RU2495945C1 - Blend and method of aluminothermal production of chromium metal using said blend - Google Patents
Blend and method of aluminothermal production of chromium metal using said blend Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495945C1 RU2495945C1 RU2012128264/02A RU2012128264A RU2495945C1 RU 2495945 C1 RU2495945 C1 RU 2495945C1 RU 2012128264/02 A RU2012128264/02 A RU 2012128264/02A RU 2012128264 A RU2012128264 A RU 2012128264A RU 2495945 C1 RU2495945 C1 RU 2495945C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lime
- carbon content
- chromium
- sodium
- calcium hydroxide
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для алюминотермического получения хрома металлического по бихроматно-ангидридной технологии.The invention relates to metallurgy and can be used for aluminothermic production of metallic chromium by dichromate-anhydride technology.
Из уровня техники (патент РФ №2260630) известны варианты состава компонентов шихты при количественных соотношениях, мас. %: I вариант - окись хрома - 65-68, алюминий - 25-27, селитра натриевая - 4-6, 50-70 мас.% извести с содержанием углерода не более 0,2 мас. %, вводимой непосредственно в шихту, - 2-4, остальные 30-50 мас. % извести с содержанием углерода не более 0,5 мас. %, загружаемой на колошник; II вариант - окись хрома - 60-62, алюминий - 24,2-26,4, ангидрид хромовый - 7,1-8,2, натрия или калия бихромат - 1,8-2,4, гидроокись кальция - 1,3-1,8, соль поваренная - 0,7-1,2, 50-70 мас. % извести с содержанием углерода не более 0,2 мас. %, вводимой непосредственно в шихту - 2,2-3,2, остальные 30-50 мас. % извести с содержанием углерода не более 0,5 мас. %, загружаемой на колошник, плавиковошпатовый концентрат - 0,8-1,1 мас.% к массе окиси хрома; III вариант - окись хрома - 55-57, алюминий - 24,5-25,5, ангидрид хромовый - 6,5-7,5, натрия или калия бихромат - 4,9-6,1, гидроокись кальция - 2,0-2,5, соль поваренная - 0,8-1,0, 65-70 мас.% извести с содержанием углерода не более 0,1 мас. %, вводимой непосредственно в шихту, - 2,5-3,5, а остальное - 25-40% извести с содержанием углерода не более 0,2 мас. % загружаются на колошник.The prior art (RF patent No. 2260630) known options for the composition of the components of the mixture in quantitative proportions, wt. %: I variant - chromium oxide - 65-68, aluminum - 25-27, sodium nitrate - 4-6, 50-70 wt.% Lime with a carbon content of not more than 0.2 wt. % introduced directly into the mixture, 2-4, the remaining 30-50 wt. % lime with a carbon content of not more than 0.5 wt. % loaded on top; II variant - chromium oxide - 60-62, aluminum - 24.2-26.4, chromic anhydride - 7.1-8.2, sodium or potassium dichromate - 1.8-2.4, calcium hydroxide - 1.3 -1.8, table salt - 0.7-1.2, 50-70 wt. % lime with a carbon content of not more than 0.2 wt. % introduced directly into the mixture - 2.2-3.2, the remaining 30-50 wt. % lime with a carbon content of not more than 0.5 wt. % loaded on top, fluorspar concentrate - 0.8-1.1 wt.% to the mass of chromium oxide; III option - chromium oxide - 55-57, aluminum - 24.5-25.5, chromic anhydride - 6.5-7.5, sodium or potassium dichromate - 4.9-6.1, calcium hydroxide - 2.0 -2.5, table salt - 0.8-1.0, 65-70 wt.% Lime with a carbon content of not more than 0.1 wt. % introduced directly into the charge, 2.5-3.5, and the rest is 25-40% of lime with a carbon content of not more than 0.2 wt. % are loaded on top.
Недостатки указанных составов шихты заключаются в том, что по I варианту получают марку Х99 и невозможно получать хром металлический низкоазотистый; по II варианту получают хром металлический низкоазотистый марки Х99Н4 и невозможно получить марку Х99Н2; по III варианту для получения хрома металлического низкоазотистого марок Х99Н1 и Х99Н2 необходима известь неоправданно высокого качества и плавку проводить «на блок» без разливки, в результате извлечение хрома в металл значительно ниже, чем в других вариантах состава шихты.The disadvantages of these compositions of the charge are that according to the first option get the brand X99 and it is impossible to obtain chromium metal low nitrogen; according to the second variant, chromium metal low-nitrogen grade X99H4 is obtained and it is impossible to obtain grade X99H2; According to option III, to obtain chromium of low-nitrogen metal grades X99H1 and X99H2, lime of unjustifiably high quality is required and the smelting is carried out “on a block” without casting, as a result, the extraction of chromium into metal is much lower than in other versions of the composition of the charge.
