SU985067A1 - Способ рафинировани сплавов от кремни ,преимущественно углеродистого ферромарганца - Google Patents

Description

V Изобретение относитс  к черной металлургии , конкретно к производству мартанцевых ферросплавов с низким содержанием кремни . Известны способы производства низкокремнистого ферромарганца, предусматривающиевыплавку сплава в №uz и более передела. Способ заключаетс  в выплавке сплава с Чхэдержакием 2-5% кремни , который затем переливают в ковш и рафинируют в нем марганцевой рудой и кислородом, а получаемый богатый шлак идет на восстановление в первый передел .. Общим недостатком данных способов  вл ютс  неизбежные потери марганда испарением при продувке кислородом и необходимость компенсации этих потерь товарным концентратом . Помимо этого дальнейшее использование шлака при выплавке марганцевых сплавов ухудшает технико-экономические показатели производства., Известен способ рафинировани  ферромарган da от кремни  продувкой Газами в ковше, эа1с ючающийс  в окислении кремни  вне печи при пониженных температурах под основным , насы1цен1гым окислами марганца, шпакком . С этой целью в металл вместе с окислителем вдуваютс  порошок извести, руды, их смеси или шлак от флюсовой плавки ферро- , марганца 12. В силу того, что порошок вдуваетс  в Металл , интенсивность и полнота их взаимодействи  вследствие малой Поверхности контакта недостаточны, а значит низки скорость окислени  кремни  и степень использовани  окислительной смеси. Кроме того, набшодаетс  сццьное разбрызгивание металла, а потерт марганца с корольками от окислени  и испарени  составл ют значительную величину. Наиболее близким по технической су дности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  способ рафинировани  сплавов, включающий вкепечную продувку металла газопорош ковой смесью с наклоном фурмь 30-70° относительно поверхности расплава 3. Основным недостатком данного способа  вл етс  большой угар марганца, при рафинировании марганцевых ферросплавов, так как газопорошковую ввод т неносредственно в металл или при наличии незначительного сло  шлака. Кроме того, при этом способе низка  степень окислени  кремни , так как процесс окислени  кремни  получает развитие преимущес1вешю на границе шлак-металл, а поверхность контакта ограничена. Цель изобретени  - повышение степени обес кремнивани  при одновременном уменьшении потерь марганца. I Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе рафинировани  сплавов от кремии , включаюшем внепечную продувку металла газопорошковой смесью фурмой, установленнон под углом 30-70°, сначала на дно ковша задают порошковую смесь прокаленного доло мита и шламов флюсоплавильного производства в количестве 40-60% -от общего расхода , затем перед. выпуском металла из печи в ковш на 1/2-3/4 его высоты заливают шлак предь душей плавки, а с начала выпуска 20 металла оставшуюс  порошковую смесь ввод т в шлак с помошью газовой струи, поддержива  концентрацию порошковой смеси в ней равной 2,0-10,0 кг/м, при этом расход поро ковой смеси составл ет 0,5-10% от веса сплава . Предусматриваетс  также, что фурму располагают на рассто нии 0,1-0,5 м от места падени  струи металла в шлак, при этом соО ошение оксида кальци  к сумме оксида магни  и фтористого кальци  в порошковой смеси поддерживают равным 1-3, а соотношение суммы оксидов кальци  и магни  к окси ду кремни  в конечном шлаке - 1,15-1,4. . В результате того, что рафинирование осуществл етс  в процессе выпуска металла из печи в ковш со шлаком предыдущей плавки, на 2-3 пор дка увеличиваетс  поверхность контакта металла с расплавленным шлаком. Этому же способствует и барботаж шлака вду ваемой воздушнопорошковой смесью. Преимущественно предлагаемого способа заключаетс  и в том, что при попадании металла в шлак практически исключаетс  угар марганца. Использование жидкого шлака предыдущей плавки позвол ет также повторно использовать отходы производства и исключает необходимость вовлечени  дополнительных мощнвстей дл  расплавлени  рафинированной смеси. Рафинирование сплава от кремни  в общем

виде может быть описано реакцией

2МпО+ +Si02,(1)

а в сильноосновных шлаках в присутствии СаО и/или МдО - реакци ми

2 МпО + Si + 2СаО ч-

(2)

t2CaO SiOi

2 MnO + Si + 2MgO

+

(3)

+ 2MgO-Si02 98

в виде корольков вследствие неполного усвоени  вводимой смеси шлаковым рз плавом.

