окислению последних из металлической шихты. Formed areas of the melts contribute to the accelerated penetration of the surrounding mixture due to the implementation of the effect of intensive dissolution of solid materials in a circulating bath. As the metal screening is melted, the areas of melts under the electrodes are enlarged, and by the time the metal screen is melted to the entire depth of the layer, the amount of melt formed becomes sufficient so that nickel is not directly exposed to electric arcs during the melting process. In this case, the resulting slag, possessing sufficient mobility, and having an excess of chromium and manganese oxides in its composition, prevents the latter from being oxidized from the metal charge.

Добавка же углеродистого восстановителя (например, коксовой мелочи) и извести создает восстановительные условия и позволяет в процессе плавления перевести в металлическую фазу значительную часть железа при регулируемом поступлении в лигатуру марганца, хрома и, кроме того, ванадия. The addition of a carbonaceous reducing agent (for example, coke breeze) and lime creates reducing conditions and makes it possible to transfer a significant part of iron into the metal phase during the melting process when manganese, chromium and, in addition, vanadium are regulated into the ligature.

Дополнительное микролегирование ванадием значительно повышает уровень технологических свойств лигатуры и увеличивает ее потребительскую ценность. Additional microalloying with vanadium significantly increases the level of technological properties of the ligature and increases its consumer value.

Причем в предлагаемом способе нет необходимости проведения полного восстановления элементов из шлака. Речь идет только о регулируемом их поступлении в лигатуру (в соответствии с техническими требованиями), достигаемой сочетанием основности шлака, количеством углеродистого восстановителя и последующего увеличения содержания кремния в металле. Образующийся при выплавке лигатуры обогащенный ванадийсодержащий шлак служит исходным сырьем для получения пентоксида ванадия и ванадиевых ферросплавов. Moreover, in the proposed method there is no need for a complete recovery of elements from slag. It is only about their regulated entry into the ligature (in accordance with the technical requirements), achieved by combining the basicity of slag, the amount of carbonaceous reducing agent and the subsequent increase in the silicon content in the metal. The enriched vanadium-containing slag formed during ligature smelting serves as a feedstock for the production of vanadium pentoxide and vanadium ferroalloys.

Завершение процесса получения лигатуры на недовосстановленных железистых шлаках, имеющих высокую окислительную способность, обеспечивает высокую степень дефосфорации и обезуглероживания расплава при частичном удалении серы, что позволяет избежать тщательного и довольно трудоемкого подбора чистых никельсодержащих материалов при наборе шихты и использовать наряду с чистым никелем малодефицитные никелевые отходы, загрязненные примесями. The completion of the process of obtaining ligatures on unreduced ferrous slags with high oxidizing ability provides a high degree of dephosphorization and decarburization of the melt with partial removal of sulfur, which avoids a thorough and rather laborious selection of pure nickel-containing materials when charging the mixture and uses low-deficiency nickel waste along with pure nickel contaminated with impurities.

Приемы и параметры, отраженные в формуле изобретения, найдены опытным путем и отражают те пределы, в которых реализуется цель изобретения. Так, использование металлоотсева в количестве (0,05-1,6) от веса никеля является оптимальным. The methods and parameters reflected in the claims are found empirically and reflect the limits within which the objective of the invention is realized. So, the use of metal screening in an amount of (0.05-1.6) by weight of nickel is optimal.

При содержании металлоотсева в шихте менее 0,05 от веса никеля не удается достичь под электродами в процессе плавления устойчивых областей расплавов, вследствие чего плавление сопровождается прожиганием в металлической шихте колодцев на всю глубину вплоть до подины печи и имеют место большие потери никеля в виде испарений под дугами. When the content of the metal screening in the charge is less than 0.05 by weight of nickel, it is not possible to achieve stable areas of melts under the electrodes during melting, as a result of which melting is accompanied by burning the wells in the metal charge to the entire depth down to the hearth of the furnace and there are large losses of nickel as vapor arcs.

При содержании металлоотсева более 1,6 от веса никеля значительно возрастает кратность шлака, затрудняется тепло- и массообмен, снижается производительность печи, растут энергозатраты, кроме того, имеет место ограниченный маневр при подборе шихты, так как доля железа, вносимая металлоотсевом, становится выше допустимой. When the content of the metal screening is more than 1.6 by weight of nickel, the slag ratio increases significantly, heat and mass transfer are hindered, furnace productivity decreases, energy consumption increases, in addition, there is a limited maneuver when selecting the charge, since the proportion of iron introduced by the metal screen becomes higher than the permissible .