Опыт использования известных составов шихты выявил ряд негативных отклонений от технологического процесса при производстве хрома металлического. Например, в части обеспечения устойчивого необходимого критического уровня ее термичности, скорости проплавления, определяющих склонность к выбросам горящей шихты и расплавленных продуктов плавки.The experience of using known charge compositions revealed a number of negative deviations from the technological process in the production of metallic chromium. For example, in terms of ensuring the stable necessary critical level of its thermality, the rate of penetration, which determine the propensity for emissions of burning mixture and molten smelting products.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шихта, предназначенная для алюминотермического получения хрома металлического (патент РФ №2430174), содержащая компоненты при следующем соотношении, мас. %: окись хрома - 57,5-61,0, алюминий - 24,5-26,9, ангидрид хромовый - 4,9-4,6, натрия или калия бихромат - 3,7-4,6, гидроокись кальция - 1,2-1,6, соль поваренную - 0,5-0,7, 50-70 мас. % извести с содержанием углерода не более 0,2 мас.%, вводимой в шихту, - 2,3-2,5, остальные 30-50 мас. % извести с содержанием углерода не более 0,5 мас. %, загружаемой на колошник, плавиковошпатовый концентрат - 0,5-1,0 к массе окиси хрома.The closest in technical essence and the achieved result is a mixture intended for aluminothermic production of metallic chromium (RF patent No. 2430174), containing components in the following ratio, wt. %: chromium oxide - 57.5-61.0, aluminum - 24.5-26.9, chromic anhydride - 4.9-4.6, sodium or potassium dichromate - 3.7-4.6, calcium hydroxide - 1.2-1.6, table salt - 0.5-0.7, 50-70 wt. % lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.%, introduced into the mixture, 2.3-2.5, the remaining 30-50 wt. % lime with a carbon content of not more than 0.5 wt. % loaded on top, fluorspar concentrate - 0.5-1.0 to the mass of chromium oxide.
Для указанного состава шихты также характерны отмеченные выше недостатки. Кроме этого использование известной шихты в технологическом процессе получения хрома не обеспечивает высокий выход высших марок хрома металлического (например, марки Х99Н2).For the specified composition of the mixture also characterized by the above disadvantages. In addition, the use of the known charge in the technological process for producing chromium does not provide a high yield of higher grades of metallic chromium (for example, grade X99H2).
Задачей изобретения является создание безопасного технологического процесса получения преимущественно высококачественного (с низким содержанием углерода и азота) хрома металлического.The objective of the invention is to provide a safe process for producing predominantly high quality (low in carbon and nitrogen) chromium metal.
Поставленная задача достигается тем, что в известном составе шихты, содержащей окись хрома, алюминий, натрия или калия бихромат, ангидрид хромовый, гидроокись кальция, соль поваренную, концентрат плавиковошпатовый, известь с содержанием углерода не более 0,2 мас. %, известь с содержанием углерода не более 0.5 мас. %, компоненты шихты взяты при следующем количественном соотношении, мас. %: окись хрома - 56,5-57,3, алюминий - 24,2-25,4, натрия или калия бихромат - 8,4-8,6, ангидрид хромовый - 2,8-4,3, гидроокись кальция с содержанием углерода не более 0,2 мас.% - 2,55-2,65, соль поваренная - 0,40-0,45, концентрат плавиковошпатовый - 0,9-1,1 к массе окиси хрома, известь с содержанием углерода не более 0,2 мас.% - 1,4-1,7, известь с содержанием углерода не более 0.5 мас.% - 1,15-1,45.The task is achieved by the fact that in the known composition of the mixture containing chromium oxide, aluminum, sodium or potassium dichromate, chromic anhydride, calcium hydroxide, sodium chloride, fluor-spar concentrate, lime with a carbon content of not more than 0.2 wt. %, lime with a carbon content of not more than 0.5 wt. %, the components of the charge are taken in the following quantitative ratio, wt. %: chromium oxide - 56.5-57.3, aluminum - 24.2-25.4, sodium or potassium dichromate - 8.4-8.6, chromic anhydride - 2.8-4.3, calcium hydroxide with carbon content of not more than 0.2 wt.% - 2.55-2.65, table salt - 0.40-0.45, fluorspar concentrate - 0.9-1.1 to the mass of chromium oxide, lime with a carbon content not more than 0.2 wt.% - 1.4-1.7, lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.% - 1.15-1.45.
Сущность изобретения заключается в том, что в составе шихты изменено содержание компонентов окислителей - натрия или калия бихромата и ангидрида хромового. Повышение содержания натрия или калия бихромата и снижение содержания ангидрида хромового стабилизируют термичность шихты в пределах допустимого (не более 84 кДж/г-атом). Увеличено содержания гидроокиси кальция и снижена концентрация извести, что усиливает дегазирующий эффект при выплавке хрома металлического, предотвращая выбросы горящей шихты и расплавленных продуктов плавки.The essence of the invention lies in the fact that the content of the components of the oxidizing agents — sodium or potassium dichromate and chromic anhydride — is changed in the composition of the charge. An increase in the content of sodium or potassium dichromate and a decrease in the content of chromic anhydride stabilize the thermality of the charge within the acceptable range (not more than 84 kJ / g-atom). The content of calcium hydroxide is increased and the concentration of lime is reduced, which enhances the degassing effect during the smelting of metallic chromium, preventing emissions of burning charge and molten smelting products.
