Способ выплавки сплавов с редкоземельными элементами

Способ выплавки сплавов с редкоземельными элементами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.СдаСОБ ВЬтЛАВКИ СПЛАВОВ С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, включающий проплавление металлотермической шихты, содержащей окислы редкоземельных элементов, и обработку шлакового расплава восстановительной смесью, о тличающийс я тем, что, с целью повьппения извлечения редкоземельных элементов в металл, обработку шлакового расплава производят восстановительной смесью, имеющей плотность, равную плотности шлакового расплава, после чего на расплав.присаживают железосодержащие окислы в количестве 5-56% от веса окислов редкоземельных элементов. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в качестве восстановительной смеси используют алюминий, ферросилиций и ийвесть, (Л взятые в следующем соотношении компонентов соответственно

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 9463 9

4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2897576/22-02 (22) 21. 03. 80 (46) 15.04. 85. Бюл. Р 14 (72) Н.И. Чернега, Б. А. Шушлебин, А.Т. Овчарук, В.В. Трегубенко и В. Н. Горячев (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (53) 669.15-198(088.8) (56) 1. Лякишев Н.П. и др, Алюминотермия. М.,"Металлургия", 1978, с. 383-386.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 442216, кл. С 21 С 7/00, 1972. (54)(57) 1.СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОВ

С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЪКИ ЭЛЕМЕНТАМИ, вклю— чающий проплавление металлотермической шихты, содержащей окислы редкоземельных элементов, и обработку шлакового расплава восстановительной смесью, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения извлечения редкоземельных элементов в металл, обработку шлакового расплава производят восстановительной смесью, имеющей плотность, равную плотности шлакового расплава, пос-. ле чего на расплав присаживают железосодержащие окислы в количестве

5-56Х от веса окислов редкоземельных элементов.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве восстановительной смеси используют алюминий, ферросилиций и известь, взятые в следующем соотношении компонентов соответственно (1-1,35):

:(2,7-3,4):(0,8-1,25).

9463

Целью изобретения является повы- 4> шение извлечения редкоземельных элементов в металл.

Это достигается тем, что в известном способе выплавки сплавов с редкоземельными элементами, N включающем проплавление металлотермической шихты, содержащей окислы редкоземельных элементов, и обработку шлакового расплава восстановительной смесью, обработку шлакового 55 расплава .производят восстановительной смесью, имеющей плотность, равную плотности шлакового расплава, 1>

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству .ферросплавов с редкоземельными элементами.

Известен способ выплавки лигатуры 5 с РЗМ в наклоняющейся дуговой электропечи сталеплавильного типа, включающий проплавление всей металлотермической шихты, выдерживание расплава под током в течение 10-15 мин и слив в изложницу. На 100 кг окислов РЗМ шихта содержит, кг: ферросилиций

110-125 ° алюминиевый порошок 32-41; известь 30-37, железная руда 0-5, флюоритовый концентрат 0-10 (1) .

Недостатком способа является низкое извлечение редкоземельных элементов (64,4-67,9X}. Кроме того, при выплавке лигатур часто наблюдается недостаточно хорошее отделение 20 металла от шлака, которое влечет за собой дополнительные потери металла при чистке.

Наиболее близкии по технической сущности и достигаемому результату 25 является способ получения лигатуры с РЗИ, заключающийся в металлотермическом восстановлении окислов

РЗМ. Для повышения степени извлечения РЗИ, повышения плотности ЗО лигатуры, улучшения отделения шлака от металла после проплавления иеталлотериической шихты на поверхлость шлака дают мелкими порциями добавку, содержащую Fe С, AI, Si, Са в виде измельченной смеси, содержащей чугунную стружку, ферросилиций, ферросиликокальций, и процесс ведут при работающих дугах и температуре более 1600 С t2) . 4О

Основным недостатком приведенного способа является невысокое извлечение редкоземельных элементов в металл (80-85X).

79 после чего на расплав присазмвают желеэосодержащие окислы ь количестве 5-567 от веса окислов редкоземельных элементов.

В качестве восстановительной смеси используют алюминий, ферросилиций и известь, взятые в следующем соотношении коипонемтов соответст—

s(нно (1-1,35):(2,7-3,4):(0,8-1,25).