Весовое отношение металлоотсева, углеродистого восстановителя и извести в шихте должно составлять 1:(0,01-0,4):(0,01-0,8). При недостатке углеродистого восстановителя, т.е. менее чем 0,01 от веса металлоотсева, в процессе его плавления не создаются восстановительные условия и формирующийся шлак имеет сильно выраженный окислительный характер (содержание оксидов железа достигает 40% и более), что обусловливает большие потери легирующих элементов (хрома и марганца), повышенный износ магнезитовой футеровки и не позволяет провести микролегирование сплава ванадием. Кроме того, получаемый ванадиевый шлак из-за низкого отношения в нем ванадия к железу не может быть в дальнейшем использован как сырье для получения ванадиевых ферросплавов, что существенно ограничивает возможности данного способа. The weight ratio of metal screening, carbonaceous reducing agent and lime in the charge should be 1: (0.01-0.4) :( 0.01-0.8). With a lack of carbon reducing agent, i.e. less than 0.01 of the weight of the metal screening, no reducing conditions are created during its melting and the resulting slag has a strongly pronounced oxidative character (the content of iron oxides reaches 40% or more), which causes large losses of alloying elements (chromium and manganese), increased wear magnesite lining and does not allow microalloying of the alloy with vanadium. In addition, the resulting vanadium slag due to the low ratio of vanadium to iron in it cannot be further used as raw material for the production of vanadium ferroalloys, which significantly limits the possibilities of this method.

При содержании углеродистого восстановителя более чем 0,4 от веса металлоотсева концентрация оксидов железа в шлаке становится ниже критической и происходит нежелательное науглероживание ванны, к тому же шлак утрачивает дефосфорирующую способность, а процесс восстановления марганца и ванадия получает сверхнормативное развитие. When the content of the carbon reducing agent is more than 0.4 by weight of the metal screening, the concentration of iron oxides in the slag becomes lower than critical and undesirable carburization of the bath occurs, in addition, the slag loses its dephosphorizing ability, and the recovery process of manganese and vanadium is excessively developed.

Добавка извести с шихту обеспечивает достаточную жидкоподвижность шлакового расплава и создает условия для частичного восстановления кремнием марганца и ванадия из железистого шлака. При недостатке извести (менее 0,01 от веса металлоотсева) шлак не приобретает достаточной подвижности и имеет низкое межфазное натяжение, что ухудшает условия плавления и осаждение металловключений, кроме того, снижается эффективность использования углеродистого восстановителя, не получают развития дефосфорация и обезуглероживание, возрастают потери полезных элементов в виде недовосстановленных оксидов (хрома, марганца и железа), ухудшающих одновременно и качество шлака. Избыток извести (более 0,8 от веса металлоотсева) нежелателен по той причине, что шлак снова становится малоподвижным и имеют место недостатки, перечисленные выше. The addition of lime from the mixture provides sufficient liquid mobility of the slag melt and creates conditions for the partial reduction of manganese and vanadium from ferrous slag by silicon. With a lack of lime (less than 0.01 by weight of the metal screening), the slag does not acquire sufficient mobility and has a low interfacial tension, which worsens the melting conditions and the precipitation of metal inclusions, in addition, the efficiency of using a carbon reducing agent decreases, dephosphorization and decarburization do not develop, and useful losses increase elements in the form of unreduced oxides (chromium, manganese and iron), which simultaneously deteriorate the quality of slag. Excess lime (more than 0.8 of the weight of the metal screening) is undesirable because the slag becomes inactive again and the disadvantages listed above occur.

Присадкой кремнистого восстановителя в процессе или после выпуска расплава и доведением содержания кремния в металле до 0,1-0,8% создаются восстановительные условия, препятствующие вторичному окислению восстановленных легирующих элементов. При содержании кремния в металле менее 0,1% восстановительные условия не создаются, что приводит к повышенному угару марганца, хрома и особенно ванадия, в результате чего содержание этих легирующих элементов может оказаться ниже необходимых значений. The addition of a siliceous reducing agent during or after the release of the melt and bringing the silicon content in the metal to 0.1-0.8% creates reducing conditions that prevent the secondary oxidation of the reduced alloying elements. When the silicon content in the metal is less than 0.1%, reducing conditions are not created, which leads to increased fumes of manganese, chromium and especially vanadium, as a result of which the content of these alloying elements may be lower than the required values.

