Способ получения модификатора

 

Использование; металлургия, а именно производство сплавов на основе кремния содержащих магний и редкоземельные металлы Сущность; способ включает последовательную загрузку и расплавление в электропечи сначала шихты из кремнийсодержащего материала, алюминия оксидов редкоземельных металлов и флюсующих добавок при соотношении компонентов 1,0 : (02 - 0,7): (02 - 0,7): (0,1 - 0,3), потом шихты из кремнийсодержащего материала, алюминия, оксидов магния флюсующих добавок при соотношении компонентов 1.00 : (0,01 - 0,05}: (0,10 - 025): (0.15 - 0,40), затем шихты из алюминия, железосодержащего материала и флюсующих добавок при соотношении компонентов (0,01 - 1,00) : (1,50 - 4.00) : (0,30 - 1,00), затем выпуск металла и шлака Соотношение масс загружаемых и расплавляемых шихт составляет 1 : (3 - 7): (1 - 5). 1 табл.

(19) RU (11) (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5048044/02 (22) 1703.92 (46)-15.11.93 Бюп Na 41-42. (71) Научно-исследовательский институт металлургии; Ключевский завод ферросплавов (72) Манахов H.Ï.; Демидов ЮЯ„Проданов В.Н„

Мировщиков В.М„Чернега ГВ. (73) Научно-исследовательский институт металлургии; Ключевский завод ферросплавов (54} СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИКАТОРА (57) Использование: металлургия, а именно производство сплавов на основе кремния, содержащих магний и редкоземельные металлы Сущность: способ включает последовательную загрузку и расплавление в электропечи сначала шихты из кремнийсодержащего материала, алюминия, оксидов редкоземельных металлов и фпюсующих добавок при соотношении компонентов 1,0: (0,2 — 0,7): (0,2 — 0,7): (0,1 — 0,3), потом шихты из кремнийсодержашего материала, алюминия, оксидов магния. фпюсующих добавок при соотношении компонентов 100: (001 — 0,05): (0,10 — 025): (0,1 5 — 0,40), затем шихты из алюминия, железосодержащего материала и.флюсующих добавок при соотношении компонентов (001 — 1,00): (1 50 — 4,00): (030—

1,00), затем выпуск металла и шпака Соотношение масс загружаемых и расплавляемых шихт составляет 1: (3 — 7): (1 — 5). 1 табл.

2002811

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству сплавов íà основе кремния, содержащих магний и редкоземельные металлы.

Известна получение комплексных модификаторов с редкоземельными или щепачназемепьными металлами одностадийн ы м сипи ка-апюминотермическим способам в дутовых зпектрапечах (1).

В ванну электропечи мощностью 2,5—

4,0 мВА загружают и праплавпяют шихту, састаящу а иэ оксидов РЗМ, ферросилиция, алюминия, иэвесги (при выплавке сплавов с

РЗУ), или иэ ферросилиция, доломита (магнезита) извести и плавикового шпата (при выплавке сплавов с магнием), выдерживают расплав пад током 10 — 15 мин и сливают в изложницы, Достигаемое извлечение составляет; РЗМ 65 — 70%, магния — 17 — 30 /,. А при выплавке комплексного модификатора, содержащего одновременна РЗМ и магний, извлечение этих элементов значительно уменьшается из-эа снижения их активности в получаемом сплаве.

Известен способ получения в электропечи комплексного модификатора, содержащего РЗМ, из шихты, включающей аксиды Р3М, известь и ферросилиций, Способ включает праппавпение ферросилиция с оксидами редкоземельных металлов и кальция, загрузку на образовавшийся шлак извести, слив металла, обработку шлака ферросилицием, слив шлака, загрузку и проппавпение на оставшемся в печи металле смеси оксидов Р3М и флюсов (2), 35

Недостатками способа — нестабильность состава лигатуры по содержанию основных элементов, высокие потери металла са шлаком эа счет образования тугаппавких составляющих шлака и проведения дапол- 40 нитепьных операций па раздельному сливу металла и шлака, Наиболее близким к предлагаемому является способ получения комплексного модификатора, содержащего магний и РЗМ, в 45 электропечи двухстадийным процессом с праппавпением на первой стадии из оксидов магния и РЗМ, алюминий- и кремнийсодержащего восстановителя и флюсов, на второй стадии — шихты из алюминия, оксидов магния и железосодержащего материала (3).

