способ получения хромникелевой лигатуры

Формула изобретения

Способ получения хромникелевой лигатуры, включающий загрузку в печь и проплавление металлической части шихты, содержащей никель, загрузку и проплавление рудной части шихты, состоящей из окислов хрома, извести и алюминия, выпуск металла и шлака, отличающийся тем, что металлическую и рудную части проплавляют одновременно, а в металлическую часть шихты вводят хром в виде хромникелевых стальных отходов в количестве 20 50% от массы хрома в лигатуре.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов.

Известен способ получения хромоникелевой лигатуры сплавлением никеля и хрома в индукционной печи (Л.И. Леви, А.М. Мариенбах. Основы теории металлургических процессов и технология плавки литейных сплавов, М. Машиностроение, 1970, 496 с. ). Данный способ характеризуется низкой производительностью процесса и высокой стоимостью лигатуры.

Известен способ получения хромоникелевой лигатуры, выбранный в качестве прототипа заявляемого способа, при котором в электродуговую печь загружают никель, расплавляют его электрическими дугами с применением запальной смеси, затем вводят рудную часть шихты: оксид хрома, известь, алюминий, проплавляют и производят выпуск металла и шлака (Лигатура хромониобийникелевая. Технологическая инструкция ТИ 141-Ф-08.2-86. Ключевский завод ферросплавов). Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются следующие: загрузка в печь и проплавление металлической части шихты, содержащей никель, ввод рудной части шихты, состоящей из окислов хрома, извести и алюминия, проплавление и выпуск металла и шлака. Выше приведенный способ получения хромоникелевой лигатуры (прототип) характеризуется низкой производительностью процесса, низким извлечением хрома и высокой стоимостью получаемой лигатуры.

Предлагаемый способ получения хромоникелевой лигатуры включает загрузку в печь и проплавление металлической части шихты, содержащей никель, ввод рудной части шихты, состоящей из окислов хрома, извести и алюминия, проплавление и выпуск металла и шлака, при этом проплавление металлической и рудной частей шихты производят одновременно и часть хрома задают в печь в металлической части шихты в виде хромоникелевых стальных отходов в количестве 20-50% от массы хрома в лигатуре. Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ получения хромоникелевой лигатуры отличается от известного тем, что проплавление металлической и рудной частей шихты производят одновременно и часть хрома задают в печь в металлической части шихты в виде хромоникелевых стальных отходов в количестве 20-50% от массы хрома в лигатуре. Данные отличительные от прототипа признаки изобретения являются достаточными во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. При реализации заявляемого способа получения хромоникелевой лигатуры в электродуговую печь загружают хромоникелевые отходы, включают печь, зажигают электрические дуги и начинают постепенно в печь подавать смесь из оксидов хрома, извести и алюминия. В печи одновременно происходит образование жидкой лигатуры за счет расплавления металлической части шихты и продуктов восстановительной реакции, протекающей в шлаке:

CaO+Cr₂O₃+2Al=2Cr+Al₂O₃CaO

Наличие металлического расплава не дает образующимся капелькам хрома запутываться в шлаке и подвергаться вторичному окислению кислородом воздуха. Восстановленные капельки металлического хрома ассимилируются расплавом металла, тем самым обеспечивается быстрый отвод продуктов восстановительной реакции из реакционной зоны, резко ускоряется процесс плавки и увеличивается степень восстановления хрома. Таким образом обеспечивается получение запланированного технического результата при осуществлении изобретения: ускорение процесса плавки и увеличение степени восстановления хрома. Это ведет к решению поставленной изобретателями задачи повышение производительности процесса и увеличение извлечение хрома. Содержание хрома в металлической части шихты менее 20% повышает ее температуру плавления, образование восстановленного хрома происходит раньше появления металлического расплава, что снижает скорость реакции и уменьшает производительность печи. Содержание хрома в металлической части шихты более 50% значительно повышает стоимость лигатуры.

Хромоникелевую лигатуру получали в электродуговой печи ДСП-0,5. В печь загружали хромоникелевые отходы, содержащие 25,4% хрома, 19,1% никеля, остальное железо, включали печь и присаживали смесь, содержащую хромовый концентрат (60%), известь и гранулированный алюминий. После расплавления всей шихты шлак и металл сливали, взвешивали, определяли их химический состав. Результаты плавок приведены в таблице.

Результаты испытаний показали, что по предлагаемому способу получения хромоникелевой лигатуры производительность процесса возросла на 40% извлечение хрома повысилось на 11% по сравнению со способом, принятым за прототип.