SU889719A1 - Method of treating molten alloys - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии ,, в частности к производству ферросплавов, и может быть использовано при внепечном рафинировании чугу на. Известен способ рафинировани  спла ВОВ на основе железа, включающий окис ление кремни  путем продувки сплава кислородом 1). Недостатком данного способа  вл етс  то, что нар ду с окислением кремни  (десилйконизацией) происходит и окисление марганца. Однако в р де случаев, например при рафинировании сплавов железа с марганцем, требуетс  осуществление десиликонизации при низ ком (1-2%) содержании кремни  без окислени  марганца. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ рафинировани  ферромарганца при низком содержании кремни  в нем путем вдувани  в расплав ферромарганца окислительной смеСИ , содержащей окись кальци  и окись марганца в соотношении в количестве 20 от массы расплава 2. Недостатком этого способа  вл етс  то, что скорость процесса удалени  кремни  значительно снижаетс  с уменьшением концентрации его в расплаве ферромарганца. При вдувании такой смеси в расплав ферромарганца, содержащий 1-2 кремни , нар ду с окислением кремни  происходит и окисление «арганца. При увеличении продолжительности продувки с целью более полного Удалени  кремни  влечет за собой увеличение доли окислени  марганца , в то врем  как количество ркис ленного кремни  при этом незначительно . Кроме этого, при использовании данного способа рафинировани  ферромарганца необходимы дополнительные расходы, св занные с приготовлением порошкообразной смеси, такие как помол извести, сушка марганцевого концентрата и их смешение. 3 . 8 Целью изобретени   вл етс  повышение степени рафинировани  сплава и исключение снижени  содержани  марганца в нем. Посталенна  цель достигаетс  тем, что при обработке сплава в расплавленном состо нии путем продувки его порошкообразным окислителем, расплав продувают колошниковой пылью производства ферромарганца в количестве 20-150 кг на тонну расплава, при этом вдувание колошниковой пыли осуществл ют периодически 1-3 порци ми, причем количество вдуваемых порций пр мо пропорционально содержанию кремни  в расплаве, а в промежутках между вдуванием порций расплав продувают сжатым воздухом с. Использование в качестве порошкообразного окислител  колошниковой пыли производства ферромарганца обуславливаетс  необходимостью ускорени  процесса десиликонизации, ис ключени  снижени  содержани  марганца и повышени  экономичности процесса, так как она включает повышенное содержание окислов марганца и железа, в результате , чего увеличиваетс  жидкопод вижность формирующейс  шлаковой фазы и ее формирование происходит быстрее поскольку колошникова  пыль содержит существенно меньше тугоплавкого и . труднорастворимого компонента - СаО. Кроме этого, облада  мелкодисперсНостью , колошникова  пыль производства ферромарганца не требует предва рительной подготовки (помола и сушки и значительно дешевле примен емых ма териалов по известному способу. Вдувание колошниковой пыли в коли честве 20-150 кг на тонну расплава обеспечивает необходимую степень дес ликонизации процесса. Причем при вду вании менее 20 кг колошниковой пыли . на тонну расплава удлин етс  процесс обработки и не обеспечиваетс  полное удаление кремни , а вдувание колошниковой пыли более 150 кг на тонну расплава экономически нецелесообразн так как снижаетс  коэффициент исполь зовани  реагента. Вдувание колошниковой пыли периодически 1-3 порци ми пр мо пропорцио нально содержанию кремни  в расплаве способствует увеличению степени ее усвоени  и удалени  кремни . Причем большее содержание кремни  требует и большее введение порций и наоборот. При введении порций менее одной не . 4 обеспечиваетс  полное удаление кремни , а при введении более трех порций; снижаетс  эффективность обработки, так как наблюдаетс  окисление марганца . Продувка расплава сжатым воздухом с в промежутках между вдуванием порций колошниковой пыли обеспечивает оптимальное перемешивание его и лучшее взаимодействие с твердым окислителем. Колошникова  пыль производства ферромарганца имеет, например, следующий состав, %: Окислы марганца 2-48 Окислы железа 7-15 Кокс12-14 Окись кальци  20-22 Кремнезем8-12 Фракци  колошниковой пыли не более 3 мм. Предложенный способ осуществл етс  следующим образом. Выплавленный ферромарганец, например в доменной печи, выпускают в ковши и подают к установке дл  вдувани  колошниковой пыли производства ферромарганца . В зависимости от начального содержани  кремни  в ферромарганце и необходимой степени десиликонизации расплав продувают колошниковой пылью в количестве 20-150 кг на тонну расплава. Вдувание колошниковой пыли производства ферромарганца производ т периодически порци ми, вдува  их количество пр мо пропорционально содержанию кремни  в расплаве. В промежутках между вдуванием порций колошниковой пыли производства ферромарганца расплав продувают сжатым воздухом , тем самым обеспечиваетс  его перемешивание и улучшаетс  использование реагента. Экспериментально установлено, что при вдувании одной порции колошниковой пыли производства ферромарганца в количестве 4,2-5,55 от массы расплава удал етс  0,20-0,35% кремни , т.е. на }% вдуваемой пыли удал етс  0,015 0,ОбЗ% кремни  (в среднем 0,05). Положительный эффект периодической продувки достигаетс  за счет того, что в процессе вдувани  пыли часть ее не успевает прореагировать со сплавом и всплывает на поверхность расплава, при продувке воздухом эта часть пыли реагирует с расплавом, причем продувка воздухом интенсифицирует этот процесс вследствие перио дического перемешивани  металлической и шлаковой фаз и увеличени , следовательно , поверхности их контакта.