Шихта для получения фосфористого ферросплава

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(56) Молчанов Н.Г. Выплавка фосфористых сплавов в доменной печи. Сталь, 1524, 1947, с. 295-301(54) Шихта для получения фосфористого ферросплава(57) Шихта для получения фосфористого ферросплава изобретение относится К черной металлургии, к ферросплавному производству,конкретно к шихтам для производства фосфористого ферросплава, обогащенного легирующими металлами, которые могут быть использованы как лигатуры для производства специально чугунов с улучшенными литейными свойствами, автоматных сталей, износостойких чугунов для тормозныхШихта для получения фосфористого ферросплава Изобретение относится к черной металлургии, к феросплавному производству, конкретно к шихтам для производства фосфористо-го ферросплава,обогащаемого легирующими металлами, которые могут быть использованы кек лигатуры для производства специ-альных чугунов о улучшенными литейными свойствами, автоматных сталей,износостойких чугунов для тормозных колодок, а токже для получения нового класса металлоаморфных магнитомягких материалов. Известна шихта для получения фосфористого ферросплава, в состав которой входят следующие компоненты, мас. фосфорит-37,25 железная стружка - 12,2 кокс - 45,55 и зола кокса- 5 /1/. Недостатком шихты является низкое качество получаемого ферросплава, так как он не содержитколодок, а также для получения нового класса металлоаморфных магнитомягких материалов.Цель изобретения состоит в улучшении качества фосфористого ферросплава и уменьшении затрат на шихтовые материалы.Шихта для получения фосфористого ферросплава содержит фосфорсодержащий компонент, железную стружку, кварцит и кокс. В качестве фосфорсодержащего компонента она содержит промежуточный конвертерный фосфатшлак при следующем соотношении компонентов, мас.промежуточный конвертерный фосфатшлак 55 - 60Промежуточный конвертерный фосфатшлак имеет следующий состав, мас. Р 2 О 5- 8 - 12 /2 О 5 - 0,6 - 1,1 МпО - 6 - 8 Реибшр-10 - 15 102 - 14 - 18 СаО - 40 - 45 А 12 О 3 - 1 - 3 МЗО -6 - 8 С - остальноелигирующих элементов. Кроме того, шихта характеризуется высокими оатратами на виктовые материажн, оонзаннат ос онвиительнмм расходом дифицитной же-лезной стружки, что значительно удорожает производство.Известна также шихта для получеия фосфористого ферросплава /2/, которая содержит, мас. железную руду -12,0-15,0 кокс- 23,8 - 29,3 фосфидносилиЦидный сплав - 1,0 - 10,0 железную стружку 14,1 - 15,6 марганцевую руду - 1,2 - 1,7 фосфорит остальное. Недостатками шихты является невысокое качество получаемого фосфористого ферросплава,там как сплав обогащается только марганцем в незначительном количестве (1,8 ) , что ограничивает сферу его использования. Шихта также характеризуется значительными затратами на шихтовые материалы, что связано с высокимрасходом дефицитной железной стружки.Наиболее близкой по технической сущности К предлагаемой является шихта для получения фосфористого ферросплава /3/, содержащая, мас. фосфорит - 36,34 железную стружку- 19,47 кварцит- 3,9 кокс - 40,29. Недостатками шихты является Низкое качество получаемого сплава, который не содержит легирующих элементов, а также большие затраты на шихтовые материалы-железную стружку.Кроме того, во всех известных шихтах для получения фосфористого ферросплава в качестве фосфорсодержащего компонента используют фосфорит, в котором присутствует в значительных количествах (до 2 ) фтор образующий при плавке токсичные соединения, загрязняющие атмосферу.Целью изобретения является улучшение качества фосфористого ферросплава и уменьшение затрат на шихтовые материалы.Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения фосфоритового ферросплава, содержащая фосфорсодержащий компонент, железную стружку,кварцит и кокс, в качестве фосфорсодержащего компонента содержит промежуточный конвертерный фосфатшлак при следующем соотношении компонентов, мас..