Повышение содержания кремния в металле более 0,8% не приводит к улучшению качества лигатуры, но требует дополнительного расходования кремнистого восстановителя, увеличивая тем самым затратные статьи процесса. An increase in the silicon content in the metal of more than 0.8% does not lead to an improvement in the quality of the ligature, but requires additional expenditure of a silicon reducing agent, thereby increasing the costly process items.

Продолжительность подачи кремнистого восстановителя в расплав в значительной степени определяет качество металла, обусловленное развитием в той или иной степени окислительных процессов, имеющих место при выпуске расплава, вследствие интенсивного массообмена и активизации адсорбционных процессов. The duration of the supply of the siliceous reducing agent to the melt to a large extent determines the quality of the metal, due to the development, to one degree or another, of the oxidation processes that occur during the release of the melt, due to intense mass transfer and activation of adsorption processes.

Так, при быстрой подаче кремнистого восстановителя, т.е. менее чем за 1 мин, резко замедляется процесс его растворения в объеме металла, растягиваясь на довольно продолжительное время, при этом расплав насыщается кислородом воздуха. Кремний перестает играть роль регулятора окисленности металла, в результате чего происходит частичное или полное окисление легирующих элементов, особенно ванадия. So, with a quick supply of siliceous reducing agent, i.e. in less than 1 min, the process of its dissolution in the metal volume sharply slows down, stretching for a rather long time, while the melt is saturated with atmospheric oxygen. Silicon ceases to play the role of a regulator of metal oxidation, resulting in partial or complete oxidation of alloying elements, especially vanadium.

При повышении содержания кремния в расплаве до требуемой концентрации более чем за 10 мин насыщенный кислородом расплав энергично окисляет кремнистый восстановитель вследствие недостаточной создаваемой концентрации, что приводит к повышенному его угару и как следствие к большому расходованию. When the silicon content in the melt is increased to the required concentration in more than 10 min, the oxygen-saturated melt energetically oxidizes the silicon reducing agent due to the insufficient concentration being created, which leads to its increased fumes and, as a result, to high consumption.

При выплавке лигатуры преимущественно с низким содержанием хрома, перед присадкой кремнистого восстановителя 60-90% шлака скачивают, что позволяет провести микролегирование ванадием и повышение содержания кремния в сплаве при меньшем расходе ферросилиция и более низкими энергозатратами, а присадка ферросилиция в ковш в процессе выпуска обеспечивает более эффективное использование дефосфорирующей и обезуглероживающей способности шлака за счет дополнительного перемешивания. When smelting ligatures predominantly with a low chromium content, 60-90% of slag is downloaded before the silicon reducing agent is added, which allows microalloying with vanadium and an increase in the silicon content in the alloy with a lower consumption of ferrosilicon and lower energy consumption, and the addition of ferrosilicon to the ladle during the production process provides more effective use of the dephosphorizing and decarburizing ability of the slag due to additional mixing.

Скачивание шлака менее 60% не сказывается существенным образом на снижении расхода ферросилиция и энергозатрат, так как при достаточно большом объеме шлака (который является избыточным) для поддержания его жидкоподвижности требуется значительный перегрев, кроме того, присадку ферросилиция в данном случае проводить в ковше нерационально в связи с увеличением потерь металла в виде корольков. Slag loading of less than 60% does not significantly affect the reduction of ferrosilicon consumption and energy consumption, since with a sufficiently large amount of slag (which is excessive), significant overheating is required to maintain its fluidity, in addition, it is unreasonable to add ferrosilicon in the bucket in this case due to with increasing metal losses in the form of kings.

Скачивание шлака в количестве более 90% не позволяет в достаточной степени провести легирование сплава ванадием и завершить процессы дефосфорации и обезуглероживания. Slag downloading in an amount of more than 90% does not allow sufficient alloying of the alloy with vanadium and completion of dephosphorization and decarburization processes.

В дуговой электропечи ДС-6Н с магнезитовой футеровкой проводили выплавку лигатур, содержащих никель, двух классов. Основу лигатур первого класса составляют никель (40-82%) и железо при небольших содержаниях легирующих элементов: 0,01-0,5% хрома; 0,01-0,5% марганца; 0,01-0,05% ванадия; 0,01-0,8% кремния и не более 0,5% углерода. In the DC-6N arc furnace with magnesite lining, two classes of nickel-containing alloys were smelted. The base alloys of the first class are nickel (40-82%) and iron with low alloying elements: 0.01-0.5% chromium; 0.01-0.5% manganese; 0.01-0.05% vanadium; 0.01-0.8% silicon and not more than 0.5% carbon.