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of ferroalloys, and can be used in the after-furnace refining of iron. There is a known method for refining iron-based BOB iron containing the oxidation of silicon by blowing an alloy with oxygen 1). The disadvantage of this method is that, along with silicon oxidation (desiconization), manganese oxidation also occurs. However, in a number of cases, for example, in refining iron-manganese alloys, deiliconization is required at a low (1-2%) silicon content without oxidizing manganese. The closest to the invention to the technical essence and the achieved effect is the method of refining ferromanganese with a low silicon content in it by blowing into the ferromanganese melt an oxidizing mixture containing calcium oxide and manganese oxide in a ratio of 20 by weight of the melt 2. The disadvantage of this method is The fact that the rate of the silicon removal process decreases significantly with a decrease in its concentration in the ferromanganese melt. When such a mixture is injected into a ferromanganese melt containing 1–2 silicon, the oxidation of “arganese” occurs along with the oxidation of silicon. With an increase in the duration of the purge for the purpose of a more complete removal of silicon, the increase in the fraction of manganese oxidation entails, while the amount of oxidized silicon is insignificant. In addition, using this method of refining ferromanganese requires additional costs associated with the preparation of a powder mixture, such as grinding lime, drying manganese concentrate and mixing them. 3 8. The aim of the invention is to increase the degree of refining of the alloy and to avoid reducing the manganese content in it. The goal is achieved by treating the alloy in the molten state by blowing it with a powdered oxidizer, the melt is blown from the top dust of ferromanganese production in the amount of 20-150 kg per ton of melt, while blowing in the top dust is carried out periodically by 1-3 portions, the amount of injected portions is directly proportional to the silicon content in the melt, and in the intervals between injection of the portions the melt is blown with compressed air c. The use of ferromanganese produced as ferrous manganese powder as an oxidizing powder is necessitated by the need to accelerate the de-siliconization process, except to reduce the manganese content and increase the process efficiency, since it includes an increased content of manganese and iron oxides, as a result of which the liquid sludge of the formed slag phase increases and its formation occurs faster because the top dust contains substantially less refractory and. sparingly soluble component - CaO. In addition, it possesses fine dispersion, the top dust of ferromanganese production does not require preliminary preparation (grinding and drying and is much cheaper than the materials used by a known method. The injection of top dust in the amount of 20-150 kg per ton of melt provides the necessary degree of deconization of the process. Moreover, with injection of less than 20 kg of flue dust per ton of melt, the processing process is extended and complete removal of silicon is not ensured, and injection of flue dust over 150 kg per ton of melt It is not expedient because it reduces the utilization rate of the reagent. The injection of top dust from time to time in 1-3 portions directly proportional to the silicon content in the melt contributes to an increase in its absorption and removal of silicon. portions of less than one not. 4 ensure complete removal of silicon, and with the introduction of more than three portions, the processing efficiency decreases, since manganese is oxidized. Blowing the melt with compressed air in the intervals between the injection of portions of blast furnace dust ensures optimum mixing and better interaction with the solid oxidizer. Koloshnikov dust produced by ferromanganese has, for example, the following composition,%: Manganese oxides 2-48 Iron oxides 7-15 Cox12-14 Calcium oxide 20-22 Silica-8-12 Fraction dust no more than 3 mm. The proposed method is carried out as follows. The smelted ferromanganese, for example in a blast furnace, is released into the ladles and fed to the plant for blowing in the blast dust of ferromanganese production. Depending on the initial silicon content in ferromanganese and the required degree of de-iconization, the melt is blown with top dust in an amount of 20-150 kg per ton of melt. The injection of top dust of ferromanganese production is carried out periodically, in portions, the amount of injection is directly proportional to the silicon content in the melt. In the intervals between the injection of portions of the flue dust of ferromanganese production, the melt is blown with compressed air, thereby ensuring its mixing and improving the use of the reagent. It was established experimentally that when blowing one portion of top dust from ferromanganese production in the amount of 4.2-5.55, 0.20-0.35% of silicon is removed from the mass of the melt, i.e. }% of blown dust removed 0.015 0, OV% silicon (average 0.05). The positive effect of periodic blowing is achieved due to the fact that in the process of blowing in dust, some of it does not have time to react with the alloy and floats to the surface of the melt; when blowing air, this part of the dust reacts with the melt phases and increase, therefore, the surface of their contact.

