Шихта для получения фосфористого ферросплава

(56) Молчанов Н.Г сплавов в доменно с.295 в 3,Шумаков Н,С. ция фосфоритов, с.249,ыплавка фосф печи. Сталь, 1 ристых 7,%4 Кунаев А,М, АгломераНаука, Алма-Ата, 1982,л к осфат,ь; 8-12 всеобщ. 8 М 90; ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(73) Институт металлургии и обоАН КазССР Изобретение относится к чернои металургии, к ферросппавному производству, онкретно к шихтам для производства фосфористого ферросплава, обогащенного легирующими металлами, которые могут использованы как лигатуры для производства специальных чугунов с улучшенными литейными свойствами, автоматный сталей, износостойких чугунов для тормозных колодок, а также для получения нового класса металлоаморфных магнитомягких материалов,Целью изобретения является улучшение качества фосфористого ферросплава и уменьшение затрат на шихтовые материалы,Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения фосфористого ферросплава, содержащая фосфорсодержащий компонент, железную стружку и кокс соласно изобретению в качестве фосфорсодержащего компонента содержит(54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРИСТОГО ФЕРРОСПЛАВА (57) Использование: изобретение относится к ферросплавному производству, конкретно к шихтам дпя производства фосфористого ферросплава, обогащенного легирующими металлами, которые могут быть использованы как лигатуры для производства специальных чугунов с улучшенными литейными свойствами. Сущность изобретения: шихта содержит в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточный конвертерный фосфатшпак при следующем соотношении . Компонентов, мас.о: промежуточный конвертерный фосфатшлак 55 - 60; железная стружка 2-3.5; кварцит 9-10; кокс 28,5- Б 31,5,промежуточный конвертерный фосфатшлак при следующем соотношении компонентов, масс.%:Промежуточный конвертерный фосфатшлак 55 - 60Железная стружка 2 - 3,5Кварцит 9 - 10Кокс 28,5 - 31,5 Промежуточный конвертерный фшпак имеет следующий состав, мас, Р 205: 0,6 - 1,1 /205: 6 - 8 Мпо; 10 - 15 14-18 502; 40 - 45 СаО; 1 - 3 А 20 з, б - С - остапьнеВ настоящее время промежуточныйконвертерный фосфатшлак, образующийся в процессе конвертерной переработки фосфористого чугуна на сталь. ежегодное количество которого на Карагандинском металлургическом комбинате составляет 400 тыс, т, является отходом производства, Наличие в шлаке в достаточном количестветаких элементов как фосфор и железо делает его пригодным для дальнейшей переработки на фосфористый ферросплав.Ванадий, присутствующий в шлаке в видепентаоксида, при плавке шихты будет восстанавливаться и переходить в ферросплавв количестве 1,78 - 2,6%, улучшая его качество. Кроме того, повысит качество сплавамарганец, содержание которого в ферросплаве состави г 11,3-15,2 о , 10Присутствие в фосфористом ферросплаве легирующих элементов позволяет значительно расширить сферу его применения посравнению с известными техническими решениями; для получения новых более дорогостоящих марок специальных чугунов исталей, металлоаморфных магнитомягкихматериалов, что увеличивает ценность получаемого сплава,Использование в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточного конвертерного фосфатшлака позволяет значительносократить расход дефицитной железнойстружки, в 5,5-9,7 раз по сравнению с прототипом. Это возможно благодаря сравнительнобольшому содержанию в шлаке железа(10 - 15 против 3 - 5 в фосфорите),Учитывая то, что промежуточный конвертерный фосфатшлак является отвальным, это также позволяет сократить затраты 30на шихтовые материалы.Важным положительным фактором использования промежуточного конвертерного фосфатшлака является отсутствие в немпримеси фтора, которая содержится в фосфорите в значительном количестве - до 2 ,что исключает вьбросы в окружающую среду токсичных фтористых соединений изначительно улучшает экологическое состояние окружающей среды. 40Содержание в шихте промежуточногокон вертерного фосфатшлака составляет55 - 60 мэс,о , При содержании его менее55 оснижается качество получаемого ферросплава за счет снижения содержания в 45нем легирующих элементов, увеличиваетсясодержание других более дорогостоящихкомпонентов шихты, что скажется на затратах на шихтовые материалы. Кроме того,при увеличении содержания кварцита более 5010% кислотность шлака увеличивается, чтоповлечет увеличение вязкости и, следовательно, снижение извлечения ценных элементов в ферросплав, а это ухудшит егокачество, При увеличении содержания железной стружки в шихте более 3,5 оувеличивается содержание железа в сплавеи значит снижается в нем содержание легирующих элементов, что снижает качествоферросплава, Кроме того, происходит перерасход железной стружки, сырье используется нерационально и увеличиваются расходы на шихтовые материалы. Также увеличивается содержание кокса и значит - затраты нэ шихтовые материалы,Повышение содержания промежуточного конвертерного фосфатшлака в шихте более 60 оприведет к снижению содержания других составляющих шихты, при этом снизится качество фосфористого ферросплава, Так, снижение содержания кварцита в шихте менее 9 оповлечет снижение кислотности шлака, При этом понизятся активности легирующих элементов, которые в шлаке присутствуют в виде соединений кальция; при введении достаточного количества кварцита зти соединения