Спосіб виробництва кальцієвмісних сплавів

1. Способ производства кольцийсодержащих сплавов, включающий порционную загрузку в печь шихтовых материалов, состоящих из оксилов легирующих элементов, ферросилиция и плавикового шпата, их расплавления и последующего си 28434 выхода годного. Эта задача решается изменением стехиометрического соотношения между компонентами шихты в процессе ее загрузки в печь. Достигается поставленная задача тем, что в известном способе производства кальцийсодержащих сплавов в закрытых дуговых печах силикотермическим методом, включающим порционную загрузку в печь шихтовых материалов, состоящих из окислов легирующих элементов, ферросилиция и плавикового шпата, их расплавление и последующее силикотермическое восстановление легирующих элементов из их окислов, при загрузке в печь первой воловины массы шихты количество ферросилиция в порциях повышают по сравнению с расчетным на (5...10)%, а при загрузке в печь второй половины массы шихты - количество ферросилиция в порциях снижают на (11...20)%. Для увеличения массы сплава, выплавляемого за одну плавку, оставшийся ферросилиций (разность по массе между необходимым по расчету и фактически загруженным в печь в порциях) присаживают за (10...15) мин до выпуска плавки. Повышение количества ферросилиция на (5...10)% по сравнению с расчетным при загрузке первой половины массы шихты обеспечит некоторый избыток свободного кремния, участвующего в реакции восстановления кальция. Этот кремний компенсирует недостаток восстановителя при загрузке второй половины массы шихты, где количество ферросилиция в порциях снижают на (11...20)%. Несмотря на то, что общее количество восстановителя в данном способе меньше, чем по прототипу, процесс восстановления кальция из его окислов протекает более эффективно за счет обеспечения лучших кинетических условий. Содержание в сплаве кальция, как показали промышленные испытания данного способа, возрастает на (3...5)%. Вместе с тем, уменьшается масса сплава на величину, эквивалентную массе сэкономленного ферросилиция. Этот недостаток устраняется тем, что оставшийся ферросилиций присаживают в жидкую ванну за (10...15) мин до выпуска плавки. Присадка ферросилиция в полностью расплавленную и нагретую ванну, где процессы растворения и массопереноса не являются лимитирующими, кроме увеличения массы плавки, способствует также дополнительному восстановлению кальция из его окислов. Технические результаты, достигаемые в данном способе и прототипе, приведены в таблице. Видно, что существенное улучшение показателей выплавки силикокальция достигается при увеличении количества ферросилиция в порции при завалке 1-й половины массы шихты по сравнению с расчетным (т.е. прототипом) на (5...10)%, а при завалке 2-й половины массы шихты - снижение на (11...20)%. Содержание кальция в сплаве возрастает с 15,1 до (17,9...19,6)%, а удельный расход ферросилиция снижается с 810,4 до (798,1...809,6) кг/т. Однако, при этом снижается масса плавки на величину, равную разноса между расчетным и фактическим количеством ферросилиция. Для увеличения массы плавки присаживают за (10...15) мин до выпуска недостающее до расчетного количество ферросилиция. Как видно из таблицы, это приводит к увеличению содержания кальция в сплаве и повышению массы плавки. Причем, последнее происходит за счет дополнительного восстановления кальция из окислов. Пример осуществления данного способа. Выплавку силикокальция ведут в закрытой дуговой лечи ДСП-12Н3 силикотермическим способом. По прототипу заваливают в печь 12 порций