Недостаток способа — низкое извлечение магния и Р3М, связанное с повышением активности этих элементов в образующемся металле при их совместном восстановлении. Извлечение магния в известном способе составляет 8-13;4, Р3М 48 — 55оь.

Предлагаемый способ позволяет повысить извлечение магния и Р3М.

Для этого в способе получения модификатора, содержащего магний и Р3М, включающем стадийную загрузку и расплавление в электропечи шихты из кремнийсодержащих материалов, алюминия, оксидов редкоземельных металлов, железосодержащего материала, флюсующих добавок, выпуск металла и шлака, последовательно загружают и расплавляют сначала шихту из кремнийсодержащего материала, алюминия, оксидов РЗМ и флюсующих добавок при соотношении компонентов 1;(0,2—

0,7):(0,2-0,7):(0,1 — 0.3), потом шихту из кремнийсодержащего материала, алюминия, оксида магния, флюсующих добавок при соотношении компонентов 1:(0,01 — 0,05):(0,1—

0,25);(0,15-0,4), затем шихту из алюминия, железосодержащего материала и флюсую- щих добавок при соотношении компонентов (0,01-1):(1,5 — 4):(0,3-1), причем соотношение масс загружаемых и проплавпяемых шихт составляет 1:(3 — 7):(1 — 5).

При проплавлении шихты на первой и второй стадиях создаются благоприятные условия дпя наиболее полного извлечения

Р3М и магния за счет их раздельного восстановления и последующего растворения в кремнистом расплаве. При проплавлении шихты третьей стадии происходит оседание капель металла из шлака, снижаются потери металла со шлаком.

B результате исследований, проведенных авторами в лабораторных и цеховых условиях, установлено, что при соотношении кремнийсодержащего материала, алюминия, оксидов Р3М и флюсующих добавок менее 1:0,2:0,2:0,1 на первой стадии восстановительного процесса, кремнийсодержащего материала, алюминия, оксида магния, флюсующих добавок менее 1:0,01;0,1:0,15 на второй стадии не достигается повышения извлечения РЗМ и магния из-за уменьшения плотности образующихся на этих стадиях сплавов и потерь металла со шлаками.

При соотношении кремнийсодержащего материала, алюминия, оксидов Р3М и флюсующих добавок более (1:0,7:0,7:0,3) на первой стадии и кремнийсодержащего материала, алюминия, оксида магния, флюсующих добавок более (1:0,05:0,25:0,4) на второй стадии увеличивается расход материалов на производство лигатуры, увеличивается концентрация оксидов РЗМ и магния в шлаке.

Соотношение компонентов шихты третьей стадии обеспечивает полное осаждение капель металла из шлака и снижение потерь металла за счет улучшения поверхности раздел металл — шлак. При соотношении алюминия, железосодержащего

2002811 ок шахт, 1: 0,15

0,25: 0,4

0,18: 0,3

0,1: 0,15

0,09: 0,14

0,1: 0,15

0,1: 0,15

0,25: 0,4 материала и флюсующих добавок менее

0,01;1,5:0,3 увеличиваются потери металла со шлаком; при соотношении этих компонентов более 1;4;1 снижается извлечение

РЗМ и магния за счет повышения их активности в сплаве введения железа, Соотношение масс загружаемых и проплавляемых шихт обеспечивает оптимальный тепловой режим выплавки. При соотношении масс первой, второй и третьей навесок шихты менее 1:3:1 наблюдаются потери металла со шлаком за счет ухудшения теплового режима выплавки; при соотношении соответственно более 1:7:5 возрастает расход шихтовых материалов для получения металла необходимого состава, Опыты проводят вдуговой печи ДС6 — H1 (мощность трансформатора 4,2 мВА), Химический состав шихтовых материалов следующий: концентрат оксидов РЗМ (94,8%

РЗМ, 1,4% SiOz), магнезитовый порошок

{95,4% MgO), алюминий вторичный (90,2%

Al), железорудные окатыши или железная руда (65,8% Fe), ферросилиций ФС75 (76,4% Si, 2,1% А1, 1,1% Ва), известь (93,2%