Выбор пределов высоты шлака, заливаемого в ковш, обусловлен следуюшим. Если столб шлака менее 1/2 высоты ковша, первые порции металла (««20% от веса плавки) рафинируютс  более полно, а затем степень окислени  кремни  снижаетс  на 8-10%. При за-i 4 В св зи с тем, что при выплавке сплава в электропечах флюсовым способом основность конечных шлаков (СаО + MgO/SiOj) не удаетс  повысить более 1,2-1,25, согласно предлагаемому способу предусмотрено дополнительное введение основных оксидов СаО и МдО. Дл  этого в шлак вводитс  смесь обожженного доломита и шламов флюсоплавильного производства (шлак ФПП), имеюших следуюший усредненный химсостав, вес.%; AUO, Мп SiOa СаО CaFj MgO Шламы ФПП 5,8 35 36 3,5 Обожженный до61 ,3 - 33,8 ломит 3,5 Введение в смесь шламов ФПП позвол ет во-первых,обеспечить улучшение физических свойств шлакового расплава при повышении основности (действие Сар2 как разжижитсл ) и дополнительно использовать марганец шламов дл  окислени  кремни . Лабораторными исследовани ми подтверждено, что при отношении оксидов СаО : (МдО + + Сар2) в смеси меиьше 1 скорость окислени  кремни  снижаетс  на 5-10%, а при отношении свыше 3 увеличиваютс  потери готового металла со шлаком вследствие повышени  его в зкости, достигающей при 1400° С i Н-с/м. Лабораторные испытани  показывают, что предварительное введение в ковш 40-60% смеси доломита и шламов ФПП позвол ет повысить степень обескремнивани  в 1,5- 2 раза. Введение менее 40% этого количества снижает рафинировочную способность расплава, а при загрузке в ковш более 60% обшего количества смеси она не полностью раствор етс  в шлаке к моменту выпуска металла, что приводит -к снижению выхода годного. Необходимый расход смеси в зависимости от предлагаемого содержани  кремни  в металле и состав шлака предьщущей плавки составл ет 0,5-10% на 1 т металла. При расходе менее 0,5% не удаетс  получить низкокремнистьш сплав даже при незначительном начальном превышении в нем содержани  кремни  (Sijjjcx ° ,4%). Расход смеси более 10% приводит к чрезмерному увеличению основности шлака, вызывает увеличение продолжительности обработки, растут потери металла

полиении ишаком более 3/4 высдаты ковша, металл плавки, попада  в ковш уже через 5-7 мин, начинает вытесн ть верхние слои шлака, обогащенные вдуваемой смесью, что снижает эффективность рафинировани .. 5

Порошковую, смесь целесообразно вводить в шлак на рассто нии 0,1-0,5 м от места соприкосновени  металла со шлаком, что в сочетании с выбранным углом дает максимальный эффект рафинировани . При рассто - ю НИИ менее 0,1 м существует реальна  опасность попадани  .металла на фурменное устройство, а при рассто нии более 0,5 м вдуваема  смесь не достигает места контакта металла со шпаком .15

В -лабораторных услови х в идентичных услови х проведен сопоставительный анализ предлагаемого способа (5 вариантов) и прототипа. При рафинировании сплава продувкой (по прототипу ) в качестве шлакообразующих исполь- 20 зован порошок отвального марганцевого шлака (содержание,%: Саб 42,9; SiOj 34,1; MgO 2,5; MnO 13,3; AljOj 4,8) основности 1,3-1,33. В качестве исходного металла и шлака (СаО + MgO/SiO2 1,18-1,22) использованы 25 пробы, отобранн ые на промышленных плавках.

