Шихта для получения сплавов бария с кремнием

Союз СоветсимкСоцмалмстмчесимвРеслублми КОМУ СВИДИТЕЛ АВ В 1 ополнительн сеид-ву) 3008265/22-0 соелинением заявки удэрвтеОВыв кеттвтетФСТРюаи изевретеняйн еткрнтвв 3) Приоритет убликов 82, Бкилетень М 9168 88.8)72) Авторы изобретенияКожевников, В.ИВ И Кулинич В.А. Панько таллургии Уральского н Инст 71) Заявите ХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ БАРИ С КРЕИНИЕИ тносится к черной м тности к производст Наибо арий- ентов отношению щих компояется шихта я сплава сКомпоненты ношении лее близкои по с и кремнийсодержа предлагаемой яв емая для получен ием бария 20-303 ты берутся в соо спольз держаой шис,ч: 4525 ГТ у этой шихводительный базой 203 В кВА); извлепревышает 7 на 1,2; бол О тыс.кВА ч ченьт.ощносв Однак малопрои сплава с тью 1200 сплав не шлака ра гии (28 ы процесс1,0,616 т/сдля печиение бариякратносшой расходт). ь .энер Изобретение о таллургии, в час ферросплавов,В практике получени рия с кремнием углетер бом в качестве компоне меняют барит (баритова ритовый концентрат), к родистый восстановител содержится в виде суль Известна шихта, сод занные компоненты в со вес.4: Баритова руда Кварцит Коксиксплавов баческим спосо ов шихты при руда или барцит и угле- Барий в сырь та бария. жащая уканошении,Баритовая руда 1,0Кварцит 1,3Углеродистыйвосстановитель 1,2-1,3 11.Однако при производстве сплава из укаэанной шихты производительность остается.низкой ( 1,714 т/сут сплава с базой 20 для печи мощностью 1200 кВА). Количество шлака составляет 150-200 кг на тонну сплава, Основной причиной низкой производитель. ности является малая скорость взаимо. действия между компонентами шихты. Установлено, что при осуществлении процесса выплавки силикобария образуется силикатный шлак с температуройплавления 1400-150 ЮС. Дальнейшее взаимодействие происходит между жидким тяжелым шлакомплотность выше 3,5) и твердым углеродом, плавающим на его поверхности, что снижает скорость взаимодействия между компонентами, При осуществлении процесса в дуговой. руднотермической печи накопление углеродистого восстановителя над шлаком значительно повышает1 Е электропроводность колошника. В результате этого электроды поднимают-. ся вверх, в реакционной зоне понижа, ется температура и, как следствие, снижается производительность.Цель изобретения - повышение производительности процесса получения сплава.Поставленная цель достигается введением в шихту, содержащую барит, . 20 кварцит и углеродистый восстановитель карбида кремния при следующем соотно- шении компонентов, мас.4:Барит2КварцитУглеродист;йвосстановитель 6-20Карбид кремния 8-32Указанные соотношения определены экспериментально путем измерения скорости убыли массы исходной смеси и определением производительности пе чи.Для получения сплава бария с кремнием из известной шихты с содержанием35 бария 20-303 и кремния 60-70 ь(ТУ 358- 43-80) компоненты берутся в количестве, необходимом для осуществления суммарной реакцииюВа 50 +1050+22 С=Ва+1051+22 СО+50 (1,)2. При 1400- 1500 С происходит образование силикатов (до образования металлической фазы)45 щВа 504 ТВ+10510 ТВ+22 СтВ = в(ВаО 510)ф(10-ш) к 510 атв+21 СТ +СО г+50.2 г (2) С ростом температуры жидкий расплав реагирует с твердым углеродом с обра О зованием высокоосновных силикатов бария и карбида кремния самый медлен. ный этап процесса восстановления), и только затем при взаимодействии промежуточных продуктов образуется металлическая фаза.При введении карбида кремния в шихту для получения сплава аналогичного,состава процесс выражается следующейсуммарной реакцией Ва 50+п 51 С+(10-п)510+22-(2+ С= Ва+1051+(22-2 л)СО+50 (3)(4) 2510 +5 С = 3510 +СОг Ионоокись кремйия, нагретая до высоких температур, переходит в газовую: фазу, По этой причине возрастают поте ри тепласледовательно, электроэнергии) и снижается содержание кремния в шихте. В свою очередь, повышается концентрация бария в металлической фазе и его испарение из сплава. В результате сплава получается меньше, а убыль массы больше.