Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления

Проведен сравнительный анализ различных технологических схем переработки марганецсодержащих отходов ферросплавного производства. Предложен метод дугового глубинного восстановления элементов из отходов ферросплавного производства в железоуглеродистые расплавы....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
Hauptverfasser:	Проценко, М.Ю., Куберский, С.В., Семирягин, С.В., Штепан, Е.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2010
Schriftenreihe:	Металл и литье Украины
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49935
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления / М.Ю. Проценко, С.В. Куберский, С.В. Семирягин, Е.В. Штепан // Металл и литье Украины. — 2010. — № 9-10. — С. 54-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-49935
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-499352013-10-02T04:20:59Z Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления Проценко, М.Ю. Куберский, С.В. Семирягин, С.В. Штепан, Е.В. Проведен сравнительный анализ различных технологических схем переработки марганецсодержащих отходов ферросплавного производства. Предложен метод дугового глубинного восстановления элементов из отходов ферросплавного производства в железоуглеродистые расплавы. Проведено порівняльний аналіз різних технологічних схем переробки відходів, що містять марганець, феросплавного виробництва. Запропоновано метод дугового глибинного відновлення елементів з відходів феросплавного виробництва в залізовуглецеві розплави. The comparative analysis different flowsheets of manganese wastes processing of ferro-alloy production is conducted. The method of arc deep renewal of elements from ferro-alloy production wastes in iron-carbon fusions is offered. 2010 Article Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления / М.Ю. Проценко, С.В. Куберский, С.В. Семирягин, Е.В. Штепан // Металл и литье Украины. — 2010. — № 9-10. — С. 54-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49935 669.054:669.74 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Проведен сравнительный анализ различных технологических схем переработки марганецсодержащих отходов ферросплавного производства. Предложен метод дугового глубинного восстановления элементов из отходов ферросплавного производства в железоуглеродистые расплавы.
format	Article
author	Проценко, М.Ю. Куберский, С.В. Семирягин, С.В. Штепан, Е.В.
spellingShingle	Проценко, М.Ю. Куберский, С.В. Семирягин, С.В. Штепан, Е.В. Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления Металл и литье Украины
author_facet	Проценко, М.Ю. Куберский, С.В. Семирягин, С.В. Штепан, Е.В.
author_sort	Проценко, М.Ю.
title	Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления
title_short	Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления
title_full	Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления
title_fullStr	Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления
title_full_unstemmed	Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления
title_sort	использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2010
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49935
citation_txt	Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления / М.Ю. Проценко, С.В. Куберский, С.В. Семирягин, Е.В. Штепан // Металл и литье Украины. — 2010. — № 9-10. — С. 54-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT procenkomû ispolʹzovanieothodovferrosplavnogoproizvodstvadlâlegirovaniâmetallametodomdugovogoglubinnogovosstanovleniâ AT kuberskijsv ispolʹzovanieothodovferrosplavnogoproizvodstvadlâlegirovaniâmetallametodomdugovogoglubinnogovosstanovleniâ AT semirâginsv ispolʹzovanieothodovferrosplavnogoproizvodstvadlâlegirovaniâmetallametodomdugovogoglubinnogovosstanovleniâ AT štepanev ispolʹzovanieothodovferrosplavnogoproizvodstvadlâlegirovaniâmetallametodomdugovogoglubinnogovosstanovleniâ
first_indexed	2025-07-04T11:18:28Z
last_indexed	2025-07-04T11:18:28Z
_version_	1836714985908076544
