способ регенерации металлического хрома из содержащих окись хрома шлаков
Классы МПК: | C22B7/04 переработка шлака C22B34/30 получение хрома, молибдена или вольфрама C22C33/04 плавлением |
Автор(ы): | ГЕТЦИНГЕР Карл Райнер (DE), РАЙХЕЛЬ Ян (DE) |
Патентообладатель(и): | СМС ДЕМАГ АГ (DE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-06-23 публикация патента:
27.02.2005 |
Способ регенерации металлического хрома из содержащих окись хрома шлаков, образующихся во время конвертерных процессов, таких как AOD, MRP, AOD-L, MRP-L, CLU, ASM, Conars-Stainless steel, или вакуумных процессов, таких как VOD, SS-VOD, RH, RH с применением кислородного копья. Согласно заявленному изобретению шлак, образующийся в конце продувки или обработки в конвертере или вакуумной установке, сливают и отводят в невосстановленном виде, этот шлак подают в электропечь, которую в остальном загружают обычной садкой, состоящей из металлолома и при необходимости остаточной пыли; дополнительно подают углерод и при необходимости кремний и во время плавки содержащуюся в введенном шлаке окись хрома восстанавливают с помощью углерода и кремния непосредственно в металлический хром. Использование изобретения позволяет снизить затраты на восстановление хрома. 3 ил.
Формула изобретения
Способ регенерации металлического хрома из содержащих окись хрома шлаков, образующихся во время конвертерных процессов, таких, как АОD, MRP, AOD-L, MRP-L, CLU, ASM, Conarc-Stainless steel, или вакуумных процессов, таких, как VOD, SS-VOD, RH, RH с применением кислородного копья, отличающийся тем, что шлак, образующийся в конце процесса продувки или обработки в конвертере или вакуумной установке, сливают и отводят в невосстановленном виде, этот шлак подают в электропечь, которую в остальном загружают обычной садкой, состоящей из металлолома и при необходимости остаточной пыли, дополнительно подают углерод и при необходимости кремний и во время плавки содержащуюся в введенном шлаке окись хрома восстанавливают с помощью углерода и кремния непосредственно в металлический хром.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу регенерации металлического хрома из содержащих окись хрома шлаков.
При широко применяемых конвертерных процессах, таких как AOD, MRP, AOD-L, MRP-L, CLU, ASM, Conarc-Stainless steel, или вакуумных процессах, таких, как VOD, SS-VOD, RH, RH с использованием кислородного копья, проводится принципиальная реакция обезуглероживания в многокомпонентной системе, причем восстановление окиси хрома углеродом является основным.
После первичного окисления хрома, присутствующего в большой концентрации в высококачественных сталях, проводят его восстановление на поверхности пузырьков растворенным в расплаве углеродом в так называемом фокальном пятне. Продукт восстановления, металлический хром подают обратно в расплав, а окись углерода после диффузии в пузырьки отводят в атмосферу газа над расплавом.
Химические реакции протекают следующим образом:
Реакции протекают при следующем термодинамическом равновесии:
,
причем
где p - параметр.
Вследствие неполноты реакции хрома во время обезуглероживания частичное количество окиси хрома в виде различных шпинелей попадает в шлак. Эффект восстановления при последующем обезуглероживании существенно снижается, так как содержание восстановительного элемента, углерода, временно уменьшается. Экономичность процесса основана на регенерации связанного таким образом хрома. Для этого обычно в конце обезуглероживания и процесса кислородного дутья проводят восстановление шлака имеющим высокое сродство кремнием в виде FeSi.
В основу изобретения положена задача создания более простого и, следовательно, более экономичного способа.
Эта задача решается за счет того, что шлак, образующийся в конце процесса продувки или обработки в конвертере или вакуумной установке, сливают или отводят без восстановления, причем этот шлак направляют в электропечь, загруженную в остальном обычной садкой, состоящей из металлолома и при необходимости остаточной пыли, дополнительно вводят углерод и при необходимости кремний и во время плавки содержащуюся в введенном шлаке окись хрома углеродом и кремнием непосредственно восстанавливают в металлический хром.
Традиционную операцию по восстановлению шлака не проводят. Шлак, насыщенный высоким содержанием окиси хрома и окиси марганца-железа и образующийся, например, после процесса кислородного дутья, отделяют от металла в невосстановленном виде, т.е. сливают или отводят из ковша и подают в предвключенную электропечь. Посредством углеродной добавки и кремния, содержащихся в обычно загруженном в электропечь металлоломе, содержащем при необходимости остаточную пыль, происходит прямое восстановление шлака. Таким образом, окись хрома восстанавливают в электропечи вместо одной из располагаемых за ней установок и регенерируют металлический хром.
Реакция восстановления протекает по следующей схеме:
В электропечи при атмосферных условиях происходит прямое восстановление окиси хрома с помощью окиси углерода и определенных количеств кремния, причем эта реакция протекает следующим образом:
или в случае применения кремния:
Повторная подача шлака в элетропечь может производиться сразу после каждой обработки, но также и после различных операций обработки в виде накопившегося количества.
В зависимости от общей технологии данный процесс может быть организован при оптимальных затратах и оптимальном потреблении энергии. При реализации способа не имеет значения, находится ли шлак в твердом, жидком или промежуточном состоянии. Это влияет только на продолжительность плавки в электропечи.
В целом благодаря такому порядку действий достигаются следующие экономические и технологические преимущества:
- сокращение общей продолжительности обработки расплава на 15-20 минут в зависимости от вида технологии,
- снижение расхода FeSi,
- снижение расхода шлакообразующих добавок,
- высокое извлечение металла,
- повышенный срок службы огнеупорного материала,
- повышенный срок службы фурм и продувочных насадок,
- улучшенный энергетический баланс конвертера или вакуумной установки,
- повышенная степень чистоты металла,
- отказ или резкое сокращение количества шлаковых защитных зон для конвертеров и ковшов.
С помощью приведенной на фигурах блок-схемы реализации способа дополнительно поясняется его осуществление, причем на фиг.1 представленно трехступенчатое осуществление способа, на фигурах 2 и 3 представлено двухступенчатое осуществление способа.
Класс C22B7/04 переработка шлака
Класс C22B34/30 получение хрома, молибдена или вольфрама