RU2590742C2 - Method for production of low-carbon ferrochrome - Google Patents

Method for production of low-carbon ferrochrome Download PDF

Info

Publication number
RU2590742C2
RU2590742C2 RU2014147552/02A RU2014147552A RU2590742C2 RU 2590742 C2 RU2590742 C2 RU 2590742C2 RU 2014147552/02 A RU2014147552/02 A RU 2014147552/02A RU 2014147552 A RU2014147552 A RU 2014147552A RU 2590742 C2 RU2590742 C2 RU 2590742C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ferrochrome
chromium
carbon
carbon content
oxygen
Prior art date
Application number
RU2014147552/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014147552A (en
Inventor
Александр Николаевич Серегин
Евгений Федорович Мазуров
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт чёрной Металлургии им. И.П. Бардина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт чёрной Металлургии им. И.П. Бардина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт чёрной Металлургии им. И.П. Бардина"
Priority to RU2014147552/02A priority Critical patent/RU2590742C2/en
Publication of RU2014147552A publication Critical patent/RU2014147552A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2590742C2 publication Critical patent/RU2590742C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and can be used in production of low-carbon varieties of ferrochrome. Method uses charge in form of homogenised mixture of crushed materials at ratio (%): chromium concentrate, lime and ferrosilicon 75 % (45-44):(40-44):(15-12) respectively, ferrochrome is released from electric furnace with carbon content 0.08-0.20 % and its vacuum oxygen decarburisation in ladle to carbon content 0.03-0.01%. With carbon content in range of 0.08-0.20 % ferrochrome is first blown from above with gaseous oxygen at flow rate of 0.3-0.7 m3/(t·min) at residual pressure in range of 6.70-1.33 kN/m2 to obtain [C] = 0.05-0.06% and temperature 1,720-1,760°C, then oxygen blowing is terminated, residual pressure is decreased to 0.130-0.067 kN/m2 and ferrochrome decaburised without oxygen blowing to obtain 0.03-0.01 % [C].
EFFECT: invention ensures reducing carbon content in obtained ferrochrome up to 0,03 -0,01% without significant oxidation of chromium, and also reduce power consumption and obtaining content of chromium in ferrochrome more resistant to melting.
1 cl, 4 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в ферросплавном производстве, конкретно в производстве низкоуглеродистого феррохрома.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in ferroalloy production, specifically in the production of low-carbon ferrochrome.

По ГОСТ 4757-91 (ISO 5448-81) содержание углерода в низкоуглеродистом феррохроме высших марок ФХ001А-ФХ004А должно составлять 0,01-0,04%.According to GOST 4757-91 (ISO 5448-81), the carbon content in the low-carbon ferrochrome of the highest grades ФХ001А-ФХ004А should be 0.01-0.04%.

Экономичность производства высокоуглеродистого феррохрома вызвала многочисленные работы по поиску дешевых способов его обезуглероживания. Известен способ обезуглероживания высокоуглеродистого феррохрома в твердом состоянии из высушенных брикетов, изготовленных из тонкоизмельченного высокоуглеродистого феррохрома с окислителем при нагреве в вакууме [1]. Были испытаны относительно дешевые и доступные окислители с низким содержанием невосстанавливаемых примесей: богатая гематитовая руда; окись никеля; кварцевый песок; техническая окись хрома; окисленный феррохром. Показан целесообразность применения окисленного феррохрома (в смеси с исходным высокоуглеродистым феррохромом). The economics of producing high-carbon ferrochrome have caused numerous work to find cheap ways to decarburize it. A known method of decarburization of high-carbon ferrochrome in the solid state from dried briquettes made of finely divided high-carbon ferrochrome with an oxidizing agent when heated in vacuum [1]. Relatively cheap and affordable oxidizing agents with a low content of non-reducing impurities have been tested: rich hematite ore; nickel oxide; quartz sand; technical chromium oxide; oxidized ferrochrome. The expediency of using oxidized ferrochrome (mixed with the initial high-carbon ferrochrome) is shown.

Для получения достаточных количеств окисленного феррохрома применяют трубчатую вращающуюся печь с электронагревом. Порошок феррохрома (66,5% Cr, 5% С, 0,6% Si) находился в горячей зоне 10-13 мин при температуре обжига 1000-1300°С. Лучшие результаты получены при температуре обжига 1090-1180°С.To obtain sufficient amounts of oxidized ferrochrome, a tubular rotary kiln with electric heating is used. Ferrochrome powder (66.5% Cr, 5% C, 0.6% Si) was in the hot zone for 10-13 minutes at a calcination temperature of 1000-1300 ° C. The best results were obtained at a firing temperature of 1090-1180 ° C.

Шихту из порошков в.у. феррохрома и окислителя с добавками связующих брикетировали (на гидравлическом прессе).Powder blend ferrochrome and an oxidizing agent with binder additives were briquetted (on a hydraulic press).

