Способ получения сплава ферросиликокальция с металлами- модификаторами
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в ферросплавном производстве при выплавке сплавов ферросиликокальция с металлами-модификаторами. Целью изобретения является повышение извлечения кальция и металла-модификатора в сплав, снижение расхода электроэнергии и потерь алюминия при получении сплава с содержанием 1-5% алюминия. Загрузку и проплавление шихты ведут в две стадии с выпуском металла и шлака в промежуточную емкость. После загрузки и проплавления шихты каждой стадии выдержку расплава осуществляют в течение 4,1-6,0 времени загрузки и проплавления шихты второй стадии, затем выпускают металл в изложницу. На дно изложницы при получении сплава с содержанием 1-5% алюминия помещают алюминий в виде чушек в количестве 0,01-0,05 массы металла. За счет снижения температуры процесса и разделеного проплавления оксидных систем извлечение кальция возрастает на 3,9-7,5% и легирующих металлов на 4,5-11,0%. Удельный расход электроэнергии снижается на 120-320кВт .ч. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЦСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) А1
<51)g C 22 (: 33/04
«ИИтй- 7
6A5J111
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4453814/27-02 (22) 06.07.88 (46) 30.07 ° 90. Бюл. N 28 (71) Научно-исследовательский институт металлургии (72) А.Г.Банных, Ю.Я.Демидов, Н.И.Чернега, Н ° П.Манахов, В.Н.Проданов, В,М.Мировщиков, А.Т.Овчарук и И.С,Быстрова (53) 669.168 (088.8) (56) Отчет НИИМ. N ГР 01829014263.
Челябинск: 1983.
Авторское свидетельство СССР
N 1254047, кл. С 22 С 33/04, 1984, (54) .СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА ФЕРРОСИЛИКОКАЛЬЦИЯ .С МЕТАЛЛАМИ-МОДИФИКАТОРАМИ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в ферросплавном производстве при выплавке сплавов ферросиликокальция с металлами-модификаторами. Цель
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в ферросплавном производстве при выплавке сплавов ферросиликокальция с цирконием, титаном, ванадием, используемых для модифицирования, например, транспортных сталей.
Целью изобретения является повышение извлечения кальция и металламодификатора в сплав и снижение расхода электроэнергии, „После загрузки и проплавления шихты первой стадии производят выпуск
2 изобретения — повышение извлечения кальция и металла-модификатора s сплав, снижение расхода электроэнергии и потерь алюминия при получении сплава с содержанием 1-54 алюминия.
Загрузку и проплавление шихты ведут в две стадии с выпуском металла и шлака в промежуточную емкость. После загрузки и проплавленин шихты каждой стадии выдержку расплава осуществляют в течение 4,1-6,0 времени загрузки и проллавления ших<ы второй стадии, затем выпускают металл в изложницу. На дно изложницы при получении сплава с содержанием 1-5i алюминия помещают алюминий в виде чушек в количестве 0,01-0,05 массы металла. 3а счет снижения температуры процесса и раздельного проплавления оксидных систем извлечение кальция возрастает на 3,9-7,5 и легирующих металлов на 4,5-11,0 ь. Удельный расход электроэнергии снижается на 120-320 кВт ч.
1 з.п. ф-лы, 2 табл. металла и шлак в промежуточную емкость, загружают и проплавляют шихту второй стадии, сливают металл и шлак в ту же промежуточную емкость, выдерживают расплав в ней в течение
4,1-6,0 времени загрузки и проплавления шихты второй стадии, а затем разливают металл в изложницы.
Предусмотрено также перед сливом металла на дно изложни цы помешать алюминий в виде чушек в количестве
0,01-0,05 от массы металла.
Ф
1581766
В качестве шихтовых материалов, содержащих металлы-модификаторы могут- применяться концентраты, содержащие оксиды циркония, ванадия, титана,или металлоотходы, содержащие эти элементы.
После загрузки и проплавления шихты первой стадии и слива металла в отдельную промежуточную емкость металл за время проплавления шихты второй стадии охлаждается до 13801420 С. Вследствие этого формирование окончательного состава металла при сливе второго расплава происходит при температуре 1520-1580"С, т.е.
