SU1308635A1

SU1308635A1 - Способ дефосфорации металла

Info

Publication number: SU1308635A1
Application number: SU853983909A
Authority: SU
Inventors: Александр Георгиевич Пономаренко; Владимир Николаевич Радченко; Олег Владимирович Тарлов; Анатолий Яковлевич Наконечный; Лев Александрович Мальцев
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1987-05-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии , в частности к дефосфорации металлов и сплавов. Цель изобретени - удешевление процесса и повышение степени дефосфорации. Металл продувают азотом и природным газом, которые пропускают через полый электрод. Между ним и металлом поддерживают электрическую дугу. Расход газов определ ют по формулам QH 9-12/n; lgP, Q(N) (9-12) QH-n/280, где Q („, , Q( расходы водородсодержащего газа и азота соответственно, м /т, п - число атомов водорода в молекуле водородсодержащего газа, Р„д , РКОН содержание фосфора в металле до и после обработки. Массовое соотношение водорода и азота равно 1:1. 1 табл. CAD О 00 Ot) 00 СП

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к дефосфорации металлов и сплавов.

Цель изобретени - удешевление процесса и повышение степени дефос- форации металла.

При продувке металла азотоводород- ной смесью происходит взаимодействие водорода газовой фазы с фосфором, JQ растворенным в жидком металле с образованием фосфила (PHj). На степень протекани реакции оказывает вли ние активность фосфора в металле. Известкоэффициентом , 1/п (где п - число атомов водорода в молекуле газа). Расход азота устанавливают из расчета массового соотношени азота и водорода в смеси 1:1 при известном расходе водорода. Логарифм отношени начального содержани фосфора к конечному наилучшим образом отражает объективную закономерность - возрастание расхода газа, необходимого дл понижени , например на 1%, содержани фосфора в металле при снижении исходной концентрации фосфора в металле.

20

П р и м -е р. В печи Таммана в гра- но, что азот повьш1ает активность фос- 5 л,

- фитовом тигле расплавл ют чугун с

содержанием фосфора 0,11%. Чугун продувают азотом и природным газом, которые пропускают через графитовую, трубку, между концом которой и металлом поддерживаетс электрическа дуга . Расход газов определ ют по формулам . Дл природного газа принимают (СН4.) , конечное содержание фосфора 0,005%.

По ходу продувок измер ют концентрацию свободного водорода в отход - 1ЦИХ газах и обш;ее их количество, а далее рассчитывают общее количество

фора в металле, причем концентр аци азота в зоне взаимодействи металл - газ значительно превьш1ает концентрацию азота в объеме металла, что создает благопри тные услови дл удалени фосфора из металла. Активирование подаваемых газов в электрическом разр де способствует -ускорению их растворени в металле в концентраци х , превышающих равновесные. 25

Экспериментальным путем установлено , что максимальный эффект дефосфорации металла достигаетс при соотношении (массовом) азота и водорода в газовой смеси, равном 1:1. незави- ЗО симо от вида примен емого водородсо- держащего газа. При больших концентраци х водорода падает содержание

вьщелившегос водорода и степень его использовани :

Н„од -На,,д .100%,

Нп

А

РНз в отход щих газах при возрастании. д количество введенного в

г г ГТ отг г U ист та UWV Г о ,

содержани в них Н, что свидетельствует о наличии кинетических ограничений , а именно лимитирующим звеном вл етс подвод фосфора к поверхности пузырька, т.е. в данном случае в металл подаетс избыточное количество водорода, превьшающее необходимое дл образовани РНд, а значит, имеет место непроизводительный расход газа. Кроме того, снижение при этом коли35

40

металл водорода (пересчет с природного газа), м

Н„, - количество непрореагиро- аыд3/

вавшего водорода, м /т

-(все при н/у) ,

Результаты опытных плавок приведены в таблице.

Продувки 1-5 провод т,-с различными расходами природного газа и азота, честве подаваемого азота отрицательно 45 причем расход азота жестко определи- сказываетс на пр мом ходе реакции етс по получению массового соотно- дефосфорации. Снижение содержани во- шени водорода и азота в смеси 1:1. дорода в подаваемой смеси ведет к Наилучшие результаты получают на про- замедлению процесса дефосфорации и дувках 1-3. На них получена заданна неоправданно большому расходу азота 0 конечна концентраци фосфора в металле (0,005%) и высока степень использовани водорода (61-83%), На продувке 4 количество подаваемой смеси вно недостаточно, поэтому степень

(вместе с повьш1еннь м его содержанием в конце продувки в металле).

Формулы дл расчета расхода газов получены путем обработки результатов

опытных продувок смес ми NgjCH - 55 дефосфорации металла резко уменьшаетNj ,; - N.

Устанавливают слабую зависимость рек.омендуемогс расхода водородосодержащего газа от его вида при учете количества в нем. водорода

с . Этот вариант не может быть рекомендован , несмотр на высокую степень . использовани водорода (82%). Продувка 5 характеризуетс завышенным раскоэффициентом , 1/п (где п - число атомов водорода в молекуле газа). Расход азота устанавливают из расчета массового соотношени азота и водорода в смеси 1:1 при известном расходе водорода. Логарифм отношени начального содержани фосфора к конечному наилучшим образом отражает объективную закономерность - возрастание расхода газа, необходимого дл понижени , например на 1%, содержани фосфора в металле при снижении исходной концентрации фосфора в металле.

вьщелившегос водорода использовани :

Н„од -На,,д .100%,

Нп

А

Н„, - количество непрореагиро- аыд3/

вавшего водорода, м /т

-(все при н/у) ,

с . Этот вариант не может быть рекомендован , несмотр на высокую степень . использовани водорода (82%). Продувка 5 характеризуетс завышенным рас313

ходом газа и низкой степенью использовани водорода (51%) при достижени

(Р,

тех же результатов (. 0,005%), чт на продувках 1-5. На продувках 6 и 7 количество подаваемого азота рассчи- тывают из другого массового соотношени водорода к азоту (1:0,5 и 0,5:1) Продувка 6 характеризуетс меньшими по сравнению с продувками 1-3 степен ми дефосфорации и использовани водорода. На продувке 7 получают высокую степень использовани водорода (88%) при низком эффекте дефосфорации , что объ сн етс низким содержанием водорода в продувочной смеси. Продувки 8 и 9 провод т известным способом - в качестве газа используют аммиак. Отмечаетс низка степень (по сравнению с продувками 1-3) дефосфорации чугуна нар ду с высоким содержанием водорода в отход щих газах , что св зано со слабым протека- нием реакции ввиду малости концентрации водорода в газовом пузырьке. Содержание фосфора в металле, равное 0,005%, получено только после увеличени расхода газа до 19 .

1:1

0,11 0,005

(Известный способ )

3:14

0,11 0,005

(Известный способ )

где Q п

4

Claims

Формула изобретени

Способ дефосфорации металла, включающий продувку металла азотоводород- ным газом, отличающийс тем, что, с целью удешевлени процесса и повьшени степени дефосфорации, металл продувают предварительно активированными в электрическом разр де азотом и водородсодержащим газом, при этом массовое соотношение азота и водорода составл ет 1:1, а расход газов определ ют по формулам

„ 9- 12 Р. QCH)п

Igнрц

KOH

12).

Q(H Tl

280

(Н)

ач

- расходы водородсодер- жащего газа и азота соответственно, м /Tj - число атомов водорода в молекуле водородсо- держащего газа;

,РИД -содержание фосфора в

металле до и после обработки .

3,02

0,39 0,005 61 3,41

19

0,005

24 19