Исходное содержание кремни  в металле 1,54 ,8%, состав порошка доломита и шламов ФПП приведен выше.

Пор док проведени  опытов следующий. Навеску металла 5-6 кг расплавл ют в индукционной печи ИСТ-006, и по достижешш температуры 1500-1520 С печь отключают. Расплавленный шлак заливают в ковш за 3 мни до слива металла. В качестве окислител  и несущего аза используют воздух.

В таблице приведена эффективность известного и предлагаемого способов получени  низкокремнистого ферромарганиа, определенна  по степени обескремнивани , выходу готового металла и потер м марганца на 1% окисленного кремнн .

. Из таблицы следует, что предлагаемые параметры способа получени  низкокрелшцстого ферро1У4арганца позвол ют повысить по сравнению с прототипом степень обескремнивани  (на 26-30%), выход годного (на 5-7%) и снизить потерн марганца в процессе рафинировани  (на 1,5-2,0%).

Экономический эффект от внедрени  изобретени  составит около 400 ТЬ1С. руб. в год.

ОТ)юшение СаО/МдО + + CaFj в смеси

Отношение СаО +MgO/SiO2

в конечном шлаке1,35

Концентраци  порошка в . струе, кг/м

I

Количество смеси, заданной в ковш перед запивкой шлака,%

Расход смесн,%/т

5,1 - металла

Угол вдувани  смеси

90 в шлак, град

Рассто ние от места ввода смеси до точки соприкосновени  металла со шлаком, м

33,5

0,8

1,45

1,151,281,4

1,1

10,012,0

2,06,0

1,8

65

60

40

50

ГО

12

0,5

5,2

75

70

50

30

0,7

0,30,5

0,1

0,09

Исходное содержание кремни 

в, ферромарганце,%3,5

Степень обескремнивани ,

42,9

Выход готового меппл ,%

9}.2

Потери Мп на 1% окисленмого кремни ,.%

Claims (3)

1. 3,6 Формула изобретени  1. Способ рафинировани  сплавов от кремни ,преимущественно углеродистого ферромарган включающий внепечную продувку металла газопорошковой смесью фурмой, установленной под углом 30-70°, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени обескремнивани  при одновременном уменьшении потерь марганца, сначала на дао ковша задают порошковую смесь прокаленного доломита и шламов флюсоплавильного производства в количестве 40-60% от общего расхода, затем перед выпуском металла из печи в ковш на 1/2-3/4 его высоты заливают шлак предыду .щей плавки, а с начала выпуска металла оста Щуюс  порошковую смесь ввод т в шлак с помощью газовой струи, поддержива  концентрацию пороЩковой смеси в ней равной 2.0-10,0 кг/м При этом расход порошковой . смеси составл ет 0,5-10% от веса сплава.

   2,9

   4,8

   4,5

   3,3

   51,972,867,359,5

   96,198,295,694,1

   1,811,321,642,7 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- i с   тем, что фурму располагают на рассто НИИ 0,1-0,5 м от места падени  струи металла в шлак, при этом соотношение оксиДа кальци  к сумме оксида магни  и фтористого кальци  в порошковой смеси поддерживают равным 1-3, а соотношение суммы оксидов кальци  и магни  к оксиду кремни  в конечном шлаке - 1,15-1,4. Исто«1ики информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N«3083092, кл- 75-51, опублик. 1961.
2. 2.Толстогузов Н. В., Лихачев А. Г. Рафинирование фер$)рмарганца от кремни  продувкой в ковше. - Сб.: Производство стали и ферросплавов, вып. 6, Новокузнецк, 1969, с. 231-235.
3. 3.Сидоренко М. Ф. Теори  и практика продувки металла порошками. М., Металлурги , l973, с. 27-44.