Механизм десиликонизации  вл етс  следующим. Окисление кремни  осуществл етс  в основном за счет окислов марганца, например по реакции:The deiliconization mechanism is as follows. The oxidation of silicon is carried out mainly by manganese oxides, for example, by the reaction:

tSi сплава + 2 (МпО) пыли tSi alloy + 2 (MpO) dust

(SiOj) + 2 (Мп) (SiOj) + 2 (Mp)

В результате этой реакции удал етс  избыточный кремний из сплава и увеличиваетс  содержание в нем марг ганца.As a result of this reaction, excess silicon is removed from the alloy and its manganese content increases.

Возможны также и побочные реакции:Side reactions are also possible:

Sil сплава + 2 (FeO) пыли .Sil alloy + 2 (FeO) dust.

(SiОз.) + 2 РеГ (SiOz.) + 2 Reg

sn сплава + 02 воздуха (SiO,) т.е. некоторое количество кремни  окисл етс  за счет окислов железа, содержащихс  в пыли, и кислорода воздуха .sn alloy + 02 air (SiO) i. some silicon is oxidized due to iron oxides contained in dust and oxygen from the air.

Продолжительность продувки воздухом с выбрана из услови  полного усвоени  окислов марганца колошниковой пыли, которые не успели прореагировать с кремнием сплава в процессе продувки и всплыли на поверхность расплава.The duration of the air purge was selected from the condition of complete assimilation of manganese oxides of flue dust, which did not have time to react with the silicon alloy during the purge process and floated to the surface of the melt.

Пример. В индукционной печи емкостью 50 кг расплавл ют ферромарганец ,температура которого перед началом вдувани  колошниковой пыли прог изводства ферромарганца составл ет , содержание кремни  1,1% и марганца 7,23. Затем производ т вдувание первой порции колошниковой пыли в количестве от массы расплава , после чего содержание кремни  составл ет 0,75%, а марганца - .Example. In an induction furnace with a capacity of 50 kg, ferromanganese is melted, the temperature of which is 1.1% for silicon and 7.23 for manganese before introducing the flue dust of ferromanganese. The first portion of flue dust is then injected in an amount by weight of the melt, after which the silicon content is 0.75% and manganese is.