Лигатуры второго класса имеют повышенное содержание хрома (8-12%) при тех же концентрациях марганца, ванадия, углерода и кремния и ограничены верхним пределом по никелю 50%
Выплавку железоникелевых лигатур с низким содержанием хрома проводили из шихты на основе гранулированного никеля и металлоотсева.Ligatures of the second class have a high chromium content (8-12%) at the same concentrations of manganese, vanadium, carbon and silicon and are limited by an upper limit of 50% for nickel
Iron-nickel alloys with a low chromium content were smelted from a mixture based on granular nickel and metal screening.

Пример 1. После заправки печи на подину загрузили 3000 кг гранулированного никеля (99,9%) и 600 кг низкоуглеродистой стальной заготовки МЖ (0,05% углерода), затем поверх никеля под электроды задали смесь, содержащую 150 кг металлоотсева, 60 кг коксовой мелочи, 120 кг извести и проплавляли шихту при напряжении 280 В и токе 7 кА до образования подвижного расплава, после чего вели прогрев ванны при напряжении 140 В и токе 6 кА, а по достижении температуры металла 1650^oC скачали самотеком через рабочее окно 60% шлака и при отключенных дугах выпустили металл и оставшийся шлак в ковш. При этом присадками ферросилиция (ФС 75) в процессе выпуска в ковш довели содержание кремния в металле до 0,1% в течение 1 мин и одновременно раскислили металл алюминием из расчета 500 г на 1 т лигатуры, после чего произвели разливку в изложницы. Получено 3641 кг лигатуры, содержащей 80,41% Ni; 0,01% Cr; 0,1% Si; 0,05% Mn; 0,01% V; 0,48% C; 0,008% P и 0,009% S. При этом извлечение никеля составило 97,6% расход электроэнергии 560 кВт•ч/т, а производительность 2930 кг/ч.Example 1. After filling the furnace, 3000 kg of granular nickel (99.9%) and 600 kg of low-carbon steel billet MF (0.05% carbon) were loaded onto the bottom; then, a mixture containing 150 kg of metal screening, 60 kg of coke trifles, 120 kg of lime and the mixture was melted at a voltage of 280 V and a current of 7 kA until a mobile melt was formed, after which the bath was heated at a voltage of 140 V and a current of 6 kA, and upon reaching a metal temperature of 1650 ^o C, 60% were downloaded by gravity through a working window slag and when the arcs are turned off they released metal and the remaining Xia slag in the bucket. In this case, ferrosilicon additives (FS 75) in the process of pouring into the ladle brought the silicon content in the metal to 0.1% within 1 min and at the same time metal was deoxidized with aluminum at the rate of 500 g per 1 ton of ligature, after which they were cast into molds. Received 3641 kg of ligature containing 80.41% Ni; 0.01% Cr; 0.1% Si; 0.05% Mn; 0.01% V; 0.48% C; 0.008% P and 0.009% S. In this case, nickel recovery amounted to 97.6% of the electric power consumption of 560 kW • h / t, and the productivity of 2930 kg / h.

Последующие плавки проводили аналогично первой плавке при одинаковом расходе никеля в шихте, а остальные параметры изменяли в пределах, указанных в формуле изобретения (табл. 1-3). На плавках с первой по седьмую включительно получали низкохромистую лигатуру с микродобавками Mn и V, при этом примеры 5 и 6 соответствуют запредельным значениям параметров, а седьмая плавка является прототипом, в ней вместо металлоотсева в качестве железосодержащего материала использована низкоуглеродистая стальная заготовка, кроме того, дополнительно введены отходы титана в количестве 60 кг. Subsequent melts were carried out similarly to the first melting at the same nickel consumption in the charge, and the remaining parameters were changed within the limits specified in the claims (table. 1-3). In the first to seventh melts, inclusive, a low-chromium alloy with Mn and V microadditives was obtained, with examples 5 and 6 corresponding to transcendental values of the parameters, and the seventh melting is a prototype, instead of a metal screening, a low-carbon steel billet was used as an iron-containing material, in addition, additionally introduced titanium waste in the amount of 60 kg

На плавках 8-14 получали лигатуру с повышенным содержанием хрома. On swimming trunks 8-14 received a ligature with a high content of chromium.

