Способ получения синтетического шлака и попутного легирующего металла

(Я) С 21 С 554 АНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУСВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 662593 кл. С 21 С 5/54 19792. Авторское свидетельство СССР 9 530067, Кл. С 21 С 5/54, 1976. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА И ПОПУТНОГО ЛЕГИРУЮЩЕГО МЕТАЛЛА, включающий сплавление извести с глиноземсодержащим материалом - йатализатором К, частиМ" ное восстановление окислов металлов углеродсодержащим восстановите ЯОА лем, получение попутного металла и выпуск шлака, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью использования влажных глиноэемистых материалов и получения попутного легирующего металла, дополнительно в качестве глиноземсодержащего материала используют влажные отходы щлнфовального производства быстрорежущих сталей в количестве 25-30 по массе глинозема, которые присаживают отдельными порциями вместе с углеродсодержащим восстановителем в конце сплавления извести с катализатором Кна готовую щлаковую ванну, а эа 10-20 мин до выпуска шлака и легирующего металла расплав продувают инертным. га-.зом с интенсивностью О, 3-0, 4 М/т мин.Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в цехах, располагающих шлакопла" вильными агрегатами.Известен способ получения синтетического шлака, включающий сплавление извести и глиноземсодержащих материалов с повышенным содержанием легковосстановимых окислов, восстановление этих окислов ферросилицием в количестве 0,5-1,5 от стехиометрически необходимого на восстановление легковосстановимых окислов 1,Известный способ позволяет расширить круг используемых глиноэемсо" держащих материалов и повысить стойкость угольной футеровки печи, однако применение в качестве восстановителя Ферросилиция приводит к повышенному содержанию в синтетическом шлаке 81 О, который является нежелательной прймесью, ухудшающей рафинирующие свойства шлака.Наиболее близким к .предлагаемому по технической .сущности и достигаемому эффекту является способ получе" ния синтетического шлака, включающий спекание взвести с глиноэемсодержащим материалом - катализатором К, частичное восстановление окислов металлов углеродсодержащим восстановителем и получение попутного металла. Известный способ обеспечивает более высокие рафинирующие свойства синтетического шлака, посколвку уг- лерод дает газообразные продукты .раскисления, легко удаляемые иэ ван, ны, и позволяет уменьшить содержанке в шлаке нежелательных компонентов таких, как окислы хрома, железа, марганца и др 2 .Однако известный способ не позволяет применять влажные материалы, поскольку не предлагает никаких средств борьбы с водородом,в шлаке. .Между тем растворимость водорода в известково-глиноземистом шлаке высока: 30-50 см/100 г. При таком содержании водорода в процессе рафинирования металла шлак будет насыщать водородом сталь, повышая ее Флокеночувствительность и ухудшая служебные свойства. Кроме того, известный способ не предусматривает дальнейшего использования попутного металла, так как извлечение в металл дорогостоящих и дефицитных легирующих элементов невелико и использование его не имеет практического смысла.Цель изобретения - использование влажных глиноземистых материалов и получение попутного легирующего металла.Поставленная цель достигаетсятем, что по способу получения синтетического шлака, включающему сплавление извести с глиноземсодержащимматериалом - катализатором К, частичное восстановление. окислов металлов углеродсодержащим восстановителем, получение попутного металла и 5 выпуск"шлака, дополнительно в качестве глиноземсодержащего материалаиспользуют влажные отходы шлифовального производства быстрорежущих сталей в количестве 25-30 по массе 10 глинозема, которые присаживают отдельными порциями вместе с углеродсодержащим:восстановителем в концесплавления извести с катализаторомКна гото:вую шлаковую ванну, аза 10-20 мин до выпуска шлака и легирующего металла расплав продувают.инертным газом с интенсивностью0,3-0,4 м/тмин.Отходы шпифовального производства при обработке быстрорежущих сталей представляют собой влажную массу, содержащую 10-20 корунда, атакже железо и такие, дорогостоящиеи дефицитные элементы, как вольфрам,молибден, ванадий, хром, причемзначительная доля ванадия и хроманаходится в виде окислов, Извлечение и дальнейшее использование этихэлементов представляет важную задачуе.Влажные отходы шлифовальногопроизводства быстрорежущей сталиимеют следующий компонентный состав,вес.%: влажность 18,0; СаО 0,4;лЕ О 3 18,01 И 5,5; мо 3,4; Ч 0,8;35 Сг 2,3 у Реб 1,4; ЧО 0,65 р Сг 03 10,железо остальное.Попытки извлечения этих. элементовобычными методами не дают положительных резуЛьтатов. Так, присадка влаж Д ных отходов шлифовального проиэвод"ства быстрорежущих сталей в эавалкупри электродуговой плавке приводит кбольшой потере элементов во времярасплавления,. а переход в шлак окис .