Способ регенерации металлического хрома из содержащих окись хрома шлаков

Иллюстрации

Показать все

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.

Реферат

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.

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.