способ алюминотермического получения ферромолибдена

Формула изобретения

Способ алюминотермического получения ферромолибдена, включающий стадийные загрузку и проплавление шихты, содержащей молибденовый концентрат, железную окалину, железную обсечку, известь, ферромолибденовый шлак, алюминий и разделение металла и шлака, отличающийся тем, что на первой стадии загружают шихту со скоростью 680-850 кг/м ²мин, содержащую молибденовый концентрат, ферромолибденовый шлак, железную обсечку, 90-95% извести от ее массы на плавку, 65-75% железной окалины от ее массы на плавку и алюминий в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена, а на второй стадии загружают шихту со скоростью 105-125 кг/м²мин, содержащую 25-35% железной окалины от ее массы на плавку, 5-10% извести от ее массы на плавку и алюминия в количестве 2,6-3,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена и прогревают расплав в электропечи в течение 3-5 времени проплавления шихты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу алюминотермического получения ферромолибдена, включающему стадийные загрузку и проплавление шихты, содержащей молибденовый концентрат, железную окалину, железную обсечку, известь, ферромолибденовый шлак, алюминий и разделение металла и шлака.

Технический результат изобретения - повышение извлечения молибдена в металл и повышение качества сплава.

Сущность изобретения

На первой стадии

Загружают и проплавляют шихту со скоростью 680-850 кг/м²·мин, содержащую молибденовый концентрат, железную обсечку, ферромолибденовый шлак, 65-75% железной окалины от ее массы на плавку, 90-95% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена.

На второй стадии

Загружают и проплавляют шихту со скоростью 105-125 кг/м²·мин, содержащую 25-35% железной окалины от ее массы на плавку, 5-10% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 2,6-3,0% от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена и прогревают расплав в электропечи 3-5 времени проплавления шихты.

Известен углеродовосстановительный процесс выплавки ферромолибдена на блок. Брикеты из молибденового концентрата, угольного порошка, извести и железной стружки проплавляют в электропечах. Процесс характеризуется высоким расходом электроэнергии, повышенными потерями молибдена и высоким содержанием углерода в сплаве.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является силикоалюминотермический способ получения ферромолибдена (прототип), включающий подготовку, проплавление шихты, разделение металла и шлака, содержащей 4200 кг молибденового концентрата, 756 кг железной руды, 966 кг железной обсечки, 1260 кг 75% ферросилиция, 294 кг алюминия вторичного, 126 кг извести и 126 кг плавикового шпата. Шихту загружают в тигель, футерованный шамотным кирпичом, уплотняют и проплавляют с верхним запалом в течение 25-40 мин.

После окончания плавки делают выдержку расплава 40-50 мин и частично выпускают шлак из лёдки тигля.

Недостаток способа

Технология не обеспечивает извлечение молибдена в металл более 95%.

Технический результат данного изобретения - повышение извлечения молибдена в металл и повышение качества сплава.

Технический результат достигается по предложенному алюминотермическому способу получения ферромолибдена, включающему стадийные загрузку и проплавление шихты, содержащей молибденовый концентрат, железную окалину, железную обсечку, известь, ферромолибденовый шлак, алюминий и разделение металла и шлака.

На первой стадии

Загружают и проплавляют шихту внепечным алюминотермическим способом со скоростью 680-850 кг/м²·мин, содержащую молибденовый концентрат, ферромолибденовый шлак, железную обсечку, 65-75% железной окалины от ее массы на плавку, 90-95% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена.

На второй стадии

Загружают и проплавляют шихту внепечным алюминотермическим способом со скоростью 105-125 кг/м²·мин, содержащую 25-35% железной окалины от ее массы на плавку, 5-10% извести от ее массы на плавку и алюминий в количестве 2,6-3,0% от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена и прогревают расплав в электропечи в течение 3-5 времени проплавления шихты.

Пример 1 (прототип)

Выплавка ферромолибдена проводилась в промышленных условиях силикоалюминотермическим способом с верхним запалом в сменном плавильном тигле, футерованном шамотным кирпичом.

В тигель со скоростью 198 кг/м ²·мин загружалась и проплавлялась шихта состава: молибденовый концентрат - 4200 кг, железная руда - 756 кг, железная обсечка - 966 кг, 75% ферросилиций - 1260 кг, алюминий вторичный - 294 кг, известь - 126 кг и плавиковый шпат - 126 кг. После проплавления шихты производилась выдержка расплава в тигле в течение 45 мин и производился частичный слив шлака из тигля в изложницу.

Извлечение молибдена в металл составило 94,98%, получен ферромолибден марки FeMo 58 (н.к.).