шихты, в которых состав одной порции, кг: известь 155; ферросилиций (65%) 123; плавиковый шпат 16. По данному способу также заваливают 12 порций шихты. Состав одной порции при завалке 1-й половины массы шихты (шесть порций), кг: известь 155; ферросилиций (65%) 130; плавиковый шпат 16. По истечении 40 мин от начала завалки шихта значительно осела в рабочем пространстве печи, появилась жидкая фаза и стало возможным завалить вторую половину массы шихты (шесть порций). Состав одной порции, кг: известь 155; ферросилиций (65%) 109; плавиковый шпат 16. За (10...15) мин до выпуска плавки присаживают 43 кг ферросилиция. При достижении расплавом температуры 1620°С плавку сливают. Содержание кальция в сплаве 19,8% (по прототипу 15,1%), удельный расход ферросилиция 801,4 кг/т (по прототипу 810,4 кг/т). По прототипу, При выплавке сидикокальция марки СК-15 содержание кальция в сплаве колеблется в пределах (12...18) %, т.е. часть плавок (около 30 %) переводится в марку СК-10. При выплазке по данному способу содержание кальция в сплаве колеблется з пределах (16,8...22,8) %, т.е. образуется часть (около 30 %) сплава марки СК-20. Экономический эффект при этом (в условиях металлургического комбината "Азовсталь") составляет: é 1971,39 × (18 - 12) ù + 1971,39 ú ê 15,1 ë û é 1971,39 × (22,8 - 16,8 ) ù - ê1971,39 ú= 15,1 ë û = 130056,56 грн. / т , где: 1971,39 - стоимость силикокальция марки СК-15, грн./т; 15,1 - среднее содержание кальция в сплаве при выплавке по обычной технологии, %; 18 и 12 - пределы содержания кальция в сплаве при выплавке обычным способом, %; 22,8 и 16,8 пределы содержания кальция в сплаве при выплавке по данному способу, %. 2 28434 Таблица Показатели плавок сравниваемых технологий Технология и параметры технологии Снижение колУвеличение колва FeSi в порва FeSi в порции ции при запри завалке 1-й валке 2-й пополовины массы ловины массы шихты, % шихты, % С переменным количеством ферросилиция в порциях, присаживаемых по ходу плавки (заявляемая технология) -10 -11 -14 +4,0 -17 -20 -21 -10 -11 -14 +5,0 -17 -20 -21 -10 -11 -14 +7,5 -17 -20 -21 -10 -11 -14 +10,0 -17 -20 -21 -10 -11 -14 +11,0 -17 -20 -21 Показатели заявляемой технологии Показатели плавок до присадки Окончательные показатели плаоставшейся части ферросилиция вок Содержание кальция в сплаве, % Масса плавки, % Удельный расход ферросилиция, кг./т Содержание кальция в сплаве, % 15,0 15,2 15,3 15,1 15,3 15,2 15,4 17,9 18,2 18,7 18,4 15,3 15,4 19,4 19,6 19,5 19,6 15,3 15,4 18,2 18,0 18,1 17,9 15,4 15,3 15,2 15,0 15,1 15,1 15,0 97,6 97,2 95 9 94,7 93,5 93,1 97,9 97,6 96,4 95,1 93,9 93,5 99,0 98,6 97,4 96,1 94,9 94,5 100 99,6 98,4 97,2 95,9 95,5 100,4 100,0 98,8 97,6 96,4 95,9 805,6 804,8 802,4 799,8 797,2 796,3 806,4 805,6 800,4 800,6 798,1 797,2 808,4 807,6 805,3 802,3 800,3 799,4 810,4 809,6 807,2 804,8 802,4 801,5 811,1 810,3 808,0 805,6 803,2 802,4 15,2 15,4 15,4 15,3 15,6 15,6 15,7 18,9 19,0 19,9 19,5 15,8 15,7 20,7 21,2 21,0 20,9 16,3 15,6 18,9 19,1 19,2 18,7 16,0 15,4 16,2 16,0 16,1 16,0 15,5 Прототип 15,1 3 Масса плавки, % 100,1 100,1 100,0 100,2 100,1 100,3 100,0 100,4 100,3 100,5 101,0 100,4 100,2 100,8 102,3 101,1 100,2 100,1 100,0 101,2 100,8 100,5 100,3 101,2 100,1 100,0 100,2 100,1 100,0 99,6 100,0 принято условно Удельный расход ферросилиция, кг/т 809,5 809,5 810,3 808,8 809,5 807,9 810,4 807,1 807,9 806,3 802,4 807,1 808,8 803,9 807,9 801,5 808,8 809,5 810,4 800,8 803,9 806,3 807,9 800,7 809,5 810,4 808,8 809,5 810,4 813,6 810,4 28434 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4