Способ обработки сплавов в расплавленном состоянии

союз СоветскнкСоцнапнстнческнкРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтоскомю свидетельствУ и 889719Ф.ф;,(51) М. Кд,С 21 С 7/00 Государствеииый комитет по делан изобретений и открытий(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ В РАСПЛАВЛЕННОМ СОСТОЯНИИ Изобретение относится к черной металлургии,. в частности к производству ферросплавов, и может быть использовано при внепечном рафинировании чугуна.Известен способ рафинирования спла-вов на основе железа, включающий окисление кремния путем продувки сплавакислородом 11.Недостатком данного способа является то, цто наряду с окислением кремния (десиликонизацией) происходит и окисление марганца. Однако в ряде случаев, например при рафинировании сплавов железа с марганцем, требуется осуществление десиликонизации при низ 15 ком (1-2 Ф) содержании кремния без окисления марганца.Наиболее близким к изобретению по техницеской сущности и достигаемому20 эффекту является способ рафинирования ферромарганца при низком содержании кремния в нем путем вдувания в расплав ферромарганца окислительной сме 2си, содержащей окись кальция и окись марганца в соотношении 6:4 в количестве 20 от массы расплава 2 .Недостатком этого споооба является то, что скорость процесса удаления кремния значительно снижается с уменьшением концентрации его в расплаве ферромарганца. При вдувании такой смеси в расплав ферромарганца, содер жащий 1-2 ь кремния, наряду с окислением кремния происходит и окисление марганца. При увеличении продолжительности продувки с целью более полного удаления кремния влечет за собой увеличение доли окисления марганца, в то время как количество окис ленного кремния при этом незначительно. Кроме этого, при использовании данного способа рафинирования ферро" марганца необходимы дополнительные . расходы, связанные с приготовлением порошкообразной смеси такие как помол извести, сушка марганцевого концентрата и их смешение.Целью изобретения является повышение степени рафинирования сплаваи иСклюцение снижения содержания марганца в нем.Посталенная цель достигается тем,что при обработке сплава в расплавленном состоянии путем продувки егопорошкообразным окислителем, расплавпродувают колошниковой пылью производства ферромарганца в количестве20-150 кг на тонну расплава, при этомвдувание колошниковой пыли осуществляют периодически 1-3 порциями, причем количество вдуваемых порций прямо пропорционально содержанию кремния/в расплаве, а в промежутках междувдуванием порций расплав продуваютсжатым воздухом 30-45 с,Использование в качестве порошкообразного окислителя колошниковой пыли производства ферромарганца обуславливается необходимостью ускоренияпроцесса десиликонизации, исключенияснижения содержания марганца и повышения экономичности процесса, таккак она включает повышенное содержание окислов марганца и железа, в результатечего увеличивается жидкоподвижность формирующейся шлаковой фазыи ее формирование происходит быстрее,поскольку колошниковая пыль содержитсущественно меньше тугоплавкого итруднорастворимого компонента - СаО,Кроме этого, обладая мелкодисперсностью, колошниковая пыль производства ферромарганца не требует предварительной подготовки (помола и сушки)и значительно дешевле применяемых материалов по известному способу,Вдувание колошниковой пыли в количестве 20-150 кг на тонну расплаваобеспечивает необходимую степень десиликонизации процесса. Причем при вдувании менее 20 кг колошниковой пыли. на тонну расплава удлиняется процессобработки и не обеспечивается полноеудаление кремния, а вдувание колошниковой пыли более 150 кг на тоннурасплава экономически нецелесообразно,так как снижается коэффициент использования реагента.Вдувание колошниковой пыли периодически 1-3 порциями прямо пропорционально содержанию кремния в расплавеспособствует увеличению степени ееусвоения и удаления кремния. Причембольшее содержание кремния требует ибольшее введение порций и наоборот.При введении порций менее одной не40 45 при вдувании одной порции колошнико 50 55 5 1 О 15 20 25 ЭО Э 5 обеспечивается полное удаление кремния, а при введении более трех порций; снижается эффективность обработки, так как наблюдается окисление марганца.Продувка расплава сжатым воздухом 30-45 с в промежутках между вдуванием порций колошниковой пыли обеспечивает оптимальное перемешивание его и лучшее взаимодействие с твердым окислителем.Колошниковая пыль производства ферромарганца имеет, например, следующий состав, Ф:Окислы марганца 42-48Окислы железа 7-15Кокс 12-14Окись кальция 20-22Кремнезем 8-12Фракция колошниковой пыли не более 3 мм.Предложенный способ осуществляется следующим образом.Выплавленный ферромарганец, например в доменной печи, выпускают в ковши и подают к установке для вдувания колошниковой пыли производства фер" ромарганца. В зависимости ат начального содержания кремния в ферромарганце и необходимой степени десиликонизации расплав продувают колошниковой пылью в количестве 20- 150 кг на тонну расплава.