шихта для получения ферромолибдена металлотермическим способом

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМОЛИБДЕНА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ, содержащая молибденовый концентрат, железокремниевый сплав, алюминиевую крупку, железосодержащий материал, известь, плавиковый шпат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит натриевую или калиевую селитру, а в качестве молибденового концентрата отходы от обработки поршневых колец, а в качестве железокремниевого сплава пылевидные отходы от производства кремний-магниевого модификатора, в качестве железосодержащего материала - бегхаузную пыль при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы от обработки поршневых колец 50,0 54,5

Бегхаузная пыль 26,0 28,0

Алюминиевая крупка 9,0 10,0

Натриевая или калиевая селитра 2,4 3,4

Пылевидные отходы от производства кремний-магниевого модификатора 5,0 8,0

Плавиковый шпат До 2

Известь До 2

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и металлургии, в частности к производству ферромолибдена металлотермическим способом.

Известна шихта для получения ферромолибдена металлотермическим способом, компоненты которой взяты в следующем соотношении, мас.

Молибденовый концентрат 54,95-55,34

Ферросилиций ФС 75 16,48-16,60

Алюминиевая крупка 2,05-2,75 Железная стружка 12,64-12,73 Железная руда 9,89-9,96 Известь 1,65-1,67 Плавиковый шпат 1,65-1,67

Исходные компоненты шихты измельчают, просеивают, тщательно перемешивают в смесительном барабане. Полученная смесь обеспечивает термичность процесса в 450 ккал/кг.

Данная шихта имеет следующие недостатки:

в состав шихты входят дорогостоящие компоненты молибденовый концентрат, ферросилиций ФС 75, железная руда, которые необходимо из кусковых материалов дробить, истирать и просеивать перед применением;

стальная стружка должна быть низкоуглеродистой, не должна содержать легирующих элементов, кроме молибдена, и пройти прокаливание для удаления влаги и масла.

Таким образом трудоемкость подготовки исходных компонентов шихт приводит к увеличению себестоимости готового ферромолибдена. Кроме того, большой разброс по дисперсности применяемых компонентов не обеспечивает равномерности хода металлотермического процесса.

Известная шихта позволяет получать ферромолибден следующего химического состава, мас. Молибден 59,5-61,5 Кремний 0,5-0,9 Медь 0,4-0,6

Сумма олова и сурьмы 0,04-0,05 Углерод 0,04-0,1 Сера 0,06-0,08 Фосфор 0,03-0,04 Железо Остальное

Химический состав известной шихты и дисперсность компонентов приведены в табл. 1.

Цель изобретения снижение расходов на переработку исходных покупных шихтовых материалов за счет применения отходов собственного производства в пылевидном состоянии и обеспечение равномерности хода металлургического процесса за счет высокой дисперсности применяемых отходов.

Цель достигается тем, что шихта, содержащая молибденовый концентрат, железокремниевый сплав, алюминиевую крупку, железосодержащий материал, известь, плавиковый шпат, дополнительно содержит натриевую или калиевую селитру, а в качестве молибденового концентрата используют отходы от обработки поршневых колец, железокремниевого сплава пылевидные отходы от производства модификатора ФСМг, железосодержащего материала бегхаузную пыль, при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы, содержащие

молибденовый кон-

центрат, образующи-

еся при шлифовке

и притирке поршне- вых колец 50-54,5 Пыль бегхаузная 26-28

Алюминиевая крупка 9-10

Натриевая или калиевая селитpа 2,4-3,4 Пылевидные от-

ходы от производст-

ва кремний-магни-

евого модификато- ра ФСМг 5-8 Плавиковый шпат До 2 Известь До 2

Применение образующихся при шлифовке и притирке поршневых колец, содержащих молибденовый концентрат, мелкодисперсных отходов для получения ферромолибдена металлотермическим способом позволяет исключить весь металлуpгический цикл получения М_оО₃ из природных руд, а также снизить себестоимость продукции за счет утилизации отходов.

