RU2665027C1 - Method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium - Google Patents

Method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium Download PDF

Info

Publication number
RU2665027C1
RU2665027C1 RU2017111856A RU2017111856A RU2665027C1 RU 2665027 C1 RU2665027 C1 RU 2665027C1 RU 2017111856 A RU2017111856 A RU 2017111856A RU 2017111856 A RU2017111856 A RU 2017111856A RU 2665027 C1 RU2665027 C1 RU 2665027C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ferrosilicon
aluminum
calcium
slag
refining
Prior art date
Application number
RU2017111856A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иванович Щербаков
Евгений Николаевич Акимов
Сергей Федорович Павлов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Уральская кузница"
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 Публичное акционерное общество "Уральская кузница" filed Critical Публичное акционерное общество "Уральская кузница"
Priority to RU2017111856A priority Critical patent/RU2665027C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2665027C1 publication Critical patent/RU2665027C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/04Making ferrous alloys by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy and can be used to produce refined ferrosilicon with an aluminum and calcium content of 0.02–0.05 %. In process ferrosilicon is melted in form of screenings from fractionation of ferrosilicon fraction 0–15 mm with aluminum content of up to 2.5 % and calcium to 0.7 %, and refining is carried out with a decrease in aluminum and calcium in ferrosilicon to 0.02–0.05 %, while using as a refiner slag-forming mixture consisting of lime and an oxidizing additive in the form of iron ore pellets, iron ore concentrate or iron ore in an amount of 3–5 % of the weight of the initial ferrosilicon at the ratio of lime: oxidizing additive (1:1.5)–2.5, respectively, and fluorspar in the amount of 6–7.5 % of the weight of refining slag-forming.
EFFECT: invention allows to use a one-stage scheme for production of refined ferrosilicon using no more than two treatments with refining slag.
1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к способу рафинирования ферросилиция от алюминия и кальция.The invention relates to a method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium.

Известен способ рафинирования ферросилиция от алюминия за счет обработки шлаками в после расплавления в электродуговой печи. (См. Получение высокочистого ферросилиция в электропечи /Ю.П. Канаев, Н.Е. Молчанов, А.Н. Сидоров и др. //Сталь. - 1987. - 9. - С. 47-49).A known method of refining ferrosilicon from aluminum by processing slag in after melting in an electric arc furnace. (See Obtaining high-purity ferrosilicon in an electric furnace / Yu.P. Kanaev, N.E. Molchanov, A.N. Sidorov, etc. // Steel. - 1987. - 9. - P. 47-49).

В известном способе исходное сырье - передельный 75%-ный ферросилиций с ограниченным (менее 1%) содержанием алюминия, предварительно выплавленный на чистых шихтовых материалах в руднотермической печи, переплавляли в дуговой электропечи ДСП-6 с кислой футеровкой, специально установленной в плавильном цехе №2 Кузнецкого завода ферросплавов. Расплавляли кусковой передельный ферросилиций в смеси с окислительной смесью из 35% обожженной извести и 65% кварцита; расплав перемешивали деревянной рейкой в течение 10 минут. В результате этого содержание алюминия снижалось с 0,8-1,0% до 0,3-0,5%.In the known method, the feedstock - conversion 75% ferrosilicon with a limited (less than 1%) aluminum content, previously smelted on clean charge materials in an ore-thermal furnace, was smelted in an electric furnace DSP-6 with acid lining, specially installed in the smelting shop No. 2 Kuznetsk Ferroalloy Plant. Lumpy conversion ferrosilicon was melted in a mixture with an oxidizing mixture of 35% calcined lime and 65% quartzite; the melt was stirred with a wooden lath for 10 minutes. As a result, the aluminum content decreased from 0.8-1.0% to 0.3-0.5%.

После этого первичный шлак скачивали и наводили новый из окислительной смеси прежнего состава. После вторичной обработки содержание алюминия снижалось до 0,05-0,1%, кальция до 0,05-0,06%. Содержание кремния снижалось на 4-6%.After this, primary slag was downloaded and a new one was made from the oxidizing mixture of the previous composition. After secondary treatment, the aluminum content decreased to 0.05-0.1%, calcium to 0.05-0.06%. The silicon content decreased by 4-6%.

