Способ рафинирования ферросилиция от алюминия и кальция

Авторы патента:

C21C7/00 - Обработка расплавленных ферросплавов, например стали, не отнесенная к группам C21C 1/00-C21C 5/00 (обработка расплавленных металлов во время формования B22D 1/00,B22D 27/00; переплавка черных металлов C22B)

Владельцы патента RU 2665027:

Публичное акционерное общество "Уральская кузница" (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для получения рафинированного ферросилиция с содержанием алюминия и кальция 0,02-0,05%. В способе расплавляют ферросилиций в виде отсевов от дробления ферросилиция фракции 0-15 мм с содержанием алюминия до 2,5% и кальция до 0,7%, а рафинирование осуществляется со снижением алюминия и кальция в ферросилиции до 0,02-0,05%, при этом используют в качестве рафинирующих шлакообразующих смесь, состоящую из извести и окислительной добавки в виде железорудных окатышей, железорудного концентрата или железной руды в количестве 3-5% от веса исходного ферросилиция при соотношении известь:окислительная добавка (1:1,5)-2,5, соответственно, и плавикового шпата в количестве 6-7,5% от веса рафинировочных шлакообразующих. Изобретение позволяет использовать одностадийную схему производства рафинированного ферросилиция с применением не более двух обработок рафинировочным шлаком. 1 пр.

Изобретение относится к способу рафинирования ферросилиция от алюминия и кальция.

Известен способ рафинирования ферросилиция от алюминия за счет обработки шлаками в после расплавления в электродуговой печи. (См. Получение высокочистого ферросилиция в электропечи /Ю.П. Канаев, Н.Е. Молчанов, А.Н. Сидоров и др. //Сталь. - 1987. - 9. - С. 47-49).

В известном способе исходное сырье - передельный 75%-ный ферросилиций с ограниченным (менее 1%) содержанием алюминия, предварительно выплавленный на чистых шихтовых материалах в руднотермической печи, переплавляли в дуговой электропечи ДСП-6 с кислой футеровкой, специально установленной в плавильном цехе №2 Кузнецкого завода ферросплавов. Расплавляли кусковой передельный ферросилиций в смеси с окислительной смесью из 35% обожженной извести и 65% кварцита; расплав перемешивали деревянной рейкой в течение 10 минут. В результате этого содержание алюминия снижалось с 0,8-1,0% до 0,3-0,5%.

После этого первичный шлак скачивали и наводили новый из окислительной смеси прежнего состава. После вторичной обработки содержание алюминия снижалось до 0,05-0,1%, кальция до 0,05-0,06%. Содержание кремния снижалось на 4-6%.

К недостаткам известного способа, принятого в качестве прототипа, следует отнести:

1. Необходимость организации специального производства ферросилиция с ограниченным содержанием алюминия - менее 1%. Это требует применения чистого по алюминию кварцита и специальных низкозольных восстановителей - низкозольных углей, нефтяного или пекового коксов и т.д. Соответственно - повышается себестоимость передельного и рафинированного ферросилиция.

2. Невозможность получения рафинированного ферросилиция с содержанием алюминия и кальция 0,02-0,05%, что требуется для производства рельсовой стали.

Первый недостаток объясняется тем, что для производства ферросилиция обычного качества используют кокс с содержанием золы (основной источник алюминия и кальция в ферросилиции) - 15-17% и уголь с содержанием золы до 9%. При этом в ферросилиции марки ФС65 обычного качества содержится алюминия до 2,0% и кальция до 0,7%, в ферросилиции марки ФС75 содержится алюминия до 2,5% и кальция до 0,8%. Удаление такого количества алюминия и кальция до содержания менее 0,05% за счет обработки двумя шлаками - невозможно, а увеличение количества обработок ферросилиция рафинировочным шлаком, состава приведенного выше, приводит к росту потерь ферросилиция со скачиваемым шлаком. Это соответственно приводит к резкому росту себестоимости годного рафинированного ферросилиция.

