Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ХРОМА ИЗ СОДЕРЖАЩИХ ОКИСЬ ХРОМА ШЛАКОВ

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.