Проведено обезуглероживание в вакуумной печи с возможностью нагрева шихты до температуры 1350-1400°С. Из высокоуглеродистого феррохрома в зависимости от применяемого окислителя получены обезуглероженные брикеты феррохрома, содержащие 0,01-0,03% углерода.Decarburization was carried out in a vacuum furnace with the possibility of heating the mixture to a temperature of 1350-1400 ° C. From high-carbon ferrochrome, depending on the oxidizing agent used, decarburized briquettes of ferrochrome containing 0.01-0.03% carbon were obtained.

Недостатки:Disadvantages:

- процесс сложный и многоступенчатый;- the process is complex and multi-stage;

- низкая производительность (длительность - несколько десятков часов);- low productivity (duration - several tens of hours);

- для промышленного применения способа требуется сложное и крупногабаритное оборудование.- for industrial application of the method requires complex and bulky equipment.

Известен способ обезуглероживания высокоуглеродистого феррохрома (в.у. FeCr) в кислородном конвертере (КК) [2, с. 224-226].A known method of decarburization of high-carbon ferrochrome (high-temperature FeCr) in an oxygen converter (CC) [2, p. 224-226].

Продувку металла газообразным кислородом ведут в несколько периодов. В первом в КК заливают в.у. FeCr при температуре 1600°С. The purge of the metal with gaseous oxygen is carried out in several periods. In the first, QC is filled in. FeCr at a temperature of 1600 ° C.

После заливки в.у. FeCr для подъема температуры до 1725-1825°С присаживают алюминий (0,5-0,8% от массы плавки) и окисляют газообразным кислородом с расходом 150-200 м3/ч, подаваемым снизу. В этот период расход кислорода составляет 1,5-2,0 м3/т. Окисление углерода незначительное. After pouring in. To increase the temperature of FeCr to 1725-1825 ° C, aluminum is added (0.5-0.8% of the smelting mass) and oxidized with gaseous oxygen at a flow rate of 150-200 m 3 / h supplied from below. During this period, the oxygen flow rate is 1.5-2.0 m 3 / t. Carbon oxidation is negligible.

Во втором периоде дутье с расходом 250-400 м3/ч подают сверху, температуру повышают до 1825-1875°С. Происходит наибольшее снижение [С] с 5-8% до 1,7-1,0%.In the second period, the blast with a flow rate of 250-400 m 3 / h is fed from above, the temperature is increased to 1825-1875 ° C. The greatest decrease [C] from 5-8% to 1.7-1.0%.

Для дальнейшего снижения углерода на конвертер надевают вакуумный спецколпак и создают разрежение 3999-10664 Па (1 Па=1 н/м2; 1 атм=9,81·104 н/м2). Кислород подают на поверхность с небольшим расходом. В этот период содержание углерода может быть снижено до 0,2-0,5%.To further reduce carbon, a special vacuum hood is put on the converter and a vacuum of 3999-10664 Pa is created (1 Pa = 1 n / m 2 ; 1 atm = 9.81 · 10 4 n / m 2 ). Oxygen is supplied to the surface at a low flow rate. During this period, the carbon content can be reduced to 0.2-0.5%.

Недостатки:Disadvantages:

- не получают низкие содержания углерода;- do not get low carbon content;

- процесс высокотемпературный (до 1875°С) и длительный (несколько часов), что резко снижает стойкость футеровки и производительность процесса;- the process is high-temperature (up to 1875 ° C) and long (several hours), which sharply reduces the lining resistance and process productivity;

- процесс экономически нерентабельный.- the process is economically unprofitable.

Имеющиеся к настоящему времени способы обезуглероживания высокоуглеродистого феррохрома не дали технологии, способной заменить силикотермический способ его производства.Currently available methods of decarburization of high-carbon ferrochrome have not given technology capable of replacing the silicothermic method of its production.

Наиболее близким по технической и технологической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ производства низкоуглеродистого феррохрома силикотермическим способом в электропечи [3, c. 232-235].The closest in technical and technological essence and the achieved effect to the proposed method is a method for the production of low-carbon ferrochrome in a silicothermic manner in an electric furnace [3, p. 232-235].

