Спосіб виробництва сплавів для легування сталі
Номер патенту: 26550
Опубліковано: 11.10.1999
Автори: Курдюков Анатолій Андрійович, Падалка Вячеслав Григорович, Булянда Олександр Олексійович, Неровний Юрій Михайлович, Іванов Євген Анатольович, Агранонік Леонід Веніаминович, Сочнєв Олександр Єгорович, Ярославцев Юрій Григорович
Формула / Реферат
Способ производства сплавов для легирования стали, включающий загрузку в печь шихтовых материалов, прогрев и расплавление шихты, селективное восстановление элементов из их окислов с помощью восстановителя, а также выпуск готового сплава, отличающийся тем, что восстановление каждого элемента производят в интервале температур 1450 - 1600°C путем селективной присадки восстановителя, имеющего большее сродство к кислороду по сравнению с восстанавливаемым элементом и меньшее сродство к кислороду по сравнению с оставшимися в шлаке легирующими элементами.
Текст
Способ производства сплавов для легирования стали, включающий загрузку в печь шихтовых материалов, прогрев и расплавление шихты, селективное восстановление элементов из их окислов с помощью восстановителя, а также выпуск готового сплава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что восстановление каждого элемента производят в интервале температур 1450-1600°С путем селективной присадки восстановителя, имеющего большее сродство к кислороду по сравнению с восстанавливаемым элемент-?м ч меньшее сродство к кислороду по сражению с оставшимися в шлаке легирующими элементами. Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к производству сплавов для легирования стали. Известен способ производства феррованадия из конверторных ванадиевых шлаков путем селективного извлечения элементов, с учетом термодинамического (температурного) фактора, выбранный в качестве прототипа. Способ заключается в том, что восстановление элементов (железа, хрома, sa надия) производили углеродом при температурах 1290-1390°С. Для получения жидкоподвижных шлаков при таких температурах в шихту вводили до 10% плавикового шпата. Способ основан на влиянии температуры на химическое сродство углерода к кислороду (с повышением температуры хи мическое сродство углерода к кислороду увеличивается). Однако известный способ не может быть реализован при температурах ферросплавного производства 1450-1600°С, поскольку в этом случае и будет происходить восстановление всех элементов, а использование плавикового шпата ухудшаг^ экологию в результате выделения сЬторидов в атмосферу цеха. В основу заявляемого изобретения поставлена задача усовершенствования способа производства сплавов для легирования стали путем поэтапного восстановления легирующих элементов в условиях ферросплавного производства при температурах 1450-1600°С и улучшение экологии. Согласно изобретению, в способе, включающему загрузку в печь шихтовых ма OS О 26550 териалое, прогрев и расплавление шихты, селективное восстановление элементов из их окислов с помощью восстановителя, а также выпуск готового сплава, восстановление каждого легирующего элемента производят в интервале температур 1450-1600°С путем поэтапной присадки восстановителя, имеющего большее сродство к кислороду по сравнению с восстанавливаемым элементом и меньшее сродство к кислороду по сравнению с оставшимися в шлаке легирующими элементами. Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что восстановление каждого легирующего элемента из его окислов производят последовательно в интервале температур 1450-1600°С путем подбора восстановителя с учетом его сродства к кислороду и отделения восстановленного элемента от шлака. По уменьшению химического сродства к кислороду, выраженному изменением энергии Гиббса, элементы располагаются в следующей последовательности (при 1873°К): La, Ca, Be, Th, Се, Zr, Al, Mg, U, Ge, Ті, Si, B, V, C, Mn, Cr, P, Fe, Mo, W, Co, Ni, Си (Гасик М.И. и др. Теория и технология производства ферросплавов. М.: Металлургия, 1988. - С. 41). С учетом изложенного, например, для восстановления легирующих элементов (никеля и ванадия), содержащихся в зольных отходах ГРЭС, целесообразно использовать: для восстановления никеля углерод NiO+C=Ni+Co, а для восстановления ванадия кремний 2V 2 O 5 +5Si=4V+5SiO 2 , в отличие от прототипа, где для восстановления используется один углерод. При температурах меньше 1450°С процесс будет лимитироваться кинетическим фактором, обусловленным повышением вязкости шлака, а при температурах выше 1600°С происходит повышенное газовыделение на выпуске в результате перегрева расплава. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим эффектом заключается в том, что последовательная присадка восстановителя, имеющего большее сродство к кислороду по сравнению с восстанавливаемым из окислов элементов и меньшее сродство к кислороду по сравнению с оставшимися в шлаке легирующими элементами и проведение восстановления в заявленном интервале температур позволит разделить восстановленные элементы и использовать их также раздельно. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Улучшение экологии достигается за счет исключения использования плавикового шпата. Применение способа может быть продемонстрировано на следующем примере. В качестве шихтовых материалов используют зольные отходы ГРЭС, известь, ферросилиций, кокс и стальной лом. Удельный массовый расход шихтовых материалов выбирают из следующих условий* - расход лома должен обеспечить воз можность скачивания шлака из ДСП-12НЗ (12 т дуговая сталеплавильная печь), исходя из конструктивных ее особенностей; - расход зольных отходов ГРЭС должен обеспечить расчетное содержание легирующих элементов (никеля и ванадия) в лигатуре; - количество восстановителя (кокс или кремний) выбирают с учетом стехиометрического соотношения на восстановление элементов из их окислов и некоторого избытка 2 0 % на угар и потери; - количество извести должно обеспечить получение жидкотекучего шлака с основностью, исключающей насыщение металла серой, содержащейся в зольных отходах ГРЭС. I этап. Производство никельсодержащих сплавов. Шихтовка плавки: металлошихта 6500 кп зола ГРЭС (УО5 -25%; NiO - 6,3%; Fe 14%; SO - 6%) 3000 кг; кокс (бой графита) 100 (200) кг. Завалка: на подину печи равномерным слоем забрасывают 500 кг извести, 200 кг боя графита и из корзины загружают 6500 кг металлошихты. Включают печь и производят расплавление шихты, затем в печь присаживают зольные отходы ГРЭС, после расплавления которых при температуре расплава 1450°С задают смесь, состоящую из 100 кг извести и 100 кг кокса. Степень восстановления никеля определяют путем экспресс-анализа проб, отобранных из расплавленной ванны. При недостаточной степени восстановления производят дополнительное раскисление шлака коксом. Степень извлечения никеля 9 5 - 9 9 % . После полного восстановления никеля скачивают в шлаковню шлак, который впоследствии будет использован при производстве ванадиевой лигатуры. Состав шлака одной из плавок, мас.%: SiO2 6,74; СаО 14,0; МдО 4,84; МпО 0,74; ALO, 8,3; V.O. 24,4; NiO 0,03%. 26550 Состав сплава, мас.%: Ni 2; Fe 98. III IV Для получения никельсодержащего сплаШлак от плавки ва с более высоким содержанием никеникель-содержаля, необходимо на одной подложке мещей лигатуры 1250 1250 1250 1250 талла произвести многократное повторе- 5 Известь 105 105 105 105 ние операций загрузки в печь зольных Ферросилиций 231 231 231 231 отходов и смеси извести с коксом, а также скачивание шлака. Массовая доля Причем вначале присаживают шлак, никеля в сплаве прямопропорциональна после расплавления которого, при темпеколичеству загружаемых в печь зольных 10 ратуре расплава 1600°С в печь задают отходов. смесь состоящую из извести и ферросиII этап. Производство ванадийсодерлиция. Степень извлечения ванадия 9 5 жащих сплавов 99,9%. Шихтовка плавки: металлошихта 6022 Состав сплава, мас.%: V 10; Fe 90. кг; шлак от плавки никельсодержащей ли- 15 Для получения сплава с более высогатуры (V 2 O, - 25%) 5000 кг; ферросиликим содержанием ванадия необходимо на ций 6 5 % 925 кг; известь 958%. одной подложке металла произвести многократное повторение операций загрузки Завалка: на подину печи равномерв печь шлака и смеси извести с ферроным слоем забрасывают 500 кг извести и из корзины загружают 6022 кг металло- 20 силицием, а также скачивания шлака. лома. Включают печь и производят распЗаявляемый способ прошел успешные лавление шихты. После полного расплависпытания при производстве сплавов в 12 ления металлолома в печь присаживают тонных электродуговых печах лигатурного часть шихты в 4 приема: отделения комбината "Азовсталь". 25 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор М. Куль Замовлення 515 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Киів-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюBulianda Oleksandr Oleksiiovych, Yaroslavtsev Yurii Hryhorovych, Yaroslavtsev Уurіі Hryhorovych, Sochniev Oleksandr Yehorovych, Аhrаnоnік Lеоnіd Vеnіаmіnоvусh, Kurdiukov Anatolii Andriiovych, Ivanov Yevhen Anatoliovych, Padalka Viacheslav Hryhorovych
Автори російськоюБулянда Александр Алексеевич, Ярославцев Юрий Григорьевич, Сочнев Александр Егорович, Аграноник Леонид Вениаминович, Курдюков Анатолий Андреевич, Иванов Евгений Анатольевич, Падалка Вячеслав Григорьевич
МПК / Мітки
МПК: C22C 38/00
Мітки: сплавів, виробництва, сталі, легування, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-26550-sposib-virobnictva-splaviv-dlya-leguvannya-stali.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виробництва сплавів для легування сталі</a>
Попередній патент: Вітроелектричний агрегат
Наступний патент: Пристрій захисту від напуску каната при застряванні підіймальної посудини у стволі
Випадковий патент: Тришарова залізобетонна стіна з тепло- і/або звукоізолюючим шаром