Способ переработки металлоотходов

 

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к способам переработки металлоотходов, и может быть использовано при производстве высококачественных сталей и сплавов. Целью изобретения является полное удаление минерально-органических загрязнений с поверхности металлоотходов и уменьшение потерь легирующих элементов. Предложено металлоотходы, загрязненные органическими веществами, подвергать двухстадийной термической обработке: сначала в окислительной атмосфере воздуха при 500-600°С до полного удаления загрязнений, затем в восстановительной атмосфере водорода при 800-1100°С. За счет двухстадийной термообработки в окислительных и восстановительных условиях достигнуто полное удаление органических веществ и в 1,5-6 раз снижены потери марганца, кремния, титана и никеля в стружке. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVS JIHH

„„SU„„1526912 A 1 (504 В 22F 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4298933/23-02 (22) 24.08.87 (46) 07.12.89. Бюл. И 45 (71) Уральский опытно-промышленный завод прецизионных сплавов и Производственно-техническое предприятие

"Уралэнергочермет" (72) О.А.Хоменко, А.Н.Алексеев, А.В,Елхов, В.М,Рытвин, В.B,Âàæåíèí, В.А.Могильный и M.A.Ëîáàíîâ (53) 62 1,745.552 (088.8) (56) Технологическая инструкция

ТИ Д-127-77. r.Ýëåêòðîñòàëü, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 257529, кл. С 21 С 7/00, 1964. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ИЕТАЛЛООТХОДОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам

Изобретение относится к металлургии, конкретно к способам переработки металлоотходов, и может быть использовано при производстве высококачественных сталей и сплавов.

Целью изобретения является полное удаление минерально-органических за" грязнений с поверхности металлоотходов и уменьшение потерь легирующих элементов.

Термическую обработку ведут в две стадии: сначала в атмосфере воздуха в окислительных условиях при 500600 С до полного удаления минеральноо органических загрязнений, затем в вос2 переработки металлоотходов, и может быть использовано при производстве высококачественных сталей и сплавов.

Целью изобретения является полное удаление минерально-органических загрязнений с поверхности металлоотходов и уменьшение потерь легирующих элементов. Предложено металлоотходы, загрязненные органическими веществами, подвергать двухстадийной термической обработке: сначала в окислительной атмосфере воздуха при 500600 С до полного удаления загрязнений, затем в восстановительной атмосфере водорода при 800-1100 С. За счет двухстадийной термообработки в окислительных и восстановительных условиях достигнуто полное удаление органических веществ и в 1,5-6 раз снижены потери марганца, кремния, титана и никеля в стружке. 3 табл. становительной атмосфере водорода при

800-1100 С .

При нагреве металлоотходов до 500600 С в окислительной атмосфере воздуха происходит возгонка органических загрязнений с поверхности металлоотходов и полное их окисление. В начальный период выдержки образующийся на поверхности обрабатываемых отходов слой окислов препятствует воэможности диффузии углерода вовнутрь металла . В последующее время выдержки при данных температурах углерод не диффундирует в металл, так как находится в соединениях продуктов полного сгорания

1526912 (СО ) . При температуре менее 500 С процесс окисления продуктов возгонки и окисления поверхности идет малоинтенсивно, поэтому возможно выделение углерода на поверхности металлоотходов в твердой фазе, а при последующей восстановительной стадии обработки при более высокой температуре - их диффузия вовнутрь металла (табл. 1) . Верх- 10 ний температурный предел (600 С) обусловлен интенсивным окислением металла. Нагрев отходов при температурах выше 600 С требует значительного увеличения времени восстановитель-- 15 ной стадии тепловой обработки (табл.1).

Первая стадия процесса заканчивается после удаления минерально-органических загрязнений.

Выдержка при 800-1100 С на второй стадии в среде водорода лимитируется временем, необходимым для прогрева металлоотходов и восстановления металлов из оксидов. Нижний предел температуры выдержки восстановительной стадии теп-25 ловой обработки (800 С) обусловлен началом интенсивного восстановления окислов Fe, Ni, Со, Мо, Mn, W (табл.2).