Способ заключается в том, что перед включением электрического тока на подину печи загружают ферросиликохром первых двух завалок, затем включают ток и набирают нагрузку в течение 10-15 минут. Руду и известь первых трех завалок (на одну завалку используют 2,1 тонны руды, 1,9 тонны извести и 0,72-0,76 тонны ферросиликохрома) загружают равномерно по мере набора мощности электрической дуги. После проплавления первых двух колош (достигают после израсходования 1550-1700 кВт-ч/т загруженной шихты) из печи выпускают шлак и на подину загружают еще 80-90% ферросиликохрома третьей и четвертой завалок. После набора электрической нагрузки загружают руду и известь этих колош. За 20 минут до конца плавки дают оставшийся ферросиликохром порциями в течение 10-15 мин. При нормальном содержании кремния (0,5-1,0%) плавку выпускают. Температура шлака 1800°С, металла 1760°С. Далее феррохром вакуумируют в течение 3-5 минут при остаточном давлении 3999-5332 Па (1 Па=1н/м2; 1 атм=9,81·104н/м2).The method consists in the fact that before turning on the electric current, ferrosilicochrome of the first two fillings is loaded onto the hearth of the furnace, then the current is turned on and the load is gained for 10-15 minutes. Ore and lime of the first three fillings (2.1 tons of ore, 1.9 tons of lime and 0.72-0.76 tons of ferrosilicon chromium are used for one filling) are loaded uniformly as the electric arc increases. After the first two blades are melted (after the consumption of 1550-1700 kWh / t of loaded charge is reached), slag is released from the furnace and another 80-90% of ferrosilicochrome of the third and fourth fillings are loaded onto the bottom. After a set of electrical loads load ore and lime of these spikes. 20 minutes before the end of the smelting give the remaining ferrosilicon in portions for 10-15 minutes. With a normal silicon content (0.5-1.0%), the melt is released. The temperature of the slag 1800 ° C, metal 1760 ° C. Next, ferrochrome is vacuumized for 3-5 minutes at a residual pressure of 3999-5332 Pa (1 Pa = 1n / m 2 ; 1 atm = 9.81 · 10 4 n / m 2 ).

Недостатками этого способа являются, как это видно, разделение процессов плавления рудно-известковой части шихты от процесса восстановления оксидов кремнием ферросиликохрома. Большая часть ферросиликохрома присаживается во второй части плавки. При этом не полностью используется тепло экзотермических реакций восстановления оксидов хрома и железа Это неизбежно приводит к увеличению длительности плавки, увеличению содержаний углерода, расхода электроэнергии.The disadvantages of this method are, as can be seen, the separation of the processes of melting of the ore-calcareous part of the charge from the process of reduction of oxides by silicon ferrosilicochrome. Most of the ferrosilicochrome sits in the second part of the heat. In this case, the heat of exothermic reactions for the reduction of chromium and iron oxides is not fully used. This inevitably leads to an increase in the duration of smelting, an increase in carbon content, and energy consumption.

Далее, при восстановлении хрома из хромовой руды ферросиликохромом возникают осложнения, связанные с тем, что хром восстанавливается из хромшпинелидов переменного состава. Химический состав хромовых руд имеет большие колебания. Содержание (Cr2O3) изменяется от 54 до 48%, MgO - от 14-16 до 19-22%, что непременно снижает воспроизводимость по содержанию хрома в получаемом феррохроме (см. рис. 3 ряд 1), ухудшает технико-экономические параметры.Further, during the reduction of chromium from chromium ore by ferrosilicochrome, complications arise due to the fact that chromium is reduced from chromium spinels of variable composition. The chemical composition of chromium ores has large fluctuations. The content (Cr 2 O 3 ) varies from 54 to 48%, MgO - from 14-16 to 19-22%, which will certainly reduce reproducibility in the chromium content in the resulting ferrochrome (see Fig. 3 row 1), worsens the technical and economic options.

Далее кремний в ферросиликохроме при температурах плавки связан в силициды, диссоциация которых требует дополнительного расхода тепла. Углерод в сплав поступает из шихты и из графитированных электродов, количество которого растет с увеличением времени плавки под током. Источником углерода является и ферросиликохром, в котором он находится в виде коллоидных частиц SiC.Then, silicon in ferrosilicochrome at melting temperatures is bound to silicides, the dissociation of which requires an additional heat consumption. Carbon in the alloy comes from the charge and from graphitized electrodes, the amount of which increases with increasing melting time under current. Ferrosilicochrome, in which it is in the form of colloidal particles of SiC, is also a carbon source.

Последующее вакуумирование феррохрома в течение 3-5 мин при остаточном давлении 3999-5332 Па, проводимое по прототипу, не сопровождается окислением углерода.Subsequent evacuation of ferrochrome for 3-5 minutes at a residual pressure of 3999-5332 Pa, carried out according to the prototype, is not accompanied by oxidation of carbon.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является гарантированное снижение содержаний углерода в феррохроме до ≤0,03-0,04% без окисления хрома, уменьшение длительности плавки в электропечи и расхода электроэнергии (по сути: удовлетворение требований на феррохром высших марок, типа ФХ001А-ФХ004А).The task to which the invention is directed is to guarantee a reduction in the carbon content in ferrochrome to ≤0.03-0.04% without chromium oxidation, a reduction in the duration of smelting in an electric furnace and energy consumption (in fact: meeting the requirements for higher grade ferrochrome, type FH001A-FH004A).

