SE460908B - Foerfarande foer raffinering av ferrokrom - Google Patents

Description

460 908 kornigt material (enligt ovanstående definition) och före- trädesvis före smältoperationen blandas med finkornig oxid, som kan vara agglomererad, eller styckeformig malm, som i varje fall kan vara förreducerad, föroxiderad eller förbe- handlad på annat sätt; att dylikt finkornigt material kan bestå av eller innehålla finkornig kromit och att utgångsma- terialen företrädesvis blandas med eventuellt erforderliga flussmedel såsom t.ex. kvarts eller kalk.

Det skall framhållas att uttrycket "väsentligen kolfri miljö" skall tolkas så att det inbegriper det fallet, att en konsumerbar kolelektrod användes för att bilda det termiska plasmat.

Förfarandet kan utföras som ett flerstegsförfarande med olika raffineringsgrader beroende på förhållandet mellan metalloxid och metall. Slutliga legerings- eller metall- tillsatser kan utföras för att få fram varje önskad samman- sättning på metallen, t.ex. utgångsmaterial för direkt fram- ställning av rostfritt stål.

Förfarandet kan_utföras som ett enda kontinuerligt för- farande. Ett ytterligare alternativ är att utföra processen intermittent eller med intermittent tappning av slagg och/ eller legering eller t.o.m. intermittent tillsättning av malm eller annat raffineringsmedel. Det är också möjligt att arbeta satsvis inom ramen för uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen I syfte att prova uppfinningen har försök gjorts i en plasmaugn med överförd båge (Tetronics Research and Develop- ment Company Limited och väsentligen beskriven i brittiska patentansökningarna 1390351/2/3 och 1529526). Proven utför- des under användande av en (precessing) hastighet av 50 varv/ min och en icke konsumerbar elektrod i plasmamunstycket.

Vid dessa prov blandades 100 delar finkornigt metalliskt ferrokrom med följande sammansättning med 28,6 delar malm (Winterveld) med nedanstående sammansättning och 4,3 delar kvarts, vars sammansättning också framgår av det följande. 460 908 Sammansättning av "finkornig metall" (förhållande mellan slagg och metall = 0,129) Metallbeståndsdel = 88,6 % av hela mängden med nedanstående sammansättning: Krom 52,8 % järn 36,2 % kisel 3,0 % kol 6,55 % Slaggbeståndsdel = 11,4 % av hela mängden med nedan- stående sammansättning: _ Cr2O3 27,0 % PeO 13,0 % CaO 2,2 % SiO2 47,7 % MgO 1,0 % Al2O3 7,4 % Sammansättning av kromit ("Winterveld") Cr2O3 44,6 % FeO 23,3 % Si02 2,23 % cao 0,20 s Mgo 11,2 2 A120 13,7 s 3 Kvartsen innehöll 0,20 % FeO, 99,5 % S102 och 0,06 t Al2O3. I Eventuellt kan kalksten eller dolomit användas som fluss- medel för borttagning av svavel från metallen. På liknande sätt kunde natriumkarbonat användas för att avlägsna fosfor.

Titan elimineras automatiskt vid förfarandet, vilket gör att metallens kvalitet förbättras.

Den ovan beskrivna blandningen av råmaterial infördes i den förvärmda ugnen med en rate som var beräknad för att säkerställa att metallen och slaggen hölls vid en konstant vald temperatur, dvs. för att upprätthålla den erforderliga energibalansen och hålla slaggen och metallen 1 smält till- 460 908, stånd. Slaggen och metallen tappades, sedan tillsatsen av utgângsmaterial var färdig.

Den erhållna raffineringen innebar en reduktion av kisel~ halten från 3 vikt-% till 0,84 vikt-% och en reduktion av kolhalten från 6,55 % till 4,10 %- Sålunda erhölls en avse- värd raffinering vid användning av förfarandet enligt upp- finningen. Lägre kisel- och kolvärden är möjliga att uppnå, om förhållandet mellan kromitmalm eller annat lämpligt metalloxidmaterial och finkornigt metallmaterial ökas.

Det kan nämnas att den i plasmamunstycket använda elek- troden kan vara antingen icke-konsumerbar eller av typen kon- sumerbar grafitelektrod. Användning av inert gas genom plasmamunstycket begränsades till de mängder som kräves för erhållande av ett termiskt plasma och icke speciellt för något metallurgiskt ändamål. Uppenbarligen kunde eventuellt mera användas. Ugnen var icke infordrad med några grafit- eller kolskikt, som kunde komma i beröring med metallen eller den smälta slaggen. På detta sätt kunde kol hållas tillbaka till en lägsta nivå i systemet och den uppgivna raffinerings- graden uppnås.

Nedanstående är ett exempel på resultat som erhållits genom användning av en konsumerbar elektrod för förfarandet att raffinera metalliskt ferrokrom.

