Способ удаления меди из расплава чугуна и стали

,ЯО 114 2 41 С 21 С 1/04, 7/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ чаю а в вш ров, ский енин ров еталлурНосова овыс щения ство СССР1979,пез.8065. овки коерусодеоздаютвуокиси ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЕДИ РАСПЛАВА ЧУГУНА И СТАЛИ,.вкл расплавление и перегрев металл плавильном. агрегате, выпуск в и подачу серусодержащих соеди щелочных металлов, о т л и ч щ и й с я тем, что, с цельюпроизводительности проц качества металла и стойкости ша,. одновременно с подачеижащих соединений в ковшезбыточное давление 2-20 атисеры или нейтрального газа,Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии рафинированных черных металлов от меди, например вторичных черных металлов, медистых чугунов, сталей, 5Известен способ рафинирования расплава черных металлов от меди, включающий ввод в расплав обезвоженных серусодержащих метериалов в потоке газоносителя и восстановителя. В качестве серусодержащих соединений используют сульфаты, сульфиды и суль-. фиты щелочных и щелочноземельных металлов, а также сульфат железа, Эти материалы подают в расплав черных 15 металлов в потоке кислорода или воздуха, содержащем пылевидный углерод при соотношении углерода и кислорода 5:2 1 .Недостатком данного способа уда ления меди является наличие окислительного потенциала газовой фазы, содержащей кислород, что обусловливает диссоциацню сульфатов с образованием окислов металла и двуокиси 25 серы. Двуокись серы устанавливается металлическим расплавом, что повышает содержание серы в металле.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 30 к предлагаемому является способ, включающими расплавление металла и нагрев его выше температуры ликвидуса, выпуск в ковш, оборудованный крышкой для уменьшения выбросов ме 35талла из ковша во время процесса обезмеживания и защиты атмосферы от выбороса сернистных соединений и натриевого пламени, В ковш подают шлакообразующук смесь, состоящую из серу содержащих соединений щелочных и щелочноземельных металлов с восстановителем - коксом ипи графитом. В результате восстановления сульфатов щелочных металлов образуется суль фидный шлак. Жидкий металл, содержащий медь, выдерживают под этим шлаком при атмосферном давлении воздуха или инертного газа в течение ,времени, необходимого для более пол ного удаления меди из железного расплава, после чего шлак и металл разделяют 2.Недостатками известного способа удаления меди является значительный переход серы из шлака в металл, что вызывает недбходимость проведения десульфации металла. Выделяющийсяв результате диссоциации оксид натрия 1 аэъедает футеровку ковша, что приводит к более частым ремонтам ковша, увеличивая расход огнеупоров на 1 т рафинированного металла, тем самым удорожая процесс,Цель изобретения - повышение производительности процесса, качества металла и стойкости футеровки ковша.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу удаления .медн иэ расплава чугуна и стали, включающему расплавление и перегрев металла в плавильном агрегате, выпуск в ковш и подачу серусодержащих соединений щелочных металлов, одновременно с подачей серусодержащих соединений в ковше создают избыточное давление 2-20 ати двуокиси серы или нейтрального .газа.Нижний предел давления соответствует обезмеживанию чугунов с содержанием углерода более 4 Х, так как процесс удаления меди ведут при 1350- 1400 С, а при этих температурах диссоциация сульфатов и сульфидов щеочных металлов уменьшается при давении двуокиси серы или нейтральноо газа, равном или более 2 атм, Верхний предел 20 ати соответствует обезмеживанию сталей с содержанием углерода менее.0,057., поэтому необходимо проводить процесс при 1550- 1600 С, а при этих температурах диссоциация сульфатов и сульфидов щелочных металлов уменьшается при достижении давления двуокиси серы или нейтрального газа 18-20 ати. Кроме того, при фолее высоком давлении двуокиси серы металл начинает поглощать серу из атмосферы,Предлагаемый способ удаления медииэ расплава чугуна или стали осуществлен в лабораторной печи МВП, незначительно переделанной для создания избыточного давления, Опыты с чугуном проводят в графитовых тиглях. Чугун с содержанием меди 1 Х и серы О,ОЗХ плавят в печи и его температура доводится до 1350 С, По дос. тижении указанной температуры в печь через шлюзовую камеру подают сульфат натрия со стехиометрически необходимым для его восстановления до сульфида натрия углеродом, Одновременно с подачей шлакообразующей смеси в печи создают давление 2 ати двуокиси сеЗаказ 1824/15 Тираж 553 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ры, Металл под шлаком выдерживают в течение 10 мнн, после чего печь разгерметизируют и металл отделяют от шлака, Садка тигля по металлу составляет 100 г. Сульфат натрия подают в количестве 17 г.Очищенный от меди чугун содержит меди 0,657, серы 0,045 - 0,0507 Такой чугун не требует в дальнейшем операции десульфурации, а это сущест венно повышает производительность процесса и исключает применение дорогих десульфатов, например магния или известково-глиноземистых смесей, при последующем переделе чугуна в сталь.Опыты со сталью проведены в алундовых тиглях, Сталь с содержанием меди 17. и серы 0,037. плавят в печи и ее температуру доводят до 1600 С, содержание углерода в стали 0,0457. По достижении указанной температуры в печь через шлюзовую камеру подают сульфат натрия с углеродом. Одновременно с подачей шлакообразующей смеси в печи создают давление 72 420,0 ати двуокиси серы. Металл подшлаком выдерживают 10 мин, послечего печь разгерметизируют и металлотделяют от шлака. Садка тигля пометаллу составляет 100 г. Сульфатнатрия подают в количестве 17 г. Очищенная от меди сталь содержитмеди0,707., серы 0,15-0,207, т.е. меньше,чем по известному способу (0,24 О, 07), что требует меньшего количества десульфуриэаторов для приведения стали в кондиционное по сересостояние,На предлагаемый процесс требуется шлака в 1,1-1,4 раза меньше, чемна известный, что удешевит процессполучения очищенного от меди металла. Подавление диссоициации сульфатов и сульфидов уменьшит поступление в газовую фазу окиси натрия,что позволит повысить стойкость футеровки.Аналогичные результаты полученияпри использовании вместо двуокисисеры нейтральных газов, напримераргона.