Снижение скорости процесса связано с тем, что карбид кремния менее активен, чем углерод по отношению к кислороду, образующемуся при диссоциВведение, готового карбида кремния в шихту сокращает самый медленный промежуточный процесс взаимодействия жидкого шлака с твердым углеродом и ускоряет процесс образования металла, кроме того снижается расход энергии, так как она не тратится на образование 51 С при выплавке силикобария.1Вместо чистого карбида кремния и кварцита можно использовать отходы, содержащие эти компонеяты, например, отходы графита электродов (в них до 603 5 1 С и 253 5 10), шлаки производства Ферросилиция и т.п. Таких отходов в год образуется свыше О тыс,тонн.С увеличением относительной доли карбида кремния в шихте скорость процесса восстановления в начале рас" тет, а.затем уменьшается. Наибольшее повышение скорости по сравнению с известной шихтой наблюдается при содержании 51 С в шихте 8-323. Установлено, что если содержание карбида кремния в шихте менее 8 а углерода больше 204 и кварцита больше 483, то,скорость увеличйвается незначительно. Кроме того, повышается количесттво силикатного шлака (кратность шла" ка становится около 0,). Если количество карбида кремния больше 323, а углеродистого восстановителя менее 6,0 и кварцита менее 32 ь,то скорость процесса снижается, хотя убыль массы продолжает расти. Это связано с тем, что получает развитие реакция5 9355 ации кварцита, Оптимальное содержание барита ( баритовой руды, концентрата) находится в пределах 24-303 и опреде," ляется общим содержанием остальных компонентов, ВПредлагаемый состав шихты был проверен в крупнолабораторных условиях. Опыты с известной шихтой и с предлагаемой проводили так, чтобы получить одинаковый состав сплава, т,е. Ва - 16 20-30, 51 - 60-70 (ТТУ 358-43-80).Скорость процесса восстановления измеряли непрерывным взвешиванием Исходной смеси в течение 30 мин в зечи сопротивления мощностью 40 кВА 1 1 ри 1700-1756 фС.Производительность определяли вып лавкой сплава на одноэлектродной дуговой печи мощностью 80 кВА с угольной футеровкой, 20В качестве шихтовых материалов при- . меняли баритовую руду с содержанием сульфата бария 42,48, 51048,133, кварц (993 510 ), металлургический кбкс и технический карбид кремния 39 Ь(97 51 С). Размеры компонентов шихты30-10 мм, Результаты испытаний приве.дени в таблице. Испытания показали увеличение производительностипечи при соотношении компонентов шихтты, предусматриваемом в предлагаемомизобретении./Технико-экономические преимущества предлагаемой шихты для выплавки спла" вов бария с кремнием заключаются в увеличении производительности с .90,12 кг/сут до 125,5 кг/сут, т.е. на 40; в снижении расхода энергии на выплавку тонни сплава до 30 (с 20,14 тыс.кВт/т до 14,1 тыс.кВт/т); в применении в качестве компонента шихты карборундсодерщащих отходов, позволяющих комплексно использовать минераль ное сырье. Только снижение расхода энер;:гии и шмхтовых материалов при выплавке силикобармя из шихты предлагаемого состава в условиях завода ферроспла" вов позволяет получить 20-40 р. эко" ,номии на 1 т сплава.о 1 о .Е Э ЭФ й 3 ЩЩ й й Вй хэс з ао исо сс Э Е: . л м ммл л л ле ФЮщ сЧ в о 1 о о 1 л СЧ ОО 14 Ъ л л лл О -Ф М О 1 О 1 00 Л 1О ф 1 1 11111 1 1 1 1,11 3 11 11 1 1 1 11 1 19формула изобретения 935539 10 Углеродистыйвосстановитель 6-20 Карбид кремния 8-32 Составитель К.СорокинРедактор И.Касарда Техред А, Ач Корректор М,Коста Заказ 4160/31 Тираж 660 Подписное ОНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Раушская наб.,д,4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Шихта для получения сплавов бария с кремнием, включающая барит, квар" цит и углеродистый восстановитель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности процесса получения сплава, она дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.4:Барит 24-30Кварцит 32-48% Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бюллетень ЦНИИИНЧМ. 1970,У 14,с.29-31.2. Отчет Ермаковского завода фер1 В росплавов и ИМЕТ УНЦ АН СССР по НИР"Получение бариевых ферросплавов избаритов Комбабассарского месторождения",Свердловск, 1979,