Меньшей, чем в печи в известном спосо бе. Поскольку активность кальция и модифицирующего элемента в железокремниевых сплавах в жидком состоянии 0 является прямой функцией температуры, Предложенный технологический прием обеспечивает снижение их угара и уменьшение расхода электроэнергии.
Предложенные пределы времени выдер-д жки смеси расплавов в промежуточной емкости обеспечивает затвердевание шлака, температура плавления которого
1650-1700 С. После выдержки осуществляют выпуск металла, температура плавления которого 1280-1320 С. Этим обеспечивается снижение потеоь металпа со шлаком, в результате чего повышается извлечение металлов.
При выдержке расплава менее 4,1 времени загрузки и проплавления шихты второй стадии шлак не успевает закристаллизоваться, что ведет к потерям металла при сливе за счет замутывания в шлаке, а при выдержке более 6 указанного времени рост потерь металла связан за счет переохлаждения.
Наиболее эффективно повышение содержания алюминия в сплаве до 1-53 достигается подачей алюминия в виде чушек на дно изложницы до начала разливки металла. Расход алюминия менее
0,01 массы металла s изложнице не дает стабильного повышения содержания его в сплаве более 13, расход более 0,054 может превысить допустимое его содер50 жание в сплав, при этом возрастает угар и неоднородность слитка сплава по этому элементу. Подача алюминия в виде чушек снижает угар по сравнению с использованием в виде порошка.
A р и м е р. Плавки осуществляли в промышленной дуговой электропечи тида д6Н1 с номинальной мощностью трансформатора 4,2 ИВт. В качестве шихтовых материалов использовали известь (94,8r. СаО), ферросилиций
ФСС75 (76,33 Б ), алюминий вторичный в виде порошка или гранул и чушек, цирконовый i концентрат (65,64 Z90gi
32,8i Si0q), феррованадий (41,2É V и 1,54 Si), железная руда или железорудные окатыши.
Для сравнения были проведены плавки и по известному способу.
Результаты плавок представлены табл. 1, а с вводом алюминия в изложницу - в табл. 2 °
Реализация предлагаемого способа позволяет повысить извлечение кальция на 3,5-7,5 и металла-модификатора - на 4,5-11,03, снизить расход электроэнергии на 120-320 кВт ч/баз. тонну сплава, уменьшить потери алюминия на угар, повысить равномерность распределения алюминия по высоте слитка.
Формула изобретения
1. Способ получения сплава Ферросиликокальция с металлами-модификаторами, включающий последовательную загрузку и проплавление шихты в дуговой электропечи в две стадии с загрузкой и проплавлением на первой стадии шихть из извести, ферросилиция и алюминия, на второй - из извести, ферросилиция, алюминия, шихтодобавок с металломмодификатором стали, железосодержащих добавок, слив металла и шлака в изложницу, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения кальция и металла-модификатора в сплав, снижения расхода электроэнергии, после загрузки и проплавления шихты первой стадии производят выпуск металла и шлака в промежуточную емкость, загружают и проплавляют шихту второй стадии, сливают металл и шлак в ту же емкость, выдерживают весь расплав в течение 4,1-6 времени загрузки.и проплавления шихты второй стадии, а затем выпускают металл в изложницу. !
2. Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения потерь алюминия при получении сплава с 1-5В алюминия, перед выпуском металла на дно изложницы помещают алюминий в виде чушек в количестве 0,010,05 массы металла. f
1583766
Та,блица 1
Показатели выплавки
Предлагаемый способ получение сплава с ванадием получение сплава с цирконием
5 6 ) 7 8
1 2 3
100
100 100 100 100 !
00 100 100 100
100
100
100
200 200 2QO 200
140 157 240 170
40 40 40 40
600 !
19 18
18 2!
17 21
917
108
600 612 . 660 595
77,9 73,8 90 85
807
86,1
812
878
105
18, 7 18,2 17,8
55,8 54,2 54,8
15,8 16,4 15,6
0,38 1,0 5,0 .