Указанная задача решается тем, что в шихту вводят ферросилиций, восстановитель, обладающий более высокой активностью кремния и содержащий меньшее количество силицидов, на разложение которых требуется дополнительный расход тепла. При применении ферросилиция ФС75 его рациональная доля в составе шихты экспериментально определена в пределах 12-15%; уменьшение ниже 12% приводит к недовосстановлению хрома, повышенная доля (более 15%) сопровождается увеличенным содержанием кремния в сплаве.This problem is solved by the fact that ferrosilicon is introduced into the charge, a reducing agent having a higher silicon activity and containing less silicides, the decomposition of which requires an additional heat consumption. When using ferrosilicon FS75, its rational share in the composition of the charge is experimentally determined within 12-15%; a decrease below 12% leads to underreduction of chromium, an increased proportion (more than 15%) is accompanied by an increased silicon content in the alloy.

В составе смеси предложено использовать хромовый концентрат (с Cr2О3/≥50%), обладающий существенно более стабильным составом в сравнении с хромовой рудой.As a part of the mixture, it was proposed to use chromium concentrate (with Cr 2 O 3 / ≥50%), which has a significantly more stable composition compared to chrome ore.

Экспериментально авторами было установлено рациональное соотношение долей хромового концентрата, извести и ферросилиция 75% в смеси шихтовых материалов, (%): (45-44):(40-44):(15-12) соответственно. Увеличение доли извести в шихте сверх 44% увеличивает вязкость шлака, снижает содержание хрома в сплаве и способствует повышению содержания углерода в феррохроме от электродов. Уменьшение доли извести ниже 40% ухудшает условия растворения хромшпинелида и восстановление хрома. Отклонение в сторону от принятых в изобретении соотношений компонентов шихты приводит к ухудшению параметров процесса.The authors experimentally established a rational ratio of the shares of chromium concentrate, lime and ferrosilicon 75% in a mixture of charge materials, (%): (45-44) :( 40-44) :( 15-12), respectively. An increase in the proportion of lime in the charge in excess of 44% increases the viscosity of the slag, reduces the chromium content in the alloy and contributes to an increase in the carbon content in ferrochrome from the electrodes. A decrease in the proportion of lime below 40% worsens the conditions for the dissolution of chrome spinelide and the reduction of chromium. Deviation away from the ratios of the components of the mixture accepted in the invention leads to a deterioration of the process parameters.

Применение в завалку шихты в виде смеси мелкоразмолотых компонентов (например, размером 1-3 мм) многократно увеличивает поверхность контакта между частицами шихты, происходит более стабильное и быстрое восстановление хрома и железа кремнием ферросилиция.The use of charge mixture in the form of a mixture of finely ground components (for example, 1-3 mm in size) greatly increases the contact surface between the charge particles, more stable and faster reduction of chromium and iron by silicon ferrosilicon.

Важным элементом является предложенное применение завалки всей смеси за короткое время (практически сразу через течку в своде печи) на приготовленный для зажигания шихтовой смеси металлический расплав. Металлотермические реакции протекают медленно в том случае, если они начинаются при небольшом количестве исходной смеси, состоящей из измельченной окиси металла и металла-восстановителя, а оставшуюся часть смеси постепенно вводят в очаг реакции уже после зажигания. Поэтому при завалке на расплавленный металл всей гомогенизированной шихты происходит наиболее полное ее проплавление и восстановление. Конвективный перенос выделяющегося тепла на вышележащие слои шихты реализуется движением образующегося расплава под действием капиллярных сил в соседний слой шихты с многократным повторением. Тепло полнее усваивается слоями шихты, расположенными выше.An important element is the proposed application of filling the entire mixture in a short time (almost immediately through the heat in the roof of the furnace) on a metal melt prepared for ignition of the charge mixture. Metallothermal reactions proceed slowly if they start with a small amount of the initial mixture consisting of crushed metal oxide and a reducing metal, and the remaining part of the mixture is gradually introduced into the reaction zone after ignition. Therefore, when filling the entire homogenized charge onto molten metal, its most complete penetration and reduction occurs. Convective transfer of heat generated to the overlying layers of the mixture is realized by the movement of the formed melt under the action of capillary forces into the adjacent layer of the mixture with repeated repetition. Heat is more fully absorbed by the charge layers located above.

Достигаемое содержание углерода при обезуглероживании Fe-C-Cr расплава зависит от величины обеспечиваемого уровня [С]равн. Процесс обезуглероживания реализуется при условии [С]факт>[С]равн. Значения равновесных концентраций углерода [С]равн в высокохромистом металле зависят от содержаний хрома, остаточного давления и температуры:The carbon content achieved during decarburization of the Fe — C — Cr melt depends on the level of [C] equal. The decarburization process is implemented under the condition [C] fact> [C] equal. The equilibrium concentrations of carbon [C] equal in a high-chromium metal depend on the contents of chromium, residual pressure and temperature:

Figure 00000001
Figure 00000001

На рис. 1 приведена полученная авторами графическая интерпретация зависимости [С]равн для расплава с 60% Cr от температуры и остаточного давления (с учетом определения активностей компонентов в шлаковом и металлическом расплавах). Обезуглероживание феррохрома с высоким [Cr]=60% до низких содержаний углерода (≤0,03%) без существенного угара (окисления) хрома необходимо проводить при давлении Рсо≤1 кН/м2, все время понижая его значение и поддерживая уровень температуры процесса таким, чтобы выполнялось условие [С%]факт≥[С%]равн. Для получения особонизких [С]факт≤0,03% значения Рсо должны быть в интервале 0,01-0,001 атм (1 атм=98,1 кН/м2) при температуре 2023°К (1750°С).In fig. Figure 1 shows the graphical interpretation obtained by the authors of the dependence [C] for a melt with 60% Cr on temperature and residual pressure (taking into account the determination of the component activities in slag and metal melts). The decarburization of ferrochrome with high [Cr] = 60% to low carbon contents (≤0.03%) without significant fumes (oxidation) of chromium must be carried out at a pressure of Pco≤1 kN / m 2 , constantly lowering its value and maintaining the process temperature level such that the condition [C%] fact ≥ [C%] is equal. To obtain very low [C] fact ≤0.03%, the Pso values should be in the range of 0.01-0.001 atm (1 atm = 98.1 kN / m 2 ) at a temperature of 2023 ° K (1750 ° C).

Скорость окисления углерода и ее продолжительность в Fe-C-Cr расплаве с продувкой кислородом в вакууме при содержании [С]≥0,05-0,06% зависит от интенсивности подачи кислорода. Ее рациональный уровень составляет 0,3-0,7 м3/(т·мин). При меньшем значении, чем 0,3м3/(т·мин), скорость становится невысокой, а при >0,7 м3/(т·мин) - приводит к увеличению окисления хрома.The rate of carbon oxidation and its duration in a Fe-C-Cr melt with oxygen purge in vacuum at a content of [C] ≥0.05-0.06% depends on the oxygen supply intensity. Its rational level is 0.3-0.7 m 3 / (t · min). At a lower value than 0.3 m 3 / (t · min), the speed becomes low, and at> 0.7 m 3 / (t · min) it leads to an increase in chromium oxidation.

Продолжение кислородной продувки при [С]<0,05-0,06% приводит к преимущественному окислению хрома, поэтому она прекращается и дальнейшее окисление углерода идет за счет растворенного в металле и шлаке кислорода. Процесс сопровождается все время непрерывным перемешиванием плавки аргоном при рациональной интенсивности в интервале 0,01-0,02 м3/(т·мин), обеспечивающим доставку нижележащих слоев металла в зону пониженных значений внешнего давления.Continued oxygen purge at [C] <0.05-0.06% leads to the predominant oxidation of chromium, therefore, it stops and further oxidation of carbon is due to oxygen dissolved in the metal and slag. The process is accompanied all the time by continuous mixing of the smelting with argon at a rational intensity in the range of 0.01-0.02 m 3 / (t · min), which ensures the delivery of the underlying metal layers to the zone of lowered external pressure.

Обезуглероживание исходного высокоуглеродистого (с 6,5-8,5% С) феррохрома до низких значений углерода (≤0,03%) даже по технологии с применением вакуумирования потребует несколько часов (при скорости обезуглероживания 0,006-0,010% С/мин) по технологическим и экономическим соображениям не рационально, и такой процесс нигде не реализован. Рациональным представляется сочетание быстротекущего процесса получения феррохрома с малым содержанием углерода, полученного путем рационально организованного процесса силикотермического восстановления оксидов хрома и железа в электропечи, где содержание углерода колеблется в интервале от 0,07 до 0,20% (см. рис. 2, ряд 2) с коротким процессом его последующего окисления до низких значений углерода 0,04-0,01% (рис. 2 ряд 3) при низком давлении методом вакуум-кислородного обезуглероживания, например в ковше.Decarburization of the initial high-carbon (from 6.5-8.5% C) ferrochrome to low carbon values (≤0.03%), even using vacuum technology, will require several hours (at a decarburization rate of 0.006-0.010% C / min) according to technological and economic considerations are not rational, and such a process has not been implemented anywhere. It seems rational to combine a fast-flowing process for producing ferrochrome with a low carbon content obtained by a rationally organized process of silicothermal reduction of chromium and iron oxides in an electric furnace, where the carbon content ranges from 0.07 to 0.20% (see Fig. 2, row 2 ) with a short process of its subsequent oxidation to low carbon values of 0.04-0.01% (Fig. 2 row 3) at low pressure by vacuum oxygen decarburization, for example in a ladle.