К недостаткам известного способа, принятого в качестве прототипа, следует отнести:The disadvantages of the known method, adopted as a prototype, include:

1. Необходимость организации специального производства ферросилиция с ограниченным содержанием алюминия - менее 1%. Это требует применения чистого по алюминию кварцита и специальных низкозольных восстановителей - низкозольных углей, нефтяного или пекового коксов и т.д. Соответственно - повышается себестоимость передельного и рафинированного ферросилиция.1. The need to organize special production of ferrosilicon with a limited aluminum content of less than 1%. This requires the use of pure quartzite for aluminum and special low-ash reducing agents - low-ash coals, oil or pitch coke, etc. Accordingly - the cost of conversion and refined ferrosilicon increases.

2. Невозможность получения рафинированного ферросилиция с содержанием алюминия и кальция 0,02-0,05%, что требуется для производства рельсовой стали.2. The inability to obtain refined ferrosilicon with an aluminum and calcium content of 0.02-0.05%, which is required for the production of rail steel.

Первый недостаток объясняется тем, что для производства ферросилиция обычного качества используют кокс с содержанием золы (основной источник алюминия и кальция в ферросилиции) - 15-17% и уголь с содержанием золы до 9%. При этом в ферросилиции марки ФС65 обычного качества содержится алюминия до 2,0% и кальция до 0,7%, в ферросилиции марки ФС75 содержится алюминия до 2,5% и кальция до 0,8%. Удаление такого количества алюминия и кальция до содержания менее 0,05% за счет обработки двумя шлаками - невозможно, а увеличение количества обработок ферросилиция рафинировочным шлаком, состава приведенного выше, приводит к росту потерь ферросилиция со скачиваемым шлаком. Это соответственно приводит к резкому росту себестоимости годного рафинированного ферросилиция.The first drawback is due to the fact that for the production of ferrosilicon of usual quality coke is used with ash content (the main source of aluminum and calcium in ferrosilicon) - 15-17% and coal with ash content up to 9%. Moreover, FS65 grade ferrosilicon of normal quality contains aluminum up to 2.0% and calcium up to 0.7%, FS75 ferrosilicon contains aluminum up to 2.5% and calcium up to 0.8%. Removing such an amount of aluminum and calcium to a content of less than 0.05% due to treatment with two slags is impossible, and an increase in the number of ferrosilicon treatments with refining slag, the composition of the above, leads to an increase in losses of ferrosilicon with downloadable slag. This, accordingly, leads to a sharp increase in the cost of suitable refined ferrosilicon.

Поэтому на практике по указанной технологии-аналогу используют двух стадийную технологию. Первая стадия - выплавка ферросилиция в рудотермической печи с ограниченным содержанием примесей за счет применения низкозольных восстановителей - уголь с содержанием золы не более 5%, нефтяной и пековый кокс с содержанием золы не более 1,0% и т.п.Therefore, in practice, according to the specified technology-analogue, two-stage technology is used. The first stage is the smelting of ferrosilicon in an ore-thermal furnace with a limited content of impurities through the use of low-ash reducing agents - coal with an ash content of not more than 5%, petroleum and pitch coke with an ash content of not more than 1.0%, etc.

Второй недостаток объясняется тем, что между рафинировочным шлаком и расплавленным ферросилицием в процессе перемешивания устанавливается определенное равновесие по содержанию алюминия и кальция. Как только содержание алюминия и кальция в шлаке превышает равновесное, алюминий и кальций снова переходят в ферросилиций. (Закон распределения масс). Таким образом, емкость шлака по алюминию и кальцию оказывается ограниченной. В результате двух обработок расплава ферросилиция рафинировочным шлаком (по технологии-аналогу) для получения содержания алюминия 0,05-0,1% оказывается недостаточно.The second drawback is due to the fact that between the refining slag and molten ferrosilicon during the mixing process, a certain equilibrium is established for the content of aluminum and calcium. As soon as the content of aluminum and calcium in the slag exceeds the equilibrium, aluminum and calcium again turn into ferrosilicon. (Law of mass distribution). Thus, the slag capacity for aluminum and calcium is limited. As a result of two treatments of the ferrosilicon melt with refining slag (using the technology analogous) to obtain an aluminum content of 0.05-0.1% is not enough.