Для получения представительных результатов все плавки проведены в сопоставимых условиях, на одинаковой шихте с использованием гранулированного никеля, лома нержавеющей стали и металлоотсева. Примеры 12 и 13 соответствуют запредельным значениям параметров. Плавку 14, являющуюся прототипом, проводили с добавкой 60 кг титановых отходов и 100 кг извести для шлакообразования, а после образования расплава повышали содержание кремния в металле до 5,1% в течение 30 мин. To obtain representative results, all heats were carried out under comparable conditions, on the same charge using granular nickel, stainless steel scrap and metal screening. Examples 12 and 13 correspond to transcendental parameter values. Melting 14, which is the prototype, was carried out with the addition of 60 kg of titanium waste and 100 kg of lime for slag formation, and after the formation of the melt, the silicon content in the metal was increased to 5.1% over 30 minutes.

Шлак, полученный в результате выплавки лигатур, содержал от 3 до 18% пентоксида ванадия при отношении в нем ванадия к железу в пределах 1:(1-2,2) и был использован для производства силикованадия, а также для частичной замены технического пентоксида ванадия при выплавке феррованадия. Slag obtained by smelting ligatures contained from 3 to 18% vanadium pentoxide with a ratio of vanadium to iron in it in the range of 1: (1-2.2) and was used to produce silicon vanadium, as well as to partially replace technical vanadium pentoxide in smelting ferrovanadium.

Результаты, приведенные в табл. 1-3 показывают, что при использовании предложенного способа для выплавки лигатур, содержащих никель, существенно повышается извлечение ведущего компонента и улучшается качество лигатуры за счет дополнительного микролегирования ее ванадием и более глубокого рафинирования по фосфору, сере и углероду, что в свою очередь позволяет использовать в шихте недефицитные отходы, загрязненные примесями. Кроме того, предложенный способ позволяет ускорить процесс плавления шихты и достичь более высоких показателей по производительности и снижению энергозатрат, а также утилизировать отходы ванадиевого производства металлоотсевы, дополнительно извлекая при этом никель, содержащийся в металлоотсеве в небольших количествах, и получать сырье в виде ванадийсодержащего шлака для производства ванадиевых ферросплавов и пентоксида ванадия. The results are shown in table. 1-3 show that when using the proposed method for smelting ligatures containing nickel, the extraction of the leading component is significantly increased and the quality of the ligature is improved due to its additional microalloying with vanadium and deeper refinement in phosphorus, sulfur and carbon, which in turn allows using charge non-deficient waste contaminated with impurities. In addition, the proposed method allows to accelerate the melting process of the charge and to achieve higher performance and lower energy consumption, as well as to utilize the waste of vanadium metal sifting, additionally removing nickel contained in the metal sieve in small quantities, and to obtain raw materials in the form of vanadium-containing slag for production of vanadium ferroalloys and vanadium pentoxide.

Технический эффект от использования изобретения заключается в повышении извлечения никеля, увеличении производительности, снижении расхода электроэнергии, улучшении качества лигатуры и утилизации отходов. The technical effect of the use of the invention is to increase the extraction of Nickel, increase productivity, reduce energy consumption, improve the quality of the ligature and waste disposal.

Claims

1. A method of obtaining a ligature containing nickel, including loading into an electric arc furnace and melting nickel, iron, flux-containing materials and lime, the formation of a molten metal with slag, the subsequent bringing of the silicon content in the metal to a predetermined value by adding a silicon reducing agent and the release of melting products into ladle, characterized in that the loading of nickel-containing material is carried out on the bottom of the furnace, iron and flux-containing material is set on top of the nickel-containing material under the electrodes together with carbonaceous reducing agent and lime in a mass ratio of 1.00 (0.01 0.40) (0.01 0.80), respectively, and adjusting the silicon content in the metal is carried out to 0.1 0.1% for 1 to 10 minutes after the release of the smelting products into the ladle, moreover, the magnetic fraction of the converter vanadium slag in the form of metal screening in the amount of 0.05 1.6 by weight of nickel is used as the iron and flux-containing material.

2. The method according to claim 1, characterized in that after the formation of the molten metal with slag 60 90% of the slag is downloaded.

3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the additive siliceous reducing agent is carried out in the process of releasing melting products into the ladle.