fulltext	�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 Салмаш І. М., Смірнов О. М. Дослідження напруженого стану і міцності футерівки сталерозлив- них ковшів У режимі витримки сталі в ковші (при постійній температурі внутрішньої стінки футерівки) в робочому шарі футерів- ки шлакового поясу і стін ковшів виникають напруження і деформації, що призводять до її руйнування. Показано, що недоцільно допускати витрати робочого шару на рівні 60 % і більше, оскільки локальне руйнування футерівки може призвести до аварійної ситуації – прогару футерівки в зоні підвищеного зносу. Анотація ladle, lining, the slag zone, deformation, local destructionKeywords Salmash I., Smirnov A. Investigation of stress state and strength of refractory lining steel ladles During dwelling liquid steel in the ladle (at a constant temperature of the inner wall lining) in the working layer lining the slag zone and the walls of ladles having stress and strain which causing its destruction. It is appropriate to prevent wear of the working refractory layer of 60 % or more, because local failure lining may lead to an emergency situation – burnout lining in the zone of high wear. Summary Поступила 10��07��10 ківш, футерівка, шлаковий пояс, деформація, локальне руйнуванняКлючові слова УДК 669.054:669.74 М. Ю. Проценко, С. В. Куберский, С. В. Семирягин, Е. В. Штепан Донбасский государственный технический университет, Алчевск Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления Проведен сравнительный анализ различных технологических схем переработки марганецсодержащих отходов ферросплавного производства. Предложен метод дугового глубинного восстановления элементов из отходов ферросплавного производства в железоуглеродистые расплавы. Ключевые слова: переработка ферросплавных отходов, дуговое глубинное восстановление, шлак, шлам, марганец, кремний, легирование 5�� Волкова О., Янке Д. Моделирование температурных полей в сталеразливочных ковшах с футеровкой из доломитовых кирпичей или высокоглиноземистой массы // Чер�� металлы�� – 2003�� – № 2�� – С�� 26-31�� 6�� Гулыга Д. В., Сущенко А. В. Моделирование динамики температуры металла в сталеразливочном ковше на участке конвертер – МНЛЗ // Сталь�� – 2004�� – № 9�� – С�� 15-19�� 7�� Тепловой режим в 300-тонных сталеразливочных ковшах кислородно-конвертерного цеха фирмы «Крупшталь» / В�� Хопман, Г�� Пфайфер, Ф�� Н�� Фетт, Л�� Фиге // Чер�� металлы�� –1987�� – № 1�� – С�� 19-25�� 8�� Suat Yılmaz�� Thermomechanical Modelling for Refractory Lining of a Steel Ladle Lifted by Crane // Steel research�� – 2003�� – № 7�� – P�� 483-488�� 9�� Расчеты на прочность, устойчивость и колебания в условиях высоких температур / Н�� И�� Безухов, В�� Л�� Бажанов, И�� И�� Гольденблат и др�� – М��: Машиностроение, 1965�� – 567 с�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 О дним из отличительных признаков производства черных металлов является образование огром- ных шлаковых отвалов, занимающих большие площади и оказывающих негативное влияние на экологическую обстановку�� Повышение конкурентоспособности металлопро- дукции может быть обеспечено снижением расхода сырьевых ресурсов, используемых при ее произ- водстве�� Поэтому переработка и утилизация шлаков и отходов металлургического производства являют- ся актуальным и обязательным элементом безот- ходной технологии, так как способствует ресурсо- сбережению, а также снижению загрязнений водного и воздушного бассейнов�� Особый интерес для металлургии представля- ют шлаки ферросплавного производства, которые содержат значительное количество ценных компо- нентов, используемых для рафинирования и легиро- вания железоуглеродистых расплавов�� Анализ раз- личных видов отходов производства ферросплавов показал, что достаточно ценным металлургическим сырьем могут быть шлаки и шламы производства марганцевых ферросплавов�� Наиболее ценным компонентом марганцевых отходов является марганец, широко используемый для раскисления и легирования чугуна и стали�� Со- держание марганца в этих отходах превышает 10 %�� Использование его при производстве ферросплавов в качестве марганецсодержащего сырья, а также других металлургических переделах будет способ- ствовать значительному улучшению их технико- экономических показателей�� В данной работе предложен метод переработки силикомарганцого шлака и шлама от производства доменного ферромарганца с использованием дуго- вого восстановления входящих в их состав полезных элементов непосредственно в железоуглеродистый расплав�� С целью ресурсосбережения и улучшения эко- логической обстановки, а также повышения эффек- тивности переработки и утилизации ферросплавных отходов были проанализированы технологические схемы, используемые в настоящее время для обо- гащения отходов и извлечения из них ценных метал- лургических составляющих�� Способы пневматической и магнитной сепарации, применяемые для обогащения ферросплавных шла- ков с целью их дальнейшего использования в шихте для производства ферросплавов, являются доста- точно сложными из-за используемого оборудования и технологии�� Кроме того, силикомарганец и силика- ты марганца не обладают магнитными