По заявляемой технологии предлагается одностадийная схема производства рафинированного ферросилиция с применением не более двух обработок рафинировочным шлаком. При этом предлагается использовать окислительный шлак состоящий из извести и окислительной добавки (железорудные окатыши, железорудный концентрат, железная руда и т.п.) в количестве 3-5% от веса исходного ферросилиция при соотношении известь : окислительная добавка, как 1:1,5-2,5, в которую для дополнительного повышения эффективности удаления алюминия и кальция (за счет повышения жидкоподвижности шлака) добавляют плавиковый шпат в количестве - 6-7,5% от веса рафинировочных шлакообразующих (известь + окислительная добавка). Применяемая рафинировочная шлаковая смесь позволяет использовать в качестве исходного материала ферросилиций обычного качества, как указано выше - с содержанием алюминия до 2,5% и кальция до 0,8% (в сплаве ФС75) и получать при использовании двух обработок шлаком алюминий и кальций в рафинированном ферросилиции 0,02-0,05%. В качестве исходного ферросилиция оказывается экономически целесообразным и, технологически более удобным, использовать не кусковой ферросилиций, как в технологии-аналоге, а отсевы от дробления ферросилиция обычного качества, которые образуются при рассеве ферросилиция на фракции, т.е. - ферросилиций фракции 0-10 (0-15) мм. Ферросилиций фракции 0-10 (0-15) мм пользуется ограниченным спросом на рынке и обычно продается с дисконтом 12-14%. Это существенно повышает экономическую эффективность производства рафинированного ферросилиция.The inventive technology proposes a one-stage scheme for the production of refined ferrosilicon with the use of no more than two treatments by refining slag. It is proposed to use oxidizing slag consisting of lime and an oxidizing additive (iron ore pellets, iron ore concentrate, iron ore, etc.) in an amount of 3-5% of the weight of the initial ferrosilicon with a ratio of lime: oxidative additive, as 1: 1,5 -2.5, in which to further increase the efficiency of removing aluminum and calcium (by increasing the liquid mobility of the slag), fluorspar is added in an amount of 6-7.5% of the weight of the refining slag-forming substances (lime + oxidizing additive). The refining slag mixture used makes it possible to use ferrosilicon of the usual quality as a starting material, as described above - with an aluminum content of up to 2.5% and calcium up to 0.8% (in the FS75 alloy) and to obtain aluminum and calcium in refined using two slag treatments ferrosilicon 0.02-0.05%. As the initial ferrosilicon it turns out to be economically feasible and technologically more convenient to use not lumpy ferrosilicon, as in the technology-analogue, but screenings from crushing of ferrosilicon of the usual quality, which are formed when the ferrosilicon is sieved into fractions, i.e. - ferrosilicon fraction 0-10 (0-15) mm. Ferrosilicon fraction 0-10 (0-15) mm is in limited demand in the market and is usually sold at a discount of 12-14%. This significantly increases the economic efficiency of the production of refined ferrosilicon.