лов ванадия и хрома приводит к егоэагущению и ухудшению технологических функций Добавка их при выплавкесинтетического шлака вместе с углеродистым восстановителем (1,0-1,5по стехиометрии) не обеспечивает полного восстановления окислов ванадияи хрома из-за плохого перемешиванияванны; они загружают шлак, снижаяего рафиннрующие свойства. Кроме того, в шлаке и в обрабатываемой имстали йовышается содержание водорода.Предлагаемый способ с присадкойвлажных отходов шлифовального проиэводства быстрорежущих сталей вместе суглеродистым восстановителем и пос.60 ледующей продувкой шлаковой ванныинертным газом обеспечивает допустимое содержание .водорода в шлаке,Интенсивное перемешивание шлаковойванны способствует более полному 5 протеканию реакций восстановления1055775легковосстановимых окислов ван ияи хроаддегазации и рафинирования шлака. Опытма, их более полному извлечению ным и темв попутный леги ийпутем установлено, что при интенранению высоких а иниирующи металл и сох- сивнооти продувки м . 0 3 /р Ф нирующих свойств эти процессы протекают недостаточношлака.Количество. присаживаемых на одну 5 0,4 3/ Р ду вьааебыстро, а интенсИвность и о вкиплавк ыйшлифо вального ее эффективности.производства быстрОрежущих сталей Примедолжно составлять 25-30р и м е р. Синтетический шлакглинозема Присажпо массе и легиий иРуощ еталл выплавляют в шлацелесообразно срисаживать менее 25 не- коплавильной печи, Футерованнойесоо разно с экономической точки 10 угольными блоками. Шихтовыми матезрения утилизации этих отходов. Сувеличв. риалами служат свежеобожженная иэ 30 значитееличением количества отхо ов бод олее весть, катализатор Ки влажные оттельнастьзначительно снижается производи- ходы шлифова львого производствах сталей. Количествошлакоплавильного агрегата быстрорежущиций де аиз-за увеличения длительности опе адегаэации шлака и восстановлер - 5 присаживаемых влажных отходов шлифоде а - вального проиэвоцства быстрорежущихслов. лажные отходы вместе с сталей изменяют в пределах 25-30углеродсодержащим восстановителем по расчету на необхонеобходимо присаживать о тдельными глин зту на необходимое содержаниепорциями бо ема в шлаке. Вначале сплавлял ересыще й, что ы не создавать большихни шлака окислами хромают в необходимой пропорции известь,л ванадия зя, загущающих его. По этим ии шлнс катализатором, затем шихтовые порже соображения.ажениям из глиноземистых в кц шлиФовальных отходов и кокса.материалов влажколичестве, необходимом по стехиовлажные отходы следует метрии на восстприсаживать в последнюювосстановление окисловконце сплавления извести с каталиэаочередь в железа, ван ия и хад рома. После прнтором Кна готовую шлаковую ван"сну.и с катализа- садки последней шихтовой порции ноу - не позднее, чем за 10 мин до выпускатн газ в течение . гоном с интенсивностью 0,3-0,4 м/всего периода присадки влажных отхо- ,хмин Пдов шлифовальвого производства бист- ЗО выпуск шлакин. осле ее окончания производятвыпуск шлака и легирующего металла.рорежущих сталей экономически веце- . Результаты опылесообраэно, поскольку интенсивнаяи опытных плавок представлены в таблице.продувка обеспечит эа небольшой про- Легирую ймежуток времени достаточную дегаэа-химичес иегирующий металл имеет следукнщийически состав, : С 1,8 у И 8 5цию и рафинирование шлака. Продувку 35 Мо 5 2Ч 1 54У кинертным газом следует производить Мп 0,3 у Р 0035 у Я 0,023 у Ге - осна заключительной стадии плавки пос- ле присадки последней порции влажных талл используют в качестве шихты приотходов шлифовального производства выплавке быстро еж ей сбыс ро У и т й О тным путем 4 О переплава в электродуговых печах.установлено, что продувку следуетпроизводить не ранее, чем за 20 мин Применение и е аперед выпуском плавки Врименение предлагаемого способак . процессе расширяет круг использования глиноинтенсивной продувки происходит пере- :эемистых материалов при выплавкемешивание шлака с металлом пол ен-луч н-синтетических шлаков, позволяет нс.ным в результате восстановительныхпроцессов. Опытным путем также устаных " .,Пользовать влажные мате иалы и.кать дорогостоя е и еновлено что производить рот п ,цувку . менты иэщи д фицитные элегпозднее чем 10шихтовых материалов, неэа мин до выпуска ух аяудш Рафинирующих свойств синтеки нецелесоо разно, поскольку тического шлака,не хватит времени для полного разде Оления металла и шлака.От интенсивт интенсивности продувки металла;Ожидаемый экономический эффектот применения предлагаемого способаинертным газом зависит эффективность . составит 50-90 тыс рб в год1055775 Способ Интенсивностьпродувким/т мин В стали В шлаке 5,0 36 1,0 30 0,8 20 1 р 2 5 0,2 20 4,8 32 0,3 4,7 30 0,4 30 5,4 42 0,1 35 56 6,3 32 5,1 1,0 Известный ПРодолжение таблицы Предлагаемый с продувкой инертным га- зом 55,г 8 55,4 38,0 55,8 37,5528 36,8 7 4 2 редлагаежй еэ продувки нертным га" 52 6 36,1 2 5 эвестный 8,1 37 Тираж 5 ПН Заказ,9243/ о ое лиал ППП"Патент жгород, ул. Проектная,Предлагаемый с продувкой инертным газоме Предлагаемыйбез продувкиинертным газом Содержание влажных отходов шлифовального производствабыстрорежуших сталей, %по Л 3. О. Количество уг"леродакоксапо стехиометрии Время начала продувки, мин до выпус- ка Концентрацияводорода,см/100 г