Поэтому на практике по указанной технологии-аналогу используют двух стадийную технологию. Первая стадия - выплавка ферросилиция в рудотермической печи с ограниченным содержанием примесей за счет применения низкозольных восстановителей - уголь с содержанием золы не более 5%, нефтяной и пековый кокс с содержанием золы не более 1,0% и т.п.

Второй недостаток объясняется тем, что между рафинировочным шлаком и расплавленным ферросилицием в процессе перемешивания устанавливается определенное равновесие по содержанию алюминия и кальция. Как только содержание алюминия и кальция в шлаке превышает равновесное, алюминий и кальций снова переходят в ферросилиций. (Закон распределения масс). Таким образом, емкость шлака по алюминию и кальцию оказывается ограниченной. В результате двух обработок расплава ферросилиция рафинировочным шлаком (по технологии-аналогу) для получения содержания алюминия 0,05-0,1% оказывается недостаточно.

По заявляемой технологии предлагается одностадийная схема производства рафинированного ферросилиция с применением не более двух обработок рафинировочным шлаком. При этом предлагается использовать окислительный шлак состоящий из извести и окислительной добавки (железорудные окатыши, железорудный концентрат, железная руда и т.п.) в количестве 3-5% от веса исходного ферросилиция при соотношении известь : окислительная добавка, как 1:1,5-2,5, в которую для дополнительного повышения эффективности удаления алюминия и кальция (за счет повышения жидкоподвижности шлака) добавляют плавиковый шпат в количестве - 6-7,5% от веса рафинировочных шлакообразующих (известь + окислительная добавка). Применяемая рафинировочная шлаковая смесь позволяет использовать в качестве исходного материала ферросилиций обычного качества, как указано выше - с содержанием алюминия до 2,5% и кальция до 0,8% (в сплаве ФС75) и получать при использовании двух обработок шлаком алюминий и кальций в рафинированном ферросилиции 0,02-0,05%. В качестве исходного ферросилиция оказывается экономически целесообразным и, технологически более удобным, использовать не кусковой ферросилиций, как в технологии-аналоге, а отсевы от дробления ферросилиция обычного качества, которые образуются при рассеве ферросилиция на фракции, т.е. - ферросилиций фракции 0-10 (0-15) мм. Ферросилиций фракции 0-10 (0-15) мм пользуется ограниченным спросом на рынке и обычно продается с дисконтом 12-14%. Это существенно повышает экономическую эффективность производства рафинированного ферросилиция.

Пример

На дно подины электросталеплавильной печи ДСП-5 засыпают шлаковую смесь, состоящую из: 50 кг извести + 100 кг железорудных окатышей + 15 кг плавикового шпата. Поверх шлаковой смеси засыпают 4 тонны мелочи ферросилиция ФС65 фракции 0-15 мм с содержанием алюминия - 1,6-1,8% и кальция - 0,4-0,6%. В мелочь ферросилиция опускают электроды, включают печь на максимальной ступени напряжения и зажигают электрическую дугу. Переходят на среднюю мощность и проводят расплавление ферросилиция. По достижении температуры расплава 1630-1650°С проводят перемешивание (барботаж) ванны печи деревянными рейками сечением 100×100 мм в течение 10 минут на отключенной печи. После этого шлак скачивают вручную через порог рабочего окна в шлаковню и на зеркало расплавленного ферросилиция отдают мульдозавалочной машиной второй рафинировочный шлак, также состоящий из: 50 кг извести + 100 кг железорудных окатышей + 15 кг плавикового шпата. Печь включают на средней мощности для расплавления шлака и нагрева расплава до температуры 1630-1650°С. После этого проводят второй барботаж ванны печи деревянными рейками сечением 100×100 мм в течение 10 минут. Включают печь на минимальной мощности и снова подогревают расплав до температуры 1630-1650°С. После этого производят слив ферросилиция вместе со шлаком в ковш и разливку рафинированного ферросилиция по изложницам. Содержание алюминия и кальция в ферросилиции при этом составляет 0,02-0,05%.