ПримерExample

На дно подины электросталеплавильной печи ДСП-5 засыпают шлаковую смесь, состоящую из: 50 кг извести + 100 кг железорудных окатышей + 15 кг плавикового шпата. Поверх шлаковой смеси засыпают 4 тонны мелочи ферросилиция ФС65 фракции 0-15 мм с содержанием алюминия - 1,6-1,8% и кальция - 0,4-0,6%. В мелочь ферросилиция опускают электроды, включают печь на максимальной ступени напряжения и зажигают электрическую дугу. Переходят на среднюю мощность и проводят расплавление ферросилиция. По достижении температуры расплава 1630-1650°С проводят перемешивание (барботаж) ванны печи деревянными рейками сечением 100×100 мм в течение 10 минут на отключенной печи. После этого шлак скачивают вручную через порог рабочего окна в шлаковню и на зеркало расплавленного ферросилиция отдают мульдозавалочной машиной второй рафинировочный шлак, также состоящий из: 50 кг извести + 100 кг железорудных окатышей + 15 кг плавикового шпата. Печь включают на средней мощности для расплавления шлака и нагрева расплава до температуры 1630-1650°С. После этого проводят второй барботаж ванны печи деревянными рейками сечением 100×100 мм в течение 10 минут. Включают печь на минимальной мощности и снова подогревают расплав до температуры 1630-1650°С. После этого производят слив ферросилиция вместе со шлаком в ковш и разливку рафинированного ферросилиция по изложницам. Содержание алюминия и кальция в ферросилиции при этом составляет 0,02-0,05%.A slag mixture consisting of: 50 kg of lime + 100 kg of iron ore pellets + 15 kg of fluorspar is poured onto the bottom of the hearth of the DSP-5 electric furnace. On top of the slag mixture, 4 tons of fines of ferrosilicon FS65 with a fraction of 0-15 mm with an aluminum content of 1.6-1.8% and calcium 0.4-0.6% are covered. The electrodes are lowered into the trifle, the furnace is turned on at the maximum voltage level and the electric arc is ignited. They switch to medium power and carry out the melting of ferrosilicon. Upon reaching the melt temperature of 1630-1650 ° C, mixing (sparging) of the furnace bath is carried out with wooden slats with a section of 100 × 100 mm for 10 minutes on a disconnected furnace. After this, the slag is manually downloaded through the threshold of the working window into the slag, and the second refining slag, which also consists of: 50 kg of lime + 100 kg of iron ore pellets + 15 kg of fluorspar, is returned to the mirror of molten ferrosilicon using a filling machine. The furnace is turned on at medium power to melt the slag and heat the melt to a temperature of 1630-1650 ° C. After this, a second bubbling of the furnace bath is carried out with wooden slats with a section of 100 × 100 mm for 10 minutes. Turn on the furnace at minimum power and reheat the melt to a temperature of 1630-1650 ° C. After this, the ferrosilicon is drained together with slag into the ladle and the refined ferrosilicon is cast according to the molds. The content of aluminum and calcium in ferrosilicon is 0.02-0.05%.

После остывания слитки рафинированного ферросилиция извлекают из изложниц и отправляют потребителю (в цех подготовки шихты сталеплавильного производства) для использования при производстве рельсовой стали.After cooling, the ingots of refined ferrosilicon are removed from the molds and sent to the consumer (in the preparation workshop of the steelmaking charge) for use in the production of rail steel.

Claims (1)

Способ рафинирования ферросилиция от алюминия и кальция в электродуговой печи, включающий расплавление исходного ферросилиция совместно с рафинирующими шлакообразующими, перемешивание ферросилиция с рафинировочным шлаком деревянными рейками после расплавления, скачивание первичного рафинировочного шлака, наведение на зеркале расплавленного ферросилиция вторичного рафинировочного шлака прежнего состава, что и первичный рафинировочный шлак, и повторное перемешивание ферросилиция и шлака деревянными рейками, отличающийся тем, что расплавляют ферросилиций в виде отсевов от дробления ферросилиция фракции 0-15 мм с содержанием алюминия до 2,5% и кальция до 0,7%, а рафинирование осуществляется со снижением алюминия и кальция в ферросилиции до 0,02-0,05%, при этом используют в качестве рафинирующих шлакообразующих смесь, состоящую из извести и окислительной добавки в виде железорудных окатышей, железорудного концентрата или железной руды в количестве 3-5% от веса исходного ферросилиция при соотношении известь:окислительная добавка (1:1,5)-2,5, соответственно, и плавикового шпата в количестве 6-7,5% от веса рафинировочных шлакообразующих.A method of refining ferrosilicon from aluminum and calcium in an electric arc furnace, including melting the initial ferrosilicon together with refining slag-forming materials, mixing ferrosilicon with refining slag with wooden slats after melting, downloading primary refining slag, pointing the primary refined ferrosilicon composition to the mirror slag, and re-mixing ferrosilicon and slag with wooden slats, characterized in that o melted ferrosilicon in the form of screenings from crushing ferrosilicon fractions of 0-15 mm with an aluminum content of up to 2.5% and calcium up to 0.7%, and refining is carried out with a decrease in aluminum and calcium in ferrosilicon to 0.02-0.05%, in this case, a mixture consisting of lime and an oxidizing additive in the form of iron ore pellets, iron ore concentrate or iron ore is used in the amount of 3-5% by weight of the starting ferrosilicon as a refining slag-forming substance with a ratio of lime: oxidizing additive (1: 1.5) -2 5, respectively, and fluorspar in the amount of 6-7.5% by weight of refining slag-forming.
RU2017111856A 2017-04-07 2017-04-07 Method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium RU2665027C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111856A RU2665027C1 (en) 2017-04-07 2017-04-07 Method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111856A RU2665027C1 (en) 2017-04-07 2017-04-07 Method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2665027C1 true RU2665027C1 (en) 2018-08-24

