RU2514750C1

RU2514750C1 - Method of nickel production dump converter slags processing with production of semi-finished nickel for fabrication of "20хн2м" and "20н2м" steels

Info

Publication number: RU2514750C1
Application number: RU2012138520/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Веселовский; Роман Александрович Веселовский
Original assignee: Александр Александрович Веселовский
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2014-05-10
Also published as: RU2012138520A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Proposed method comprises crushing of said slag in ball mill and screening it by means of screen with mesh dimension of 1 mm. Steel 20 blanks are machined to produce 1 mm deep chips to be dipped for 1-2 minutes in bath with diluted hydrochloric acid. Said chips are flushed and dried to moist removal. 10-20 wt % of chips are mixed with 80-90 wt % of screened dump converter slag to add over 100 wt % some 2-5 wt % of salmiac. Then, produced mix is laid in container made of container of refractory steel with fusible gate. Container is heated to 1050-1100°C and cured thereat for 4-6 hours. Container is cooled down and broken down. Chips are removed by magnetic separation, screed and pelletised. Then, they are smelted in arc furnace and cast to semi-finished ingots. Said semi-finished ingots can be used for production of steels "20ХН2М" and "20Н2М".

EFFECT: extraction of nickel from dump converter slag.

2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам извлечения никеля из отвальных конверторных шлаков с целью получения никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.The invention relates to metallurgy, and in particular to methods for extracting nickel from dump converter slags in order to obtain a nickel semi-finished product suitable for the production of 20XH2M and 20H2M steels.

Для получения никелевых полуфабрикатов использовался конверторный отвальный шлак состава, указанного в таблице 1.To obtain Nickel semi-finished products used converter dump slag composition shown in table 1.

Таблица 1.Table 1. Состав отвального конверторного шлака.Composition of dump converter slag. Химический состав, мас.% Chemical composition, wt.% MgOMgO SiO₂ SiO ₂ Al₂O₃ Al ₂ O ₃ Cr₂O₃ Cr ₂ O ₃ NiONio Co₃O₄ Co ₃ O ₄ МоО₃ MoO ₃ MnOMnO CaOCaO SS Fe₂O₃ Fe ₂ O ₃ 1-31-3 20-3020-30 1-21-2 до 0,1up to 0.1 0,2-0,60.2-0.6 0,1-0,30.1-0.3 0,1-0,30.1-0.3 до 0,1up to 0.1 1-41-4 2-32-3 ост.rest

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ переработки никельсодержащих конверторных шлаков комбинатов, производящих никель, заключающийся в дроблении конверторного шлака, смешивания его с алюминиевым шлаком, полученным при производстве вторичного алюминия и добавкой извести.The closest analogue to the claimed object is a method for processing nickel-containing converter slag of plants producing nickel, which consists in crushing converter slag, mixing it with aluminum slag obtained in the production of secondary aluminum and the addition of lime.

После чего полученную шихту, состоящую из конверторного шлака, алюминиевого шлака и извести расплавляют в электродуговой печи с целью получения ферроникеля, содержащего 5-20% никеля и 0,5-1,5% кобальта, остальное - железо (см. патент на изобретение №2230806, С22В 7/04).After that, the resulting mixture, consisting of converter slag, aluminum slag and lime, is melted in an electric arc furnace to obtain ferronickel containing 5-20% nickel and 0.5-1.5% cobalt, the rest is iron (see patent for invention No. 2230806, C22B 7/04).

Конверторные шлаки указанного в таблице 1 состава металлургической переработке не подлежат из-за низкого остаточного содержания в них никеля.Converter slags of the composition indicated in Table 1 are not subject to metallurgical processing due to the low residual nickel content in them.

Задачей изобретения является переработка отвальных конверторных шлаков предприятий по производству никеля с получением никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.The objective of the invention is the processing of waste converter slag of enterprises for the production of nickel to obtain a Nickel semi-finished product suitable for the production of steels 20XH2M and 20H2M.

Технический результат обеспечивается химико-термической обработкой отвального конверторного шлака в смеси со стальной стружкой и последующим ее переплавом в дуговой электропечи.The technical result is provided by chemical-thermal treatment of dump converter slag mixed with steel chips and its subsequent remelting in an electric arc furnace.

Поставленная задача решается предварительным дроблением отвального шлака в шаровой мельнице и последующим просеиванием через сито с размером ячейки 1 мм. Затем отвальный шлак в количестве 80-90 мас.% перемешивается со стальной стружкой, полученной металлообработкой заготовок из стали 20. Содержание такой стружки в смеси с отвальным шлаком составляет 10-20 мас.%. В полученную смесь в качестве активатора вводится хлористый аммоний в количестве 2-5 мас.% сверх 100 мас.%.The problem is solved by preliminary crushing dump slag in a ball mill and subsequent sieving through a sieve with a mesh size of 1 mm Then the waste slag in the amount of 80-90 wt.% Is mixed with steel chips obtained by metal processing of steel billets 20. The content of such chips in the mixture with dump slag is 10-20 wt.%. Ammonium chloride in an amount of 2-5 wt.% In excess of 100 wt.% Is introduced into the resulting mixture as an activator.