Плавку проводят в 2 этапа.

На первом этапе после проплавления металлотермической шихты получают металл с содержанием 38-45%

РЗЭ, 35-40% Si, 3-47 AI и шлака с содержанием 23-307 окислов редкоземельных элементов (R 0 ). Этот шлак обрабатывают восстановительной смесью следующего состава, %:

AI 20-30, Si 56-70, Fe 10-20, которая имеет плотность практически. одинаковую со шлаковым расплавом.

В результате взаимодействия восстановительная смесь — шлаковый расплав происходят восстановительные процессы в зоне раздела фаз, обогащение металла редкоземельными элементами, увеличение плотности последнего и постепенное опускание через слой шлакового расплава.

При этом капли металла рафинируются от восстановителя (алюииния) и обогащаются РЗЭ. С увеличением плотности капли металла увеличивается и ее скорость осаждения. По мере уменьшения содержания окислов

РЗЭ в верхних слоях шлака, капля меньше будет обогащаться РЗЭ и ее скорость опускания уменьшается, что обеспечивает более продолжительное время нахождения капли в шлаковом расплаве и достаточно глубокое восстановление РЗЭ, Не исключена возможность, когда содержание РЗЭ в капле металла будет такой, что не обеспечит достаточной скорости вывода ее из шлакового расплава еа период плавки, это приведет к потерям металла. Поэтому для исключения зависания капель иеталла на расплав перед выпуском присаживаются железосодержащие окислы.

Введение желеэосодержащих окислов в шихту менее 57 от веса окислов редкоземельных элементов приводит к неполному осаждению зависших капель металла-восстановителя, что влечет к потерям металла со шлаком.

При количестзе железосодержащих

946379

Серия плавок

Показатели

20

20 рии, шт

900

900

900

900

330

330

300

250 алюминиевый порошок известь ферросилиций ФС 75

300

325

225

300

820

800

750

700

Час гь 2.

300

220

250

300 алюминиевый порошок

200

175

275

200 известь

600

680

750

700 ферросилиций ФС 75

Часть 3.

500

150

72000 78600

70000

42200

50390

44365

44302 окислов в шихте более 56% от веса окислов резкоземельных элементов снижается РЗЭ в металле, снижается активность алюминия в восстановительной смеси, что приводит к ухудшению термодинамических условий восстановления РЗЭ из шлакового расплава.

Протекающие в этот период плавки восстановительные процессы, способствуют более полному рафинированию восстановительной смеси .от алюминия, повышению плотности зависших капель и осаждения их в блок металла.

Опробование способа производят в промышленных условиях в дуговой электропечи сталеплавильного типа

ДС-6Н1. Шихта состоит иэ 3 частей.

После проплавления 1 ч (металлотер1. Количество плавок s ce2. Шихта на плавку, кг:

Часть окислы редкоземельных элементов (98% R Oq) -железорудные окатыши

Задано шихты, кг

3. Получено металла, кг мической) шлаковой расплав обрабатывают восстановительной смесью (часть

2), затем перед выпуском на расплав присаживают железосодержащие окис5 лы (3 часть шихты) и металл и шлак разливают. Результаты опробования приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что при выплавке сплавов с редкоземельными элементами по предлагаемому способу извлечение Р33 в металл составляет 86,0-91,0%, а по известному способу — 80,0-85,0%. Повышение извлечения редкоземельных элементов в металл позволит снизить себестоимость сплавов с Р33 и получить значительный экономический эффект в народном хозяйстве 500 тыс. руб. в год.

) 2 ) 3 4

946379

Продолжение таблицы

Серия плавок

Показатели

3 (4

4. Средневзвешенный химический состав металла, %:

30,4

30,7

30,9

25,8

РЗЭ

43,4

45,6

46,8

7,1

8,0

6,9

4,6

2,0

2,0

Fe и примеси ост. ост. ост. ост.

3. Средневзвешенное извлечение РЗЭ s металл sa кампанию плавок, 7:

86,3

91,0

Редактор П. Горькова

ТехРед M.Ïàðoöàé

КоРРектоР В. Гирняк

Заказ 2766/1 Тираж 553

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород., ул. Проектная, 4