Заявленный количественный состав компонентов шихты позволяет решать поставленную задачу, а отклонения от указанных пределов от их концентрации приводит к нарушению теплового режима плавки, ухудшению качества и технико-экономических показателей технологического процесса получения конечной продукции.The claimed quantitative composition of the components of the charge allows us to solve the problem, and deviations from the specified limits from their concentration leads to a violation of the thermal regime of smelting, deterioration in the quality and technical and economic indicators of the technological process for obtaining the final product.
При содержании окиси хрома ниже 56,5% увеличивается концентрация алюминия в металле, что ухудшает марочность, также возрастает термичность шихты, что приводит к «горячему» ходу плавки и требует изменения режима разлива расплава. При содержании окиси хрома выше 57,3% снижается термичность шихты, ход плавки становится «холодным», увеличивается остаточное содержание Cr2О3 в шлаке и образование переплавного (грязного) металла на подине горна.When the content of chromium oxide is lower than 56.5%, the concentration of aluminum in the metal increases, which worsens the quality, the charge thermality also increases, which leads to a “hot” melting course and requires a change in the melt spill mode. When the content of chromium oxide is above 57.3%, the charge thermality decreases, the melting process becomes “cold”, the residual Cr 2 O 3 content in the slag increases and the formation of a remelted (dirty) metal on the hearth bottom.
При содержании натрия или калия бихромата ниже 8,4% снижается термичность шихты, что приводит к «холодному» ходу плавки, а также возрастает содержание азота в металле, ухудшается сортность продукции. При содержании натрия или калия бихромата выше 8,6% возрастает термичность шихты, увеличивается скорость проплавления шихты и количество пылеуноса шихтовых материалов. В результате снижается извлечение хрома в металл.When the content of sodium or potassium dichromate is lower than 8.4%, the thermality of the mixture decreases, which leads to a “cold" melting process, as well as an increase in the nitrogen content in the metal, and the product grade deteriorates. When the content of sodium or potassium dichromate is higher than 8.6%, the charge thermality increases, the charge penetration rate and the amount of dust removal of charge materials increase. As a result, the extraction of chromium into the metal is reduced.
При содержании ангидрида хромового ниже 2,8% снижается термичность шихты, ход плавки становится «холодным», увеличивается образование переплавного (грязного) металла на подине горна. При содержании ангидрида хромового выше 4,3% увеличивается термичность шихты, что приводит к размыванию футеровки плавильного горна, к перегреву металла и шлака и необходимости изменения режима разливки, возрастает аварийность при выплавке и разливке.When the content of chromic anhydride is lower than 2.8%, the charge thermality decreases, the melting process becomes “cold”, the formation of remelted (dirty) metal on the hearth bottom increases. When the content of chromic anhydride is above 4.3%, the thermality of the charge increases, which leads to erosion of the lining of the smelter, to overheating of the metal and slag and the need to change the casting mode, and the accident rate during smelting and casting increases.
При содержании гидроокиси кальция в шихте менее 2,55% уменьшается дегазирующий эффект, тем самым увеличивается содержание азота в металле. При содержании гидроокиси кальция выше 2,65% увеличивается количество пылеуноса шихты с отходящими газами, снижается извлечение ведущего элемента. Установлено, что положительный эффект на технологический процесс оказывает использование гидроокиси кальция, содержащей углерод не более 0,2 мас. %.When the content of calcium hydroxide in the mixture is less than 2.55%, the degassing effect is reduced, thereby increasing the nitrogen content in the metal. When the content of calcium hydroxide is higher than 2.65%, the amount of pulverized coal mixture with exhaust gases increases, the extraction of the leading element decreases. It has been established that the use of calcium hydroxide containing carbon no more than 0.2 wt.% Has a positive effect on the technological process. %
При содержании соли поваренной ниже 0,40% ухудшается удаление растворенных газов (кислород, водород) из слитка металла и слиток получается с газовыми порами. При содержании соли поваренной выше 0,45% удаление растворенных газов не усиливается.When the sodium salt content is below 0.40%, the removal of dissolved gases (oxygen, hydrogen) from the metal ingot worsens and the ingot is obtained with gas pores. When the salt content is above 0.45%, the removal of dissolved gases is not enhanced.
При содержании концентрата плавиковошпатового ниже 0,9% ухудшаются физические свойства шлака, в результате чего шлак не полностью укрывает струю металла при разливке и недостаточно защищает металл от азота атмосферного воздуха. При содержании концентрата плавиковошпатового выше 1,1% шлак получается более легкоплавкий, жидкоподвижный и сливается из горна быстрее металла, в результате чего шлак не полностью укрывает струю металла при разливке и недостаточно защищает металл от азота атмосферного воздуха, возможно повышение содержание азота в хроме.When the content of hydrofluoric concentrate is below 0.9%, the physical properties of the slag deteriorate, as a result of which the slag does not completely cover the metal stream during casting and does not adequately protect the metal from atmospheric nitrogen. When the content of fluorspar concentrate is higher than 1.1%, the slag is more fusible, fluid, and merges from the furnace faster than metal, as a result of which the slag does not completely cover the metal stream during casting and does not protect the metal sufficiently from atmospheric nitrogen, an increase in the nitrogen content in chromium is possible.