Полученную смесь помещают в контейнер из жаростойкой стали, снабженный плавким затвором, и нагревают до температуры 1050-1100°С в течение 4-6 часов.The resulting mixture is placed in a container made of heat-resistant steel, equipped with a fusible seal, and heated to a temperature of 1050-1100 ° C for 4-6 hours.

Никель, содержащийся в отвальном шлаке, переходит в хлорид, который в последующем на поверхности стальной стружки осаждается с образованием металлического никеля. Осажденный таким образом никель диффундирует вглубь металла стружки, легируя последнюю. За 4-6 часов происходит сквозное легирование стальной стружки, толщиной до 1 мм.Nickel contained in waste slag is converted to chloride, which subsequently precipitates on the surface of steel chips to form metallic nickel. Nickel thus precipitated diffuses deep into the metal of the chip, alloying the latter. For 4-6 hours, through alloying of steel shavings occurs, up to 1 mm thick.

В последующем, легированная никелем стальная стружка после брикетирования переплавляется в электродуговой печи и разливается в слитки.Subsequently, the nickel alloyed steel shavings after briquetting are melted in an electric arc furnace and cast into ingots.

Состав получаемого никелевого полуфабриката представлен в таблице 2.The composition of the obtained Nickel semi-finished product are presented in table 2.

Таблица 2.Table 2. Состав получаемого никелевого полуфабрикатаThe composition of the obtained Nickel semi-finished product Химический состав, мас.%Chemical composition, wt.% NiNi СоWith МоMo CuCu MnMn CrCr SS FeFe 1,6-2,51.6-2.5 0,1-0,250.1-0.25 до 0,02up to 0.02 до 0,2up to 0.2 до 0,01up to 0.01 0,1-0,20.1-0.2 до 0,5up to 0.5 ост.rest

Способ получения никелевого полуфабриката для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М из отвальных конверторных шлаков предприятий, производящих никель, осуществляют следующим образом. Полученную в результате металлообработки заготовок из стали 20 стружку, толщиной до 1 мм, окунают на 1-2 минуты в ванну с разбавленной соляной кислотой, промывают, сушат до полного удаления влаги, смешивают 10-20 мас.% стружки с 80-90 мас.% просеянного отвального шлака и добавляют сверх 100 мас.% 2-5 мас.% хлористого аммония. Затем полученную смесь упаковывают в контейнер из жаростойкой стали с плавким затвором, нагревают контейнер со смесью до температуры 1050-1100 °С, проводят выдержку при этой температуре в течение 4-6 часов, охлаждают, разбирают контейнер, отделяют стружку магнитной сепарацией, очищают грохочением, брикетируют, переплавляют в электродуговой печи и разливают в слитки-полуфабрикаты.A method of obtaining a Nickel semi-finished product for the production of steel 20XH2M and 20H2M from dump converter slag of enterprises producing nickel, is as follows. The shavings obtained as a result of metalworking of steel preforms from steel 20, up to 1 mm thick, are dipped for 1-2 minutes in a bath with dilute hydrochloric acid, washed, dried until moisture is completely removed, 10-20 wt.% Of shavings are mixed with 80-90 wt. % sieved dump slag and add in excess of 100 wt.% 2-5 wt.% ammonium chloride. Then the resulting mixture is packaged in a container made of heat-resistant steel with a fusible closure, the container with the mixture is heated to a temperature of 1050-1100 ° C, held at this temperature for 4-6 hours, cooled, the container is disassembled, the chips are separated by magnetic separation, and screened, briquetted, smelted in an electric arc furnace and poured into ingots semi-finished products.

Таким образом, заявленный способ, по сравнению с прототипом не требует металлургического передела, достаточно прост в оснащении, позволяет экономить дорогостоящий ферроникель и ориентирован на извлечение никеля из отвальных конверторных шлаков с целью получения никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.Thus, the claimed method, in comparison with the prototype, does not require metallurgical redistribution, is quite simple to equip, saves expensive ferronickel and is focused on the extraction of nickel from dump converter slags in order to obtain a nickel semi-finished product suitable for the production of 20XH2M and 20N2M steels.

Claims

1. A method of processing waste converter slag of nickel production, including crushing the waste converter slag of nickel production in a ball mill and sifting it through a sieve with a mesh size of 1 mm, characterized in that steel chips up to 1 mm thick are dipped as a result of metal processing of steel billets 20 mm for 1-2 minutes in a bath with dilute hydrochloric acid, washed, dried until moisture is completely removed and mixed in an amount of 10-20 wt.% chips and 80-90 wt.% sifted dump converter slag with ext pouring in excess of 100 wt.% a mixture of ammonium chloride 2-5 wt.%, then the resulting mixture is Packed in a container made of heat-resistant steel with a fusible seal, the container with the mixture is heated to a temperature of 1050-1100 ° C, hold at this temperature for 4- 6 hours, cooled, the container is disassembled, the chips are separated by magnetic separation, screened, briquetted, smelted in an electric arc furnace and poured into semi-finished ingots.

2. The method according to claim 1, characterized in that the obtained semi-finished ingots are used for the production of steels 20XH2M and 20H2M.