Восстановление Cr, Si, Т в атмосфере водорода особечно активно происходит при температуре выше 900 С. Повышение температуры более 1100 С нецелесообразно иэ-за понижения стойкости конструктивных элементов печи и свариваемости металлоотходов. Температура нагрева металлоотходов в атмосфере водо«35 рода выбирается в зависимости от обрабатываемых марок сплавов. Повышение температуры нагрева для сплавов, легированных Cr, Si, Ti, способствует уменьшению потерь легирующих элементов. При 800-900 С потери отдельных легирующих элементов (Cr, Si, Ti) составляют не более 0,5ь, а при 9501100 С - не более 0,24 (табл. 2). 45

Пример. Загрязненные эмульсией и маслом отходы холоднокатаной ленты толщиной 1,5-1,0 мм иэ сплава

29НК-ВИ после пакетирования и тепловой обработки по предлагаемому способу в колпаковой печи СГИ 12,5.16/11, 5И! переплавлены в открытой индукционной речи на шихтовую болванку для после" дующе го ис поль зова ния при выпла вке марочного металла в вакуумной печи

ИСВ-0,16. Использование пакетирован" ных отходов холоднокатаной ленты при выплавке вакуумного металла недопустимо, так как это сильно затягивает

1 плавку.

В табл. 1 показано качество металлоотходов сплава 42Н в зависимости от содержания углерода.

В табл. 2 приведены потери легирующих элементов в металлоотходах сплава 42Н согласно предлагаемому и известному способам.

В табл. 3 приведен химический состав шихтовых болванок, полученных известным и предлагаемым способами.

Иэ табл. 1-3 видно, что при переработке холоднокатаных отходов по предлагаемому способу наблюдается более низкое содержание углерода в шихтовой болванке вследствие более полного удаления минерально-органических загрязнений, а также снижение угаролегирующих добавок — марганца, кремния, титана и алюминия, что позволяет при выплавке стали уменьшить расход легирующих сплавов. Кроме того, почти в 2 раза увеличивается расход шихтовой заготовки на 1 т выплавляемой стали.

Формула изобретения

Способ переработки металлоотходов, включающий предварительную термическую обработку и последующее проплавление, отличающийся тем, что, с целью полного удаления минерально-органических загрязнений с поверхности металлоотходов и уменьшения потери легирующих элементов, термическую обработку отходов ведут в две стадии: сначала в окислительной атмосфере воздуха при 500-600 С до полного удаления минерально-органических загрязнений, затем - в восстановительной атмосфере водорода при

800-1100 С, 1526912

Табли ца I

Вес садки, т

Время восстаСпособ перера- боткии

Режим окислительного нагрева отходов новительного наТемпература, С, Время выдержки, ч грева, необходимое для полного восстановления, ч

Предлагаемый

5

7

9,0

0,5-1,0

Известный

0,065

850 в атмосфере азота

Предлагаемый

1 ° 5"2,0

Известный

850 в атмосфере азота

О, 061

Та бли ца 2

Способ переработки металлоотПотери легирующих злементов, Режим окислительного нагрева отходов

Режим восстановительного нагрева отходов

МаргаНикель

Кремний Титан

Железо ходов нец

ТемпеПродолжительТемпера тура, С иост ь ратура, С

Предлагаемый

0,57 0,58

0,46 0,49

0,42 0,48

0,34 0,43

0,28 0,34

0,17 О,?8

750 6 - 0,2. 0,45

800 6 - — 0,40

850 6 - - 0,38

900 6 - - 0,25

950 6 - - 0,24

1000 6 - - 0,15

650

650

550

6 я

6

Температура восстановительного нагрева ото ходов, С

900

900

Продол житель ность ч

7

9

Содержание углерода в металлоотходах, ф

0,045

0,027

0,020

0,018

0,018

0,043

0,023

0,019

О, 018

О, 018

1 526912

» Ь»

Режим восстановительного нагрева от;ходов

Режим окислительного нагрева отходов

Никель

Железо

Кремний

Марганец

Титан

Температура, С

ПродолжительТемпе- Продол ратура, житель

С ность, ч иост ь, ч

1050 6 - - 0,13 0,16 0,23

1100 6 - - 0,10 0>15 0,22

1150 6, - - 0,10 0,15 0,21

Известный

850 в атмосфере азота

0,3 0,65 0,73 0,79

Та бли ца 3

Содержание элементов

Способ переработки

С Ип Si Ti Al Ni Co

0,01 0,01 28,7 17,5

0,060

0,12

0,20

0,020

0,018

0,021

0,022

0,020

Составитель О.Веретенников

Техред .М.Дидык Корректор Л.Патай

Редактор С.Пекарь

Заказ 7448/17 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина,101

Способ переработки металлоотходов

Известный .

Предлагаемый

550

0,35

0,32

0,32

0,34

0,36

0,27

0,22

0,26

0,24

0,28

Продолжение табл, 2 - е е ю

Потери легирующих элементов, Ф

0,05 0,07 29,1 17,6

0,07 0,06 29,2 17,4

О 05 О 05 28 9 17 6

0,06 0,07 29,2 17,4

0,08 0,08 29,0 17,6