После остывания слитки рафинированного ферросилиция извлекают из изложниц и отправляют потребителю (в цех подготовки шихты сталеплавильного производства) для использования при производстве рельсовой стали.

Способ рафинирования ферросилиция от алюминия и кальция в электродуговой печи, включающий расплавление исходного ферросилиция совместно с рафинирующими шлакообразующими, перемешивание ферросилиция с рафинировочным шлаком деревянными рейками после расплавления, скачивание первичного рафинировочного шлака, наведение на зеркале расплавленного ферросилиция вторичного рафинировочного шлака прежнего состава, что и первичный рафинировочный шлак, и повторное перемешивание ферросилиция и шлака деревянными рейками, отличающийся тем, что расплавляют ферросилиций в виде отсевов от дробления ферросилиция фракции 0-15 мм с содержанием алюминия до 2,5% и кальция до 0,7%, а рафинирование осуществляется со снижением алюминия и кальция в ферросилиции до 0,02-0,05%, при этом используют в качестве рафинирующих шлакообразующих смесь, состоящую из извести и окислительной добавки в виде железорудных окатышей, железорудного концентрата или железной руды в количестве 3-5% от веса исходного ферросилиция при соотношении известь:окислительная добавка (1:1,5)-2,5, соответственно, и плавикового шпата в количестве 6-7,5% от веса рафинировочных шлакообразующих.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии производства магнитных сплавов системы железо-алюминий-никель-кобальт, применяемых для получения постоянных магнитов электродвигателей и навигацинных устройств.

Способ индукционного переплава ферромарганца // 2659528

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке ферромарганца в тигле индукционной печи. В способе перед загрузкой и расплавлением шихтовых материалов с получением расплава ферромарганца создают защитный слой в тигле печи спеканием футеровочной массы в два этапа, первый из которых осуществляют путем расплавления и удаления полученного расплава из печи, затем при постоянно включенном индукторе на дно прогретого тигля загружают куски ферромарганца фракции 50…600 мм, которые нагревают в температурном интервале 1240…1650°С до получения жидкофазного слоя расплава, после получения которого осуществляют загрузку шихтовых материалов путем засыпки кусков ферромарганца фракции 1…50 мм и осуществляют получение расплава ферромарганца в печи с вторичным спеканием футеровочной массы тигля для получения упрочненного защитного слоя в тигле, после чего осуществляют слив до 80% полученного расплава ферромарганца, причем часть расплава оставляют в печи для последующего переплава.

Брикет для получения феррованадия // 2657675

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству брикетов для выплавки феррованадия. Брикет содержит в качестве оксидов ванадия осаждённый из раствора концентрат пентоксида ванадия, а в качестве связующего - смесь, содержащую металлическую фазу конвертерного ванадиевого шлака в виде дисперсного железа, оксидную составляющую конвертерного ванадиевого шлака и корректирующую шлакообразующую добавку, при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксиды ванадия на прокалённое вещество - основа; углеродистый восстановитель 2-8; связующее 0,1-12,0; при этом соотношение дисперсного железа и оксидной составляющей конвертерного ванадиевого шлака в связующем составляет 1:(0,02-0,5), а в качестве корректирующей шлакообразующей добавки используют материалы, содержащие соединения кальция в виде извести, известняка или плавикового шпата в количестве 0,01-0,5 от массы связующего по оксиду кальция.

Способ и шихта для получения азотированного силикомарганца в дуговой руднотермической электропечи // 2644637

Изобретение относится к области металлургии, а точнее к электротермическому получению металлов и сплавов в дуговых рудно-термических электропечах и может быть использовано в производстве марганцевых и хромистых ферросплавов.

Способ получения продукта на основе расплавленного хрома с высоким содержанием углерода из содержащего хром и углерод материала // 2639741

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения продукта на основе расплавленного хрома с высоким содержанием углерода из содержащего хром и углерод материала.

Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды // 2639396

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессу пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд с получением ферроникеля и чугуна. Способ включает загрузку окисленной никелевой руды совместно с флюсующими добавками и углеродсодержащим материалом, взятым в количестве 1,0-1,1 от стехиометрически необходимого для частичной металлизации никеля и восстановления железа до двухвалентного состояния, в печь металлизации, нагрев шихты до температуры на 50°C ниже температуры начала ее размягчения за счет тепла газов, получаемых в котле-утилизаторе, подачу нагретой шихты в трехзонную печь, в которой происходит расплавление металлизованной шихты в зоне плавления за счет тепла, поступающего от сжигания природного газа в кислороде с коэффициентом расхода окислителя α=0,8-0,9.

Способ получения лигатуры ванадий-марганец-кремний // 2633678

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству ферросплавов. Восстановительную плавку проводят поэтапно, при этом вначале 10-60% от общего количества обогащенного ванадиевого шлака, необходимого на восстановительную плавку, проплавляют совместно с углеродистым восстановителем в соотношении 1:(0,1-0,3), затем, после образования металлической ванны, 85-98% от оставшейся части ванадиевого шлака проплавляют совместно с углеродистым восстановителем, алюминием и известью в соотношении 1:(0,02-0,09):(0,3-0,7):(0,3-0,5) и завершают процесс проплавлением шихтовой смеси, содержащей ванадиевый шлак, алюминий и известь в соотношении 1:(0,7-3,5):(0,7-3,5).

Шихта для выплавки ферросиликоалюминия // 2621537

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составу шихты для выплавки ферросиликоалюминия, полученного из некондиционного сырья - глиноземных бокситов и применяемого для комплексного раскисления стали.

Шихта и способ алюминотермического получения ферротитана с ее использованием // 2608936

Изобретение относится к алюминотермическому получению ферротитана, содержащего 28-40 мас.% титана. Шихта содержит концентрат ильменитовый, содержащий 59-65 мас.% TiO2, дробленый электропечной титаносодержащий шлак, содержащий 54-59 мас.% TiO2, дробленый шлак производства ферротитана, содержащий 17-21 мас.% TiO2, алюминий вторичный, известь с содержанием углерода не более 0,3%, окалину железную, ферросилиций 65%-ный и стальной лом.

Способ получения литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали // 2605017

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали для изготовления литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки.

Способ производства конструкционной низколегированной стали // 2661983

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве конструкционных низколегированных сталей. В способе осуществляют получение в сталеплавильном агрегате полупродукта и его внепечную обработку в сталеразливочном ковше путем введения в жидкий металл алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла в сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм.

Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов // 2660797

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и наполнителя из механической смеси легкоплавкого азотсодержащего вещества - гранулированного карбамида и железа в виде мелкоизмельченного материала, например железного порошка.

Брикет из шлакообразующей смеси // 2660782

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для рафинирования различных марок стали, наведения, разжижения и нейтрализации шлаков в агрегатах ковш-печь при внепечной обработке сталей, для ускоренного получения рафинировочных шлаков на поверхности жидкого расплава и нейтрализации их разрушающего влияния на футеровку путем образования в зоне взаимодействия шлака с магнезиальной футеровкой ковша защитной шпинели.

Устройство для получения отливок из железоуглеродистых сплавов // 2658682

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к машинам и технологиям литейного производства. Устройство для получения отливок из железоуглеродистых сплавов содержит огнеупорный тигель для расплавления термитной шихты, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса с леткой для скачивания шлака в изложницу и леткой для скачивания железоуглеродистого расплава в литейную форму, и установленное в верхней части тигля устройство для активации окислительно-восстановительной реакции.

Устройство для обработки металла в ковше // 2653957

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к внепечной обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше. Устройство содержит ковш с крышкой, в которой установлен верхний электрод для нагрева расплава металла дугой постоянного тока, подовый электрод с токоподводом и источник тока.

