Шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами

 

Использование: производство модификаторов с редкоземельными элементами. Сущность изобретечия: шихта включающая кремне-, алюминийи РЗМ содержащие флюсы, содержит шлак выплавки сплавов РЗМ в качестве РЗМ- и калыдийсодержащего материала, отсев вторичного алюминиевого производства в качестве алюминийсодержащего материала, отсев обожженного доломита в качестве кальцийи магнийсодержащего флюса, а в качестве марганец-и кремнийсодержащего материала она дополнительно содержит пыль производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мае. %: шлак выплавки сплавов РЗМ 30-40; отсев вторичного алюминиевого производства 40-50; отсев обожженного доломита 3-7; пыль производства ферромарганца 13-17. Предлагаемая шихта обеспечивает снижение себестоимости выплавляемых сплавов почти в 2 раза и повышает коэффициент извлечения в сплав РЗМ. 3 з.п.ф-лы, 3 табл. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (я)з С 22 С 35/00 С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4800463/02 (22) 11.03.90 (46) 07.09.92 Бюл. N. 33 (71) Грузинский политехнический институт (72) Г.Н.Звиададзе, Т.И.Бучукури, fO.И.Циргвава, О.Ш.Микадзе, А.С.Таругашвили, Б.Г;Гогичаишвили и Г.Я.Гзелидзе (56) Патент США

hh 3440041, кл. С 22 С 35/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Я 607845, кл. С 21 С 7/00, 1976. (54) ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ МОДИФИКАТОРОВ С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ (57) Использование: производство модификаторов с редкоземельными элементами, Сущность изобретения: шихта включающая кремне-, алюминий- и РЗМ содержащие

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке модификаторов для производства высококачественных чугунов и сталей.

Целью изобретения является утилизация отходов производства, снижение себестоимости выплавляемых сплавов и повышение степени извлечения элементов в сплаве.

Предложенная шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами содержит в качестве Р3М-и кальцийсодержащего материала шлак выплавки сплавов

РМЗ, в качестве алюминийсодержащего материала отсев вторичного алюминиевого производства, в качестве кальций- и магнийсодержащего флюса отсев обожженного доломита и дополнительно содержит пыль

SU«> 1759936 А1 флюсы, содержит шлак выплавки сплавов

РЗМ в качестве Р3М- и кальцийсодержащего материала, отсев вторичного алюминиевого производства в качестве алюминийсодержащего материала, отсев обожженного доломита в качестве кальций- и магнийсодержащего флюса, а в качестве марганец-и кремнийсодержа щего материала она дополнительно содержит пыль производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас. %. шлак выплавки сплавов Р3М 30 — 40; отсев вторичного алюминиевого производства 40 — 50; отсев обожженного доломита 3 — 7; пыль производства ферромарганца 13 — 17. Предлагаемая шихта обеспечивает снижение себестоимости выплавляемых сплавов почти в 2 раза и повышает коэффициент извлечения в сплав

РЗМ. 3 з.п.ф-лы, 3 табл. производства ферромарганца при соотношении компонентов, мас.%:

Шлак выплавки сплавов

РЗМ 30-40

Отсев вторичного алюминиевого производства 40-50

Отсев обожженного доломита 3 — 7

Пыль производства ферромарганца 13-17

Шлак выплавки сплавов Р3М содержит, ас оУ, Окислы РЗМ 15-20

А12ОЗ 40-47

$!02 3-6

СаО 30-33

MgO До 6

1759936

Отсев вторичного алюминиевого производства содержит, мас.:

Al 40-50

Sl 5,6

Mg 0,35 5

Zn 1,9

Ni 1,2

Мп 0,26

Fe 14-15

Окислы Al, Fe u 10 других элементов Остальное

Пыль производства ферромарганца содержит, мас.%:

5102 10,5

Mg0 0,5 15

СаО 0,9

Ге20з 2,7

Al203 6,9

Р 0,2

МАО2 18,63

Оксиды марганца Остальное

Сущность изобретения поясняетсл на конкретных примерах осуществления.

Готовят несколько составов предлагаемой шихты, из которых выплавляют моди- 25 фикатор с редкоземельными металлами.

Все предлагаемые шихтовые материалы используются без специальной подготовки и берутся такими, какими они поступают из соответствующего производства. При 30 этом фракционный состав шлака выплавки сплавов РЗМ и отсева вторичного алюминиевого производства составляет 0-20 мм, а отсев обожженного доломита и пыль производства ферромарганца — 0-3 мм, 35

Составы предлагаемой и известной шихты предлагаются в табл. 1.

Материалы подаются в смеситель дозировочного устройства для перемешивания.