При содержании извести с содержанием углерода не более 0,2% мас. менее 1,4% ухудшаются условия связывания образующегося глинозема и затрудняются условия восстановления хрома алюминием. При содержании извести более 1,7% повышается вероятность образования трудновосстанавливаемых хроматов кальция и повышения содержания оксидов хрома в шлаке, что снижает степень извлечения хрома.When the content of lime with a carbon content of not more than 0.2% wt. less than 1.4%, the binding conditions of the resulting alumina worsen and the conditions for the reduction of chromium by aluminum become more difficult. When the lime content is more than 1.7%, the probability of formation of hard-to-recover calcium chromates and an increase in the content of chromium oxides in the slag increases, which reduces the degree of extraction of chromium.
Состав шихты используется для алюминотермического получения хрома металлического, преимущественно по бихроматно-ангидридной технологии.The composition of the charge is used for aluminothermic production of metallic chromium, mainly by dichromate-anhydride technology.
Из уровня техники известны способы алюминотермического получения хрома металлического (патенты РФ №2103401, 2260630, 2430174).The prior art methods for aluminothermic production of metallic chromium (RF patents No. 2103401, 2260630, 2430174).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ алюминотермического получения хрома металлического (патент РФ №2430174), включающий подготовку, загрузку и проплавление шихты состава, мас. %: окись хрома - 57,5-61,0, алюминий - 24,5-26,9, ангидрид хромовый - 4,9-6,9, натрия или калия бихромат - 3,7-4,6, гидроокись кальция - 1,2-1,6, соль поваренная - 0,5-0,7, известь с содержанием углерода не более 0,2 мас.% - 2,3-2,5, плавиковошпатовый концентрат - 0,5-1,0 к массе окиси хрома. Ангидрид хромовый и натрия или калия бихромат используют в соотношении 1,3:1,7. Известь с содержанием углерода не более 0,2 мас.% вводят непосредственно в шихту, а известь с содержанием углерода не более 0,5 мас.% загружают на колошник за 2-4 мин до окончания проплавления шихты при соотношении извести с содержанием углерода не более 0,2 мас.% и извести с содержанием углерода не более 0,5 мас.%, равном (50-70):(30-50) соответственно. Выпуск продуктов плавки осуществляют путем слива шлака и металла в стальную нефутерованную изложницу посредством наклона горна. Загрузку и проплавление шихты ведут в одну стадию со скоростью 330-450 кг/м2мин, а после слива части шлака в изложницу на гарнисаж на оставшийся жидкий шлак загружают плавиковошпатовый концентрат, после растворения которого производят слив шлака и металла.The closest in technical essence and the achieved result is a method of aluminothermic production of metallic chromium (RF patent No. 2430174), including the preparation, loading and melting of the charge composition, wt. %: chromium oxide - 57.5-61.0, aluminum - 24.5-26.9, chromic anhydride - 4.9-6.9, sodium or potassium dichromate - 3.7-4.6, calcium hydroxide - 1.2-1.6, table salt - 0.5-0.7, lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% - 2.3-2.5, fluorspar concentrate - 0.5-1.0 to the mass of chromium oxide. Chromic anhydride and sodium or potassium dichromate are used in a ratio of 1.3: 1.7. Lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% Is introduced directly into the mixture, and lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.% Is loaded onto the top 2-4 minutes before the end of the charge penetration at a ratio of lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% And lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.%, Equal to (50-70) :( 30-50), respectively. The release of the smelting products is carried out by pouring slag and metal into a steel uncoated mold by tilting the hearth. The charge is loaded and melted in one stage at a speed of 330-450 kg / m 2 min, and after draining part of the slag into the mold on the skull for the remaining liquid slag, the feldspar concentrate is loaded, after dissolution of which the slag and metal are drained.
Известные способы имеют общий недостаток - относительный низкий выход высших марок хрома металлического, сложность регулирования термичности шихты, скорости ее проплавления - факторов, определяющих стабильность и безопасность технологического процесса получения хрома.Known methods have a common drawback - the relative low yield of higher grades of metallic chromium, the difficulty of regulating the thermality of the charge, the rate of its penetration - factors that determine the stability and safety of the process for producing chromium.
Задачей изобретения является создание простого надежного алюминотермического способа получения высококачественного низкоазотистого хрома металлического по бихроматно-ангидридной технологии, обеспечивающего высокий выход высших марок хрома.The objective of the invention is to provide a simple reliable aluminothermic method for producing high-quality low-nitrogen metal chromium by dichromate-anhydride technology, providing a high yield of higher grades of chromium.