Применение бегхаузной пыли и пылевидных отходов от производства модификатора ФСМг возможно в предлагаемой шихте без предварительной подготовки, а их высокая дисперсность обеспечивает равномерность хода металлургического процесса.

Химический состав шихты и дисперсность компонентов приведены в табл. 2.

Опытным путем установлено, что для получения ферромолибдена с содержанием в нем молибдена не менее 50% шихта должна содержать 50,0-54,5% отходов, содержащих молибденовый концентрат, образующихся при шлифовке и притирке поршневых колец, 26,0-28,0% пыли бегхаузной, 5,0-8,0% пылевидных отходов от производства кремний-магниевого модификатора ФСМг.

Ввод 9-10% алюминиевой крупки обеспечивает стехиометрический процесс металлургической реакции восстановления молибдена и железа, а также подвод необходимого количества тепла.

При содержании алюминиевой крупки менее 9% снижается интенсивность процесса получения ферромолибдена и ухудшаются условия разделения металла и шлака. В шлаке повышается содержание вкраплений ферромолибдена.

При содержании алюминия более 10% он в процессе плавки расходуется неполностью, повышается его содержание в конечном химическом анализе ферромолибдена.

Введение 2,4-3,4% натриевой или калиевой селитры обеспечивает подвод недостающего количества кислорода для протекания стехиометрической реакции и необходимого количества тепла.

Образующееся в процессе реакции соединение NO оказывает каталитическое воздействие на восстановление молибдена и железа.

При содержании в шихте натриевой селитры менее 2,4% ухудшаются условия разделения металла и шлака, увеличивается количество вкраплений ферромолибдена в шлаке, уменьшается выход годного металла, ухудшается его качество из-за повышенного содержания алюминия, кремния и углерода. Если содержание натриевой селитры в шихте выше 3,4% наблюдается повышенный вынос частиц шихты с отходящими газами, перегрев продуктов плавки, что требует более длительного их охлаждения, а также ухудшает условия обслуживания плавильного агрегата.

Шихта предлагаемого состава опробована на участке лигатуры литейного завода КамАЗа.

Плавку ферромолибдена проводят в графитовом тигле с полезным объемом 0,82 м³.

Для плавки используют шихту следующего состава, кг:

Отходы, содержащие

молибденовый кон-

центрат, образующи-

еся при шлифовке

и притирке поршне- вых колец 52,0 Пыль бегхаузная 27,5

Пылевидные

отходы от произ-

водства кремний-

магниевого моди- фикатора ФСМг 5,4 Алюминиевая крупка 9,65 Натриевая селитра 2,55 Плавиковый шпат 1,9 Известь 1,0

Указанные компоненты шихты (100 кг) тщательно перемешивают в смесительном барабане. Полученную смесь закладывают в графитовый тигель. В шихту закладывают запальную смесь глубиной на 90 мм в виде цилиндра с диаметром 50 мм.

В состав запальной смеси входят следующие компоненты, г:

Алюминиевая крупка 20,0 Бегхаузная пыль 20,0 Селитра натриевая 0,1

Гранулированный магний 0,2

После зажигания запальная смесь срабатывает в течение 30 с.

Реакция металлотермического процесса получения ферромолибдена длится 15 мин.

В ходе указанной плавки получено 51 кг ферромолибдена следующего химического состава, мас. Молибден 50,5 Кремний 3,0 Углерод 0,47 Медь 0,3 Олово 0,05 Свинец 0,05 Сера 0,03 Фосфор 0,05 Сурьма 0,002

Образовавшийся во время плавки шлак составляет 46 кг, остальные соединения уходят с отходящими газами.

Таким образом, образуется три вида отходов: пыль бегхаузная, отходы, содержащие молибденовый концентрат, образующиеся при шлифовке и притирке поршневых колец, отходы от производства кремний-магниевого модификатора ФСМг превращают в кондиционный ферросплав, который можно использовать для производства легированных сталей и чугунов, кроме того, за счет применения отходов собственного производства в пылевидном состоянии снижаются расходы на переработку исходных покупных шихтовых материалов и обеспечивается равномерность хода металлургического процесса.