4,48 4,43 4,38
18,1 13,1
53,2 44,7
16,5 28,6
2,3 0,58
4,38
8,43
12,8
44,2
27,2
5,0
8>19
12,7
43,8
24,5
1,0
8,29!
3,2
45,8
29,1
2,2
8,40
61,7 60,3
19,0 18,3
18,2 21,0
О 7 . О 6
60,2
17,8
19,0
0,5
62,1 65,3
20,2 17,4
17,2 10,2
0,4
0,2
64,2 65,4
17,3 17,8
9,8 . 11,1
0,6 0,16
63,6
16,4
10,2 .
0,09
0,62
0,58
0,57
44,4
5,32
4,79
4,8
0,39
0,38
0,37
81,5
1,08 5,24 2,24
1,06 4,83 2,17
0,97 4,67 2,19
Среднее значение
118,9 по плавкам
2, 3. 4
1,03
1,0
0,99
Среднее 68,0 по
6,7,8
2,23
2,18
2,18 значение плавкам
Первая стадия плавки.
Шихта, кг
Известь
Ферросилиций
Алюминий
Слито в ковш металла и шлака после первой стадии, кг
Вторая стадия плавки.
Шихта, кг
Известь
Ферросилиций
Цирконовый концентрат
Феррованадий
Алюминий
Железорудные окатыши
Время загрузки и проплаеления шихты второй стадии плавки, мин
Слито в ковш металла и шлака после второй стадии, кг
Выдержка расплава, мин
Отношение времени выдержки расплава ко времени загрузки и проплавления шихты второй стадии
Слито из ковша в изложницу металла, кг
Всего получено на плавке, кг металла шлака
Химический состав, мас.ь металла
Са
Si
Fe
А1
ЕГ
Ч шлака
СаО
Si0z
А1КО3
ЕтО
ЧтО
Извлечение элементов в металл, Са
Zr
Ч
Расход электроэнергии, кВт ч/б.т.
Распределение алюминия по высоте слитка верх середина низ
Расход алюминия, кг/баз. т (153 Са) сплава
1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700
1400 1400 1400, 1400 1400 1400 1400 1400
50 60 1ОО 73 50 65 130 73
3080 3083 3180 3148 3020 3025 3092 3062
4,1 4,1 6 5 4,1 4,1 6 5
1880 1892 1917 1904 2594 2581 2710 2693
1869 1879 1910 1893 2588 2628 2668 2619
1800 1823 1876 1922 1270 1206 1270 1285
287 281 279 281 278 275 281 283
85,6 85,1 85,6 84,7
86,4 86,3 86,5 87,1
2150 2180 2110 2120 21.75 2210 2230 2190
1
ГО !
1»Ъ
I tO о о! О
1 C
e t u
ГО I л
Е о
1 Iи
1 Э
I Ф
1 П) 1 X
1 О
1 С:
Г
1 I
I I
I -О I !
I 1
I 1
I 1
1 1
1 I м
1 1
1 I
I
I ! Е и э
I X
I П» Ч
I ГО П) с е
1 C fQ
C) m
I
I м ! м (Ч м (Ч а о о о а о о
aoв
Г -П
I о
X l
Ф
2
П) I
» х
a z
L Э
f0 () и
П) сс с
Е C э о а О.
0» C аоо с» с» ln л .и (0
04 (Ч а а о с»
) I
1 1
1 1
I 1
1 (4 1
1 I
1 I
l t
1 1
I I
1 1
1 1
1 1
1
1
1 Э и z
I Х
m o
1 Щ а с z
С»
1
I
I (0 СЧ
° « (0 м
Сч 00 о о а ю а о а а с» ю
Г ол
« ъо (Ч
CV 00 о а о а с» o a оаа л О.
"I
О I
I
1
I
1 ! !
1 1
1
1
)
1
I
1 !. ! ! !
I
1
1
1 I
1
1
I
1
1 Э
1 S ч
1 fa
П) I m
1 и
1 ff)! О) I П) с! с и
I Э
1 Э
1 л
1 о с!
