SU1526912A1 - Method of reprocessing metal waste - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области черной металлургии, конкретно к способам переработки металлоотходов, и может быть использовано при производстве высококачественных сталей и сплавов. Целью изобретени   вл етс  полное удаление минерально-органических загр знений с поверхности металлоотходов и уменьшение потерь легирующих элементов. Предложено металлоотходы, загр зненные органическими веществами, подвергать двухстадийной термической обработке: сначала в окислительной атмосфере воздуха при 500-600°С до полного удалени  загр знений, затем в восстановительной атмосфере водорода при 800-1100°С. За счет двухстадийной термообработки в окислительных и восстановительных услови х достигнуто полное удаление органических веществ и в 1,5-6 раз снижены потери марганца, кремни , титана и никел  в стружке. 3 табл.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, specifically to methods for the processing of metal waste, and can be used in the production of high-quality steels and alloys. The aim of the invention is the complete removal of mineral-organic impurities from the surface of metal waste and a reduction in the loss of alloying elements. Metal wastes contaminated with organic substances are proposed to be subjected to a two-stage heat treatment: first in an oxidizing atmosphere of air at 500-600 ° C until complete removal of the contaminants, then in a reducing atmosphere of hydrogen at 800-1100 ° С. Due to the two-stage heat treatment in oxidizing and reducing conditions, complete removal of organic substances is achieved and the loss of manganese, silicon, titanium and nickel in chips is reduced by 1.5–6 times. 3 tab.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , конкретно к способам переработки металлоотходов, и может быть использовано при производстве высококачественных сталей и сплавов.The invention relates to metallurgy, specifically to methods for processing metal waste, and can be used in the production of high quality steels and alloys.

Целью изобретени   вл етс  полное удаление минерально-органических загр знений с поверхности металлоотходов и уменьшение потерь легирующих элементов.The aim of the invention is the complete removal of mineral-organic impurities from the surface of metal waste and a reduction in the loss of alloying elements.

Термическую обработку ведут в две стадии: сначала в атмосфере воздуха в окислительных услови х при 500 - 600°С до полного удалени  минерально- органических загр знений, затем а восстановительной атмосфере водорода при 800-1100 С.The heat treatment is carried out in two stages: first in an atmosphere of air under oxidizing conditions at 500–600 ° C until complete removal of mineral-organic impurities, and then at a reducing atmosphere of hydrogen at 800-1100 ° C.

При нагреве металлоотходов до 500- 600°С в окислительной атмосфере воздуха происходит возгонка органических загр знений с поверхности металлоотходов и полное их окисление. В начальный перибд выдержки образующийс  на поверхности обрабатываемых отходов слой окислов преп тствует возможности диффузии углерода вовнутрь металла. В последующее врем  выдержки при данных температурах углерод не диффундирует в металл, так как находитс  в соединени х продуктов полного сгорани When metal waste is heated to 500–600 ° C in an oxidizing atmosphere of air, organic pollutants are sublimated from the surface of metal waste and are fully oxidized. In the initial peribd of aging, the layer of oxides formed on the surface of the treated waste prevents the diffusion of carbon into the metal. At the subsequent holding time at these temperatures, the carbon does not diffuse into the metal, as it is in the compounds of the products of complete combustion

слcl

1C1C

О5O5

р INDp IND

31526913152691

(СО). При температуре менее процесс окислени  продуктов возгонки и окислени  поверхности идет малоинтенсивно , поэтому возможно выделение с углерода на поверхности металлоотхо- дов в твердой фазе, а при последующей восстановительной стадии обработки при более высокой температуре - их диффузи  вовнутрь металла (табЛо 1). Верх- Q НИИ температурный предел (600°С) обусловлен интенсивным окислением металла. Нагрев отходов при температурах выше 600°С требует значительного увеличени  времени восстановитель- 15 ной стадии тепловой обработки (табл.1). Перва  стади  процесса заканчиваетс  после удалени  минерально-органических загр знений.(Sb). At a temperature less, the oxidation process of the products of sublimation and surface oxidation is low-intensity; therefore, it is possible to release carbon from the surface of metal waste in the solid phase, and during the subsequent reduction stage of treatment at a higher temperature, they diffuse into the metal (tabLo 1). Top-Q Research Institute temperature limit (600 ° C) due to intense oxidation of the metal. Heating the waste at temperatures above 600 ° C requires a significant increase in the time for the reducing stage of the heat treatment (Table 1). The first stage of the process ends after the removal of mineral-organic contaminants.

Выдержка при 800-1100 С на второй 20 стадии в среде водорода лимитируетс  временем, необходимым дл  прогрева ме- таллоотходов и восстановлени  металлов из оксидов. Нижний предел температуры выдержки восстановительной стадии теп-25 ловой обработки () обусловлен началом интенсивного восстановлени  окислов Fe, Ni, Со, Mo, Mn, W (табл,2) . Восстановление Cr, Si, Ti в атмосфере водорода особенно активно происходит JQ при температуре выше 900°С, Повышение температуры более 1100°С нецелесообразно из-за понижени  стойкости конструктивных элементов печи и свариваемости металлоотходов. Температура на 5 The holding at 800-1100 C in the second 20 stage in a hydrogen medium is limited by the time required for heating the metal waste and reducing the metals from the oxides. The lower limit of the holding temperature of the reduction stage of the heat-25 treatment () is caused by the beginning of an intensive reduction of the oxides of Fe, Ni, Co, Mo, Mn, W (Table 2). The reduction of Cr, Si, Ti in a hydrogen atmosphere is particularly active in JQ at temperatures above 900 ° C. Increasing the temperature over 1100 ° C is impractical because of the decrease in the durability of the structural elements of the furnace and the weldability of metal waste. Temperature at 5