Т.о. с целью ускорения снижения содержания углерода в феррохроме до низких (не более 0,03-0,04% [С]) значений без существенного окисления хрома и уменьшения расхода электроэнергии в предложенном способе:T.O. with the aim of accelerating the reduction of carbon content in ferrochrome to low (not more than 0.03-0.04% [C]) values without significant oxidation of chromium and reduce energy consumption in the proposed method:

- использованы новые компоненты в составе шихтовой смеси и экспериментально определено их рациональное соотношение;- used new components in the mixture, and experimentally determined their rational ratio;

- увеличена активность (молярная доля) кремния в восстановителе за счет замены FeSiCr на ферросилиций 75%; в составе смеси использован хромовый концентрат (с Cr2О3≥50%), обладающий существенно более стабильным составом в сравнении с хромовой рудой;- increased activity (molar fraction) of silicon in the reducing agent due to the replacement of FeSiCr with ferrosilicon 75%; the composition of the mixture used chromium concentrate (with Cr 2 About 3 ≥50%), which has a significantly more stable composition in comparison with chrome ore;

- шихта применена в виде гомогенезированной смеси измельченных шихтовых материалов: «хромового концентрата + извести + ферросилиция» (присаживаемой практически однократно без разделения компонентов);- the mixture is applied in the form of a homogenized mixture of ground charge materials: “chromium concentrate + lime + ferrosilicon” (sits almost once without separation of the components);

- совмещены процессы расплавлением шихтовой смеси за счет тепла экзотермических реакций силикотермического восстановления оксидов хрома и железа и электрических дуг;- Combined processes by melting the charge mixture due to the heat of exothermic reactions of silicothermic reduction of chromium and iron oxides and electric arcs;

- применено сочетание силикотермического получения феррохрома с малым содержанием углерода (0,07-0,20% [С]) в электропечи с последующим окислением углерода до низких значений (не более 0,03-0,04%) при пониженном давлении без окисления хрома.- a combination of silicothermal production of ferrochrome with a low carbon content (0.07-0.20% [C]) in an electric furnace followed by oxidation of carbon to low values (not more than 0.03-0.04%) under reduced pressure without chromium oxidation was applied .

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Пример 1.Example 1

На подину печи присаживают металлоотходы и оборотный шлак, затем включают электрический ток. После выхода на заданную мощность на образовавшийся расплав загружают всю смесь шихтовых мелкоизмельченных (до 0,1-3,0 мм) материалов в составе: хромового концентрата - 45%, извести - 40%, ферросилиция марки ФС 75-15%. Смесь загружают всю из питающего бункера через сводовое отверстие печи на горячий металлический расплав в электропечи. Начинается силикотермическое восстановление оксидов хрома и железа и противление шихты выделяющимся теплом от экзотермических реакций и электрических дуг. Выделяющееся тепло практически полностью усваивается слоями шихты, расположенными выше. Процесс восстановления последовательно продвигается на вышерасположенные слои заваленной шихты. Затем на образовавшийся шлак присаживают смесь извести и ферросилиция для снижения содержания (Cr2О3), шлак выпускают. Далее производят рафинирование металла от кремния (до 0,3-0,4%) присадками смеси Cr-концентрата и извести.Metal wastes and recycled slag are placed on the bottom of the furnace, then electric current is turned on. After reaching the specified power, the whole mixture of charge finely ground (up to 0.1-3.0 mm) materials is loaded onto the formed melt, consisting of: chromium concentrate - 45%, lime - 40%, ferrosilicon grade FS 75-15%. The mixture is loaded all of the feed hopper through the arch hole of the furnace on a hot metal melt in an electric furnace. The silicothermal reduction of chromium and iron oxides begins and the charge is resisted by the heat generated from exothermic reactions and electric arcs. The heat generated is almost completely absorbed by the charge layers located above. The recovery process is progressively moving upstream layers of the heaped charge. Then, a mixture of lime and ferrosilicon is added to the slag formed to reduce the content (Cr 2 O 3 ), and slag is released. Next, metal is refined from silicon (up to 0.3-0.4%) with additives of a mixture of Cr-concentrate and lime.