0
CO (Ч м (Ч
О С» о о а
0Ъ
СЗ м оао оюа л о а а а
"0 а
« «I а
c«t о о о а м с» м аоо а о((ъ
Г .- » ъо ( (4 (Ч о а о а
ЪР о о о а
С»
-0 м о о о о о а
Г -т
0Ъ
СО
Ю м с»
CO (Ч (Ч (Ч а о
a (n Ю
o o
o o а О а о о л )(ъ а о а аоа
Г- »
I
Ч» 1
) 1 (Ч, а а о с»
a o о ((ъ .0
Г
Ю м (0
« сЧФ w ъ0 «
I 1
1 1
1 а
1 I
1 1
I 1
1 l
1 1
1 I
1 -Т ) I I
1 !
I I. I 1
I 1 м
I I
I ) 1- 1
1 ° !
1 !
I 1
I сЧ I! 1
I 1
I 1
1 I
1 I
I 1
I 1
1 1
1 I
I I
I I
1
1
I !
1 Э
1 X
Е о
l Y а
1 X
1
1
1 (О ! П)
I П)
1 с и
1 П)
1 X ! Z
1 Э
I T
1»Ъ
1 о с
I
a a с»
a a fn
Г -П ъо СО а
СЧ СО о о
С» 1 О (Ч
О С) о о
М 1. о с» о (Ч
Ф ПГ а(ч
СЧ CO а о о о
Ю (7\
О м о о а
o o (n
Г -»
Ю ("Ъ (0
« оа
МСО
a o
О 1 (4
o o
o a аоо о с» ()ъ
Г а с»
1 -» (Ч
0 Ъ
° « ла
СЧ 00 о о
o o
Ю
Г4 м а ю ю
o a иъ
Г -»
О О с» о
Фл
CO )
CV 00 о с)
Ю I -0 (4 с»
СО
Ю м аоо
a o lA л ».
Ф ф с с! с ф L
Э Y э с
Е v о z
Э C X (О Ч
О П) Ф
IФ и
m C э е о о
S и
П) Э
>с(1
f0 . (С
I
1 СС ! S
)Ч ! щ
1 Itu
CC (О а
О)
)С
z х
1 и
1 Ф
1
1 3
I l5
1 X
1 Э (l1 Ф
1 П)
1 П) х
1 О с
Z
Э
Е
Э с! и (О
ñ
Ф
f0
)и о
Э
Б
z ч
»
a z о э
m ь
Э
С ГО
Э
ОП О
fz
S ч
S с
o S
)- и и о
Э а
m а
Ф Э е
)S
X ч
Е с s
S S
v z о z а Е а я и) с еч
СС
Y ч (О
4 Ф и )х
СС S
Ф =В
Cl о
l- X
П» (х с с
l0
)О)
)Е
Y
Э
0 ОО
X и
S f(f х
z
z с(Ъ«ъ Э оо е
4 Э (ч с
X
СС
П) Z
z и Е о
f0 ))- и
Х Э
Б 0) э X и Ф 4
О (Ч и о
)>Я
О а Y
S х
1
1
1 !
1
1
1
I !