Family

ID=63286846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017111856A RU2665027C1 (en) 2017-04-07 2017-04-07 Method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2665027C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110157860A (en) * 2019-05-14 2019-08-23 鞍钢股份有限公司 A kind of ferrosilicon purification dealuminzation refining slag and preparation method
RU2714562C1 (en) * 2019-10-01 2020-02-18 Константин Сергеевич Ёлкин Method of purifying molten ferrosilicon from impurities

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1585278A (en) * 1977-05-24 1981-02-25 Metal Research Corp Method for refining molten iron and steels
US4671820A (en) * 1972-06-30 1987-06-09 Tohei Ototani Composite calcium clads for deoxidation and desulfurization from molten steels
SU1560570A1 (en) * 1988-04-18 1990-04-30 Научно-исследовательский институт металлургии Method of refining ferrosicilium from aluminium
SU1766968A1 (en) * 1990-01-16 1992-10-07 Кузнецкий завод ферросплавов Method for refining of ferrosilicon from aluminium
RU2066691C1 (en) * 1994-05-17 1996-09-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method for refining of ferrosilicon from aluminum

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4671820A (en) * 1972-06-30 1987-06-09 Tohei Ototani Composite calcium clads for deoxidation and desulfurization from molten steels
GB1585278A (en) * 1977-05-24 1981-02-25 Metal Research Corp Method for refining molten iron and steels
SU1560570A1 (en) * 1988-04-18 1990-04-30 Научно-исследовательский институт металлургии Method of refining ferrosicilium from aluminium
SU1766968A1 (en) * 1990-01-16 1992-10-07 Кузнецкий завод ферросплавов Method for refining of ferrosilicon from aluminium
RU2066691C1 (en) * 1994-05-17 1996-09-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method for refining of ferrosilicon from aluminum

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАНАЕВ Ю.П. и др. Получение высокочистого ферросилиция в электропечи. Журнал "Сталь", N 9, Металлургия, 1987, с.47-49. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110157860A (en) * 2019-05-14 2019-08-23 鞍钢股份有限公司 A kind of ferrosilicon purification dealuminzation refining slag and preparation method
RU2714562C1 (en) * 2019-10-01 2020-02-18 Константин Сергеевич Ёлкин Method of purifying molten ferrosilicon from impurities

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100469932C (en) V2O5 direct alloying steelmaking technology
CN1040229C (en) Process for producing pig iron and cement clinker
RU2665027C1 (en) Method for refining ferrosilicon from aluminum and calcium
CN103643056B (en) The smelting process of low carbon ferromanganese
CN103643094B (en) The smelting process of high carbon ferromanganese
KR100946621B1 (en) Manufacturing method of ultra low phosphorous and carbon ferromanganese and its product
El-Faramawy et al. Silicomanganese production from manganese rich slag
JPS61104013A (en) Method for recovering iron contained in molten steel slag
RU2697129C2 (en) Method of loading charge into arc electric furnace for steel melting
CN103643057B (en) The smelting process of mid-carbon fe-mn
RU2805114C1 (en) Steel melting method in electric arc furnace
RU2020180C1 (en) Method of smelting of ferrovanadium in arc electric furnace
RU2041961C1 (en) Method for steel making
JP6947024B2 (en) Hot metal desulfurization method
US3690867A (en) Electric-arc steelmaking
SU550443A1 (en) The method of extraction of manganese from waste slag production silicomanganese
US20170130284A1 (en) Products and processes for producing steel alloys using an electric arc furnace
RU2697673C1 (en) Method of refining ferrosilicon from aluminum
JP3776156B2 (en) Method for producing low phosphorus high manganese steel
SU1740469A1 (en) Process for production of cast-iron
SU1125256A1 (en) Method for smelting manganese-containing steels
SU990852A1 (en) Method for smelting silicomanganese
SU740839A1 (en) Method of master alloy smelting
RU2634535C1 (en) Method for ceramic grinding bodies producing
SU1640192A1 (en) Method of producing dephosphorized high-carbon ferromanganese

Legal Events

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

Effective date: 20190408

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201028