Способ дефосфорации силикомарганца

в) КМ;У 51) 5 С ПИСАН ИЗОБРЕТЕН ТЕК ность изобрете пользуют хлор тельно нагрева углекислоты и в в течение 30 - марганец и хло 3): 1, после чег ют при темпера 120 мин, 1 табл ия: в качестве дефосфорстый кальций, которыйют до 350 - 500 С в аыдерживают при этой те60 мин,. затем смешиваюристый кальций в соотноо смесь брикетируют и выуре 800 - 1000 С в теч ЬЭ тм Комитет Роесийекой Федерации по патентам и товарным знакам(УЗ) Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе(4) СПОСОБ ДЕФОСФОРАЦИИ СИЛИКОМЯРГЯНЦД(5 У) Изобретение относится к черной металлургииконкретно при производстве ферросплавов. Сущи) 2003723 С 1 атора ис- предваритмосфере мпературе т сипико - шенин (2 - держиваение 60 -Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве Ферросплаооо,За последнее время потребность в марганцевых сплавах с пониженным содержанием фосфора непрерывно повышается, Это соязано с тем, что некоторые эксплуатационные свойства стали с понижением содержания в ней фосфора значительно улучшаются, Так стойкость изделий из стали с 12-13% Мп о горной промышленности повышается вдвое, что только в разрезе РСФСР дастнародно-хозяйственный эфФект " 0.5-1,0 млрд.руб,/год. С другой стороны, в нашей стра 1 е все больше требуется металла для работы в северных условиях. На качество этого металла фосфор, как известно, оказывает крайне отрицательное влия" ние, особенно металла, подвергающегося сварке, Фосфор, как известно, понижает соариоаемость стали и является важнейшей причиной сварочных трещин, Однако о последнее время качество марганцевых кон- центратов, применяемых для производства марганцевых сплаооо, и качество марганцевых сплавов по содержанию о них фосфора понижается, Так в связи с выработкой окисных руд последние все больше заменяются карбонатными, удельное содержание фосфора о которых примерно вдвое выше.Известен способ выплавки марганцевых сплаоов с пониженным содержанием фосфора, включающий переплав концент-. рата на малофосфористый шлак (МФШ) и плаоку сплава из МФШ или смеси МФШ с обычным концентратом. Однако при этом расход электроэнергии растет в 1,5-2 раза, уменьшается извлечение марганца в металл, а расход концентрата на единицу сплава увеличивается в 2-2,5 раза,Поэтому металлурги интенсивно работают над изысканием способа дефосфорации сплавов, выплавленных по обычной технологии из рядовых фосфористых концентратов. Содержание фосфора в таких сплавах может доходить до 0,7-0,9,4.Наиболее близким к заявляемому является способ дефосфорации силикомарганца (1), по которому выплавленный из обычных концентратов силикомарганец после выпуска из печи обрабатывается шлаком, состоящим из А 120 з и извести, Однако чистый глинозем, необходимый для этого способа, очень дорог и дефицитен, Кроме того, для дефосфорации требуется очень большое количество шлака(1500-2000 кг/т, в т,ч. "750- 1000 кг дефицитного глинозема), Это увеличивает расход электроэнергии на еди- ницу сплава ( на 1200-1600 кВтч/т) и способствует очень большим потерям силикомарганца, которые доходят до 1016 о/Целью изобретения является уменьшение затрат на шлакообразующие,5 уменьшение затрат электроэнергии на дефосфорацию, а также уменьшение потерьсплава,Поставленная задача достигается тем,что дефосфорации используется недефи 10 цитная соль - технический хлористый кальций, расход которого в 6-8 раз меньше, чемшлакообраэующих в (1), а дефосфорацияпроизводится при пониженных температурах( 800-1000 С), Поставленная задача до 15 стигается также тем, что техническийхлористый кальций перед использованиемнагревают до 350-500 С в атмосфере углекислоты и выдерживают при указанной температуре 30-60 мин, а силикомарганец20 смешивают с хлористым кальцием в соотношении(2-3);1 и брикетируют, после чего брикеты выдерживают при 800-1000 С втечение 60-120 мин. Хлористый кальцийплавится при 772 С. Это позволяет вести25 дефосфорацию при пониженных температурах. Степень окислительной дефосфорации, как известно, с понижениемтемпературы повышается, В результатерасход дефосфоратора понижается до 2530 33% от веса сплава. С понижением температуры практически устраняются и потериметалла испарением, что является бичомдля марганцевых сплавов (марганец, как известно; отличается аномально низкой тем 35 пературой кипения 2000 С).Быдермска хлористого .кальция передиспользованием для дефосфорации в атмос.