Спосіб дефосфорації рідкого вуглецевого феромарганцю з підвищеним вмістом кремнію

Реферат: Винахід належить до галузі чорної металургії, а саме - до способу дефосфорації рідкого вуглецевого з підвищеним вмістом кремнію. Спосіб включає виплавку сплаву, випуск його в ківш і обробку дефосфоруючою сумішшю, яка містить залізну окалину, вапно, боксит та силікат натрію при їх наступному співвідношенні, мас. %: залізна окалина 52,0-57,4, вапно 6,2-8,6, боксит 4,5-6,2, ортосилікат натрію 30,5-34,7. Винахід забезпечує зниження вмісту фосфору у феромарганцевому сплаву майже в три рази. UA 114147 C2 (12) UA 114147 C2 UA 114147 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі чорної металургії і може бути використаний при виробництві феромарганцю зі зменшеним вмістом фосфору. Відомий спосіб дефосфорації феромарганцю [RU № 2209252, С20С7/064 від 2003 року], що включає подрібнення феромарганцю, змішування його з дефосфоратором, витримку при 900950 °C протягом 120 хв. Які дефосфоратор використовують суміш NaCl-Na2CO3 при їх співвідношенні (1-3):1, яку змішують з подрібненим феромарганцем у співвідношенні 1:(1-2). Спосіб дозволяє виробляти феромарганець з вмістом фосфору 0,18 мас.% зі звичайних концентратів, в тому числі карбонатних, і в повному обсязі повернути для повторного використання у виробництво хлористий натрій. Цей спосіб не забезпечує досягнення потрібного технічного результату з наступних причин. Його реалізація потребує додаткових витрат на подрібнення феромарганцю та витрат теплової енергії від зовнішніх джерел енергії для нагрівання суміші феромарганцю з дефосфоратором. Значна за часом продовженість процесу обробки, необхідна для проведення всіх технологічних операцій, робить його низькопродуктивним. Найближчим до запропонованого способу за технічною суттю і позитивному ефекту, що досягається, є спосіб дефосфорації вуглецевого феромарганцю [SU № 1730175, С20С7/064 від 1992 року]. Ознаки найближчого аналога, які співпадають з існуючими ознаками винаходу, що заявляються, це: виплавка вуглецевого феромарганцю з підвищеним вмістом кремнію та фосфору, десиліконізація його до достатньо низьких концентрацій кремнію та наступна обробка сплаву сумішшю для дефосфорації. Згідно з ним, дефосфорацію вуглецевого феромарганцю з підвищеним вмістом кремнію проводять у дві стадії: - окиснення кремнію одним з відомих в металургії прийомів (марганцевою рудою, окалиною, продувкою кисневмісним газом і т.д.; - дефосфорація сплаву присадкою суміші, що включає карбід та фторид кальцію при їх співвідношенні 1:1. Цей спосіб не забезпечує досягнення технічного результату, що вимагається, за наступними причинами. Авторами не конкретизована технологічна операція, яка забезпечує найбільш ефективне окислення кремнію до заданого вмісту його в сплаві, необхідного для наступної інтенсивної дефосфорації сплаву. Так, при використанні для окиснення кремнію газоподібним киснем, значно підвищується температура сплава та шлаку, що знижує інтенсивність екзотермічної реакції дефосфорації, збільшує угар марганцю та зменшує металургійну цінність обробленого сплаву і область його використання. Недоліком цього способу є також неконтрольовані, при проведенні десиліконізації та дефосфорації сплаву, зміни властивостей шлаку (температури плавлення та в'язкості), які негативно впливають на повноту дефосфорації сплаву. Таким чином, вказані недоліки відомого способу дефосфорації вуглецевого феромарганцю, з підвищеним вмістом кремнію та фосфору, можуть бути причиною зниження продуктивності процесу дефосфорації та зниження металургійної цінності сплаву. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу дефосфорації вуглецевого феромарганцю з підвищеним вмістом кремнію шляхом проведення десиліконізації, дефосфорації в одну стадію за рахунок використання для утворення активного рідиннорухомого шлаку тільки однієї шлакоутворюючої суміші. Технічний результат полягає в підвищенні продуктивності процесу дефосфорації за рахунок проведення його в одну стадію (десиліконізація+дефосфорація) з використанням шлакоутворюючої суміші багатоцільового призначення одного складу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі дефосфорації рідкого вуглецевого феромарганцю з підвищеним вмістом кремнію, який включає виплавку сплаву, випуск сплаву в ківш і наступну обробку сплаву дефосфоруючою сумішшю, згідно з заявлюваним винаходом, процеси видалення (переводу зі сплаву в шлак) кремнію і фосфору здійснюється одночасно за рахунок використання шлакоутворюючої суміші (ШУС) багатоцільового призначення, яка містить наступні матеріали: залізна окалина (Fe2O3, FeO - кисневмісний матеріал), вапно (СаО кисневмісний матеріал), боксит (Аl2О3 - кисневмісний матеріал) та ортосилікат натрію (Na4SiO4), при їх наступному співвідношенні, мас.%: залізна окалина 52,0-57,4 вапно 6,2-8,6 1 UA 114147 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 боксит 4,5-6,2 ортосилікат натрію 30,5-34,7 Зменшення вмісту залізної окалини в ШУС нижче 52,0 мас.% не забезпечує необхідні ступені десиліконізації, що є умовою інтенсифікації реакції видалення фосфору, та досягнення, за даних умов, максимально можливого ступеня дефосфорації феромарганцю; збільшення вище 57,4 мас.% - призводить до зменшення вмісту марганцю (за рахунок його окиснення), що знижує металургійну цінність сплаву. Відхилення вмісту вапна та бокситу в ШУС від встановлених інтервалів значень (для вапна 6,2-8,4 мас.%; для бокситу - 4,5-6,2 мас.%) змінює очікувані властивості шлаку (підвищує температуру плавлення, збільшує його в'язкість) і, як наслідок, призводить до зменшення швидкостей протікання реакцій в системі метал-шлак. При зменшенні вмісту ортосилікату натрію в ШУС нижче 30,5 мас.% зменшується ступінь дефосфорації феромарганцю, що знижує металургійну цінність сплаву та звужує область його використання. Необґрунтоване збільшення вмісту ортосилікату натрію в ШУС вище 34,7 мас.% призводить до зниження температури шлаку і металу, як наслідок, призводить до зменшення швидкостей протікання реакцій в системі метал-шлак; крім того, призводить до підвищення витрат на проведення дефосфорації в способі дефосфорації рідкого вуглецевого феромарганцю з підвищеним вмістом кремнію. Властивості шлаку (температура плавлення, в'язкість і активність відносно до продуктів рафінування сплаву - SiO2 та Р2О5) протягом всього процесу рафінування сплаву, забезпечуються утворенням шлаку з температурою плавлення значно нижче температури оброблюваного сплаву. Компоненти ШУС (залізна окалина; СаО; Аl2О3; ортосилікат натрію) та SiO2, який є продуктом окиснення кремнію в розплаві, утворюють шлак з необхідними фізикохімічними властивостями. Згідно з діаграмою стану системи SiO 2-СаО-Аl2О3, температура плавлення шлаку