SU1027232A1 - Способ получени лигатуры - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ , содержащей редкоземельные металлы , включающий проплавление ферросилици  с оксидами редкоземельных металлов и кальци , слив шлака и металла , отлича.ющийс  тем, что, с целью снижени  расхода, материалов и улучшени  качества лигатуры , на поверхность шлака перед сливом металла загружают известь в количестве 20-50 от массы шлака, затем сливают металл, после чего на оставшийс  в печи шлак загружают ферросилиций и проплавл ют его, затем сливают образующийс  шлак, после чего на оставшийс  в печи металл загружают оксиды редкоземельных металлов и флюс и проплавл ют их. 2.Способ по П.1, от л и ч ,а ющ и и с   тем, что ферросилиций загружают в количестве 65-95% от масi сы оставшегос  в печи шлака. 3.Способ по П.1, о т л ИЧ а ю (Л щ и И с   тем, что оксиды редкозес: мельных металлов загружают в количестве 20-40% от массы оставшегос  в печи металла.

Description

ьо

1С

со ISD Изобретение относитс  к металлур ( ии, в частности к способам полумени  лигатур, содержащих редкоземель ные металлы. Известен способ получени  лигату содержащих редкбземельные металлы ( РЗМ )f путем алюминотермического во становлени  окислов РЗМ в присутствии кремни  1/1 . К недостаткам этого способа следует отнести низкое извлечение РЗМ в лигатуру, наличие алюмини  в лиГатурах (,3-9 ) вследствие чего их невозможно использовать, дл  обработ ки чугуна и р да марок стали. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс , способ пол чени  лигатуры, Содержащей редкоземельные металлы, включающий плавление компонентов шихты, содержащей известь, один или несколько окислов РЗМ, и кремний (элементарный или в виде ферросилици ). Расплавление шихты провод т при 14501700°G . Затем сливают последов;ательно шлак и сплав f2. Однако дл  известного способа ха рактерен повышенный расход материалов вследствие высокого содержани  РЗМ в шлаке. Окислы редкоземе/ ных металлов (R OJобразуют с кремне - - SIO, земом силикаты типа КлО -SiO/,. При по влении в л. 11|у|п iiuMDjicnKin О распл ве SfO/ 2 в результате восстановлени  РЗМ кремнием и наличии избытка окис лов КлОд неизбежно образование сили катов РЗМ,  вл ющихс  весьма прочны ми соединени , а также снижение акт вности окислов РЗМ. Кроме того, набл даетс  повьпиенное содержание примесей в лигатуре.(P,S,С) вследствие усвоени  их при выплавке лигатуры. Целью изобретени   вл етс  снижен 1е расхода материалов дл  выплав ки лигатуры и улучшение качества лигатуры . Указанна  цель достигаетс  тем, что по способу получени  лигатуры., содержащей редкоземельные металлы, включающему проплавление ферросилици  с оксидами редкоземельных метал лое и кальци , слив шлака и металла на поверхность шлака, перед сливом металла загружают известь в количест ве 20-50% ,от массы шлака,, затем сливают метйлл, после чего на оставшийс  .в печи шлак загружают ферросилиций и проплавл ют его, затем сливают образующийс  шлак, после чего на оставшийс  в печи металл загружают оксиды редкоземельных металлов и флюс и проплавл ют их.. Ферросилиций загружают в количестве 65-95 от массы оставшегос  в печи шлака. Оксиды редкоземельных металлов загружают в количестве 2Q-kQ% от массы оставшегос  в печи металла. Процесс осуществл ют следующим образом. В электродуговую печь загружают ферросилиций СФСб5, ФС75, ФСЭО), известь (не менее 90 СаО ), концентрат окислов РЗМ (90-98 проплавл ют. Количество кремни , заданного с ферросилицием, соответствует отношению СзО/51 1,6. Кремний ферросилици  реагирует с окислами РЗМ, восстанавлива  их по реакции 2 2СаО Si02 (1) Металл содержит 35-40% РЗМ, 3-5 Са, SI, остальное - железо и примеси. Образующийс  шлак содержит 10-20% окислов РЗМ, 55-45% СаО, 27-30% 5102. Согласно дайным рентгеноструктурного анализа основу шлака составл ет -jp 2 CaO-S 02 Перед выпуском металла на поверхность шлака загружают известь в количестве 20-50% от массы шлака. Этот прием позвол ет загустить шлак за счет повышение температуры его плавлени  при увеличении отношени  СаО:О до 3,2-4,0. Затем сливают металл, дл  чего производ т разделку летки на уровне металла. При этом шлак,наход щийс  в загущенном состо нии, остаетс  в ванне печи. На пверхность шлака, оставшегос  в печи, загружают ферросилиций. При этом происходит восстановление кальци  и редкоземельных металлов из шлака по реакции RA03+ СаО + CSi RSij CaSio + (2 4-2,5)CaO-Si02(2) В образующемс  металле содержитс  7-17% РЗМ, 6-15% Са, 50-65% Si, остальное - железо,, а в шлаке окислов РЗМ, 60-65% СаО, 30-40% Si02Количество загружаемого ферросилици  составл ет 65-95% от массы оставшегос  в печи шлака. Шлак сливают из печи наклоном ванны или через верхнее леточное отверстие. На металл загружают концентрат окислов РЗМ с плавиковым шпатом и пррплавл 31 ют. При ЭТОМ происходит взаимодействне по реакции . CaS 2 CaOvSIOgO Кальций выводит в шлак примеси се ры и фосфора в виде сульфидов и фосфидов . В металле проио одит увеличение содержани  РЗМ до 27-50 . Металл сливают из печи и разливают в изложницы . В дальнейшем операции повтор ют. Снижение удельного расхода матери алов достигаетс  за счет высокой сте пени восстановлени  РЗМ в металл. Если количество извести менее 20 от массы шлака, то загущени  шлака н происходит и он выходит из печи при выпуске металла. Кроме того, не создаютс  услови  дл  полного восстанов лени  РЗМ из шлака вследствие ненасыщени  сплава кальцием. При повышении количества извести более 50% ot массы шлака последний имеет повышенную в зкость, что затрудн ет протекание восстановительных процессов. При этом недостаточно полно происходит восстановление РЗМ, и сплав, получаемый на этой стадии, содержит бо лее 15 кальци . Если количество ферросилици  заг ружаемого на поверхность оставшегос  в печи шпака, меньше 65% от его массы , недостаточно полно происходит восстановление РЗМ в сплав. Повышение количества ферросилици  более 95% от массы шлака вызывает неоправданно высокий, расход шихтовых материалов . Если количество оксидов редкоземельных металлов, загружаемых на поверхность оставшегос  в печи металла , меныие 20% от его массы, образующийс  металл имеет низкую концентрацию РЗМ. При повышении количества оксидов редкоземельных металлов более 0% от массы металла восстановление РЗМ в сплав протекает недостаточно полно. Пример. Выплавку лигатур) ведут в электродуговой печи с ,трансформаторором мощностью 100 кВ-А. При проведении выплавки по известному способу в печь загружают 135 кг извести, 77 кг ферросилици  ФС75, 97 кг концентрата окислов РЗМ, 22 кг плавикового шпата. После проплавлени  металл и шлак сливают в изложни; По предлагаемому способу в печь загружают 135 кг извести, 77 кг 32 .4 ферросилици  ФС 75,97 кг концентра та окислов РЗМ, 22 кг плавикового шпата. После проплавлени  шихты на расплав загружают известь в количеств ве 20% от расчетной массы шлака ( опыт 1, стади  М), затем выпускают в изложницу металл, после чего на оставшийс  в печи шлак, загружают ферросилиций и плавиковый шпат (опыт 1 стади  III), проплавл ют и сливают шлак. На оставшийс  в печи металл загружают смесь концентрата окислов РЗМ и плавикового шпата (опыт 1 стади  ), проплавл ют и выпускают металл . В опыте 2 количество извести, используемой дл  загущени  металла, составл ет 30% от массы шлака, в опыте 3-50%. Опыты 2 и 3 провод т ана логично опыту 1. Результаты опытов приведены в таблице. Отношение массы шлака (Ршл) массе металла ( ) ог-ласно извест- . ному способу и на стадии I предлагаемых вариантов составл ет 1,1. Это дает возможность рассчитать массу металла и шлака на стадии 1 каждого варианта: где Рщ - масса шихты, загружаемой на стадии I процесса. Масса металла, образующегос  после проплавлени  шихты, заданной на 111 стадии , практически равна массе заданного на III стадии ферросилици  (Рфс)- Поэтому масса шлака, сливаемого на III стаДии , равна ш ме где PUJ - масса шихты, загружаемой на 111-х стади х процесса. Отношение массы шлака, сливаемого на III стадии, к массе металла, выпускаемого на IV стадии составл ет дл  вариантов 1, 2 и 3 соответственно 1,27; 0,98; 1,07.