При [Si] 0,3-0,4% и температуре 1720°С феррохром с содержанием углерода 0,07-0,20% из печи выпускают в ковш, который помещают в вакуумную камеру, феррохром продувают аргоном с интенсивностью 0,01 м3/(мин·т), давление над расплавом понижают до 6,70-1,33 кН/м2 и феррохром продувают газообразным кислородом сверху с интенсивностью 0,35 м3/(т·мин) до получения содержаний углерода 0,05-0,06%. Температура возрастает до 1750°С. После этого продувку кислородом прекращают, остаточное давление понижают до 0,130-0,067 кН/м2 и феррохром перемешивают аргоном с интенсивностью 0,02 м3/(т·мин) до получения в нем [С]=0,03-0,01%. Время обезуглероживания газообразным кислородом от 0,2% [С] до 0,05% составит τ=Δ[C]/Vc=0,15/0,006=25 мин. После кислородной продувки время обезуглероживания с 0,05 до 0,02% за счет растворенного в феррохроме кислорода составит около 10 мин. После этого производят восстановление хрома из шлака присадками смеси ферросилиция с известью в соотношении 2:1 в количестве 20 кг/т с перемешиванием аргоном в течение 3 мин. Затем давление повышают и процесс заканчивают.At [Si] 0.3-0.4% and a temperature of 1720 ° C, ferrochrome with a carbon content of 0.07-0.20% is released from the furnace into a ladle, which is placed in a vacuum chamber, ferrochrome is purged with argon with an intensity of 0.01 m 3 / (min · t), the pressure above the melt is reduced to 6.70-1.33 kN / m 2 and ferrochrome is purged with gaseous oxygen from above with an intensity of 0.35 m 3 / (t · min) to obtain a carbon content of 0.05 -0.06%. The temperature rises to 1750 ° C. Thereafter, purging the oxygen is stopped, the residual pressure is reduced to 0,130-0,067 kN / m 2 and ferrochromium argon was stirred with an intensity of 0.02 m 3 / (min · m) to obtain therein [C] = 0,03-0,01% . The decarburization time with gaseous oxygen from 0.2% [C] to 0.05% will be τ = Δ [C] / Vc = 0.15 / 0.006 = 25 min. After oxygen purging, the decarburization time from 0.05 to 0.02% due to oxygen dissolved in ferrochrome will be about 10 minutes. After that, chromium is reduced from slag by additives of a mixture of ferrosilicon with lime in a ratio of 2: 1 in an amount of 20 kg / t with stirring with argon for 3 minutes. Then the pressure is increased and the process is completed.

Пример 2. Способ осуществляют, как в примере 1, но загружают всю смесь шихтовых мелкоизмельченных материалов в составе: хромового концентрата - 44%, извести - 44%, ферросилиция марки ФС 75 - 12%; феррохром выпускают из электропечи в ковш при температуре 1760°С; если в феррохроме после выпуска из электропечи [С]≤0,06-0,07%, давление сразу понижают до 0,130-0,067 кН/м2 и окисление углерода производят без кислородной продувки до 0,03-0,01% [С] при перемешивании аргоном с интенсивностью 0,02м3/(т·мин).Example 2. The method is carried out as in example 1, but load the entire mixture of charge finely ground materials in the composition: chromium concentrate - 44%, lime - 44%, ferrosilicon grade FS 75 - 12%; ferrochrome is released from the electric furnace into the ladle at a temperature of 1760 ° C; if in ferrochrome after release from the electric furnace [C] ≤0.06-0.07%, the pressure is immediately reduced to 0.130-0.067 kN / m 2 and carbon oxidation is carried out without oxygen purging to 0.03-0.01% [C] with stirring with argon with an intensity of 0.02 m 3 / (t · min).

В результате реализации предлагаемого способа содержание углерода в получаемом феррохроме снижается с 0,07-0,20% после выпуска из электропечи (рис. 2, ряд 2, перед вакуумированием) до 0,03-0,01% после вакуумирования (рис. 2, ряд 3). Получают более стабильные от плавки к плавке содержания хрома в феррохроме (рис. 3), снижается расход электроэнергии (рис. 4).As a result of the implementation of the proposed method, the carbon content in the resulting ferrochrome decreases from 0.07-0.20% after being released from the electric furnace (Fig. 2, row 2, before evacuation) to 0.03-0.01% after evacuation (Fig. 2 , row 3). Get more stable from smelting to smelting the chromium content in ferrochrome (Fig. 3), reduced energy consumption (Fig. 4).

Литературные источникиLiterary sources

1. И.Д. Кириченко. Ферросплавное производство. Материалы Всесоюзного совещания ферросплавщиков. - М., 1961, т. XVI, с. 161-180.1. I.D. Kirichenko. Ferroalloy production. Materials of the All-Union Meeting of Ferro-Smelters. - M., 1961, T. XVI, p. 161-180.

2. М.А. Рысс.Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 224-226.2. M.A. Riss. Production of ferroalloys. - M.: Metallurgy, 1985, p. 224-226.

3. М.А. Рысс.Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 232-235.3. M.A. Riss. Production of ferroalloys. - M.: Metallurgy, 1985, p. 232-235.

4. Г. Кнюппель. Раскисление и вакуумная обработка стали. - М.: Металлургия, 1973.4. G. Knüppel. Deoxidation and vacuum treatment of steel. - M.: Metallurgy, 1973.

