SU1079681A1 - Способ получени лигатуры - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЛОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ, включёнопшй загрузку и лроплавление оксидов редкоземельных металлов, ферросилици  и извести, выпуск из печи и разливку металла и шлака, отл и. чающийс  тем, что, с целью увеличени  полезного использовани  кремни  и снижени  удельного расхода электроэнергии, сначала на подину печи загружают ферросилиций, содержащий 75-95% кремни , на него сзиесь оксидов редкоземельных металлов с плавиковым шпатом в соотношении 1,0:

Description

«5

Ф

9

Изобретение относитс  к черной метсшлургии, конкретно к производству ферросплавов и лигатур, в частности лигатур, содержащих редкоземельные металлы РЗМ).

Известен способ получени  лигату ры с РЗМ, включающий смешивание оксидов РЗМ с порошкообразным каль ций-кремниевым сплавом, карбидами кальци  и флюсами. Затем смесь загружают в футерованную шахту и осуществл ют металлотермический процесс без. дополнительного подвода теплоты ll .

Недостатками металлотермического способа получени  лигатуры  вл ю с  использование дорогосто щих металлов - восстановителей, их обработка дл  перевода в порошкообразно состо ние и большие потери металла со ишаком при разделке блоков металла и шлака.

Известен способ получени  лигатуры , содержащей РЗМ, включающий получение , смеси «сходных материалов, при этом в качестве восстановител  используют алюминий и кремний, расход последнего определ етс  необходимостью перевода восстановленных РЗМ в силициды. Смесь проплавл ют в печи 2 .

Недостатком этого способа  вл етс  Использование в качестве восстановител  дорогосто щего алюмини  и сравнительно высокий угар его и кремни  при осуществлении процесса, поскольку в начале плавка идет практ чески без жидкого шлака.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  лигатуры, содержащей редкоземельные металлы включающий загрузку в печь и проплавление смеси извести оксидов РЗМ и ферросилици  при 1450-1700 С, выпуск расплава из печи 3J .

Недостатками известного способа  вл ютс : пониженное полезное использование кремни  вследствие его угара при расплавлении шихтовой смеси ((угар кремни  происходит из-за окислени  кислородом воздуха при замедленной реакции взаимодействи  с т гоплавкими соединени ми РЗМ и окси ,да кальци , повышенный удельный рас ход электроэнергии вследствие горени  открытой электрической дуги на тугоплавких компонентах шихты и медленного расплавлени  шихты.

Цель изобретени  - увеличение полезного использовани  кремни  и онижение удельного расхода электроэнертгни .

.. Цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  лигатуры, включающему загрузку и проплавление окс дов РЗМ, ферросилици  и извести, из- печи и разливку металла ц

шлака, сначала на подину печи загру-. жают ферросилиций, содержащий 75-95% кремни , на него - смесь оксидов РЗМ с плавиковьам шпатом в соотношении 1,0:(о ,1-0,35) и проплавл ют нагревом сверху, после чего на расплав порци ми ввод т известь.

При нагреве слоев сверху происходит расплавление смеси оксидов РЗМ и плавикового шпата, затем ферросилици 

Плотность расплавленного ферросилици  меньше плотности оксидного расплава, поэтому жидкий ферросилиций движетс  через слой оксидного расплава вверх, восстанавлива  РЗМ.

По Мере протекани  восстановительного процесса и образовани  силицидов РЗМ плотность оксидной фазы уменьшаетс  а плотность сплава увеличиваетс  и ст;ановитс  близкой к плотности оксидного расплава.

Соотношение оксидов РЗМ и плавикового шпата 1,0:(О ,1-0 ,35) обеспечивает протекание процесса без перегрева расплава и высокую скорость восстановлени  металлов.

Затем в шлакометаллический расплав в зоне нагрева ввод т порци ми известь, котора  образует слой на поверхности расплава. Последующие порции загружают в момент обрушени  сло  извести при его оплавлении.

