FI70258B - Foerfarande foer raffinering av ferrokrommetall - Google Patents

Description

70258

Ferrokrornimetallin puhdistusmenetelmä Tämä keksintö kohdistuu ferrokrornimetallin puhdistukseen ja tarkemmin sanottuna runsashiilisen ferrokrornimetallin puhdistukseen tietyn hiilimäärän poistamiseksi siitä ja myös piipitoisuuden pienentämiseksi.

Piin ja hiilen poisto ferrokromimetallista metallioksideja lisäämällä on aiemmin kaasuruiskutusmenetelmiä kuten argonhappimello-tusta (A.O.D.) lukuunottamatta saatu aikaan ainoastaan jähmeässä tilassa huomattavan tyhjön alaisena ns. simpleksimenetelmässä.

Tässä selityksessä termiä "hienoaines" on käytetty tarkoittamaan alajaettua ainetta, jonka koko on alle 6 mm ja johon kuuluvat koot alle 2 mm ja jonka useissa tapauksissa katsotaan olevan myytäväksi kelpaamatonta tiettyjen aineiden kohdalla kuten esimerkiksi ferrokromin kohdalla. Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan entistä parempi puhdistusmenetelmä ferrokromimetal-lia varten.

Lisäksi terminen siirtokaariplasma määritellään sähköisesti kehitetyksi plasmaksi, jossa ionin lämpötila on välillä 5000 - 60 000 K ja sula kylpy muodostaa virtapiirin huomattavan osan.

Tämän keksinnön mukaisesti on saatu aikaan menetelmä hiiltä ja piitä sisältävän ferrokrornimetallin puhdistamiseksi poistamalla ainakin osa hiiltä ja piitä. Menetelmä on tunnettu siitä, että i) ferrokromimetallia ja ainakin yhtä sopivaa metallioksidia syötetään uuniin, jossa on olennaisesti hiiletön ympäristö, ii) ferrokromimetallia ja metallioksidia kuumennetaan termisellä siirtokaariplasmalla lämpötilaan, joka on riittävän korkea ylläpitämään sekä metallioksidin sisältävä kuonafaasi että ferrokro-mimetallifaasi sulassa tilassa ja saamaan aikaan juoksevan kuonan 70258 ja juoksevan metallin välisen puhdistuksen, jolloin metallioksidi pelkistyy ferrokromimetalliin sisältyvän hiilen ja piin vaikutuksesta, ja iii) kuona ja ferrokromimetalli lasketaan pois.

Keksinnön muiden tunnusmerkkien mukaisesti kuumennus suoritetaan ilmakehän paineessa tai sitä pienemmässä paineessa, runsashiilinen ferrokromimetalli on (tässä määritellyn) 70258 hienoaineksen muodossa ja se sekoitetaan edullisesti ennen sulatusta oksidihienoainekseen, joka voi olla agglomeroitua tai paakkuista malmia, joka voi kussakin tapauksessa olla esipelkistetty, esihapetettu tai muuten esikäsitelty, tällainen hienoaines voi olla tai sisältää kromiittihienoaines-ta ja syöttöaineet voidaan edullisesti sekoittaa mihin tahansa tarvittaviin sulatusaineisiin kuten esim. kvartsiin tai kalkkiin.

On selvää, että ilmaisu "oleellisesti hiiletän ympäristö" on tarkoitettu käsitettäväksi siten, että se sisältää tapauksen, jossa kuluvaa hiilielektrodia käytetään termisen plasman muodostukseen.

Menetelmä voidaan ajaa monivaiheisena menetelmänä vaihtele-villa puhdistusasteilla riippuen metallioksidin ja metallin suhteesta. Lopullinen lejeerinki tai metallilisäykset voitaisiin saada tuottamaan mikä tahansa lopullinen metalliseos, kuten ruostumattoman teräksen suoran tuotannon lähtöaine.

Menetelmä voidaan ajaa yhtenä ainoana jatkuvana menetelmänä. Toinen vaihtoehto on ajaa menetelmä jaksottain tai laskemalla jaksottain kuonaa ja/tai lejeerinkiä tai jopa lisäämällä jaksottain malmia tai muuta puhdistusväliainetta. Erämenetelmä on myös mahdollinen ja kuuluu keksinnön puitteisiin .