свойствами, плотность силикатов марганца близка к плотности других составляющих шлака, поэтому извлечение их из шлаков с использованием традиционных техно- логий затруднено [1]�� В табл�� 1 приведен примерный химический состав отвального силикомарганцевого шлака [2, 3]�� На первом этапе было исследовано влияние низ- ких температур на эффективность использования магнитной сепарации для обогащения силикомар- ганцевого шлака�� Перед обогащением шлака от си- ликомарганца производили его предварительное дробление и рассев�� Для исследований использо- вали фракции −0,10; 0,10-0,63; 0,64-2,50; +2,50 мм�� Магнитную сепарацию осуществляли с использова- нием постоянных магнитов, предварительно охладив шлак жидким азотом�� Исследования производили в трех температурных интервалах, °С: (−196)-(−150), (−150)-(−100), (−100)-(−50)�� Предложенный метод позволяет произвести обогащение силикомарганцевого шлака по содер- жанию марганца на 30,5-66,47 %�� Максимальное обогащение характеризует температурный интервал (−150)-(−100) °С�� При этом содержание марганца возрастает с 17 до 28,3 %, то есть на 66,47 % [4]�� Достигнутое в результате обогащения содержание марганца в сырье отвечает его содержанию в про- мышленных марганцевых рудах, которые могут использоваться в ферросплавном производстве�� Однако этот способ подготовки сырья требует до- полнительных теоретических и экспериментальных исследований для разработки эффективной и кон- курентоспособной технологии�� Следующий исследованный способ переработки силикомарганцевого шлака предполагал переплав его в смеси с восстановителем в медеплавильной электродуговой печи ДМ-0,5 Стахановского фер- росплавного завода, для чего использовали шихту следующего состава, кг: шлак – 300; уголь тощий – 20; известняк – 40; стальная обрезь – 14�� Среднее содержание марганца в исходном шлаке составило 13,6 %�� Переплав смеси производили непрерыв- но, без догрузки дополнительных порций шихтовых материалов�� В результате получено 17 кг сплава с содержанием 21 % Mg�� Степень восстановления марганца составила около 9 %�� Шлак после пере- плава получился однородный с содержанием (%) Mg 12,8-13,0 и SiO2 47,5-48,4 и практически не имел вкраплений угля и известняка�� За время работы печи было израсходовано 400 кВт/ч электроэнергии, что свидетельствует о крайне низкой эффективности данного способа�� Только по расходу электроэнергии затраты на по- лучение лигатуры предложенным способом более чем в 25 раз выше по сравнению с традиционной технологией производства ферромарганца, и, не- смотря на относительно низкую стоимость шихты, перспектив такая технология не имеет�� Кроме отмеченных технологий была опробована схема извлечения марганца и кремния из силикомар- ганцевого шлака непосредственно в чугун методом Таблица 1 Химический состав отвального шлака производства силикомарганца Компонент шлака Mn SiO2 CaO MgO Al2O3 FeO S P K2 + Na2O Содержание, % 13-18 45-50 12-19 2-5 6-9 0,4-0,7 0,8-1,3 0,004-0,010 2-5 �� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 дугового восстановления�� Метод заключается в вос- становлении компонентов шлака определенным восстановителем в условиях заглубленной в рас- плав электрической дуги�� На данном этапе работы был использован карбо- термический метод восстановления, наиболее рас- пространенный при производстве ферросплавов�� В качестве углеродсодержащего сырья использова- ли бой графитовых электродов�� Провели две серии опытов, на воздухе и с использованием жидкого рас- плава�� Рудно-восстановительная смесь состояла (%) из: шлака (силикомарганцевого) – 69; боя графито- вых электродов – 23; жидкого стекла (связка) – 8�� На рис�� 1 показан рудно-восстановительный блок, который сжигали на воздухе в графитовом тигле�� Сжигание блока производили при силе тока 100- 250 А и напряжении 30-35 В�� Время сжигания од- ного блока при этом колебалось в пределах от 96 до 202 с�� Силикомарганцевый шлак содержал (%) Mn – 13,7, SiО2 – 46,9�� Полученные данные о степени восста- новления элементов из указанного шлака представ- лены в табл�� 2�� Последующие исследования проводили на жид- ком металле, расплавляемом в индукционной печи емкостью 60 кг�� Диаметр рудной части используемых блоков колебался от 50 до 68 мм�� Использовались стальные (Ø 19 мм) и графитовые электроды в сталь- ной трубке (Ø 18,0×2,5 мм) с до- бавкой наполнителя (Al2O3 и MgO) для обеспечения синхронного расходования электрода и рудно- восстановительной смеси (рис�� 2)�� Сжигание блока производили при силе тока 300 А и напряже- нии 30-35 В�� Время сжигания од- ного блока при этом колебалось в пределах от 