разрушаются, что увеличивает активности легирующих элементов и способствует их извлечению в ферросплав. Следовательно, при снижении содержания кварцита в шихте менее 9 оизвлечение этих элементов в ферросплав снижается. что улучшает его качество. Кроме того, если снизить содержание кокса в шихте менее 28,57, то процесс восстановления ценных элементов в сплав будет происходить неполностью, что также отразится на его качестве и сырье будет использоваться нерационально, Если снизить содержание железной стружки в шихте менее 2%, то это приведет в загрязнению атмосферы, ухудшению экологического состоячия окружающей среды, так как из-за нехватки железа будет образовываться свободный фосфор вместо фосфористого ферросплава, Таким образом, увеличение содержания в шихте шлака более 60 приведет к тому, гго большинство ценных элементов шлака не будет извлечено, а экология процесса значительно ухудшится.Предлагаемая шихта была изготовлена и опробована в лабораторных условиях.П р и м е р 1, Для изготовления шихты использовали промекуточный конвертерный фосфатшлак Карагандинского металлургического комбината следующего состава, мас.; 12 Р 205; 1,1 Ч 20 н; 8 МпО, 10 Ееобщ., 18 902; 40 СаО; 1 А 20 з; 8 М 90;1,9 С, железную стружку; тарасовский кварцит 95 оЯ 02) и металлургический кокс.Шихту, состав которой входили: 1 кг промежуточного конвертерного фосфатшлака, что составляет 55 о ; 0,063 кг железной стружки, что соответствует 3,5%; 0,182 кг кварцита - 10 ои 0,573 кг кокса - 31,5 о , измельчали до крупности менее 5 мм, тщательно перемешивали и загружали в графитовый тигель диаметром 320 мм и толщиной стенки 400 мм и плавили при температуре 1500 С в течение 1 часа.В результате плавки получили Фосфористый Ферросплав в количестве 0,230 кг, что составляет 12,65 от массы исходной шихты, следующего состава, мас. 2,6 Ч.; 15,2 Мп; 15,1 Р, 0,8 Б; 0,5 С; Ее - остальное и шлак в количестве 0,635 кг (состав не анализировали),По прототипу фосфористый ферросплав содержит, ма с,; 0,5 М и; 15,4 Р, 0,475 Р;0,47 С; Ге - остальное, Таким образом, качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по и рототипу, а расход железной стружки сократился в 5,5 раз.П р и м е р 2. Для приготовления шихты использовали промежуточный конвертерный фосфатшлак следующего состава, мас, : 10 Р 20 б; 0,9 Ч 20 б; 7 МпО; 14 всеобщ 16 502; 43 СаО; 2 А 20 з; 7 М 90; 0,1 С, железную стружку, тарасовский кварцит, металлургический кокс,Шихту, в состав которой входили; 1 кг промежуточного конвертерного шлака, что составляет 57,34 о ; 0,0475 кг железной струкки, что соответствует 2,62 б ; 0,177 кг кварцита - 9,3 ; и 0,536 кг кокса - 30,76, измельчали до крупности менее 5 мм, тщательно перемешивали и загружали в графитовый тигель и плавили при температуре 1500 С в течение 1 ч.В результате плавки получили фосфористый Ферросплав в количестве 0,212 кг, что составляет 12,11 от массы исходной шихты, следующего состава, мас. ; 2,38 Ч;14,36 Мп; 16 Р; 0,5 Я; 0,2 С; Ре - остальное и шлак в количестве 0,674 кг,Качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по прототипу, Расход железной стружки сократился в 7,4 раза,П р и м е р 3. Для изготовления шихты использовали промежуточный конвеотерный фосфатшлак следующего состава, мас,; 8 Р 20 б; О,б Ч 20 б; 6 МпО; 15 всеобщ 14 5102; 45 СаО; 3 А 20 з: 6 М 90; 2,4 с, железную стружку, тарасовский кварцит и металлургический кокс. Шихту, в состав которой входили; 1 кг промежуточного конвертерного фосфатшлака - 60 , 0,033 кг железной стружки - 2 ;0,150 кг кварцита - 9 и 0,475 кг кокса - 28,5 , крупностью менее 5 мм загружали в графитовый тигель и плавили при температуре 1500 С, в течение 1 ч,В результате плавки получили фосфористый Ферросплав в количестве 0,188 кг, чтосоставляет 11,34 оот массы загружаемойшихты, следующе;. состава, мас,; 1,78 Ч;5 11,3 Мп; 15,8 Р; 0,4 Я; 0,01 С; Ге - остальнои шлак в количес. 0,641 кг,Качество полученного Ферросплава значительно лучше, чем по прототипу, расходжелезной стружки сократился в 9,7 раз,10 Ожидаемый экономический эффект отприменения в шихте для получения фосфористого ферросплава промежуточного конвертерного фосфатшлака создается изэкономии за счет получения более дорого 15 стоящего продукта - легированного фосфористого ферросплава и за счет сокращениярасхода стальной стружки,В настоящее время доменный Фосфористый Ферросплав получают в доменном цехе20 Старо-Уткинского металлургического завода, Поэтому экономическая эффективностьрассчитывается из сопоставления с прототипом и существующим производством наСтУМ 3.25 Формула изобретения1, Шихта для получения фосфористогоферросплава, содержащая фосфорсодержащий компонент, железную стружку, кварцитикокс,отличающаяся тем,что,сцелью30 улучшения качества фосфористого ферро. сплава и уменьшения затрат на шихтовыематериалы, она содержит в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточный конвертерный фосфатшлак при35 следующем соотношении компонентов,ас оПромежуточый конвертерный фосфатшлак 55 - 60М(елеэная стружка 2 - 3,5Кварцит 9 - 10Кокс 28,5 - 31,52. Шихта по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что промежуточный конвертерный фосфатшлак имеет следующий состав, мас,:45 Р 20 б 8 - 12Ч 205 0,6-1,1МпО 6 вГвобщ. 10-15902 14 - 1850 СаО 40-45АЬ 20 з 1 - 3М 90 6 вС Остальное,