В т{1блице также указан вес металла в пересчете на 1 базовую т лигатуры (30% РЗМ )и удельные расходы шихтовых материалов в пересчете на 1 базогвую т лигатуры (30% РЗМ ).5

iV стади .В лигатуре выплавл емой на I стадии; процесса, содержание Р, S и С, как в известной,и составл  ет соответственно 0,015 и to 0,065%. За счет более хороших восстановительных условий на последующих стади х процесса (избытоквосстановител  )и.более высокого соержани  кремни  в конечном металле ts содержание примесей снижаетс  на

2535% и составл ет соответственно 0,011, 0,0035 и 0,045% поэтому качество лигатуры, получаемой на IV сдии процесса, выше чем изв,ес.тной.

Реализаци  предлагаемого способа по сравнению с известным позвол ет повысить извлечение редкоземельных металлов а лигатуру на , снизить в расчете на 1 базовую тонну ,лигйтуры С30% РЗМ ) расход концентрата окислов РЗМ на 17(250 кг электроэнёргиимна 300-3 0 кВт ч. Экономический эффект в расчете на 1 базовую тонну лигатуры с учетом, изменени  расхода остальных компонентов шихты составит 460-660 рубле

Извест479 603 ный 840.

1,41

160,6

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ, содержащей редкоземельные металлы, включающий проплавление ферросилиция с оксидами редкоземельных металлов и кальция, слив шлака и метал» ла, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода, материалов и улучшения качества лигатуры, на поверхность шлака перед сливом металла загружают известь в количестве 20-50% от массы шлака, затем сливают металл, после чего на оставшийся в печи шлак загружают ферросилиций и проплавляют его, затем сливают образующийся шлак, после чего на оставшийся в печи металл загружают оксиды редкоземельных металлов и флюс и проплавляют их..

2. Способ по п.1, о т л и ч a tout и й с я тем, что ферросилиций загружают в количестве 65-95% от мае- Q сы оставшегося в печи шлака.

3. Способ по п.1, о т л и ч a tout и Й с я тем, что оксиды редкоземельных металлов загружают в количестве 20-40% от массы оставшегося в печи металла.

SU ,1027232 . 1 1027232