220 до 603 с�� Сте- пень восстановления элементов на проведенных плавках колеба- лась в следующих (%) пределах: Mn 14,95-62,57; Si 14,74-79,94�� Аналогичные опытные плавки были проведены со шламом газо- очисток производства доменного ферромарганца�� Степень восста- новления марганца при этом со- ставила 78,96 %, а заметного вос- становления кремния не наблю- далось�� В результате проведенной ра- боты: выполнен сравнительный ана- лиз различных технологических схем переработки марганецсодержащих отходов ферросплавного про- изводства и определены их преимущества и недо- статки; установлена принципиальная возможность извлечения марганца и кремния из ферросплавных шлаков и шламов непосредственно в металличе- ский расплав; опробованы различные конструкции и составы рудно-восстановительных блоков, а также технологические режимы обработки�� В дальнейшем предполагается: исследовать вли- яние добавок оксида кальция на состав блоков и его влияние на термодинамику и кинетику восстановле- ния марганца; оценить эффективность использова- ния кремния в качестве восстановителя; провести исследование теплового баланса дугового глубин- ного восстановления марганца�� Таблица 2 Степень восстановления элементов, % Показатель Элементы Mn Si min max min max Степень восстановления 14,68 44,31 5,68 28,00 ЛИТЕРАТУРА 1�� Переработка шлаков и безотходная технология в металлургии / М�� И�� Панфилов, Я�� Ш�� Школьник, Н�� В�� Орининский, В�� А�� Коломиец и др�� – М��: Металлургия, 1987�� – 238 с�� 2�� Каблуковский А. Ф. Производство стали и ферросплавов в электропечах: Учебник для техникумов�� – М��: Металлургия, 1991�� – 335 с�� Рис. 1. Рудно-восстановительный блок со стальным электродом: 1 – рудно-восстанови- тельная часть блока; 2 – стальной электрод (мм) Ø 24 Ø 10 . 1. - : 1 – - ; 2 – 1 2 Рис. 2. Рудно-восстановительный блок с графитовым электродом: 1 – рудно- восстановительная часть блока; 2 – стальная трубка; 3 – электродная смесь (мм) . 2. - : 1 – - ; 2 – ; 3 – 1 2 3 �� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 9-10 ’2010 Проценко М. Ю., Куберський С. В., Семірягін С. В., Штепан Є. В. Використання відходів феросплавного виробництва для легування металу методом дугового глибинного відновлення Проведено порівняльний аналіз різних технологічних схем переробки відходів, що містять марганець, феросплав- ного виробництва. Запропоновано метод дугового глибинного відновлення елементів з відходів феросплавного виробництва в залізовуглецеві розплави. Анотація переробка феросплавних відходів, дугове глибинне відновлення, шлак, шлам, мар- ганець, кремній, легуванняКлючові слова 3�� Крамаров А. Д., Соколов А. Н. Электрометаллургия стали и ферросплавов�� – М��: Металлургия, 1976�� – 376 с�� 4�� Исследование возможности обогащения шлака производства силикомарганца методом магнитной сепарации / М�� Ю�� Проценко, С�� В�� Куберский, С�� Б�� Эссельбах // Сб�� научн�� тр�� ДонГТУ�� Вып�� 28�� – Алчевск: ДонГТУ, 2009�� – С�� 254-259�� ferro-alloy wastes processing, arc deep renewal, slag, slime, manganese, silicon, alloyingKeywords Protsenko M., Kubersky S., Semiryagin S., Shtepan E. Utilization of ferro-alloy production wastes for metal alloying of the arc deep renewal method The comparative analysis different flowsheets of manganese wastes processing of ferro-alloy production is conducted. The method of arc deep renewal of elements from ferro-alloy production wastes in iron-carbon fusions is offered. Summary Поступила 26��05��10 УДК 669.046.46 Д. С. Григорьев Запорожский национальный технический университет, Запорожье Некоторые кинетические закономерности углеродотермического восстановления смеси окалины быстрорежущей стали с добавками шеелитового концентрата Проведены исследования кинетики углеродотермического восстановления смеси окалины быстрорежущей стали марок Р18 и Р18Ф2 с добавками рудного концентрата в гетерогенной системе. Установлено влияние повышения температуры на скорость процесса восстановления. Повышение концентрации вольфрама в целевом легирующем материале может происходить при помощи добавок шеелитового концентрата в шихту. Существует оптимальное соотношение кислорода и углерода в шихте, которое обеспечивает высокую степень восстановления элементов в продукте при необходимой концентрации остаточного содержания углерода и легирующих элементов. Ключевые слова: шеелитовый концентрат, оксиды, вольфрам, углерод, восстановление, шихта, легирующий материал

Использование отходов ферросплавного производства для легирования металла методом дугового глубинного восстановления

Institution

Ähnliche Einträge