89719 . 689719. 6

После введени  первой порции расплав 30 с продувают сжатым воздухом; содержание кремни  составл ет 0,70%,After the introduction of the first batch, the melt 30 s is blown with compressed air; the silicon content is 0.70%,

марганца - 7б,6% вследствие взаимоJ действи  кислорода воздуха и части неусвоившейс  колошниковой пыли с рас плавом.manganese — 7b, 6% due to the interaction of air oxygen and part of unassimilated top dust with a melt.

Затем производ т вдувание второй порции колошниковой пыли в количестве 5,55% от массы расплава, содержание кремни  составл ет О,i5%,марганца - 78,05%. В процессе последующей продувки в течение 30 с сжатым воздухом содержание кремни  снижаетс Then, the second portion of blast dust is injected in the amount of 5.55% by weight of the melt, the silicon content is O, i5%, manganese - 78.05%. During subsequent purging with compressed air for 30 seconds, the silicon content decreases.

fs до 0,30%j а марганца повышаетс  до .. 78,80%. После чего производ т вдувание третьей порции в количестве ,2% от массы расплава.fs to 0.30% j and manganese rises to 78.80%. After that, the third portion is injected in an amount of 2% by weight of the melt.

Содержание марганца повышаетс  доThe manganese content rises to

20 80,25%, а кремни  снижаетс  до 0,10%. Затем продувают сжатым воздухом 30 с; содержание кремни  не измен етс , а содержание марганца понижаетс  до 77,95%,20 is 80.25%, and silicon is reduced to 0.10%. Then blow with compressed air for 30 s; the silicon content does not change, and the manganese content decreases to 77.95%,

25 Результаты испытаний приведены в таблице.25 The test results are shown in the table.

Приведенные в таблице данные показывают , что обработка ферромарган-ца по предложенному способу в сопо30 ставлении с известным обеспечивает увеличение степени десиликонизации на 18,9%. Кроме этого, предложенный способ обеспечивает удаление кремни  при низких содержани х его в расплаве без 35 понижени  содержани  марганца. Ожида емый экономический эффект от использовани  способа обработки сплавов в расплавленном состо нии .составл етThe data in the table show that the treatment of ferromanganese according to the proposed method in comparison with the known method provides an increase in the degree of deiliconization by 18.9%. In addition, the proposed method ensures the removal of silicon at low concentrations in the melt without reducing manganese content by 35. The expected economic effect from using the method of processing alloys in the molten state is

И20-130 тыс. руб. в год.I20-130 thousand rubles. in year.

40 40

20 15,320 15.3

ИзвестномуKnown

ПредложенномуTo the proposed

L6:L6:

72,0 72.0

2,6 90,92.6 90.9

Claims (1)

Формула изобретенияClaim 35 Способ обработки сплавов в расплав-, ленном состоянии, включающий продувку расплава порошкообразным окислителем, отличающийся тем, что, с целью повышения степени рафи- 40 нирования сплава и исключения снижения содержания марганца в нем, расплав продувают колошниковой пылью производства ферромарганца в количестве 20-150 кг на тонну расплава, при этом ₄₅ вдувание колошниковой пыли осуществляют периодически 1-3 порциями, причем количество вдуваемых порций пря мо пропорционально содержанию кремния в расплаве, а в промежутках между вдуванием порций расплав продувают сжатым воздухом 30-45 с.35 A method of treating alloys in the molten, flax state, including blowing the melt with a powder oxidizing agent, characterized in that, in order to increase the degree of refining of the alloy and to avoid reducing the manganese content in it, the melt is blown with blast furnace dust of ferromanganese production in an amount of 20-150 kg per ton of melt, while ₄₅ blast furnace dust is blown periodically in 1-3 portions, and the number of blown-in portions is directly proportional to the silicon content in the melt, and in the intervals between blowing The melt is purged with compressed air for 30-45 s.