Вдувание колошниковой пыли производства ферромарганца производят периодически порциями, вдувая их количество прямо пропорционально содержанию кремния в расплаве. В промежутках между вдуванием порций колошниковой пыли производства ферромарганца расплав продувают сжатым воздухом, тем самым обеспецивается его перемешивание и улучшается использование реагента,Экспериментально установлено, что вой пыли производства ферромарганца в колицестве 4,2-5,553 от массы расплава удаляется 0,20-0,35 кремния, т.е. на 1 Ж вдуваемой пыли удаляется 0,0150,0633 кремния (в среднем 0,0543). Положительный эффект периодической продувки достигается за счет того, что в процессе вдувания пыли часть ее не успевает прореагировать со сплавом и всплывает на поверхностьрасплава, при продувке воздухом этачасть пыли реагирует с расплавом,причем продувка воздухом интенсифи8897цирует этот процесс вследствие периодического перемешивания металлической и шлаковой фаз и увеличения, следовательно, поверхности их контакта.Механизм десиликонизации является следующим. Окисление кремния осуществляется в основном за счет окислов марганца, например по реакции:5 сплава + 2 (МпО) пыли(Яго ) + 2 (Мп)оВ результате этой реакции удаляет" ся избыточный кремний из сплава и увеличивается содержание в нем марг ганца.Возможны также и побочные реакции:511 сплава + 2 (ГеО) пыли(ЯО ) + 2 Ге)5 Ц сплава + О воздуха = (510 ) т.е. некоторое количество кремния окисляется за счет окислов железа, содержащихся в пыли, и кислорода воздуха.Продолжительность продувки воздухом 30-45 с выбрана из условия полного усвоения окислов марганца колошниковой пыли, которые не успели прореагировать с кремнием сплава в процессе продувки и всплыли на поверхность расплава.П р и м е р. В индукционной печи емкостью 50 кг расплавляют ферромарганец, температура которого перед началом вдувания колошниковой пыли про-. изводства ферромарганца составляет 1400 С, содержание кремния 1, 13 и марганца 74,23. Затем производят вдувание первой порции колошниковой пыли в количестве 5,553 от массы расплава, после чего содержание кремния составляет 0,75, а марганца - 74,5 ь.о 19 6После введения первой порции расплав30 с продувают сжатым воздухом; содержание кремния составляет 0,704,марганца - 76,6 вследствие взаимодействия кислорода воздуха и частинеусвоившейся колошниковой пыли с расплавом.Затем производят вдувание второйпорции колошниковой пыли в количестве 5,553 от массы расплава, содержание кремния составляет 0,45,марганца - 78,053. В процессе последующейпродувки в течение 30 с сжатым воздухом содержание кремния снижаетсядо 0,304, а марганца повышается до78,804, После чего производят вдувание третьей порции в количестве 4,24от массы расплаваСодержание марганца повышается до80,253, а кремния снижаетсядо 0,10.Затем. продувают сжатым воздухом30 с; содержание кремния не изменяется, а содержание марганца понижаетсядо 77,954,Результаты испытаний приведеныв таблице. Приведенные в таблице данные показывают, что обработка ферромарган" ца по предложенному способу в сопоставлении с известным обеспечивает увеличение степени десиликонизации на 18,94. Кроме этого, предложенный способ обеспечивает удаление кремния при низких содержаниях его в расплаве без понижения содержания марганца. Ожидаемый экономический эффект от использования способа обработки сплавов в рассплавленном состоянии, составляет 120-130 тыс, руб, в год.889719 1Содержаниекремния,вес,3 Степень Расход твердогоокислителя кмассе обрабатываемогометалла, Ф Введение твердогоокислителя в расплавпо способам десиликонизации,бн2,6 72,0 20 Известному 1 10 0,10 90,9 Предложенному 15,3 В том числе попорциям 2,85ч 9,1 1 о 0,7531,8 5,55 0,70 0,55 0,30 0,10 35,7 5 55 66,7 4,20 0,10 0,09 10,0 5,55Числитель - содержание кремния до вдувания окислителя; знаменатель - содержание кремния после вдувания окислителя. формула изобретения Составитель К. Сорокин Редактор И. Митровка Техред Э.фечо Корректор Г. НазароваТираж 621 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 10900/45 Филиал ППП нПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 35Способ обработки сплавов в расплавленном состоянии, включающий продувку расплава порошкообразным окислителем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени рафи о нирования сплава и исключения снижения содержания марганца в нем, расплав продувают колошниковой пылью производства ферромарганца в количестве 20-150 кг на тонну расплава, при этом 4 вдувание колошниковой пыли осуществляют периодически 1-3 порциями, причем количество вдуваемых порций прямо пропорционально содержанию кремнияв расплаве, а в промежутках междувдуванием порций расплав продуваютсжатым воздухом 30-45 с.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Борнацкий И.И. и др. Внепечноерафинирование чугуна и стали. К.,"Техника", 1979, с, 14-15.2, Родин Ю.С., Сидоренко М.Ф. идр. Окисление кремния в марганцевыхсплавах при продувке порошками. Сб.