Metallfraktionen, som utgjorde 89,7 vikt-% av materia- lets massa, hade följande sammansättning: Krom 51,2 .% järn 39,0 % kisel 2,69 % kol 5,7 % Slaggkomponenten hade följande sammansättning: Cr2O3 13,0 % FeO 3,87 % Cao ' 1,05 z sioz 55,3 z Mgo 1,21 a; A1 o 18,3 æ 2 3 460 908 Kromitens sammansättning liknade den som användes för de prover, som gjordes med den icke-konsumerbara elektroden och som beskrivits ovan. Den som flussmedel använda kalk- stenen hade följande sammansättning (vikt-%): FeO : 0,46 SiO2 : 2,07 CaO : 55,0 MgO : 0,53 Al203 : 0,54 Vid detta försök blandades 100 delar finkornig ferro- krommetall med 28,6 delar malm (Winterveld) och 11,5 delar kalksten. Blandningen chargerades i en förvärmd ugn med ett så beräknat nussflöde, att man säkerställde att metallen och slag- gen hölls vid en konstant vald processtemperatur för att upprätthålla den erforderliga energibalansen.

I detta fall blev den erhållna raffineringen en reduk- tion av kiselhalten från 2,69 vikt-% till 0,65 vikt-% och en minskning av kolhalten från 5,7 vikt-% till 5,2 vikt-%.

Den använda ugnen var konstruerad på liknande sätt som den som användes vid det först beskrivna försöket, i det att eldfast oxidmaterial användes som infordringi Uppfinningen erbjuder ett enkelt, men likväl effektivt förfarande för raffinering av ferrokrommetall, varvid kromit- malm eller alternativt varje annan oxid av lämplig natur kan användas. Det kan nämnas att raffineringen av kol och kisel vid detta förfarande automatiskt ger en raffinering av metal- lens títanhalt. Detta kan vara synnerligen fördelaktigt för vissa användningar av metallen.

Claims (17)

460 908 P A T E N T K R A V

1. förfarande för raffinering av metalliskt ferrokrom och avlägsnande av åtminstone mindre mängder kol eller kisel, k ä n n e t e c k n a t a v att ferrokromen och minst en me- talloxid inmatas i en ugn, som upphettas av ett termiskt plas- ma med Överförd ljusbâge till en temperatur, som räcker till för att upprätthålla en flytande slaggfas och en flytande me- tallfas och för att åstadkomma en raffinering dememellan i I en väsentligen kolfri miljö genom reduktion av nämnda metall- oxid, och därefter slaggen och metallen tappas.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att upphettningen utföres vid eller under atomosfärstryck.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t a v att ferrokrommetallen utgöres av fina korn med en storlek av 6 mm eller mindre.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t a v att ferrokrommetallen utgöres av fina korn med en stor- lek mindre än ca 2 mm i diameter.

5. Förfarande enligt krav 1 - 4, k ä n n e t e c k - n a t a v att ferroknmen dax metalloxíden blandats med varandra före inmatningen.

6. Förfarande enligt krav l - 5, k ä n n e t e c k - n a t a v att metalloxiden införes i ugnen i form av ett finkornigt oxidmaterial.

7. Förfarande enligt krav 1 - 2, k ä n n e t e c k - n a t a v att metalloxiden införes i ugnen i form av ett agglomererat finkornigt material eller i styckeform.

8. Förfarande enligt krav 6 eller 7, k ä n n e - t e c k n a t a v att det finkorniga oxidmaterialet eller den styckeformiga oxidmalmen är förreducerat(d), föroxide- rat(d) eller förbehandlat(d).

9. Förfarande enligt krav 6 ~ 8, k ä n n e t e c k - n a t a V att det finkorniga oxidmaterialet eller den styckeformiga oxidmalmen omfattar kromit.

10. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t a v att ferrokrommetallen och oxiden 460 908 blandas med erforderliga flussmedel.

11. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t a v att flussmedel inkluderar kvarts.

12. Förfarande enligt krav 10 eller 11, k ä n n e - t e c k n a t a v.íatt flussmedlen inkluderar kalksten eller dolomit eller bàdadera.'

13. Förfarande enligt något av krav 10 - 12, k ä n n e- t e c k n a t a v att flussmedlen inkluderar natriumkarbonat.

14. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t a v att den blandade fasta ferrokrom- metallen och metalloxiden föres till en smält massa av metall och eventuellt slagg.

15. Förfarande enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a t a v att den blandade fasta ferrokrommetallen och metall- oxiden föres till den smälta massan med ett så reglerat mass- flöde att en förutbestämd temperatur och smält tillstånd hos den smälta massan upprätthålles.

16. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t a v att det termíska plasmat alstras under användande av en icke-konsumerbar elektrod.

17. Förfarande enligt något av krav 1 - 15, k ä n n e - t e c k n a t a v att det termiska plasmat alstras under användande av en konsumerbar elektrod.