грева металлоотходов в атмосфере водо рода выбираетс  в зависимости от обрабатываемых марок сплавов. Повышение температуры нагрева дл  сплавов, легированных Сг, Si, Ti, способствует уменьшению потерь легирующих элементов . При 800-900°С потери отдельных легирующих элементов (Сг, Si, Ti) составл ют не более 0,5, а при 950- 1100°С - не более 0,2 (табл. 2) Heating of metal waste in the atmosphere of hydrogen is selected depending on the processed alloy grades. Increasing the heating temperature for alloys doped with Cr, Si, Ti helps to reduce the loss of alloying elements. At 800-900 ° C, the losses of individual alloying elements (Cr, Si, Ti) are no more than 0.5, and at 950-1100 ° C - no more than 0.2 (Table 2)

Пример. Загр зненные эмульсией и маслом отходы холоднокатаной ленты толщиной 1,5-1,0 мм из сплава 29НК-ВИ после пакетировани  и тепловой обработки по предлагаемому способу в колпаковой печи СГИ 12,5 16/11, 5И1Example. Waste of cold-rolled tape 1.5-1.0 mm thick from alloy 29HK-VI, contaminated with emulsion and oil, after packaging and heat treatment using the proposed method in a SGI 12.5 16/11, 5I1 hood furnace

переплавлены в открытой индукционной печи на шихтовую болванку дл  последующего использовани  при выплавке марочного металла в вакуумной печи ИСВ-0,1б, Использование пакетированных отходов холоднокатаной ленты при выплав ке вакуумного металла недопустимо , так как это сильно зат гивает плавку.remelted in an open induction furnace to a charge blanks for subsequent use in the smelting of branded metal in a vacuum furnace ISV-0.1b. The use of packaged wastes of cold-rolled tape in the smelting of vacuum metal is unacceptable, since it greatly impedes smelting.

В табл. 1 показано качество металлоотходов сплава 2Н в зависимости от содержани  углеродаIn tab. 1 shows the quality of metal waste of 2H alloy, depending on the carbon content.

В табЛо 2 приведены потери легирующих элементов в металлоотходах сплава согласно предлагаемому и известному способам.Table 2 shows the loss of alloying elements in metal scrap of the alloy according to the proposed and known methods.

В табл. 3 приведен химический состав шихтовых болванок, полученных известным и предлагаемым способами.In tab. 3 shows the chemical composition of the charge blanks obtained by known and proposed methods.

Из табл. 1-3 видно, что при переработке холоднокатаных отходов по предлагаемому способу наблюдаетс  более низкое содержание углерода в шихтовой болванке вследствие более полного удалени  минерально-органических загр знений, а также снижение угаролегирующих добавок - марганца, кремни , титана и алюмини , что позвол ет при выплавке стали уменьшить расход легирующих сплавов. Кроме того , почти в 2 раза увеличиваетс  расход шихтовой заготовки на 1 т выплавл емой стали.From tab. 1-3, during the processing of cold-rolled wastes according to the proposed method, a lower carbon content in the charge blanks is observed due to more complete removal of mineral-organic impurities, as well as a decrease in carbon-blocking additives — manganese, silicon, titanium and aluminum, which allows smelting began to reduce the consumption of alloying alloys. In addition, the charge of the billet per 1 ton of steel produced increases by almost 2 times.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ переработки металлоотходов , включающий предварительную термическую обработку и последующее про- плавление, отличающийс  тем, что, с целью полного удалени  минерально-органических загр знений с поверхности металлоотходов и уменьшени  потери легирующих элементов, термическую обработку отходов ведут в две стадии: сначала в окислительной атмосфере воздуха при 500-600°С до полного удалени  минерально-органических загр знений, затем - в восстановительной атмосфере водорода при ВОО-ПОО С.A method of recycling metal waste, including preliminary heat treatment and subsequent melting, characterized in that, in order to completely remove mineral organic contaminants from the surface of metal waste and reduce the loss of alloying elements, heat treatment of waste is carried out in two stages: first in an oxidizing atmosphere of air at 500-600 ° C until complete removal of mineral-organic pollution, then - in a reducing atmosphere of hydrogen at HEO-VET C. Таблица 1Table 1 ijSO 500 550 600 650ijSO 500 550 600 650 850 в атмосфере азота850 in nitrogen atmosphere 6 6 6 6 66 6 6 6 6 ПредларедлагаеыйPreferred 550 550 550 550 550 550550 550 550 550 550 550 6 6 6 6 6 66 6 6 6 6 6 750 800 850 900 950 1000750 800 850 900 950 1000 i 5 6 7 9,0i 5 6 7 9.0 0,5-1,00.5-1.0 0, 0,027 0,020 0,018 0,0180, 0.027 0.020 0.018 0.018 0,0650.065 Таблица 2table 2 0,20.2 О, 5 0,kO 0,38 0,25 0,O, 5 0, kO 0.38 0.25 0, 0,150.15 0,57 0, 0,2 0,30.57 0, 0.2 0.3 о,2аoh 2a 0,170.17 0,580.58 0, 0,148 О.З 0.280, 0.148 O. Z 0.28 15269121526912 8 Продолжение табл. 28 Continued table. 2