Способ выплавки сплавов с редкоземельными элементами

(5 С 21 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 0 ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМ В ЕТЕЛЬСТВУ Шушлебин,убенко(54) (57) 1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОВС РЕДКОЗЕМЕЛЬНЪКИ ЭЛЕМЕНТАМИ, вклю -чающий проплавление металлотермической шихты, содержащей окислы ред(71) Центральный научнтельский институт чернгии им. И.П. Бардина(56) 1. Лякишев Н,П. итермия. М.,"Металлургис. 383-386.2. АвсВ 442216 2 коземельных элементов, и обработку шлакового расплава восстановительной смесью, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения извлечения редкоземельных элементов в металл, обработку шлакового расплава производят восстановительной смесью, имеющей плотность, равную плотности шлакового расплава, после чего на расплав присаживают желе зосодержащие окислы в количестве 5-567 от веса окислов редкоземельных элементов.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве восстановительной смеси используют алюминий, ферросилиций и известь, взятые в следующем соотношении компонентов соответственно (1-1,35): :(2,7-3,4):(0,8-1,25).9463 Целью изобретения является повышение извлечения редкоземельныхэлементов в металл.Это достигается тем, что в известном способе выплавки сплавовс редкоземельными элементами,50включающем проплавлейие металлотермической шихты, содержащей окислыредкоземельных элементов, и обработку шлакового расплава восстановительной смесью, обработку шлакового 55расплава .производят восстановительной смесью, имеющей плотность, равную плотности шлакового расплава,1Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к производству,Ферросплавов с редкоземельными элементами.Известен способ выплавки лигатуры Ьс РЗИ в наклоняющейся дуговой электропечи сталеплавильного типа включающий проплавление всей металлотермической шихты, выдерживание расплавапод током в течение 10-15 мин и слив Ов изложницу. На 100 кг окислов РЗМшихта содержит, кг: Ферросилиций110-125алюминиевый порошок 32-41;известь 30-37, железная руда 0-5,Флюоритовый концентрат 0-10 Я , 5Недостатком способа является низкое извлечение редкоземельных элементов (64,4-67,9%), Кроме того,при выплавке лигатур часто наблюдается недостаточно хорошее отделение Юметалла от шлака, которое влечетза собой дополнительные потери металла при чистке,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату 25является способ получения лигатурыс РЗИ, заключающийся в металлотермическом восстановлении окисловРЗМ. Для повышения степени извлечения РЗИ, повышения плотности ЗОлигатуры, улучшения отделения шлака от металла после проплавленияметаллотермической шихты на поверхаость шлака дают мелкими порциямидобавку, содержащую Ре, С, А 1, 81,Са в виде измельченной смеси, содержащей чугунную стружку, Ферросилиций, Ферросиликокальций, и процесс ведут при работающих дугахи температуре более 1600 С 21,Основным недостатком приведенного способа является невысокоеизвлечение редкоземельных элементов в металл (80-85%). 79после чего на расплав присаиваютжелеэосодержащие окислы ь количестве 5-567 от веса окислов редкоземельных элементов.В качестве восстановительной смеси используют алюминий, Ферросилиций и известь, взятые в следующемсоотношении компонемтов соответств.нно (1-1,35):(2,7-3,4):(0,8-1,25).Плавку проводят в 2 этапа.На первом этапе после проплавления металлотермической шихты получают металл с содержанием 38-45%РЗЭ, 35-40% Бд, 3-47 А 1 и шлака ссодержанием 23-307 окислов редкоземельных элементов (К 0 ). Этотшлак обрабатывают восстановительнойсмесью следующего состава, %:А 1 20-30, Бъ 56-70, Ге 10-20, которая имеет плотность практически.одинаковую со шлаковым расплавом,В результате взаимодействия восстановительная смесь - шлаковыйрасплав происходят восстановительные процессы в зоне раздела Фаз,обогащение металла редкоземельнымиэлементами, увеличение плотностипоследнего и постепенное опусканиечерез слой шлакового расплава.При этом капли металла раФинируются от восстановителя (алюминия)и обогащаются РЗЭ. С увеличениемплотности капли металла увеличивается и ее скорость осаждения. По мере уменьшения содержания окисловРЗЭ в верхних слоях шлака, капляменьше будет обогащаться РЗЭ и еескорость опускания уменьшается,что обеспечивает более продолжительное время нахождения капли в шлаковом расплаве и достаточно глубокоевосстановление РЗЭ, Не исключенавозможность, когда содержание РЗЭв капле металла будет такой, чтоне обеспечит достаточной скоростивывода ее из шлакового расплаваза период плавки, это приведет к потерям металла. Поэтому для исключения зависания капель металла нарасплав перед выпуском присаживаются железосодержащие окислы,Введение желеэосодержащих окислов в шихту менее 57 от веса окислов редкоземельных элементов приводит к неполному осаждению зависших капель металла-восстановителя, что влечет к потерям металла со шлаком.При количестзе железосодержащих946379 Серия плавок Показатели 20 20 20 20 рии, шт 900 900 900 900 330 330 300 250 алюминиевый порошок известьферросилиций ФС 75 300 325 225 300 820 800 750 700 Часгь 2. 300 220 250 300 алюминиевый порошок 200 175 215 200 известь 600 680 750 700 ферросилиций ФС 15 Часть 3. 500 150 45 72000 78600 70000 68900 42200 50390 44365 44302 окислов в шихте более 56% от веса окислов резкоземельных элементов снижается РЗЭ в металле, снижается активность алюминия в восстановительной смеси, что приводит к ухудшению термодинамических условий восстановления РЗЭ из шлакового расп. лава.Протекающие в этот период плавки восстановительные процессы, способствуют более полному рафинированию восстановительной смеси .от алюминия, повышению плотности зависших капель и осаждения их в блок металла.Опробование способа производят в промышленных условиях в дуговой электропечи сталеплавильного типа ДСН 1. Шихта состоит иэ 3 частей. После проплавления 1 ч (металлотер 1. Количество плавок в се 2. Шихта на плавку, кг: Часть окислы редкоземельных элементов (98% КОз) железорудные окатыши Задано шихты, кг3. Получено металла, кг мической) шлаковой расплав обрабатывают восстановительной смесью (часть 2), затем перед выпуском на расплав присаживают железосодержащие окис лы (3 часть шихты) и металл и шлакразливают, Результаты опробования приведены в таблице. Из данных таблицы следует, чтопри выплавке сплавов с редкоземельными элементами по предлагаемомуспособу извлечение РЗЭ в металл составляет 86,0-91,0%, а по известномуспособу - 80,0-85,0%. Повышение извлечения редкоземельных элементовв металл позволит снизить себестоимость сплавов с РЗЭ и получить значительный экономический эффектв народном хозяйстве500 тыс. руб.2 О в год. 234946379 Продолжение таблицы Серия плавок Показатели 34 2 4. Средневзвешенный химический состав металла, %: 30,4 30,7 30,9 25,8 РЗЭ 43,4 46,8 7,1 8,0 6,9 А 1 2,0 2,0 Ге и примеси ост,ост,ост. ост,3. Средневзвешенное извлечение РЗЭ в металл за кампанюо плавок, 7.: 86,3 91,0 Редактор П. Горькова ТехРед М.Пароцай КоРРектоР В. Гирняк Заказ 2766/1 Тираж 553 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 фПодписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород., ул. Проектная, 4