Keksinnön tutkimiseksi on suoritettu kokeita siirretyssä käsittelyplasmakaariuunissa, jonka on valmistanut Tetronics Research and Development Company Limited ja jota on pääasiassa kuvattu brittiläisissä patenteissa n:ot 1390351/2/3 ja 1529526. Kokeet suoritettiin käyttämällä käsittelynopeutta 50 kierr/min ja kulumatonta elektrodia plasmapistoo-lissa. Näissä kokeissa 100 osaa ferrokromihienoaineista, jolla oli seuraava koostumus, sekoitettiin 28,6 osaan Winterveld-malmia, jolla oli alla esitetty koostumus, ja 4,3 osaan kvartsia, jonka koostumus annetaan myös alla.

4 70258 "Metallihienoaineksen” koostumus (kuonan ja metallin suhde = 0,129)

Metallikomponentti =88,6 % Kuonakomponentti = 11,4 % kokonaismäärästä, koostumus kokonaismäärästä, koostumus esitetty alla: esitetty alla:

Kromi 52,8 % Cr2°3 27,0 %

Rauta 36,2 % FeO 13,0 %

Pii 3,0 % CaO " 2,2 %

Hiili 6,55 % Si02 47,7 %

MgO 1,0 %

Al203 7,4 %

Winterveld-kromiitin koostumus

Cr203 44,6 % FeO 23,3 % Si02 2,23 %

CaO 0,20 % MgO 11,2 % Al2°3 13'7 %

Kvartsin koostumus oli 0,20 % FeO, 99,5 % Si02 3a % ai2o3.

Haluttaessa voitaisiin käyttää kalkkikiveä tai dolomiittia sulatusaineena rikin poistamiseksi metallista. Samoin voitaisiin käyttää natriumkarbonaattia fosforin poistoon. Titaanin poisto tapahtuu automaattisesti menetelmän osana, ja tämä parantaa metallin laatua.

Yllä kuvattu raaka-aineiden seos syötettiin esilämmitettyyn uuniin nopeudella, joka oli laskettu varmistamaan, että metalli ja kuona pidettiin muuttumattomassa valitussa mene-telmälämpötilassa tarvittavan energiatasapainon ylläpitämiseksi ja kuonan ja metallin pitämiseksi sulassa tilassa. Kuona ja metalli laskettiin pois syötteen lisäyksen päätyttyä .

Saatu puhdistus käsitti piipitoisuuden pienennyksen 3 massa-%:sta 0,84 massa-%:iin ja hiilipitoisuuden pienennyksen 6,55 %:sta 4,10 %:iin. Niin ollen saavutetaan merkittävä puhdistus käyttämällä tämän keksinnön menetelmää. Pienennät 5 70258 pii- ja hiiliarvot ovat mahdollisia, kun kromiittimalmin tai muun sopivan metallioksidin ja metallihienoaineksen suhdetta suurennetaan.

On mainittava, että plasmapistoolissa käytetty elektrodi voi olla joko kulumaton tai kuluva grafiittityyppinen elektrodi. Inertin kaasun käyttö plasmapistoolin kautta oli rajoitettu stabiilin termisen plasman toimintaan eikä erityisesti mihin tahansa metallurgiseen tarkoitukseen tarvittaviin määriin. Ilmeisesti suurempia määriä voitaisiin haluttaessa käyttää. Uunia ei ollut vuorattu grafiitti- eikä hiilikerroksilla, jotka voisivat koskettaa metallia tai sulaa kuonaa. Tällä tavoin hiili pidettiin minimissä järjestelmässä ja saavutettiin esitetty puhdistusaste.

Seuraava on esimerkki tuloksista, jotka on saatu käyttämällä kuluvaa elektrodia ferrokromimetallin puhdistusmenetelmässä.

