Способ выплавки фторидно-оксидных флюсов

(ц)5 С 21 С 5/5 ИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ия производят в р по ку в тече к металл ретение относит ожет быть испол электроплавлен овано при)х флюсов ксварочного ии и лучении электро кового, так ортамента снижение потерь компонентов б выплавки фтовключает посу в печь .шихто та доводку распланного флюса, выриружаюР от нуляцию, п асплав заг честве 1-5 загрузки о ксида УДМРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТИЯМГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Днепропетровский металлургичекий институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 398374, кл. В 23 К 35/36, 1972,Авторское свидетельство СССР111 810418, кл, В 23 К 35/40, 1978,(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано иполучении электроплавленных флюсов Цель изобретенияфторидных и оксидныхпарением,Предлагаемый спосридно-,оксидных флюсоледовательную загрузвых компонентов на олав, расплавление ихва до получения задапуск флюса и его граэтом на остаточный роксид кальция в колимассы шихты и после 2как электрошлакового, так и сварочного сортамента, Целью изобретения является снижение потерь фторидных и оксидных компонентов испарением. Способ выплавки фторидно-оксидных флюсов включает последовательную загрузку в печь шихтовых компонентов на остаточный расплав, расплавление их, доводку расплава до получения заданного флюса, выпуск флюса и его грануляцию, при этом на остаточный расплав загружают оксид кальция в количестве 1-57. от массы шихты и после загрузки оксида кальция производят выдержку в течение 2-5 мин. Использование способа позволяет снизить потери дефидитных и других фтористых соединений и глинозема в 1,5-2 раза,4 табл,2-5 мин,В процессе выплавки флюсов фторид натрия или кальция вступает во взаимодействие с содержащимися в расплаве А 10 и Б 102 с образованием А 1 Г или Б 1 Р соответственно:31 СаРА) +1 А 1 аО а) 31 СаО) а 21 А 1 Ра ) 111) 2 (СаР )+(Б 10) =2 (СаО)+ Б 1 Г ) (2) При этом потери массы флюсов испарением составляют до 8 Е.Такие плавленные флюсы как АНФи АНФ, получившие широкое применение в электрошлаковой технологии (ЭШТ), содержат в своем составе фтористый кальций в количествах 60- 90 мас.7. Для получения этих флюсов используется ограниченное число ших 1588779товых ингредиентов: для АНФ"1 - флюоритовый концентрат 1 для АНФ" флюоритовый концентрати глинозем,Для уменьшения потери массы флюсовиспарением и для выплавки флюсов состабилизированным содержанием фторидных компонентов и оксидов алюминияи кремния. Необходимо процесс выплавки флюса в электропечи вести такимобразам, чтобы стало возможным снижение термодинамической активностиА 10 з и 80 во флюсовам расплаве.Как видно из уравнений (1) и (2),аксид кальция снижает термодинамическую активность А 10 и 810 во флюсовам расплаве,Экспериментально установлено, чтоколичество вводимого СаО должно находиться в .пределах 1-5 мас.от массызавалки шихты, Производство флюсовмарок АНФи АНФставит своейцелью получение двухкомпанентной шлаковой системы СаР " А 1 0 и монокомпонентной СаР соответственно,Флюоритовый концентрат должен соответствовать требованиям, представленнымв та 9 л,1 эПрименяемый глинозем должен соответствовать требованиям, представленным в табл.2.Химический состав выплавляемыхФлюсов ЭШП дан в табл,З,Как видно из приведенных данныхтабл .3, СаО не вводится специальнов состав шихты для выплавки флюсов, 35кроме того в составе шихтовых компонентов СаО содержится в незначительных количествах (см. табл. 1 и 2).