Claims (2)

1. Способ производства низкоуглеродистого феррохрома, включающий завалку и расплавление в электропечи металлоотходов, оборотного шлака и шихты из хромсодержащего материала, извести и кремнийсодержащего восстановителя, нагрев и довосстановление образовавшегося шлака, выпуск шлака и феррохрома, вакуум-кислородное обезуглероживание феррохрома в ковше, отличающийся тем, что используют шихту в виде гомогенизированной смеси измельченных материалов при соотношении, (%): хромового концентрата, извести и ферросилиция 75% (45-44):(40-44):(15-12) соответственно, производят выпуск феррохрома при содержании углерода 0,08-0,20% и его последующее вакуум-кислородное обезуглероживание до содержания углерода 0,03-0,01%.1. A method for the production of low-carbon ferrochrome, including the filling and melting of metal waste, recycled slag and a mixture of chromium-containing material, lime and a silicon-containing reducing agent in an electric furnace, heating and additional reduction of the resulting slag, the production of slag and ferrochrome, and vacuum-oxygen decarburization, which is different from carbon decarburization, that they use the mixture in the form of a homogenized mixture of crushed materials with the ratio, (%): chromium concentrate, lime and ferrosilicon 75% (45-44) :( 40-44) :( 15-12) respectively Naturally, ferrochrome is released at a carbon content of 0.08-0.20% and its subsequent vacuum-oxygen decarburization to a carbon content of 0.03-0.01%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при содержании углерода 0,08-0,20% сначала продувают феррохром сверху газообразным кислородом с расходом 0,3-0,7 м3/(т·мин) при остаточном давлении в интервале 6,70-1,33 кН/м2 до содержания углерода 0,05-0,06% и температуры 1720-1760°С, затем продувку кислородом прекращают, остаточное давление понижают до 0,130-0,067 кН/м2 и обезуглероживают до содержания углерода 0,03-0,01%. 2. The method according to p. 1, characterized in that when the carbon content of 0.08-0.20%, first ferrochrome is flushed from above with gaseous oxygen with a flow rate of 0.3-0.7 m 3 / (t · min) at a residual pressure of interval 6,70-1,33 kN / m 2 to the carbon content of 0.05-0.06% and the temperature of 1720-1760 ° C, followed by blowing of oxygen was stopped, the residual pressure is reduced to 0,130-0,067 kN / m 2 and decarburized to carbon content 0.03-0.01%.
RU2014147552/02A 2014-11-26 2014-11-26 Method for production of low-carbon ferrochrome RU2590742C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014147552/02A RU2590742C2 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Method for production of low-carbon ferrochrome

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014147552/02A RU2590742C2 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Method for production of low-carbon ferrochrome

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014147552A RU2014147552A (en) 2016-06-20
RU2590742C2 true RU2590742C2 (en) 2016-07-10

Family

ID=56131791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014147552/02A RU2590742C2 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Method for production of low-carbon ferrochrome

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2590742C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3523021A (en) * 1967-05-23 1970-08-04 Spiridon Iosipovich Khitrik Method of refining ferrochrome
JPS55122823U (en) * 1979-02-23 1980-09-01
RU2439187C2 (en) * 2010-03-23 2012-01-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Manufacturing method for especially pure low-carbon ferrochrome and chrome

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3523021A (en) * 1967-05-23 1970-08-04 Spiridon Iosipovich Khitrik Method of refining ferrochrome
JPS55122823U (en) * 1979-02-23 1980-09-01
RU2439187C2 (en) * 2010-03-23 2012-01-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Manufacturing method for especially pure low-carbon ferrochrome and chrome

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РЫСС М.А. Производство ферросплавов.М., Металлургия, 1985, с.232-235. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014147552A (en) 2016-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HUT59445A (en) Process for producing ferroalloys
CN100371480C (en) Method of directly smelting vanadium alloy steel or vanadium titanium alloy steel using vanadium containing pig iron or sponge iron
EP2530171A1 (en) Method for removing impurities in molten cast iron, and cast iron raw material
RU2539890C1 (en) Method for steel making in electric-arc furnace and electric-arc furnace
RU2590742C2 (en) Method for production of low-carbon ferrochrome
RU2573847C1 (en) Steelmaking at electric furnaces
RU2415180C1 (en) Procedure for production of rail steel
RU2350661C1 (en) Method for melting of rail steel in electric arc furnace
CA2995170A1 (en) Method for making steel in an electric arc furnace
RU2107738C1 (en) Method of steel melting from metal scrap in electric-arc furnace
RU2437941C1 (en) Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron
RU2384627C1 (en) Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace
RU2699468C1 (en) Steel production method
RU2285726C1 (en) Method of making steel in hearth steel-making unit
RU2404263C1 (en) Method of steel making in arc-type steel-making furnace
RU2686510C1 (en) Method of producing steel for making pipes
RU2553118C1 (en) Method of production of low-carbon ferrochrome in electric furnace
RU2254380C1 (en) Method of production of rail steel
RU2697129C2 (en) Method of loading charge into arc electric furnace for steel melting
RU2318032C1 (en) Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium
RU2049119C1 (en) Method for making high-grade steel in electric arc furnace
WO2017164898A1 (en) Method of treating unrefined tungstic acid to produce alloy grade tungsten for use in tungsten bearing steels and nickel based superalloys
RU2588926C2 (en) Method for production of vanadium-bearing slag suitable for producing directly commercial ferrovanadium therefrom
JP6731763B2 (en) Method for producing molten iron containing chromium
RU2409682C1 (en) Procedure for steel melting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181127