При проплавлении извести происходит рафинирование силицидов РЗМ от кремни  по реакци м:

4CaO+5Ce.,Si.- 10CeSi,. +2CaSi + 2CoO- SiO « i

7CeSi f2CaOSiOCeO +2СаО4

В зкость шлака при этом уменьшаетс  и происходит осаждение капель сплава.

Угар кремни  незначителен, поскольку высококремнистый ферросилиций в течение всей плавки находитс  под слоем оксидного расплава в виде капель в его объеме.

Если при выплавке лигатуры не примен ть р ды послойной загрузки шихты, то контакт восстановител  с компонентами шихты,(будет меньше, что приводит к yraig кремни  за счет кислорода воздуха, неполному протеканию реакции и пониженному содержанию РЗМ в сплаве. Загрузка более трех р дов св зана со сложностью осуществлени i

При соотношении оксидов РЗМ с :, плавиковым шпатом менее 1:0,1 замедл етс  расплавление оксидной части шихты и восстановление РЗМ, что ведет .к увеличению расхода электроэнергии на проплавление. Если соотношение больше, чем 1:0,35, то без ускорени  проплавлени  имеет место неоправданный расход дефицитного материала и электроэнергии.

Кроме того, если в смеси плавинового шпата больше указанного, то расплав получаетс  чрезмерно жидким ферросилиций выходит на поверхность расплава, где происходит окисление кремни  кислородом воздуха.

Включение извести в состав оксидного сло  дл  послойной загрузки нарушает создание избытка восстановител , обогащение сплава редкоземельными элементами происходит с -меньшей полнотой и менее интенсивно. В этом случае плотность получаемого сплава меньше плотности шлака, поэтому сплав перемещаетс  вверх на поверхностьрасплава и его компоненты окисл ютс  на воздухе.

П р и м е р. По предлагаемому способу в электроплавильной печи мощностью 7 кВА проведено шесть плавок: три плавки с использованием ферросилици  марки ФС75 с содержанием 78% |сремнИ  и три плавки с испо; ьэованием ферросилици  марки ФС90 с содержанием 95% кремни .

Трем  порци ми послойно загрудсаSoT ферросилиций и смесь концентрата оксидов РЗМ 1} риевой группы (состав , %: СеО 45-53 20 . ) 16, 9)) с плавиковым шпатом, вз тых в соотношении 1,0: :(о,1-0,35) . Загруженный материал . проплавл ют при 1650-1750 С и в расплав дают порци ми известь в три приема по мере проплавлени . После 0 проплавлени  последней порции извести расплав выливают в ковш, шлак сливают, а лигатуру разливают в изложницы .

I Дл  сравнени  про1бод т две плав5 ки по известному способу.

Шихту, состо щую из коицеитрата |оксидов РЗМ, извести и ферросилици  (марки ФС75- с содержанием 78% кремни  дл  первой плавки и марки ФС90 Q с содержанием 95% кремни  дл  второй плавки I, загружают в печь и про|Плавл ют при 1450-1700 С. Расплав выпускают из печи в изложницу.

Результаты опытных плавок предjставлены в таблице.

о ю

Ч

ч

О У О

О

в (N

I

О

н --. ч- о с а S

с н 7 По сравнению с известным предлагаекый способ позвол ет снизить ,угар кремни  в 1,5-2,5 раза, т.е. 1079681в повысить полезное использование его удельный расход электроэнергии ниже на 2,5-5,5%.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ, включающий загрузку и проплавление оксидов редкоземельных металлов, ферросилиция и извести, выпуск из печи и разливку металла и шлака, отл и. чающийся тем, что, с целью увеличения полезного использования кремния и снижения удельного расхода электроэнергии, сначала на подину печи загружают ферросилиций, содержащий 75-95% кремния, на него смесь оксидов редкоземельных металлов с плавиковым шпатом в соотношении 1,0: (0,1-0,35) , проплавляют нагревом сверху, после чего на расплав порциями вводят известь. —

   S ω