Предлагаемый способ алюминотермического получения ферромолибдена опробован в промышленных условиях в плавильном тигле, футерованном шамотным и магнезитовым кирпичом по изложенной технологии. Результаты плавок известного способа (прототип 1) и предлагаемого (примеры 2-6) приведены в таблице 1.

Пример 2

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 800 кг/м²·мин состава: оксид молибдена - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 230 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 446 кг и ферромолибденовый шлак - 817 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 110 кг/м²·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 47 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 14 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 99,1%, получен ферромолибден марки FeMo 60 (н.к.).

Пример 3

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 780 кг/м² ·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 146 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 415 кг, ферромолибденовый шлак - 744 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 120 кг/м²·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 45 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 15 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 99,0%, получен ферромолибден марки FeMo 60 (н.к.).

Пример 4

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 785 кг/м²·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 125 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 390 кг и ферромолибденовый шлак - 635 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 125 кг/м ²·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 45 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 12 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 98,6%, получен ферромолибден марки FeMo 60.

Пример 5

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 880 кг/м²·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 168 кг, железная обсечка - 169 кг, известь - 190 кг, алюминий первичный - 384 кг и ферромолибденовый шлак - 442 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 123 кг/м²·мин состава: железная окалина - 60 кг, известь - 10 кг и алюминий первичный - 45 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 11 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 97,3%. Снижение извлечения связано с бурным ходом процесса и выбросами расплава. Получен ферромолибден марки FeMo 58 (н.к.).

Пример 6

В плавильный тигель производилась стадийная загрузка и проплавление шихты внепечным алюминотермическим способом.

На первой стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 650 кг/м²·мин состава: молибденовый концентрат - 1000 кг, железная окалина - 130 кг, железная обсечка - 150 кг, известь - 180 кг, алюминий первичный - 362 кг и ферромолибденовый шлак - 649 кг.

На второй стадии

Загружалась и проплавлялась шихта со скоростью загрузки 105 кг/м²·мин состава: железная окалина - 68 кг, известь - 18 кг, алюминий первичный - 49 кг.

После проплавления шихты расплав прогревался под дугами электропечи в течение 10 мин.

Извлечение молибдена в металл составило - 97,7%. Снижение извлечения связано с замедленным ведением процесса плавки и повышенным улетом шихты и испарением оксида молибдена. Получен ферромолибден марки FeMo 58.

Плавки (пример 2-4 и 6) протекали спокойно. После проплавления второй стадии шихты и прогреве на поверхности расплава в тигле наблюдался «КИП», как результат глубинного довосстановления остаточных оксидов молибдена в шлаковом расплаве и осаждения корольков металла из шлака. Получен стандартный ферромолибден марок: FeMo 60, FeMo 60 (н.к.), FeMo 58, FeMo 58 (н.к.).

Извлечение молибдена на плавках составило 97,3-99,1%.

Технологическое отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что использование алюминия, как восстановителя, повысило полноту протекания восстановительных процессов плавки и скорость проплавления шихты, при этом снизился улет молибденосодержащей шихты (пыли) и угар оксидов молибдена.

Рациональное распределение компонентов шихты по стадиям плавки обеспечили на первой стадии оптимальную удельную теплоту процесса 17-19 ккал/гр-ат и высокую скорость проплавления шихты 650-850 кг/м ²·мин без выбросов расплава с минимальными тепловыми потерями за счет введения в состав шихты ферромолибденового шлака, как балластной добавки, что явилось решающим для поддержания оптимальной температуры алюминотермической плавки ферромолибдена и условий восстановления молибдена. При использовании ферромолибденового шлака с повышенным содержанием оксидов молибдена оксиды молибдена довосстанавливаются при проплавлении шихты на второй стадии плавки и дальнейшем прогреве шлакового расплава. Использование алюминия в шихте в количестве 0,98-1,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава ферромолибдена снижает переход кремния в сплав. При этом оксиды кремния связываются с оксидами кальция, присутствующими в шихте, в прочное соединение. Избыточная концентрация восстанавливаемых окислов по отношению к восстановителю повышает условия эффективности использования алюминия на первой стадии плавки.

На второй стадии проплавление шихты с количеством алюминия 2,6-3,0 от стехиометрически необходимого на восстановление элементов сплава и последующий прогрев шлакового расплава обеспечивает глубинное довосстановление оксидов молибдена в шлаковом расплаве, осаждение корольков металла и повышает условия эффективности использования алюминия.

При использовании ряда технологических приемов в предлагаемом способе алюминотермического получения ферромолибдена достигнуто полное разделение металла от шлака и получен чистый слиток металла, что позволило резко снизить потери металла с крошкой, прометалленными гарнисажными корками и подиной плавильного тигля.

По предложенному способу извлечение молибдена в металл составило 97,3-99,1%, что на 2,3-4,1% выше извлечения по известному способу.