Поставленная задача достигается тем, что в отличие от известного способа алюминотермического получения хрома металлического, включая подготовку, загрузку и проплавление шихты, содержащей окись хрома, алюминий, окислитель в виде ангидрида хромового и натрия или калия бихромата, гидроокись кальция, соль поваренную, концентрат плавиковошпатовый, известь с содержанием углерода не более 0,2 мас.%, вводимую непосредственно в шихту, загрузку извести с содержанием углерода не более 0,5 мас.% на колошник за 2-4 мин до окончания проплавления шихты при соотношении извести с содержанием углерода не более 0,2 мас.% и извести с содержанием углерода не более 0,5 мас.%, равном (50-60):(40-50) соответственно, и выпуск продуктов плавки путем слива шлака и металла, при этом загрузку и проплавление шихты ведут в одну стадию со скоростью 360-460 кг/м2мин, а после слива части шлака в изложницу на гарнисаж на оставшийся жидкий шлак загружают плавиковошпатовый концентрат, после растворения которого производят слив шлака и металла, вместе с этим в заявленном способе перед загрузкой компонентов шихты в смесительный барабан помещают гидроокись кальция и натрия или калия бихромат и их смешивание в течение 4-5 мин, а компоненты шихты взяты при следующем содержании, мас.%: окись хрома - 56,5-57,3, алюминий - 24,2-25,4, натрия или калия бихромат - 8,4-8,6, ангидрид хромовый - 2,8-4,3, гидроокись кальция - 2,55-2,65, соль поваренная - 0,4-0,45, концентрат плавиковошпатовый 0,9-1,1 от массы окиси хрома, известь с содержанием углерода не более 0,2 мас.% - 1,4-1,7, известь с содержанием углерода не более 0,5 мас.% - 1,15-1,45 при соотношении натрия или калия бихромата и ангидрида хромового, равном 1:(0,4-0,5), а также извести в шихту с содержанием углерода не более 0,2 мас.% и гидроокиси кальция, равном 1:(1,7-1,9). Для минимизации примесного содержания углерода в хроме, используют гидроокись кальция, содержащую углерод не более 0,2 мас.%.This object is achieved in that, in contrast to the known method of aluminothermic production of metallic chromium, including the preparation, loading and melting of a mixture containing chromium oxide, aluminum, an oxidizing agent in the form of chromic and sodium anhydride or potassium dichromate, calcium hydroxide, common salt, hydrofluoric concentrate, lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.%, introduced directly into the mixture, the loading of lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.% on the top 2-4 minutes before the end of the charge the ratio of lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% and lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.%, equal to (50-60) :( 40-50), respectively, and the release of smelting products by draining slag and metal while loading and melting the charge are carried out in one stage at a speed of 360-460 kg / m 2 min, and after draining part of the slag into the mold on the skull for the remaining liquid slag, the feldspar concentrate is loaded, after dissolution of which the slag and metal are drained, together with this in the claimed method before loading the components of the mixture in the mixing the drum is placed calcium and sodium hydroxide or potassium dichromate and mixing for 4-5 minutes, and the components of the mixture are taken at the following content, wt.%: chromium oxide - 56.5-57.3, aluminum - 24.2-25, 4, sodium or potassium dichromate - 8.4-8.6, chromic anhydride - 2.8-4.3, calcium hydroxide - 2.55-2.65, table salt - 0.4-0.45, concentrate hydrofluoric 0.9-1.1 by weight of chromium oxide, lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% - 1.4-1.7, lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.% - 1.15- 1.45 with a ratio of sodium or potassium dichromate and chromic anhydride equal to 1: (0.4-0.5), and so e lime into the blend with a carbon content of not more than 0.2 wt% and calcium hydroxide of 1:. (1.7-1.9). To minimize the impurity content of carbon in chromium, use calcium hydroxide containing carbon not more than 0.2 wt.%.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что для увеличения дегазирующего эффекта технологического процесса используют шихту с более высоким содержанием натрия или калия бихромата и гидроокиси кальция, а предварительное тщательное смешивание этих компонентов перед загрузкой всей навески шихтовых компонентов при условии выбранного отношения натрия или калия бихромата к ангидриду хромовому и извести в шихту с содержанием углерода не более 0,2 мас.% к гидроокиси кальция с содержанием углерода не более 0,2 мас.%, оптимизируют устойчивость термодинамических и кинетических условий процессов окисления и восстановления при получении хрома, снижая и повышая их активность соответственно в металлическом и шлаковом расплавах. Совокупность заявленных существенных признаков предопределяют решение поставленной задачи по достижению технического результата - создания простого надежного способа получения высококачественного низкоазотистого хрома металлического. Реализация способа осуществляется на существующем металлургическом оборудовании с использованием известных доступных сырьевых компонентов.The essence of the proposed method lies in the fact that to increase the degassing effect of the technological process, a mixture with a higher content of sodium or potassium dichromate and calcium hydroxide is used, and preliminary thorough mixing of these components before loading the entire sample of charge components subject to the selected ratio of sodium or potassium dichromate to anhydride chrome and lime into a mixture with a carbon content of not more than 0.2 wt.% to calcium hydroxide with a carbon content of not more than 0.2 wt.%, optimize the thermodynamic and kinetic conditions of the oxidation and reduction processes during the production of chromium, reducing and increasing their activity, respectively, in metallic and slag melts. The totality of the claimed essential features predetermine the solution of the task to achieve the technical result - the creation of a simple reliable way to obtain high-quality low-nitrogen metal chromium. The implementation of the method is carried out on existing metallurgical equipment using known available raw material components.