фере углекислоты при 350-500 С разрушаетСа(ОН)2 и переводит всю известь, содержа 0 щуюся в СаС 12, в СаСОз, Это понижает температуру плавления Саб 2(эотектика в системеСаО 2-СаСОз плавится при т 630 С), делаетрасплав гомогенными ускоряет дефосфорацию металла. Кроме того, растворенный в45 хлористом кальции известняк участвует вокислительной дефосфорации сплава по ре- акции 2 МпзР+ ЗСаСОз = Саз(Р 042+ СО+ 2 МпзС 50Тесное перемешивание сплава с хлористым кальцием и брикетирование также способствуют и ускорению дефосфорации и повышению ее полноты, Брикетирование сплава 55 с хлористым кальцием не только ускоряетпроцесс и повышает степень дефосфорации. но и позволяет нагревать сплав как в восстановительной, так и о окислительной атмосфере, в том числе и с использованием физического тепла слитков вновь выплав2003723 4 0 ленного металла, Расход электроэнергии при этом может быть сокращен до 100-200 кВтч/т обрабатываемого сплава (сквозной с учетом переплава до 400-600 кВтч/т), Опти-. мальное соотношение металл-хлористый кальций составляет (2-3):1. При большем, чем 33% расходе хлористого кальция степень дефосфорации нэ повышается, тогда как при меньшем, чем 25% заметно уменьшается,П р и м е р 1. Предлагаемый способ реализуют в промышленных условиях следующим образом, Сплав выплавляется в печи 63 МВА из карбонатнай или смеси карбонатной и бедной окисной руды (Я - 17-20%; Р - 0,6-0,9%); Сплав разливается в плоские слитки толщиной 250-300 мм. Тепло горячих слитков затем используется для подогрева брикетов из ранее выплавленного силикомарганца и хлористого кальция. После охлаждения силикомарганец дробится, смешивается с хлористым кальцием, прокаленным в атмосфере углекислоты, и брикетируется.Нагретые эа счет тепла металла брикеты загружаются в печь с температурой 800- 1000 С, а после выдержки направляются для переплава при т 1350-14000 С в "шлакоплавильную" печь, 8 эту печь в качестве шлакообразующих дается лишь хлористый кальций, который после отделения от сплава возвращается для повторного использования. а очищенный от фосфора сплав (0,14-0,30% Р) разливается и отправляется потребителю. В том случае, когда очищенный от фосфора сплав используется в порошке, например, для приготовления сварочных электродов, отделение сплава от хлористого кальция производится методами гидрометаллургии.Выдержка хлористого кальция при 350- 500 С в атмосфере углекислоты переводит известь, содержащуюся в СаС 2 в СаСОз, что с одной стороны понижает температуру плавления СаС 12 (эвтектика в системе СаС 12- СаСОз имеет тпл - 630 С, тогда как чистыйСаС 2 плавится при 772 С), делает расплавСаС 2 - СаСОз боле подвижным, тогда как,часть СаО находится в расплаве СаС 12 в виде5 включений.П р и м е р 2. Выплавленный в лабораторной печи силикомарганец смешали схлористым кальцием, смешали в соотношении (3-2);1 и выдержали при т = 800-1000 С10 в течение 60-120 мин, Металл затегл отмылиот СаС 2 в горячей воде, При этом получилиследующие результатькКак видно из данных, приведенных втаблице, обработка силикомарганца рас 15 плавом СаС 12, выдержанным в атмосфереСО 2, позволяет понизить содержание фосфора в металле примерно на 66-73%, Увеличение расхода СаС 12 более 33% неувеличивает (опыт УШ) степень удаления20 фосфора, Глоха удаляегся фосфор и СаС 2,не выдержанным в атмосфере СО 2, Потериметалла при дефосфорации СаС 12 не превыш а ют 1-2%.В целом предлагаемый способ позволя 25 ет:1. Производить силикомарганец с содержанием 0,14-0,16% Р из обычных концентратов, в т.ч, и карбонатных.2, Уменьшить расход материалов на де 30 фосфорацию сплава по отношению к прототипу в 6-8 раз.3. Повысить извлечение марганца всплав МпСР 15 по сравнени.о с плавкойподобного сплава из МФШ не менее, чем на35 15-20%.4, Переплав горячих брикетов в шлакоплавильной печи печь типа ЗШП с нсрасплавляемыми электродами, например,подобная печам Любати) позволяет, как по 40 казал тепловой баланс, уменьшить затратына переплав до 300-400 кВтч/т, а хлористыйкальций полностью вернуть для повторногоиспользования.56) Авторское свиде-ельство СССР45 М. 471393. кл. С 21 С 7,00, 1974,2003723 Продолжение таблицы Составитель Н,.ТолстоногоеТехред М,Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор С. Кулакова Тираж Подписное НПО "Поиск." Роспатента113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5 Заказ 3310 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретенияСПОСОБ ДЕФОСФОРАЦИИ СИЛИКОМАРГАНЦА, включающий дробление сплава силикомарганца, его смешение с дефосфоратором, проплавление, отличающийся тем, что в качестве дефосфоратора используют хлористый кальций, который предварительно нагревают до 350 - 500 С в атмосфере углекислоты и выдерживают при этой температуре в течение 30 - 60 мин, затем смешивают силикомарганец и хлористый кальций в соотношении 2 - Э; 1, после чего смесь брикетируют и выдерживают при 800 - 1000 С в ечение 60 - 120 10 мин.