Способ внепечного модифицирования чугунов и сталей // 2652932

Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к внепечным способам модифицирования чугунов и сталей тугоплавкими керамическими частицами. Способ включает введение в ковш или форму при разливке жидкого металла модификатора, содержащего тугоплавкие керамические наноразмерные частицы и металл-протектор.

Мульти компонентный активированный модификатор (мкам) для чугунов, сталей и цветного литья и способ его получения // 2651514

Изобретения относятся к металлургии и литейному производству, в частности к ковшовому модифицированию чугунов, сталей и цветных металлов. Модификатор содержит помещенную в металлическую герметично закрываемую оболочку многокомпонентный наполнитель в виде доведенной до однородного состояния смеси, включающей по меньшей мере два ультра- и/или мелкодисперсных порошков металла размером до 10 мкм, выбранных из группы, включающей железо, никель и алюминий, по меньшей мере одно соединение тугоплавких металлов, выбранное из карбидов, боридов, нитридов и силицидов, размером от 10 до 200 нм и по меньшей мере один из мелкодисперсных порошков, выбранных из группы, включающей фуллерен Cn, карбидные кластеры, карбид кремния, медь, кальций, барий и РЗМ.

Способ выплавки стали в агрегате печь-ковш // 2649476

Изобретение относится к области электрометаллургии стали, а конкретнее, к выплавке стали в электросталеплавильном агрегате печь-ковш. В способе осуществляют загрузку металлизованного сырья, сыпучих и порошкообразных материалов через полые графитированные электроды, при этом технологические процессы получения жидкой стали осуществляют одновременно с двухстадийным дожиганием горючих газов струями кислорода в потоке технологических газов, отходящих из ковша к расположенному в своде газоходу, причем первую стадию дожигания осуществляют между упомянутыми электродами с помощью установленной в своде ковша двухъярусной многосопловой кислородной фурмы с датчиком ЭДС и температуры, расположенным автономно в торце корпуса фурмы, а вторую стадию осуществляют перед газоходом под сводом агрегата с помощью устройства с многосопловым наконечником, установленным в упомянутом газоходе.

Электросталеплавильный агрегат ковш-печь (эса-кп) // 2645858

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали и, в частности, к агрегатам ковш-печь (АКОС). Агрегат содержит футерованный ковш со сводом, установленные в его днище шиберные блоки с топливно-кислородными горелками (ТКГ) для нагрева и расплавления металлошихты, три графитированных электрода с электрододержателями и газоход для отвода из агрегата технологических горючих газов, установленные в своде ковша, и расположенную в верхней части ковша шлаковую летку для слива жидкого шлака из него.

Способ производства трубной стали // 2640108

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству углеродистых и низколегированных трубных марок сталей, раскисленных алюминием. Способ включает выплавку полупродукта в дуговой сталеплавильной печи, выпуск полупродукта в сталеразливочный ковш с одновременной присадкой раскислителей, легирующих и части шлакообразующих материалов, доведение металла по химическому составу и температуре, а также окончательное раскисление и модифицирование кальцием на установке печь-ковш, вакуумную обработку с последующей продувкой металла аргоном и разливку металла на машине непрерывного литья заготовок.

Способ легирования железа азотом // 2665658

Изобретение относится к металлургии, а именно к легированию железа азотом. Способ легирования расплава железа азотом включает получение порошковой смеси путем перемешивания порошка железа с порошками нитридов бора или алюминия, полученную порошковую смесь прессуют в брикеты при давлении 30-40 МПа. Спрессованные брикеты помещают в тигель и загружают в вакуумную печь, откачивают до остаточного давления 1-10 Па, напускают азот до атмосферного давления и нагревают в атмосфере азота до температуры 1550-1600°C с расплавлением и выдержкой расплава при этой температуре в течение 60-180 мин. Изобретение обеспечивает повышение содержания азота в объеме железного слитка. 2 ил., 3 пр.