СаО, 0,4% С), шлаковая продукция от выплавки алюминотермических сплавов (64,2% А20з, 28,1% СаО), Пример 1. (известный), В электропечи (ток нагрузки 7,5 кА, рабочее напряжение 281 В) последовательно загружают проплавляют два навески шихты, состоящие из 1000 кг ферросилиция, 100 кг вторичного алюминия, 60 кг оксидов

РЗМ, 300 кг магнезитов порошка, 130 кг извести, 250 кг шлака выплавки ферротитана, затем на образовавшийся расплав загружают и проплавляют осадительную смесь, состоящую из 30 кг магнеэитового порошка, 15 кг вторичного алюминия, 100 кг железорудных окатышей и производят выпуск металла и шлака. Получают 1840 кг металла, содержащего 50,9% Si, 2,7% РЗМ, 1,6% Al, 1,9% Mg, Извлечение магния в

Сплав 8,2%, Р3М 48%. Расход электроэнергии на плавку составляет 5340 кВт ч.

5 Пример 2 (предлагаемый способ), В электропечи при тех же электрических параметрах последовательно загружают и проплавляют вначале навеску шихты из 300 кг ферросилиция, 100 кг алюминия, 120 кг

10 концентрата оксидов РЗМ, 50 кг извести (соотношение компонентов LUllxT

1:0,33:0,4:0,17), затем навеску шихты из

1700 кг ферросилиция, 51 кг алюминия, 300 кг магнезитового порошка, 500 кг флюсую15 щих добавок (200 кг извести, 300 кг шлака ферротитана) — соотношение компонентов шихты 1:0,03;0,18:0,3, потом навеску шихты из 300 кг алюминия, 800 кг железорудных окатышей, 200 кг извести (соотношение

20 компонентов шихты 1:2,66;0,66). Соотношение масс загружаемb:х и проплавляемых шихт — 1;4,5:2,3. Получено 2650 кг металла, содержащего 63,1% Si, 3,2% РЗМ,-2,3% Ai, 2,4% Mg. Извлечение магния в сплав 35%, 25 РЗМ 81,5%. Расход электроэнергии на плав-. ку составляет 5030 кВт ч.

Результаты опытов представлены в таблице.

Таким образом, освоение предлагаемо30 го спос ба получения мод;..фикатора позволяет повысить извлечение магния на

19,1-26,8%, РЗ М вЂ” на 20,8-33,5%. (56) Рябчиков И.В. и др, Ферросплавы с

35 редкоземельными и щелочными металлами.

М„ Металлургия, 1983, с. 182-185, 189 — 192, Авторское свидетельство СССР

И 1027232, кл, С 21 С 7/00, 1983.

Модификатор магнийсодержащий. Тех40 нологическая инструкция ТИ 141 — Ф вЂ” 06588, Двуреченск, 1988.

2002811

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Формула изобретения

Составитель Л,Ганина

Редактор Е,Полионова Техред М,Моргентал Корректор О.Густи

Заказ 3217

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4(5

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

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИКА- 5

ТОРА, содержащего магний и редкоземельные металлы, включающий стадийную загрузку и расплавление в электропечи шихты из кремнийсодержащего материала, алюминия, оксидов редкоземельных ме- 10 таллов, оксида магния, железосодержаще- го материала, флюсующих добавок, выпуск металла и шлака, отличающийся тем, что последовательно загружают и расплавлякп сначала шихту из кремнийсодержащего 15 материала, алюминия, оксидов редкоэемельных металлов и флюсующих добавок при соотношении компонентов 1,0: (0,20,7): (0,2 - 0,7}: (0,1 — 0,3), потом шихту из кремнийсодержащего материала. алюминия, оксидов магния, флюсующих добавок при соотношении компонентов 1,00: (0,01

- 0,05): (0,10 - 0,25): (0,15 - 0,40), затем шихту из алюминия, железосодержащего материала и флюсующих добавок при соотношении компонентов (0,01 - 1,00): (1,504,00): (0,30 - 1,00), причем соотношение масс загружаемых и расплавляемых шихт составляет 1: (3 - 7): (1 - 5),