Способ получения порошкообразного высокопроцентного силикокальция

Способ получения порошкообразного высокопроцентного силикокальция

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству порошкообразных ферросплавов. Сущность изобретения: в расплав на выпуске вводят фосфор в количестве 0,2 - 0,3 мас.%, слитки перед охлаждением выдерживают при 1000 - 1050°C в течении 6 - 8 ч, а обработку слитков ведут водой или паром. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству порошкообразных ферросплавов немеханическим способом.

Современные рациональные способы введения в сталь ферросплавов с активными элементами требуют приготовления их порошков или крупки.

Известен способ получения гранулированного ферросилиция путем распыления жидкого сплава струей воды, пара (Рысс М.А. Производство ферросплавов, М. Металлургия, 1975, с. 70).

Распыление струи жидкого ферросплава водой взрывоопасный процесс, требующий дополнительной сушки порошка. Распыление паром приводит к окислению поверхности частиц порошка.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения порошкообразных ферросплавов, включающий выплавку расплава, выпуск его в ковш, разливку в изложницы, охлаждение и механическую обработку слитков (дробление, измельчение) (Рысс М.А. Производство ферросплавов. М. Металлургия, 1975, с. 69-72).

Основными недостатками данного способа являются большие выделения взрывоопасной, мелкодисперсной пыли, причем безвозвратные потери сплава в виде пыли достигают 5-7% что значительно усложняет и удорожает известный способ.

Целью изобретения является устранение взрывоопасности процесса и сокращение потерь сплава.

Цель достигается тем, что в известном способе получения порошкообразного высокопроцентного силикокальция, включающем выплавку расплава, выпуск его в ковш, разливку в изложницы, охлаждение и последующую обработку слитков, в расплав на выпуске вводят фосфор в количестве 0,2-0,3 мас. слитки перед охлаждением выдерживают при 1000-1050^оС в течение 6-8 ч, а обработку слитков ведут водой или паром.

Предлагаемый способ позволяет получать порошкообразный силикокальций немеханическим способом, самопроизвольным рассыпанием слитков за счет возникновения в них внутренних напряжений.

В основе саморассыпания лежит взаимодействие фосфидов кальция, выделяющихся по границам зерен, с влагой по реакции.

Са₃Р₂ + 6Н₂О 2РН₃ газ + Са(ОН)₂ (1) Предлагаемый способ позволяет получать порошкообразный высокопроцентный силикокальций как непосредственно после выплавки, используя при этом собственное тепло нагретых слитков, так и через некоторый промежуток времени, например после доставки кускового силикокальция потребителю. Выдержка силикокальция при 1000-1050^оС в течение 6-8 ч позволяет концентрировать примеси по межзеренным границам и тем самым способствует рассыпанию при взаимодействии этих примесей с влагой. Температура изотермической выдержки 1000-1050^оС объясняется температурой начала плавления (солидус) высокопроцентного силикокальция 980-1000^оС, поскольку при меньших температурах ликвация примесных составляющих затруднена, а при температуре выше 1050^оС слитки (куски) могут оплавляться, спекаться, что ухудшает технологичность процесса.

При концентрации фосфора в силикокальции менее 0,2% не обеспечивается стабильного рассыпания после термообработки, а повышение содержания фосфора более 0,3% сопровождается ростом потерь кальция по реакции (1).

Изотермическая выдержка силикокальция возможна в изолированном штабеле с использованием собственного тепла выплавленных слитков либо в обычной методической нагревательной печи.

Окончательное рассыпание сплава производят в специальной камере с орошением водой или паром с последующим дожиганием выделяющегося газа РН₃.

При этом обработке водой или паром подвергают остывшие на воздухе слитки, поскольку попадая на горячие слитки, влага испаряется и с фосфоридами силикокальция по реакции (1) не реагирует.

Остаточное содержание фосфора в порошках высокопроцентного силикокальция, получаемого по заявляемому способу, не превышает 0,06% что вполне удовлетворяет требованиям его потребителей.

Разрушение слитков силикокальция за счет естественного саморассыпания позволяет получать пассивированные (пониженной активности) порошки, а кроме того отсутствие операций дробления и измельчения полностью устраняет возможность взрывоопасности таких порошков при производстве и использовании.

Продолжительность изотермической выдержки слитков силикокальция 6-8 ч гарантирует полное, равномерное распределение примесей в силикокальции по сечению. При меньшем времени выдержки наблюдается нестабильное рассыпание образцов силикокальция, выдержка более 8 ч не требуется, поскольку улучшения рассыпания уже не происходит.

П р и м е р. Из высокопроцентных марок силикокальция СКЗО (56,50% Si, 30,70% Са, 0,017% Р, 0,76% Аl) и СК25 (61,52% Si, 28,01% Са, 0,02% Р, 0,82% Аl) введением на выпуске феррофосфора, содержащего 6,5% Р, получали сплавы с концентрацией фосфора 0,15-0,35% разливали их в изложницы и сразу после кристаллизации помещали в нагревательную печь, где выдерживали при 950-1100^оС в течение 4-10 ч. Далее образцы извлекали из печи, охлаждали до комнатной температуры на воздухе и обрабатывали водой или паром до саморассыпания.

Результаты опытов приведены в таблице.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что пониженная температура изотермической выдержки (пример 1) и недостаточная концентрация фосфора в силикокальции (пример 2) не обеспечивают стабильного рассыпания образцов. В то же время повышенная температура изотермической выдержки (пример 6) и увеличение ее продолжительности более заявляемой в примере 7, не сопровождаются улучшением рассыпания, а крупность порошков несколько возрастает. Оптимальным режимом для рассыпания высокопроцентного силикокальция являются доведение концентрации фосфора до 0,2-0,3% температура выдержки 1000-1050^оС в течение 6-8 ч.

Использование заявляемого способа для получения порошкообразного силикокальция позволяет устранить его взрывоопасность и повысить использование кальция на 5-7% за счет устранения потерь сплава в виде пыли.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО ВЫСОКОПРОЦЕНТНОГО СИЛИКОКАЛЬЦИЯ, включающий выплавку расплава, выпуск его в ковш, разливку в изложницы, охлаждение и последующую обработку слитков, отличающаяся тем, что, с целью устранения взрывоопасности процесса и снижения потерь сплава, в расплав на выпуске вводят фосфор в количестве 0,2 0,3 мас. слитки перед охлаждением выдерживают при 1000 1050^oС в течение 6 8 ч, а обработку слитков ведут водой или паром.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2