Сущность изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.The invention is confirmed by examples of specific performance.
Для реализации заявленного способа применяют следующие компоненты: окись хрома техническая металлургическая по ГОСТ 2912 и/или по ТУ 2123-055-54138686-2010, порошок алюминия по СТО 03-74-11, ангидрид хромовый технический по ГОСТ 2548, натрия бихромат технический по ГОСТ 2651, известь молотая по СТО 03-75-11, соль техническая поваренная по ТУ 9192-027-00204872-95 или по ТУ 2111-018-05778557-2004, концентрат плавиковошпатовый металлургический по ГОСТ 29220 и(или) концентрат плавиковошпатовый по ТУ 176952-001-45608905-2001, гидроокись кальция с содержанием углерода не более 0,2 мас.%. Шихту рассчитывают на 3000-5000 кг окиси хрома.To implement the claimed method, the following components are used: industrial metallurgical chromium oxide in accordance with GOST 2912 and / or according to TU 2123-055-54138686-2010, aluminum powder in accordance with STO 03-74-11, chromic anhydride in accordance with GOST 2548, technical sodium dichromate in accordance with GOST 2651, ground lime in accordance with STO 03-75-11, technical table salt in accordance with TU 9192-027-00204872-95 or TU 2111-018-05778557-2004, feldspathic metallurgical concentrate in accordance with GOST 29220 and (or) feldspathic concentrate in accordance with TU 176952 -001-45608905-2001, calcium hydroxide with a carbon content of not more than 0.2 wt.%. The charge is calculated on 3000-5000 kg of chromium oxide.
При подготовке шихты в смесительный барабан загружают натрия бихромат и гидроокись кальция с содержанием углерода не более 0,2 мас.% и перемешивают в течение 4-5 минут, а затем загружают остальные компоненты шихты и все компоненты тщательно перемешивают между собой. Внепечную алюминотермическую плавку на подготовленной шихте проводят с нижним зажиганием шихты в наклоняющемся горне, слив продуктов плавки в стальную нефутерованную изложницу осуществляют наклоном горна, при этом сначала сливают в изложницу 30-40% шлака для образования гарнисажа, а затем загружают в плавильный горн на оставшийся жидкий шлак концентрат плавиковошпатовый и после его растворения сливают шлак и металл под слой шлака в изложницу.When preparing the charge, sodium dichromate and calcium hydroxide with a carbon content of not more than 0.2 wt.% Are loaded into the mixing drum and mixed for 4-5 minutes, and then the remaining components of the charge are loaded and all components are thoroughly mixed together. Out-of-furnace aluminothermic smelting on the prepared charge is carried out with lower ignition of the charge in the leaning furnace, the products of melting are drained into the non-lined steel mold by tilting the furnace, first 30-40% of slag is poured into the mold to form a skull, and then they are loaded into the melting furnace for the remaining liquid the slag is fluor-spar concentrate and, after its dissolution, the slag and metal are poured under the slag layer into the mold.
Пример 1 (прототип). Для получения хрома металлического с содержанием азота не более 0,02 мас.% масса подготовленной на плавку шихты составила 8440 кг. Загружали и проплавляли в одну стадию шихту следующего состава, кг (мас.%):Example 1 (prototype). To obtain metallic chromium with a nitrogen content of not more than 0.02 wt.%, The mass of the mixture prepared for melting was 8440 kg. Download and proplast in one stage, the mixture of the following composition, kg (wt.%):
Известь с содержанием углерода не более 0,2 мас.% вводили непосредственно в шихту, а известь с содержанием не более 0,5 мас% загружали на колошник за 2-4 минуты до окончания проплавления шихты, при этом соотношение извести с содержанием углерода не более 0,2 мас.% и извести с содержанием углерода не более 0,5 мас.% равно (50-70):(30-50) соответственно.Lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% Was introduced directly into the mixture, and lime with a content of not more than 0.5 wt.% Was loaded onto the top 2-4 minutes before the end of the charge penetration, while the ratio of lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% And lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.% Is equal to (50-70) :( 30-50), respectively.
Загрузку и проплавление шихты ведут со скорость 330-450 кг/м2мин, а после слива части шлака в изложницу на гарнисаж на оставшийся жидкий шлак загружают плавиковошпатовый концентрат, после растворения которого производят слив шлака и металла.The charge is loaded and melted at a speed of 330-450 kg / m 2 min, and after draining part of the slag into the mold on the skull for the remaining liquid slag, the feldspar concentrate is loaded, after dissolution of which the slag and metal are drained.
Выход хрома металлического марки Х99Н2 за кампанию составил 27,0%.The output of chromium metal brand X99H2 for the campaign amounted to 27.0%.