промежуточный конвертерный фосфатшлак 55-60Промежуточный конвертерный фосфатшлак имеет следующий состав, мас. 8-12 Р 2 О 5 0,6-1,1 /2 О 5 68 МпО 10-15 Ре общ 14-18 102 40-45 СаО 1-3 А 12 О 3 6-8 МО С - остальное.В настоящее время промежуточный конвертерный фосфатшлак, образующийся и процессе конвертной переработки фосфористого чугуна на сталь,ежегодное количество которого на Карагандинском металлургическом комбинате составляет 400 тыс.тонн, является отходом производства. Наличие в шлаке в достаточном количестве таких элементов как фосфор и железо делает его пригодным для дальнейшей переработки на фосфористый ферросплав. Ванадий, присутствующий в шлаке в виде пентоксида, при плавке шихты будет восстанавливаться и переходить в ферросплав в количестве 1,78 - 2,6 , улучшая его качество. кроме того, повысит качество сплава марганец, содержание которого в ферросплаве составит 11,3 - 15,2.Присутствии в фосфористом ферросплаве легирующих элементов позволяет значительно расширить сферу его применение по сравнению с известными техническими решениями для получение новях более дорогостоящих марок специальных чугунов и сталей,металлоаморфнь 1 х магнитомягких материалов, что увеличивает ценность получаемого сплава.Использование в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточного конвертерного фосфатшлака позволяет значительно сократитьрасход дефицитной железной стружки, и 5,5-9,7 раз по сравнению с прототипом. Это возможно благодаря сравнительно большому содержанию в шлаке железаУчитывая то, что промежуточный конвертерный фосфатшлак является отвальным, это также позволяет сократить затраты на шихтовые материалы.Важным положительным фактором использования промежуточного конвертерного фосфатшлака является отсутствие в нем примеси фтора, которая содержится в фосфорите в значительном количестве- до 2 , что исключает выбросы в окружающую среду токсичный фтористых соединений и значительно улучшает экологическое состояние окружающей среды.Содержание в шихте промежуточного конверторного фосфатшлака составляет 55-60 мас.. При содержании его менее 55 снижается качество получаемого ферросплава за счет снижения содержания в нем легирующих элементов,увеличивается содержание других более дорогостоящих компонентов шахты, что скажется на затратах на шихтовые материалы. Кроме того, при увеличении содержание кварцита более 10 кислотность шлака увеличивается, что повлечет увеличение вязкости и, следовательно, снижении извлечение ценных элементов в ферросплаве, а это ухудшит его качество. При увеличении содержания Железной стружки в шихте более 3, увеличивается содержание железа в сплаве и значит снижается в нем содержание легирующих элементов что снижает качество ферросплава. Кроме того, происходит перерасход железной стружки, сырье используется нерационально и увеличиваются расходы на шихтовые материалы.Повышение содержания промежуточного конвертерного фосфатшлака в шихте более 60. Приведет к снижению содержания других составляющих шихты, при этом снизится качество фосфористого ферросплава. Так, снижение содержания кварцита в шихте менее 9 повлечет снижение кислотности шлака.При этом понизятся активности легирующих элементов, которые и шлаке присутствуют в виде соединений кальция при введении достаточного количества кварцита эти соединения разрушаются,что увеличивает активности легирующих элементов и способствует их извлечению в ферросплав. Следовательно, при снижении содержания кварцита в шихте менее 9 извлечение этих элементов в ферросплав снижается, что ухудшает его качество. Кроме того, если снизить содержание кокса в шихте менее 28,5 то процесс восстановления ценных элементов в сплав будет происходить неполностью,что также отразится на его качестве и сырье будет использоваться нерационально. Если снизить содержание железной стружки в шихте менее 2 , то это приведет и загрязнению атмосферы, ухудшению экологического состояния окружающей среды, таккак из-за нехватки железа будет образовываться свободный фосфор вместо фосфористого ферросплава. Таким образом, увеличения содержания в шихте шлака более 60 приведет к тому, что большинство ценных элементов шлака не будет извлечено, а экология процесса значительно ухудшится.