Metallijakeella, joka oli 89,7 % massa-aineesta, oli seuraava massa-analyysi:

Kromi 51,2 %

Rauta 39,0 %

Pii 2,69 %

Hiili 5,7 %

Kuonakomponentin massa-analyysi oli:

Cr203 13,0 %

FeO 3,87 %

CaO 1,05 %

Si02 55,3 %

MgO 1,21 % A1203 18,3 %

Kromiitin analyysi oli samanlainen kuin se, jota käytettiin kulumattomalla elektrodilla tehtyihin ja yllä kuvattuihin kokeisiin. Sulatusaineena käytetyllä kalkkikivellä oli seuraava analyysi (massa-%): 6 70258

FeO: 0,46 Si02: 2,07 CaO: 55,0

MgO: 0,53 Al2°3: 0,54 Tässä kokeessa 100 osaa ferrokromimetallihienoaineista sekoitettiin 28,6 osaan Winterveld-malmia ja 11,5 osaan kalkkikiveä. Tämä seos syötettiin esikuumennettuun uuniin nopeudella, joka oli laskettu varmistamaan, että metalli ja kuona pidettiin muuttumattomassa valitussa menetelmälämpötilassa tarvittavan energiatasapainon ylläpitämiseksi.

Tässä tapauksessa saatu puhdistus käsitti piipitoisuuden pienennyksen 2,69 massa-%:sta 0,65 massa-%:iin ja hiilipitoisuuden pienennyksen 5,7 massa-%:sta 5,2 massa-%:iin.

Käytetyn uunin rakenne oli samanlainen periaatteeltaan kuin ensin kuvatussa kokeessa käytetyn uunin rakenne siten, että tulenkestävää oksidiainetta käytettiin vuorauksena.

On selvää, että keksintö tarjoaa yksinkertaisen mutta silti tehokkaan ferrokromiittimetallin puhdistusmenetelmän, jossa voidaan käyttää kromiittimalmia tai vaihtoehtoisesti mitä tahansa muuta sopivaa oksidia. Mainittakoon, että hiilen ja piin puhdistus eli poisto tässä menetelmässä johtaa automaattisesti metallin titaanipitoisuuden poistoon. Tämä voi olla erittäin edullista metallin tietyissä käytöissä.

Claims (16)

1. Menetelmä hiiltä ja piitä sisältävän ferrokromimetallin puhdistamiseksi poistamalla ainakin osa hiiltä ja piitä, tunnettu siitä, että i) ferrokromimetallia ja ainakin yhtä sopivaa metallioksidia syötetään uuniin, jossa on olennaisesti hiiletön ympäristö, ii) ferrokromimetallia ja metallioksidia kuumennetaan termisellä siirtokaariplasmalla lämpötilaan, joka on riittävän korkea ylläpitämään sekä metallioksidin sisältävä kuonafaasi että ferrokromi-metallifaasi sulassa tilassa ja saamaan aikaan juoksevan kuonan ja juoksevan metallin välisen puhdistuksen, jolloin metallioksidi pelkistyy ferrokromimetalliin sisältyvän hiilen ja piin vaikutuksesta, ja iii) kuona ja ferrokromimetalli lasketaan pois.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumennus suoritetaan ilmakehän paineessa tai sitä alemmassa paineessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ferrokromimetalli on hienoaineksen muodossa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienoaineksen koko on alle n. 2 mm halkaisijaltaan.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ferrokromimetalli sekoitetaan ennen syöttöä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallioksidi syötetään uuniin oksidihienoaineksen muodossa, joka voi vaihtoehtoisesti olla agglomeroitu tai olla paakkuisen oksidimalmin muodossa tai molempien muodossa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oksidihienoaines tai paakkuinen oksidimalmi esikuu-mennetaan, esihapetetaan tai esikäsitellään muuten.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että oksidihienoaines tai paakkuinen oksidimalmi sisältävät kromiittia. 70258

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ferrokromimetalli ja oksidi sekoitetaan tarvittaviin sulatusaineisiin.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sulatusaineet sisältävät kvartsia.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulatusaineet sisältävät kalkkikiveä tai dolomiittia tai molempia.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 9-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulatusaineet sisältävät natriumkarbonaattia.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoitettu kiinteä ferrokromimetalli ja metallioksidi syötetään metallin ja valinnaisesti kuonan sulaan massaan.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sekoitettu kiinteä ferrokromimetalli ja metallioksidi syötetään sulaan massaan nopeudella, jota säädetään ylläpitämään ennalta määrättyä lämpötilaa ja tällaisen metallimassan sulaa tilaa.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että terminen plasma kehitetään käyttämällä kulumatonta elektrodia.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että terminen plasma kehitetään käyttämällä kuluvaa elektrodia. 70258