Пример 2 (заявляемый способ). Для получения хрома металлического с содержанием азота не более 0,02 мас.% масса подготовленной на плавку шихты составила 7050 кг. Загружали и проплавляли в одну стадию шихту следующего состава, кг (мас.%):Example 2 (the inventive method). To obtain metallic chromium with a nitrogen content of not more than 0.02 wt.%, The mass of the mixture prepared for melting was 7050 kg. Download and proplast in one stage, the mixture of the following composition, kg (wt.%):
Известь с содержанием углерода не более 0,2 мас.% вводили непосредственно в шихту, а известь с содержанием углерода не более 0,5 мас.% загружали на колошник за 2-4 минуты до окончания проплавления шихты, при этом соотношение извести с содержанием углерода не более 0,2 мас.% и извести с содержанием углерода не более 0,5 мас.% равно (50-60):(40-50) соответственно.Lime with a carbon content of not more than 0.2 wt.% Was introduced directly into the mixture, and lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.% Was loaded onto the top 2-4 minutes before the end of the charge penetration, while the ratio of lime to carbon content not more than 0.2 wt.% and lime with a carbon content of not more than 0.5 wt.% is equal to (50-60) :( 40-50), respectively.
Перед загрузкой всех компонентов шихты в смесительный барабан поместили гидроокись кальция и натрия бихромат с их активным смешиванием в течение 4-5 мин.Before loading all the components of the charge, calcium hydroxide and sodium dichromate were placed in the mixing drum with their active mixing for 4-5 minutes.
Последующую загрузку и проплавление шихты ведут со скоростью 360-460 кг/м2мин, а после слива части шлака в изложницу на гарнисаж на оставшийся жидкий шлак загружают концентрат плавиковошпатовый, после растворения которого производят слив шлака и металла.Subsequent loading and melting of the charge are carried out at a speed of 360-460 kg / m 2 min, and after draining part of the slag into the mold on the skull for the remaining liquid slag, the feldspathic concentrate is loaded, after dissolution of which the slag and metal are drained.
Выход хрома металлического марки Х99Н2 (ГОСТ 5905-2004. Массовая доля: Сr не менее 99,0, С не более 0,03, N не более 0,02) за кампанию составил 40,4%.The output of chromium of the metal grade X99H2 (GOST 5905-2004. Mass fraction: Cr not less than 99.0, C not more than 0.03, N no more than 0.02) for the campaign amounted to 40.4%.
Сравнительные результаты выплавки по известному способу (прототипу) и заявляемому техническому решению (примеры 1, 2) приведены в ТаблицеComparative results of smelting by a known method (prototype) and the claimed technical solution (examples 1, 2) are shown in Table
Как видно из приведенной таблицы, предлагаемый способ в отличие известного позволяет получать хром металлический повышенного качества, в частности высшей марки хрома Х99Н2, с использованием в качестве дегазирующей и флюсующей добавки кальция гидроокиси с лимитированным содержанием углерода и высококачественной извести с лимитированным содержанием углерода. В предлагаемом изобретении найдены оптимальные соотношения массы натрия бихромата и ангидрида хромового с обеспечением нормальной термичности алюминотермической шихты, которая для плавки хрома должна быть в пределах 75-84 кДж/г-атом, а также отношения извести к гидроокиси кальция, и частей извести, вводимой непосредственно в смесь шихты и загружаемой на колошник. Оптимизация термодинамических условий протекания восстановительного процесса обеспечивает массовый выход хрома металлического с низким содержанием азота и углерода в хроме.As can be seen from the above table, the proposed method, in contrast to the known one, allows one to produce metallic chrome of improved quality, in particular, the highest grade of chromium X99H2, using calcium hydroxide with a limited carbon content and high-quality lime with a limited carbon content as a degassing and fluxing additive. In the present invention, the optimum mass ratios of sodium dichromate and chromic anhydride are found to ensure normal thermal conductivity of the aluminothermic mixture, which for chromium smelting should be in the range of 75-84 kJ / g-atom, as well as the ratio of lime to calcium hydroxide, and parts of lime directly introduced into the mixture of the charge and loaded onto the top. Optimization of the thermodynamic conditions of the recovery process provides a mass yield of metallic chromium with a low content of nitrogen and carbon in chromium.
По окончательной рецептуре при реализации заявленного способа выход высшей марки Х99Н2 хрома низкоазотистого по ГОСТ5905 составляет 40-43% от общего выпуска, в хроме марок Х99Н2 75-80% металла имеет содержание хрома 99,2-99,5 мас.%, 40-43% металла имеет содержание азота 0,011-0,020 мас.% и 40-45% металла имеет содержание углерода не более 0,012 мас.%, в том числе 30-33% с содержанием углерода не более 0,010%.According to the final recipe, when implementing the inventive method, the yield of the highest grade X99H2 of low nitrogen chromium according to GOST5905 is 40-43% of the total production, in chromium grades X99H2 75-80% of the metal has a chromium content of 99.2-99.5 wt.%, 40-43 % of the metal has a nitrogen content of 0.011-0.020 wt.% and 40-45% of the metal has a carbon content of not more than 0.012 wt.%, including 30-33% with a carbon content of not more than 0.010%.
