Способ выплавки ферросплавов

11553294 Союз Советских Социалистических Республик) Приорите овета Министров СССпо делам изобретенийИ ФЕРРОСПЛАВОВ 4) СПОСОБ ВЪП бласти чернойк производству(22) Заявлено 04.08.75 (21)с присоединением заявки Ке 45) Дата опубликования о Изобретение относится к ометаллургии, в частности,ферросплавов.Ферросплавы выплавляют в дуговых электропечах из руды, флюсов и восстановителей. 5Известен способ получения феррохрома,включающий проплавление руды и извести,смешивание расплава с жидким ферросили.кохромом при одновременном добавлениипримерно 30 вес. % твердой рудно-известко Овой смеси 11.Недостатком такого способа является от.сутствие эмульгирования восстановителя исравнительно низкое извлечение восстанавливаемого элемента. 1Целью изобретения является эмульгирование струи восстановителя и увеличениеполноты восстановления окислов при выплавке ферросплавов в электропечи путем проплавления части флюсов и окислов, введения 20в расплав жидкого восстановителя с одновременным введением остальной части твердой шихты.Для этого предлагается способ, по которому твердую шихту в расплав вводят вместе с эмульгатором в соотношении (20 - 50):1.В дуговой электропечи получают расплавпутем совместного проплавления части(30 - 607, от общего количества, необходимого на плавку) окислов и флюсов. В образу- ЗП ющпйся расплав сливают жидкий восстано. витель, предварительно расплавленный на другом агрегате, Одновременно с восстановителем в расплав при поднятых электрода:; в течение всего времени заливки вводят остальные 40 - 70/, твердой шихты, предварительно смешанной с эмульгатором в соотношении (20 - 50): 1. Затем расплав выпускают из печи и отделяют металл от шлака.В качестзе эмульгаторов используют твердые вещества, являющиеся источником газовыделения. По способу действия их можно разделить на 2 группы:1) вещества, испаряющиеся при темпера. туре расплава, например, хлористый натрий сильвинит, хлористый алюминий и др.2) вещества, имеющие температуру плавления выше температуры расплава, но способствующие га зов ыделению в результате химического взаимодействия с расплавом (например, карбид кремния, в результате взаимодействия которого с окислами выделяется СО), либо вещества, понижающие растворимость газов в расплаве.Для эмульгированпя используются веще. ства как первой, так и второй группы, либо их смесь,При заливке в расплав жидкого восстановителя, например ферросилиция, ферросиликохрома, алюминия, силикокальция и др, 553294газа в единице объема расплава, Важно, чтобы эмульгатор обеспечивал равномерное газовыделение в объеме расплава в течениевсего времени заливки. Поэтому его следуетвводить равномерно, смешанным с шихтой.При подаче эмульгаторов отдельнымипорциями газовыделение и, как следствие,эмульгирование проходит чрезвычайно интенсивно, процесс восстановления носит взрывной характер и сопровождается выбросамииз печи.При расходе эмульгатора в количестве,меньшем 1: 50 по отношению к загружаемойшихте, процесс восстановления идет вяло,так как выделяющихся газов недостаточнодля хорошего диспергирования восстановителя, что приводит к увеличению расхода элек.троэнергии и дополнительному прогревушихты после заливки восстановителя, повышенному содержанию восстанавливаемыхокислов в шлаке и элемента-восстановителяв металле после плавки. При соотношенииэмульгатора и шихты, большем, чем 1: 20,происходит очень интенсивное перемешивание расплава, сопровождающееся выбросамииз печи.Как показали опыты, при использованииэмульгатора крупных фракций (более 1 мм)происходит локальное газовыделение, сопровождающееся выбросами из печи или сильным вспениванием расплава, которое тормозит процесс восстановления. Поэтому желательно использование эмульгаторов фракцийменее 1 мл. Такой же нежелательный эффект наблюдается и при продувке газом илипри использовании жидких эмульгаторов,имеющих низкую температуру кипения. Поэтому в качестве эмульгаторов следует использовать твердые вещества.П р и м е р. На электродуговой печи мощностью 1,1 Мва провели кампанию по выплавке ферросплава, содержащего У, Я Реи примеси Мп, Сг, из нижнетагильского ванадийсодержащего конверторного шлака,извести, плавикового шпата и 65/,-ного ферросилиция.Вначале в печи получили расплав из шихты, состоящей из 500 кг ванадийсодержащегошлака, 500 кг извести и 20 кг плавиковогошпата (50% от веса шихты, необходимой наплавку).