Однако химическим составам флюсовАНФи АНФдопускается содержание 40СаО менее 8 мас. ., Оксид кальция является примесью в этих флюсах, накопление которого происходит в результате развития процесса фторидообразова"ния по уравнениям (1) и (2), Однако45загрузка Са 0 в печь в процессе выплавки флюсов, как предусматриваетсяв предположенном изобретении, позволяет иметь в составе флюсов менее до"пустимого количества примесного компонента СаО, в результате уменьшенияпотерь фтора и алюминия с отходящимигазами.Введение в расплав СаО ограничивается требованиями химического состава 55флюсов менее 8 мас, , Поскольку химический состав шихтовых компонентовстабилен, количество вводимого СаО по предлагаемому способу (1-5 мас,СаО) обеспечивает получение готовогофлюса заданного состава (см. табл,З),Термогравиметрическим методом исследована кинетика испарения расплавафлюоритового концентрата марки ФФ при плавке флюса АНФ 1-2, а также кинетика испарения расплава системыСаГ + А 10 Установлено, что присадка на зеркало расплава кальцийсодержащего оксидного материала (в данномслучае испольэовали металлургическуюизвесть) в количестве 1-5 от массызавалки шихты снижает скорость испарения флюсового расплава за счет насыщения его поверхностного слоя СаО,При этом введение на зеркало расплаваменее 1 СаО нерационально, посколькуэто не обеспечивает эффективного влияния на подавление процесса фторидообразования. Загрузка кальцийсодержащегоматериала в количестве более 5 необеспечивает получения флюса, отвечающего требованиям технических условий по содержанию во флюсе оксидакальция.Посколы у процесс испарения фторидно-оксидных расплавов происходит споверхности, та технологически необходимой для растворения СаО в расплаве, является выдержка расплава в течение 2-5 мин, Тем самым достигаетсянасыщение поверхностного слоя СаО,При этом выдержка менее 2 мин является недостаточной для осуществленияпроцесса плавления и усреднения состава остаточного расплава, Выдержкаболее 5 мин является технологическинерациональной, поскольку предлагаемый интервал выдержки полностью обеспечивает плавление и растворение присаживаемого СаО.При выплавке фторидно-оксидныхфлюсов предлагаемым способом снижаются потери фторидных и оксидных компонентов испарением, насыщается поверхностный слой расплава оксидам кальция,растет основность флюсового расплаваи снижается термодинамическая активность фторидообразования компонентов810, А 10 ,П р и м е р, В идентичных лабораторных условиях проводили сопоставительный анализ способов получения фторидно-оксидных флюсов марок АНФи АНФ-2, выплавляемых предлагаемым и известным способами.1588779 Таблица Содержание, мас.Марка плавикового шпата СаГ ЯдОз СаСОз Р 95 1,5 2,0 0,1 95 2,5 3,5 О, 1 92 3,0 3,0 0,1 ФФаФФБФФВыплавка флюса АНФ. В печь назеркало остаточного расплава выгружали первой порцией.известь в количестве 0 1; 1, 3, 5, 5 9 мас.от общеймассы эавалки шихты, что составляет50,01; 0,1, 0,3.0,5; 0,59 кг, Послечего производили выдержку расплавав течение 1, 2; 3,5, 5, 6 мин длякаждого опыта соответственно, что необходимо для растворения извести востаточном расплаве. Затем в печьзагружали шихтовые материалы-флюоритовый концентрат 7 кг и глинозем3 кг (равновеликое количество длявсех вариантов). Проводили расплавление и доводку флюса. По окончаниипроизводили грануляцию флюсового расплава.