Источники информацииInformation sources
1. RU, патент 2103401, МПК С22 в 34/32.1. RU, patent 2103401, IPC C22 in 34/32.
2. RU, патент 2260630, МПК С22 в 34/32.2. RU, patent 2260630, IPC C22 in 34/32.
3. RU, патент 2430174, МПК С22 в 34/32.3. RU, patent 2430174, IPC C22 in 34/32.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128264/02A RU2495945C1 (en) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | Blend and method of aluminothermal production of chromium metal using said blend |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128264/02A RU2495945C1 (en) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | Blend and method of aluminothermal production of chromium metal using said blend |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2495945C1 true RU2495945C1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49357204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012128264/02A RU2495945C1 (en) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | Blend and method of aluminothermal production of chromium metal using said blend |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2495945C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599464C2 (en) * | 2015-02-26 | 2016-10-10 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод феррославов" (ОАО "КЗФ") | Charge and method for aluminothermic production of chromium-based alloy using said charge |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0426375A1 (en) * | 1989-11-01 | 1991-05-08 | JAPAN METALS & CHEMICALS CO., LTD. | Method for producing high-purity metallic chromium |
| RU2027788C1 (en) * | 1990-07-27 | 1995-01-27 | Ключевский завод ферросплавов | Method of aluminothermic chrome preparing |
| RU2260630C1 (en) * | 2004-09-27 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" | Method for aluminothermic production of metallic chrome (variants) |
| US7004992B2 (en) * | 2000-03-07 | 2006-02-28 | Jfe Steel Corporation | Chromium-containing metal and method for producing the same |
| EP1468123B1 (en) * | 2002-01-21 | 2006-05-03 | Delachaux S.A. | Method for production of metallic elements of high purity such as chromes |
| RU2430174C1 (en) * | 2010-11-01 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" (ОАО "КЗФ") | Method for aluminothermic production of metallic chrome |
-
2012
- 2012-07-04 RU RU2012128264/02A patent/RU2495945C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0426375A1 (en) * | 1989-11-01 | 1991-05-08 | JAPAN METALS & CHEMICALS CO., LTD. | Method for producing high-purity metallic chromium |
| RU2027788C1 (en) * | 1990-07-27 | 1995-01-27 | Ключевский завод ферросплавов | Method of aluminothermic chrome preparing |
| US7004992B2 (en) * | 2000-03-07 | 2006-02-28 | Jfe Steel Corporation | Chromium-containing metal and method for producing the same |
| EP1468123B1 (en) * | 2002-01-21 | 2006-05-03 | Delachaux S.A. | Method for production of metallic elements of high purity such as chromes |
| RU2260630C1 (en) * | 2004-09-27 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" | Method for aluminothermic production of metallic chrome (variants) |
| RU2430174C1 (en) * | 2010-11-01 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" (ОАО "КЗФ") | Method for aluminothermic production of metallic chrome |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599464C2 (en) * | 2015-02-26 | 2016-10-10 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод феррославов" (ОАО "КЗФ") | Charge and method for aluminothermic production of chromium-based alloy using said charge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113444891B (en) | Method for producing rare earth-containing high-temperature alloy by adopting rare earth oxide | |
| CN101928847B (en) | Process for smelting magnesium alloy | |
| CN105369044B (en) | A kind of aluminium alloy sodium-free refining agent of the erbium of lanthanum containing cerium | |
| JP5553167B2 (en) | How to remove hot metal | |
| JPWO2017119392A1 (en) | Molten iron dephosphorizing agent, refining agent and dephosphorizing method | |
| RU2495945C1 (en) | Blend and method of aluminothermal production of chromium metal using said blend | |
| WO2014198261A1 (en) | Aggregate for metallurgical processes, method for the production and use thereof in metallurgical melts | |
| CN107530769B (en) | Continuous casting method using mold flux, and slab manufactured using the same | |
| RU2506338C1 (en) | Charge and method for aluminothermic production of ferromolybdenum using it | |
| JP4267488B2 (en) | Method for cooling steel slag | |
| JP2004169147A (en) | Refining process for clean steel containing extremely low amount of non-metallic inclusion | |
| US9023126B2 (en) | Additive for treating resulphurized steel | |
| RU2599464C2 (en) | Charge and method for aluminothermic production of chromium-based alloy using said charge | |
| RU2633678C1 (en) | Method for producing vanadium-manganese-silicon master alloy | |
| JP2011174166A (en) | Method for reusing oxidized slag and recycling slag | |
| JP5637081B2 (en) | Mold flux for continuous casting of high Mn steel and continuous casting method | |
| JP5341849B2 (en) | Manufacturing method of recycled slag | |
| RU2718497C1 (en) | Charge and electric-furnace aluminothermic method for production of ferroniobium with use thereof | |
| RU2430174C1 (en) | Method for aluminothermic production of metallic chrome | |
| CN113976841A (en) | Protective agent for magnesium alloy melt pouring, magnesium alloy casting and preparation method thereof | |
| JP2007090367A (en) | Method for continuously casting boron-containing stainless steel | |
| JP3610885B2 (en) | Mold powder and continuous casting method | |
| CN101845564B (en) | Secondary smelting method for producing magnesium-zirconium intermediate alloy | |
| JP4684981B2 (en) | Heating material | |
| JPH10263768A (en) | Method for reusing converter slag |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160705 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180315 |