Способ дефосфорации марганцевых ферросплавов

(54) СПОСОБ ЦЕВЫХ ФЕР М 1й научно-исследователь ерной металлургии им(57) Использование: изобретение относится к металлургии, конкретно к рафинированию сплавов от фосфора, Сущность: щелочно-земельные металлы или их сплавы нагревают в неокислительной атмосфере до температуры 800-1050 С, выдерживают при этой температуре в течение 15-60 мин, После выдержки смесь нагрЕвают до температуры на 30-100 С выше температуры ликвидус марганцевого ферросплава. 1 табл. й, В.А,Машин, В.А.ЯкоА,В.Коваль, Г,Д,Ткач и йг 57-73116, 2. во ферроспл974. с, 160-17 в. Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинированию металлов и расплавов от фосфора.Наиболее близким к изобретению относится способ, заключающийся в обработке твердых дробленных сплавов флюсами систем Са-СаС 12, М 9-МдС 2 и др, при температурах 850-1050 С, охлаждении спека, промывке его водой с целью удаления фосфора в газовую фазу в виде фосфина (РНз) и последующем выщелачивании продукта слабым раствором соляной кислоты, Способ обеспечивает высокую эффективность рафинирования, однако сопряжен с нарушением экологической обстановки за счет выделения высокотоксичного газа-фосфина при обработке спека водой. Кроме того, обработка водой приводит к дополнительной окисленности сплава и снижению эффективности дефосфорации.Цель изобретения - повышение степе. ни рафинирования сплава.от фосфора и повышение производительности процесса.Поставленная цель достигается тем, что подверженный дефосфорации сплав измельчают до крупности менее 5 мм, смешивают с рафинироеочным флюсом, состоящим из щелочноземельных металлов или ихсплавов и соответствующих галогенидов,нагревают до 800-1050 С в неокислительФной атмосфере, выдерживают при заданной йтемпературе в течение 15-60 мин, а затемтемпературу поднимают до значений, на 30100 С превышающих температуру ликвидусобрабатываемого сплава,Реализация предложенного способаобеспечивает высокую эффективность дефосфорации и устраняет необходимость обработки продукта водой, обеспечиваяэкологическую безопасность процесса.Температурный интервал 800-1050 Сявляется термодинамически наиболее предпочтительным для о 5 разования фосфидовщелочноземельных металлов и, таким образом, выведение фосфора из обрабатываемого сплава, при температурах ниже 800 Собразование фосфидов щелочноземельныхметаллов менее предпочтительно, следовательно, эффективность дефосфорации невелика, При температурах выше 1050 Сэффект дефосфорации снижается в резульОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕН Г СССР)3 1186112 10 15 20 25 30 температура ликвидус обрабатываемого сплава. СТемпература нагрева после выдержки.,яС Температура изотермической выдержки,с Вариант Продолжительность йзотермической выдержки,мин Степеньдефосфо.рации,Исходное содержаниефосфора всплаве,Конечное содержание фосфора в сплаве, 1 Примечание Прототип 1 ООО 1200 60 0,47 0,19 При оброаботке водой после изотермической выдержки ощущается 59,6 резкий запах. сходный с запахом ацетилена800 950 1050 1 ООО 900 950 900 1 ЗЗО 1290 1295 1280 1295 1250 гзгО 0.18 О.О 8 012 014 010 о,ов 0,1 1 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0.47 0,47 го 50 4 О бо 50 зо 617 83,3 74,7 70,4 79,4 вз,з 76.6 тате частичного испарения щелочноземельных металлов.Изотермическая выдержка менее 15 мин не обеспечивает достаточную эффективность дефосфорации из-за незавершенности диффузионных процессов в твердых матричных сплавах. Выдержка при заданной температуре более 60 мин приводит к снижению фосфидной емкости флюса из-за повышенного улета галогенидов щелочно- земельных металлов и, соответственно, снижению степени дефосфорации.Изобретение предусматривает после изотермической выдержки измельченного сплава, смешанного с Флюсами, увеличение температуры процесса до значений, превы-шающих температуру ликвидус обрабатываемого сплава, Такая операция позволяет разделить металлическую и шлаковую фазы, При этом фосфиды щелочноземельных металлов, как продукт дефосфорации, ассимилируются жидким шлаком и удаляются из массы металла. В таком случае отпадает необходимость промывки водой продуктов дефосфорации и устраняется образование Фосфина, Повышение температуры процесса после изотермической выдержки до значений, превышающих температуру ликвидус обрабатываемого сплава менее чем на 30 С, не обеспечивает достаточной для полного разделения шлака и металла жидкоподвижности последнего. Повыше-. ние температуры процесса до значений, превышающих температуру ликвидус обрабатываемого сплава более чем на 100 С, приводит к интенсивному испарению компонентов рафинировочного флюса и обрабатываемого сплава и снижению эффективности процесса.П р и м е р. Испытания способа проводили в печи сопрот 44 вления с графитовым нагревателем в атмосфере аргона. В качестве объекта использовали ферромаргэнец,содержащий 0,47 о фосфора. Рафинировочным флюсом являлась смесь М 9-М 9 Г 2, М 9- СаГ 2, количество которого во всех случаях составило 20 от массы металла. Крупность ферромарганца менее 5 мм. Флюс используется в виде смеси порошка галогенидов щелочноземельных металлов и гранул этих металлов. Результаты испытаний представлены в таблице. Замена магния на кальций, во время испытания способа дает аналогичные резул ьтаты.Из данных, приведенных в таблице видно; что наилучшие результаты по степени дефосфорации ферромарганца получены при исйользовании заявленного технического решения (варианты 1-7).К положительному эффекту от реализации разработанного способа следует отнести возможность использования некондиционной мелочи, (отсев) образующейся при дроблении и сортировке марганцевых ферросплавов, так как в настоящий момент эта часть ферросплавов не находит применения; Формула изобретения Способ дефосфорации марганцевыхферросплавов, включающий дробление его до крупности менее 5 мм, смешивание с рафинировочным флюсом, содержащим щелочноземельные металлы или их сплавы и галогениды этих металлов, нагрев в неокислительной атмосфере до 800-1050 С, выдер жку при этой температуре в течение 15-60мин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени дефосфорации марганцевых ферросплавов, после выдержки смесь нагревают до температуры на 30-.40 1 ОО С выше температуры ликвидус марганцевого ферросплава, производят расплавление смеси и разделение металла и шлака.