В индукционной печи расплавили 200 кг65% -ного ферросилиция и в течение 2 мин,заливали в расплав. Одновременно с заливкой ферросилиция в расплав равномерно загрукали шихту, состоящую из 500 кг шлака,500 кг извести; 20 кг плавикового шпата, смешанную с 30 кг сильвинита фракции менее1 лг.ц (3% от веса шихты).Через 5 мин после заливки ферросилициярасплав выпустили из печи и после охлаждения отделили от шлака. По этой технологиипровели 6 плавок,Для сравнения провели две кампании (по4 плавки) пс выплавке ферроспликованадия происходит взаимодействие его с окислами расплава. При этом на границе раздела фаз достигаются весьма низкие динамические величины межфазного натяжения, Однако заметного эмульгирования восстановителя не происходит, и процесс восстановления проте.кает сравнительно медленно, так как межфазная поверхность взаимодействия невелика.Повышение интенсивности процесса восстановления достигается введением в расплав веществ-эмульгаторов. Введение их вызываег газовыделение в объеме расплава, благодаря чему происходит интенсивное перемешивание фаз, и в условиях низкого межфазного натяжения происходит энергичное эмульгирование восстановителя. Размер получающихся диспергирова нных капель восстановителя находится в пределах от нескольких микрон до 1 - 2 л 4 я- 4 лю, межфазная поверхность возрастает в сотни, тысячи раз, скорость процесса восс а- товления окислов из шлака также резко возрастает.П о мере восстановления капли металла обогащаются ведущим элементом и при прохождении через слой шлака рафинируются от восстановителя. Металлические капли, оседая на подину печи, образуют слой ферросплава. Для выплавки ферросплавов важно постоянное наличие в шлаке капель с высоким содержанием элемента-восстановителя, кого вчто достигается равномерной заливкой ж идго восстановителя со скоростью00 - 0 кг/мин. Одновременно в шлаке снижается содержание восстанавливаемых окислов, что вызывает снижение эффективности извле чения ведущего элемента, так как повышаются значения межфазного натяжения на границе раздела расплав-восстановитель. Последнее ухудшает условия для образованич тонкодисперсной эмульсии восстановителя. 40 Поэтом у одновременно с заливкой восстановителя в ар сплав вводят новые порции окислов. П иричем их вводят вместе с флюсамив твердом виде.Твердая шихта расплавляется за счетэкзотермических реакций восстановления.В зависиисти от типа восстановителя,его температуры и экзотермичности количеможет быть различным. Как показали опы ты, при таком способе выплавки ферросплавов количество загружаемой твердой шихты колеблется в пределах 40 - 70% от необходимого на плавку, Наилучший эффект восстановления достигается при равномерной завалке шихты в течение всего времен ливкир ни заки жидкого восстановителя, так как п иэтомм поддерживается более постоянное содержание восстанавливаемых окислов в шлаке и достигается более равномерное газовы- бо деление в объеме расплава и его псремешк.вание.Эффективность эмульгирования, а следовательно, и скорость процесса восстановления пропорциональны количеству выделяемого553294 Формула изобретения Составитель И, Чепикова Техред И. Сметанина Корректор И, Симкина Рсдактор Е. Братчикова Заказ 439/1146 Изд. Уа 39 Тираж 722 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент по двум вариантам: с заливкой жидкого восстановителя, но без добавки в шихту эмульгатора (сильвинита), и с одновременной загрузкой в печь всей шихты вместе с твердым восстановителем.Сравнение полученных результатов показало, что извлечение ванадия в металл на плавках с жидким восстановителем и с использованием эмульгатора в твердой шихте на 0,57 о выше, чем на плавках без эмульгатора и на 0,9 выше, чем на плавках на твердой шихте, Кроме того, по предложенному спосо. бу плавки проходят быстрее, чем при других способах. 1. Способ выплавки ферросплавов в электропечи, включающий проплавление части флюсов и окислов, введение в расплав жидкого восстановителя с одновременным равномерным введением остальной части шихты, отличающийся тем, что, с целью эмуль гирования струи восстановителя и увеличенияполноты восстановления окислов, твердую шихту в расплав вводят вместе с эмульгатором в соотношении (20 - 50): 1,10 2. Способ по п. 1, отличающийсятем, что, в качестве эмульгатора вводят твердые вещества, газифицирующиеся при температуре расплава. 15 Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Патент ФРГ Ма 1 б 08123, 18 Ь 7/00,1974 г.