Выплавка фцюса АНФ-2 включала Юаналогичные технологические операциис той лишь разницей, что шихта дляполучения данной марки содержала только флюоритовый концентрат, Примерыиспытаний способов представлень в 25табл,4,Необходимо осуществлять последовательную загрузку шихтовых материалови СаО. Загрузка СаО вместе с шихтойв печь технологически невозможна ввследствие конструктивных особенностей, а также является нерациональной,так как обусловливает увеличениетугоплавкости шихты,Практически в любой период временив печи присутствует флюсовый расплав35члибо наведенный новой порцией шихты,либо остаточный после выпуска из печи, В связи с этим после загрузкиСаО на остаточный расплав необходимопроизводить выдержку в течение 2 -5 мин, Выдержка необходима для растворения СаО в объеме расплава и насыщения поверхностного слоя оксидомкальция, что препятствует развитиюпроцесса фторидоооразования.45 6Результаты химического анализа4 :.флюсов на содержание основных компонентов свидетельствуют о том, чтохотя их содержание и соответствуеттребованиям нормативной документации(за исключением варианта В 5), однакохарактеризуются различными значениямипотери массы расплава и скорости ис-парения. Флюсы, полученные по вариантам 1, имеют наибольшую скорость испарения расплава и, следовательно,характеризуются повышенной потереймассы расплава, Флюсы, полученныепо вариантам 5, хотя и отличаютсянаименьшей потерей массы расплава,однако в своем составе; содержат из"быточное количество СаО. Флюсы, полученные по известному способу, хотя исодержат количество основных компонентов, отвечающих нормативному, нов отличие от вариантов 2-4 характеризуются повышенными значениями потеримассы расплава испарением,В результате применения предлагаемого способа достигается значительнаяэкономия дорогостоящих и дефицитныхматериалов - фтористого кальция и гли"нозема, а также уменьшается введениевредных фтористых соединений в окружающую среду. Формула изобретенияСпособ выплавки фторидно-оксидныхфлюсов, включающий последовательнуюзагрузку в печь шихтовых компонентовна остаточный расплав, расплавление,доводку расплава до получения заданного флюса, выпуск и грануляцию флюса,о т л и ч а и щ и й с я тем, что,с целью снижения потерь фторидныхи оксидных компонентов испарением, наостаточный расплав загружают оксидкальция в количестве 1-5 Х от массышихты, после чего производят выдержкув течение 2-5 мин,11588779,Т а б л и ц а 2 Примесь,А 12 ОЗНе менее Потери припрокаливании, Х Марка глинозема 810 ГеО Ва О+К О 0,05 0,06 0,5 Ое 08 Оъ 03 Ое 5 0,10 0,05 0,5 99 99 99 0,9 0,9 0,9 ГГГМарка ТаблицаЗ Содерхание компонентов, мас.4 Номер ТУ А 1 Оз СаО 810 е ГеО Р Ян6, н,б, н6,АНФ-2 ТУ 14-1-1948-77 н,м.85,0 АНФТо хе Оста- льное н,б.1,0 0,5 н,б,0,5 2,5н,б, 0,5 2,5 н.б.8,025-31 0,02 0,05 0,02 0,05 0,02 0,05 АНФ-1 . 23-31 Таблица 4Нарна Величество СаО на остаточный расплав от " массы вагруаенной пихты,нас Л вмдерхха после вагрувки СаО,ннн Загрущенные в печьнатерналы, хг Общееколичество Содерхение во 4 члесе компонентов, мас.2 Потеримассырасплава исСкоростьиспарение расплава,кгlмс Флво Глинорнт вен Л 1,0, СвО 810 е Сар пихты,ест пареним,мас,ф2 3,556т 55,9 ИваестннщЛНФ 1-2 23,556 2,61 г,оэ 1,05 080 3,5 0,3 1 О 0,5 10 0,59 1 О 1 ОРеда Нед 517 Тирах 502 По осударственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раущская наЗаказ пи НИИПИ и открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ухгород, ул. Гагарина, 10 О,О 1О,10,305 70,59 77О,О 1 1 О0,1 1 О н. б.8,0н.б.8,0н,б,8,0 1 О;011 О,11 О,З10,510,5910,01 О,О 11 О,11 О,З 660 64,9 ЬЗ,7 61,9 65,3 63,0 91,3 90,15 893 В 8,1 8679 90,2 25,6 5,9 26,4 61 27,3 64 27,9 7,5 28,Э . 8,4 25,9 6,11,9 5,7 2,5 6,2 2,9 6,6 Э4 73 3,9 81 2,7 5,9 2,3г,го,в0,850,9.0,90,91О,9 521 4,61 Э,эг 2,80 2,64 5,28 4,58Э,В 1 Э,02 2,45 г,о 1 4,62 2,89 г,10 1,8 О 1,1 О 0 90