I
I
1 )О о
v о
1 C и
1»1
1 Е о
I z
1 О)
1 fg
1 L
1 Ф
1 Эа
1 C
1 о с
1
I
1
1
I
1
I
1
1
)
I
1
1
1
1
1581766 оо о
1 ОГЧ .0 оо о
О а
Ч» о а а
o i o -т (Ч (Ч с» а а а т -т (4 аа о
1 a(n
Ъ0
fX
>Х I2) Ф (О
Ф azfs
О )-(Ф Е
Z Х и Z оэое х чаЕ
az au
4 хек олО а
«сч о (Ч МГ- « (Ч СЧ СО
Г Ъ
0Ъ 00 (Ч (0 .«(Ч 1
-О ф
«- сЧ О сО
Ч»
0ЪФ ОЪ СО
° «m(n 1 л.О 0 а (ч («4Ф (Ч чm
«(Ч ъо 1 в м t» — аь.й (Ч -.Г Ф ъо ОЪ
l 0Ъ сч а.Ф (Осча л (ЧСО 00 00
«а о
04 аОЪ .Ф Сч С» СО
CO
О СЧ СЧ 0Ъ
«сч о мд
0 (Ч (Ч СО лфа Оъ
I CO (ч м
».(ч а л а лъ0
«Ю I ОЪ (Ч -ПГ Ф
-О сЧ 1
m съ о
«Ф ф 1
1 (ЪГ аа всчама
«соа
mme
In с» -0
МСО Ч) CO
«mм 1
Оъ а а (ч -0
Л(Ч 4) М
«ом
Л О ЪО « аа т
ЛФФ О
«О.0. сО аа а
Ф
1Э ГО «(Э»4 4
Е с» tf) tcf CZ (Ч ) -т ла
« I ° а (ч
О»- - о (Чсо М
«(Ч 1 (Ч ъо а
Ъ0 ОЪ O
COСЧ «
«м 1 ф 00 (Ч (0 «»
СЧ М О
«а I м Оъc0 ъ0 «а
«! Г а !«««» ч»»- о (Ч м00
I СО .т ЛОЪ
0 О
0Ъ-О а 0 о мъ0 о ъ0 С»
-О счм а
«
Ч»Л««
0 О
m00 (Ч
«! е а(ОЮ « ъ0
° — C4 Ф
«CV I
mлл (0 °
° -C4 СЧ
I сЧ Ь Г
ЪО СЧ О
N (Ч О
«(n 1
ОЛОЪ (0 е» С) ) О(ч
«л !
ОЪ00 « (0 О
Ф
Cl х но
Ф О
5 л4и
1581766
I 1 !
1 I I I
I I I
X -т
О Ф
I Л 1
m ц 1 е г» о с
O l С fg
I C I г) Ql I 1
t О I м
I I I I
1 1 1
1 Л 1 I
1 X 1 — (-. 4
1 O I 1
1 Z 1 1 1
I I- I
О
I В I Э I (4 1 ш (u x
1 (g I Z 1
m O ех< — са!
О (C
1 С: I L» N I 1
1 1 1
1 I 1 1
1 1 1
1 (I 1
I I <
Т.(Ч СО ОЪ сЧ с4 (Ч (Ч
ОЪ Ч»
LA СО г)Ъ lA сч
cO o
С4
).О
Л сЧ
C4 CI
СО о м
Г <4
Ю
OO
CO <Ч
D (М (ГЪ
СЧ
1 I
I Л (Ч (4
Мt гъсЧm (4 CV (Ч
Ю
)4Ъ м! I с»
LA (Ч (4
С» (4
LA ("Ъ (Ч 00
w г
<.- л
I (Ч I
Ч(4Ъ г Ъ!О
ГЧ 1
« Iо
) гЪ
С»
0 Ъ O
-о — -0
CO СЧ с» (Ч
Г
ЪО
СО
Ю
СО (гъ (Ч мсо
LA М
СЧ
CO -0- (Ч
- Г -Ф --Х
Ю м Г (Ч м ((ъ CO (4Ъ <Ч (4 лл со лг ооо «о 0 гъм CO (4 -Ф 0 Ъ.о СО D .д I (4 чо -0 1 lA ID ОЪ D ( сч оъ о «(;» Г )О ОЪ сЧ МСО (7< гч < 4 СЧ ГЧ (4 Ю ОЪ ло CO СЧ сч Г ОЪ С» LA I чсЧ. 7 ID c(»l IЮ 1 о ОЪ )О (Ч О (7) 0 Ъ "0 С4 <Ч Л00 Л С» (7(С» СГЪ Г LA ОЪ Ю " CO LA (O (Ч D г4 f»O с» t Ю( чс< л! ГЧ I CI -т о СО 0 сО гч с) с» Г (Ч о л Ю СЧ л СЧ.