Способ окислительного рафинирования ферросплавов

Союз Соввтсеа Соцмалмстмцвскнн Рвспублмн62 Сл.1 С 7 Геаударетеанный кемктат ссср пе ламам язабратанн и еткрытнй(72) Авторы изобретения елябинский научи(71) Заявители исследовательский институт металлург и Завод ферросплавов 54) СПОСОБ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФЕРРОСПЛАВОРА ФИНИ ИЯ оотношении газообразных остоянном свя вом этапе р кой темпера енно после в ижения угар с ведут при ода в состаеси (отнош у газу в и ения высок симального афинировани турой метал ыпуска его а ведущего понижецном ве газовой ение кислор ределах 0,5 ой скорости удаления пр ла неиз пе- элеменсодержа окислизи с высо посредств чи, для сн та процес нии кислор тельной смбалластном при сохра ния и м"к ода к- 1,8), окисле- имесей 1Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству ферросплавов, и может быть использовано, например, при выплавке ферросилиция,Известен способ рафинирования ферросилиция, включающий введение шлакообразующих добавок в жидкий расплав спродувкой его кислородом или газовымй смесями 1),. Однако продувка кислородом ведет к 10чрезмерному перегреву металла, что значительно повьпцает угар кремния и ухудшает условия удаления алюминия при достижении требуемой глубины рафинирования, При продувке одним воздухом проис 15ходит сильное охлаждение жидкого сплава, что существенно снижает скоростьокисления алюминия.Таким образом, изменяющиеся по хо 20ду процесса рафинирования условия (тем-,лература сплава, остаточная концентрацияпримесей) не позволяют поддерживать оптимальный режим окисления примесей при реагентов.Целью настоящего изобретения являет-,ся повышение скорости и полноты окисления вредных примесей, а также снижениеугара ведущего элемента.Пель достигается тем, что процесс рафинирования ведут на первом этапе приотношении кислорода к балластному газув пределах 0,5 - 1,8 в течение 1530 мин, а на втором этапе при отношении 2:6 в течение 10-15 мин,Процесс рафинирования состоит из двухэтапов.На пер я в4 понижении температуры скорость окисления алюминия при рафинировании такжеснижается. В условиях реального процесса равновесие о.;азывается существенноЗ сдвинутым в сторону окисления алюминия,что возможно связано с гетерогенностьюшлаков, Оптимальная температура рафиниорования находится вблизи 1400 С, однако она может несколько изменяться вЮ зависимости от конкретных условий. Впроведенных опытах отношение содержания кислорода и балластного газа в составе газовой смеси изменяется от 0,5до 6,ф Программа изменения состава газовойсмеси устанавливается в зависимости отначальной температуры ферросилиция иисходного содержания алюминия в нем.Увеличение отношения кислород/балласт 2 О ный газ выше 6 ведет к резкому увеличению угара кремник Уменьшение отношения кислород/балластный газ ниже0,5 ведет к чрезмерному охлаждениюсплава и снижению эффекта рафинироваф .ния,Предлагаемый способ окислительногорафинирования опробован в промышленныхусловиях Кузнецкого завода ферросплавовпри рафинировании 75%-го ферросилиция,выплавленного в мощной (20000 ква)руднотермической печи.Содержание алюминия в ферросилициипосле выпуска иэ печи составило 0,9 -:1,5%. Температура металла 18001850 С, Предварительно сплав обрабатыовали шлаковой окислительной смесью, за:тем продували газовой смесью предлагаемым способом в два этапа. Всего обработано 64 тонны 75%-го ферросилиция,Весь рафинированнйй метаМ содержалалюминияменее 0,1%, Применение предлагаемого способа газового рафинирования позволяет заменить ранее применявшуюся трехшлаковую предварительную об45работку сплава на одношлаковую. При этомпотери етадла при скачивании шлаков снижаются с 42% (плановая заводская норма потерь сплава при рафинировании) до20 - 27%.Применение предлагаемого способарафинирования позволяет выплавлять высокочистый ферросилиций для производст-ва трансформаторной.стали в промышленных масштабах.Я Формула изобретенияСпособ окиодительного рафинирования ферросплавов, включающий обработку 3 662597до достижения температуры, оптимальнойдля следующего этапа рафинирования, втечение 15-30 мин,На втором этапе рафинирования, сцелью достижения максимальной полнотыудаления примесей, содержание кислорода в составе газовой смеси увеличивается, а содержание балластного газа уменьшается (отношение кислорода к балластному газу в пределах 2-6), с тем, чтобытемпература рафинируемого ферросплавабыла оптимальной для этого этапа.Изменение соотношения газообразныхреагентов позволяет поддерживать оптимальные физико-химические условия окисления примесей на протяжении всего процесса рафинирования,Так, при рафинировании ферросилицияот алюминия необходимо обеспечить условия, при которых окисление алюминиясопровождается минимальным угаромкремния.Известно, что равновесие реакцииИ,О,1 зв 1=з(ва,1 чдф 11-с понижением температуры сдвигаетсявлево, т, е, способствует достижениюцели, Однаков условиях реального процесса вещества, участвующие в этойреакции, растворены в шлаке и металлеи изменение их активйостей с температурой может изменить влияние темпера туры на, ход йроцесса. Кроме того; из, вестно, что понижение температуры ухудшает кинетические условия протеканияреакцйй. Поэтому должен существоватьоптимум температуры; отвечающий наидучшим йокаэатедям процесса,На большой серии лабораторйых и промышденных плавок было изучено влияние.температуры на равновесие реакции (1),кинетические характеристики окисленияпримесей,а также определены оптимальные параметры процесса рафинировайияв промышленных условиях.При этом установлено, что константаравновесия реакции ( 1), записанная ввидеО Йз 1 йде ф сиМ/Б цгде (ь;)уменьшается с температурой по формулеЯ 200- Р( = - -1 22Ь А 3(б (уддедоввтедьно, глубина рафинированияс,йднижением температуры растет. При1:Редактор В. Филиппова Техред М. Петко Корректор Е. Папп Заказ 2649/32 Тираж 652 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 жидкого ферросплава в ковше твердымиокислительными смесями и газообразнымиреагентами кислородом и балластнымгазом, например азотом, инертным газом,. отличающийся тем,что,сцелью повышения. скорости и полнотыокисления вредных примесей, а такжеснижения угара ведущего элемента, процесс рафиьдрования ведут на первом этапе при отношении кислорода к балластному газу в пределах 0,5 - 1,8 в течение 15-30 мин, а на втором этапе при отношении -6 в течение 10-15 мин.3 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент Японии % 38-20464,кл, 10 3 154, 1973,