Предлагаемая шихты была изготовлена и опробована в лабораторных условиях.ПРИМЕР 1. Для изготовления шихты использовали промежуточный конвертерный фосфатшлакследующего состава, мас. 12-Р 2 О 5 8-МпО 1,1 У 205 10-Реобщ 18-102 40-СаО 1-А 1203 8-М 30 1,9 С, железную стружку тарасовский кварцит (95 102) и металлургический кокс.Шихту, в состав которой входили 1 кг. промежуточного конвертерного фосфатшлака, что составляет 55 0,0,63 кг.железной стружки, что соответствует 3,5 0,182 кг. Кварцита - 10 и 0,57 кг.кокса - 31,5 измельчали до крупности менее 5 мм, тщательно перемешивали и загружали в графитовый тигель диаметром 320 мм и толщиной стенки 400 мм и плавили при температуре 1500 С в течение 1 часа.В результате плавки получили фосфористый ферросплав в количестве 0,230 кг.,что составляет 12,65 от массы исходной шихты, следующего состава, мас. 2,6 У 15,2 Мп 15,1 Р 0,8 1По прототипу фосфористый ферросплав содержит,мас. 0,5-Мп 15,4-Р 0,475-1 0,47-С Ре - остальное. Таким образом, качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по прототипу, а расход железной стружки сократился в 5,5 раз.Для приготовления шихты использовали промежуточный конвертерный фосфатшлак следующего состава, мас. 10-Р 205, ОУ 2 О 5 МпО 14 Реобщ 16102 43 СаО 2-А 1203 7 М 30 0,1 С,железную стружку, тарасовскии кварцит,металлургический кокс.Шихту, в состав который входили 1 кг.,промежуточного конвертерного шлака, что составляет 57,34 0,0475 кг. железной стружки, что соответствует 2,62 0,177 кг. кварцита - 9,3 и 0,536 кг. кокса - 30,77 измельчали до крупности менее 5 мм, тщательно перемешивали и загружали в графитовый тигель и плавили при температуре 1500 С в течение 1 часа.В результате плавки получили фосфористый ферросплав в количестве 0,212 кг.,что составляет12,11 от массы исходной шихты, следующего состава, мас. 2,38 У 14,36 Мн 16 Р 0,5 1 0,2 С Ре - остальное и шлак в количестве 0,674 кг.Качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по прототипу. Расход желанной стружки сократился в 7,4 раза.ПРИМЕР 3. Для изготовления шихта использовали промежуточный конвертерный фосфатшлакШихту, в состав которой входили 1 кг. промежуточного конвертерного фосфатшлака - 60,0,033 кг. железной стружки - 2 0,150 кг. кварцита- 9 и 0,475 кг. кокса - 28,5 , крупностью менее 5 мм загружали в графитовый тигель и плавили при температуре 1500 С, в течении 1 часа.В результате плавки получили фосфористый ферросплав в количестве 0,188 кг, что составляет 11,34 от массы загружаемой шихты, следующего состава, мас. 1,78 У 11,3 Мн 15,8 Р 0,4 1 0,01 С Ре - все остальное и шлак в количестве 0,641 кг.Качество полученного ферросплава значительно лучше, чем по прототипу, расход железной стружки сократился в 9,7 раз.Шихта для получения фосфористого ферросплава,содержащая фосфорсодержащий компонент,железную стружку, кварцит и кокс, отличающийся тем, что с целью улучшения качества фосфористо-го ферросплава и уменьшения затрат на шихтовые материалы, она содержит в качестве фосфорсодержащего компонента промежуточ-ный конвертерный фосфатшлак, при следующем соотношении компо-нентов, мас, промежуточный конвертерный фосфатшлак 55 - 602. Шихта по п.1, отличаеющаяся тем, что промежуточным конвертерный фосфатшлак имеет следующий состав, мас, Р 2 О 5 8-12 У 2 О 5 0,6-1,1 МпО 6-8 Ре Ош 10-15 102 14-18 СаО 40-45 А 12 О 3 1-3 МО 6-8 С ост.Составитель А.Ю.Янковская Верстка МП КРИЦ - А.Н. Шанин, А.В.Шевченк 0 Ответственный за выпуск Э.З. Фаизова