Перемешанную шихту из смесителя пере- 40 гружают в бункер, иэ которого затем засыпают в тигель индукционной печи емкостью

270 кг, который предварительно нагрет до

1100 С. После засыпания шихтовых материалов в тигель экзотермический процесс на- 45 чинается через.2 — 3 мин и длится 10-15 мин.

По окончании плавки сплав и шлак из тигеля заливают в чугунные изложницы без футеровки. Тигель приводят в вертикальное положение и засыпают новую дозу шихтовых 50 материалов. ПродоЛжительность плавки составляет 25-26 мин. После охлаждения изложниц из переворачивают и слиток легко отделяется от шлака.

Химический состав полученного модификатора иэ предлагаемых шихтовых материалов и прототипа приведен в табл. 2.

Полученный сплав не рассыпается на воздухе и имеет чистую поверхность.

Предлагаемая шихта позволяет получить модификатор с Р3М при меньших материальных и энергетических затратах, При выходе за указанные пределы содержания в шихте исходных материалов резко снижаютсл технологические показатели полученного сплава, При содержании в шихте шлака выплавки сплавов редкоземельных металлов выше заявляемого (41 мас,%) в тигле образуется гетерогеннал фаза с твердыми включениями шлака, которые практически трудно распла вливаются, что требует дополнительного расхода эл,энергии, и увеличивается и родолжител ь ность плавки.

При содер>кании в шихте 20 мас,% (менее рекомендуемого предела) в процессе выплавки происходит восстановление Р3М у>ке в первые минуты плавки, на последующих этапах происходит вторичное окисление чистых РЗС за счет кислорода, окислов ших% товых материалов, в результате снижается . степень извлечения РЗМ иэ шихты в сплав.

При содер>кании в шихте отсева вторичного алюминиевого производства более (52 мас,%), который является восстановителем и основным источником алюминия в модификаторе, процесс BoccTBновления протекает излишне бурно с большими выбросами, что обуславливает снижение выхода годного сплава.

При содержании в шихте 39 мас,% отсева вторичного алюминиевого производства процесс восстановления начинается на днище, где самая высокал температура, и не охватывает весь полезный объем тигеля, в результате чего процесс затухает.

Содержание в шихте отсева обожженного доломита выше, например, 8 мас.% приводит к образованию в тигле вязкого шлака, что затрудняет нормальное протекание процесса и ухудшает отделение сплава от шлака как в процессе плавки, так и по его окончании.

Если >ке количество отсева обожженного доломита в шихте ниже предлагаемого предела (2 мас,%), то это не позволяет получить достаточного извлечения магния и не способствует получению активного шлака, тем самым уменьшается также извлечение и других элементов.

Пыль производс ва ферромарганца является основным источником марганца и значительного источника кремния, при его расходе более 18 мас.% не только не увеличивается количество марганца в модификаторе, но и ухудшаетсл газопроницаемость шихты и продлевается процесс плавки, который характеризуется выбросами шихты и неплавным протеканием процесса.

1759936

Таблица 1

Таблица 2

Если же в составе шихты пыль производства ферромарганца ниже предлагаемого предела (12 мас. ), то это количество не позволяет получить в модификаторе значительного количества марганца. 5

Формула изобретения

1. Шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами, содержащая кремне-, алюминий- и РЗМ содержа- 10 щие материалы, кальций- и магнийсодержащие флюсы, отличающаяся тем, что, с целью утилизации отходов производства, снижения себестоимости выплавляемых сплавов и повышения степени 15 извлечения элементов в сплавы, она содержит в качестве РЗМ- и кальцийсодержащего материала шлак выплавки сплавов РЗМ, в качестве алюминийсодержащего материала отсев вторичного алюминиевого проиэвод- 20 ства, в качестве кальций- и магнийсодержащего флюса отсев обожженного доломита и дополнительно содержит пыль производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас. : 25

Шлак выплавки сплавов

РЗГЛ 30-40

Отсев вторичного алюминиевого производства 40 — 50

Отсев обожженного 30 доломита 3 — 7

Пыль производства ферромарганца 13-17

2. Шихта по и. 1, отличающаяся тем, что шлак выплавки сплавов РЗМ содержит, мас. :

Окислы РЗМ 35 — 20

А!гОз 10 — 47

S I 02 3-6

СаО 30-33

Mq0 До 6

3. Шихта по и, 1, отличающаяся тем, что отсев вторичного алюминиевого и ро изводств а содержит, м ас, :

Al 40-50

Sl 5,6 мц 0,35

Zn 1,9

Ni 1,2

Мп 0,26

Ге 14-15

Оксиды Al, Ге и других элементов Остал ьное

4. Шихта по и 1, отличающаяся тем, что пыль производства ферромарганца содержит, мас. :

SION 10,5

Mg0 0,5

СаО 0,9

РегОз 2,7

А1гОз 6,9

Р 0,2

МпОг 18,63

Оксиды марганца Остальное