(» ОЮОЪ о O 1LA ° 4О (Ч 1 ОЫЮ 1 с» 1 М м (Ч lA л ОЪ м ОЪ СО ъО . л ОЪ LA CO о г О:» СО ((» ОЪ < 4 (ГЪ -т -0. I (7» (7l!O (Ю LA< «<Ю I с» ( м гч CI Ю ъО С» ммсч ъ0 ъО )О ооо СО СЧ )О (Ч Г <;Г\ 1 ! < 4 чс» CO I (nl Ю С» сгъ lA 0 Ъ LA K Ю (Ч ОЪ СО lA (7Ъ М Гг» (Ч (Ч (4 СЧ 1 1 1 1 1 1 I С» <СГЪ чс» ЪО I О»<о С» (Ч ОЪ ю о СЧ ОЪ О) < м л Ю ОЪОЪ (ГЪ-» С» .О СО 1« чо CO I «I с» Ю LA (4 С» л (7! Ю С» ъО ОЪ Г л С» CO CI Ю CO C» СО CO Г С» г" ) о с» I X I Ш 1 Е 1 C 1 Б 1 Ш I X I C I Ф ! <1 П< ! Ш I Е ы О I С: I I 1 1 I 1 I 1 I X сх X fg Э Z Iв о с ш )х ШОЭ сас с О О <а m 3 О z (- <Х S xzc Х 3и П< Ш Ш Л е а с с е v (Q (0 a x z э х % Ql а а О» О! (х 3 О Ш Y Э х fg е с 3 Yrm е О с 3 Л Я z е <С О со<ссх ешс 1- X с.» <С X х X Q с »Ъ z tc X X О с (Q z а с Ш (0 z fU X в CL 0I е Ш (0 с с О fg L О. х (0 S % а (X Qt е (X < 2 О СО IО О(С О с се* ШОСЭ хсСС7 (О Л -<- с Leo ххс -Ь О 3 Э о ЛБОВ xxmv z X(0 (C S f0 3 С с о fg в f0 <хcZO ево c a с m О О а с Э ЗФ О Cl Гх Ф с (Q (С z X fg Y )X е O с а 3 О IШ "3 Э Ш О О z % Ш О с о Ш Ш (» z X (х х в o. a Э Э m v Я fQ X lO L»7 а в Z (O х Ф z 3 О х X l хо Э z (U W O О» О Ш fg Е IФ с т с О х О е (7 z O х f0 (U с с с и m O I- C Е L Е <- хт 1 1 1 1 (I I ! ! t I I ! », I IO < О О О с О 1 Л О 1 Э fg П» (1 СС 1 В а I О 1 I 1 1 1 I 1 I I X! Ф I (X I fg.1 Z 1 Е I Ш О 1 О! I (0 < с I (U I X 1 Ф 1 7! » с О с I! I 1 1 I Э ! X ! О 1 а I X I О 1 Е 1 fg 1 fg с I и 1 В г :С 1 QI 1 Л с О с 1 1 — т — -(I ! I < 1 Ю 1 I 1 1 1 I 1 I I I I 1 1 ! I I 0 Ъ I I l I I 1 1 I I 1 I 1 «О 1 1 1 I I 1 < I 1 1 I I 1 г l (I 1 1 — (I 1 ! 1 1 1 ! I I I I 1 1 I I I 1 1 (ГЪ I 1 I I 1 I I l 1 1 I 1 I .- 7 1 1 1 I I 1 I 1 1 I I 1 1 м I ! 1 1 1 l (I I 1 1 1 (4 1 I 1 1 I 1 1 ! 1 I I 1 1 1 1 1 Ю Ю CO LA I СО СО CO ОЪ CO ((Ъ f7I сч ю о 1 СО ОЪ Ю Ч» (гъ о (4 (7\ ОЪ CO t ОЪ (X» 1 l 1! I I М I f7I I I I! (I I! t! 1 1 1! I I I! 1 ъо 1 )0 I!! 1 1 t I 1 I I I I ! I ! 1 1 ! 1 гг\ ( (7) < I I I I 1 l I 1 I I I 1 1 fg 1 01 ( е 1 I 1 с О <1 Г» I (0 t <О I 1 (1
