RU2192478C1 - Способ получения сплава железа из отходов производства - Google Patents
Способ получения сплава железа из отходов производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192478C1 RU2192478C1 RU2001115926A RU2001115926A RU2192478C1 RU 2192478 C1 RU2192478 C1 RU 2192478C1 RU 2001115926 A RU2001115926 A RU 2001115926A RU 2001115926 A RU2001115926 A RU 2001115926A RU 2192478 C1 RU2192478 C1 RU 2192478C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- melting
- components
- production
- powder
- Prior art date
Links
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000600039 Chromis punctipinnis Species 0.000 description 1
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100110007 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) asd-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 iron - iron oxide - aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: черная металлургия, в частности способы получения сплавов железа из железосодержащих отходов. Способ включает подготовку смеси, содержащей, мас%: железную окалину 70-80, железосодержащий порошок 10-15 и алюминиевый порошок 15-20. Полученную смесь компонентов смешивают и загружают в тигель. После этого осуществляют плавление сплава в режиме горения путем термосинтеза с выделением количества тепла, необходимого для плавления смеси компонентов. Образующийся в реакционной зоне сплав железа скапливается на дне тигля, а окись алюминия и другие примеси переходят в шлак. Изобретение позволяет значительно уменьшить расход электроэнергии, обеспечивает более полную утилизацию отходов производства, улучшает экологическую обстановку и значительно сокращает длительность процесса получения сплава.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения сплавов железа из железосодержащих отходов производства.
Известен способ получения сплавов железа в высокотемпературных печах путем загрузки 35-40 мас. % литейного чугуна, 15-35 мас.% стального и чугунного лома, 30-45 мас. % возврата собственного производства, 8 мас.% стружки в металлургическую печь, имеющую температуру 1400-1650oС, и последующего плавления посредством нагрева в печи в течение нескольких часов до 1400-1600oС. В результате плавления получают чугун [1].
Недостатком способа получения сплавов железа в высокотемпературных печах являются большой расход электроэнергии и, следовательно, высокая стоимость получаемой продукции, а также применение дорогостоящих плавильных печей, длительность процесса плавки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ получения черных сплавов в высокотемпературных индукционных печах путем загрузки 94-95 мас.% железосодержащего компонента, в качестве которого используют передельный чугун, стальной и чугунный лом, возврат, брикеты стружки и небольшие добавки легирующих компонентов (ферросилиций и ферромарганец в количестве 1,0-2,5 мас. %), последующего нагрева до температуры плавления и выдержки при этой температуре. В описанном способе можно использовать как содержащие железо слитки, так и железосодержащие компоненты, которые подвергаются переплавлению в плавильных печах [2].
Описанный способ получения сплавов железа в высокотемпературных индукционных печах имеет следующие недостатки: большой расход электроэнергии из-за применения высокотемпературных печей; высокая стоимость готовой продукции; неполная утилизация отходов, т.к. в высокотемпературных печах не используют окалину и мелкодисперсные отходы, которые образуются в результате очистки отливок в дробеметных камерах, такие отходы производства не плавятся, а сгорают - чаще всего эти отходы вывозят в отвал, тем самым ухудшая и так неблагоприятную экологическую обстановку; низкая защита окружающей среды, так как при плавлении в плавильных печах выделяется большое количество дыма и продуктов сгорания в атмосферу. Кроме того, способ получения черных сплавов длителен во времени из-за больших временных затрат на процесс плавления (длительность плавления несколько часов).
Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения сплавов железа из отходов производства, включающем загрузку железосодержащего компонента и последующее плавление сплава железа, дополнительно загружают алюмосодержащий компонент, в качестве которого используют алюминиевый порошок в количестве 15-20 мас. %. При этом в качестве железосодержащего компонента используют железную окалину в количестве 70-80 мас.% и железосодержащий порошок в количестве 10-15 мас.%. Полученные компоненты смешивают перед загрузкой, а плавление сплава железа осуществляется путем термосинтеза указанных компонентов.
Техническим результатом является значительное уменьшение расхода электроэнергии, более полное обеспечение утилизации отходов производства, улучшение экологической обстановки и значительное сокращение длительности процесса получения сплава.
Значительное уменьшение расхода электроэнергии, позволяющее снизить стоимость готовой продукции, достигнуто за счет получения сплава не в высокотемпературных печах, а в режиме термосинтеза путем использования тепла химической реакции соответствующим образом подобранных компонентов. При этом электроэнергию расходуют только на смешивание шихты в системах с электрическим приводом.
Обеспечение более полной утилизации отходов производства достигается вследствие использования железосодержащих отходов, которые не применяют в процессе плавления сплавов железа в высокотемпературных печах, а именно железосодержащего мелкодисперсного порошка, получающегося после очистки отливок в дробеметной камере, и железной окалины Fе2O3, т.к. в высокотемпературных печах они не плавятся, а сгорают. Железную окалину и железосодержащий порошок удаляют в отвал.
Улучшение экологической обстановки обеспечивается тем, что плавление сплава железа осуществляют путем термосинтеза с выделением количества тепла, необходимого для плавления смеси компонентов. Образующийся в результате плавления металл скапливается на дне тигля, оксид алюминия и другие примеси переходят в шлак.
Длительность процесса получения сплава железа сокращается вследствие снижения затрат времени на его плавление в режиме термосинтеза - она составляет 20-120 с в отличие от нескольких часов по способу-прототипу.
Количество железной окалины Fе2О3 - 70-80 мас.% является оптимальным, так как при содержании окалины менее 70 мас.% происходит неполное выделение металла, а при содержании железной окалины более 80 мас.% увеличивается температура процесса, вследствие чего металл в виде искр испаряется в атмосферу.
Количество железосодержащего порошка - отходов производства 10-15 мас.% является оптимальным, так как при содержании железосодержащего порошка менее 10 мас.% характер процесса становится бурным, с выбросом расплавленного металла, а при содержании порошка более 15 мас.% происходит замедление химической реакции.
Количество алюминиевого порошка 15-20 мас.% также является оптимальным, т. к. при содержании алюминия менее 15 мас.% реакция не возникает, а при увеличении содержания алюминия более 20 мас.% реакция идет бурно с выбросом расплавившегося металла в виде капель.
Выбранные соотношения между окисью железа, железом и алюминием обусловлены концентрационными пределами в системе железо - окись железа - алюминий, за рамками которых характер реакции меняется в сторону ухудшения.
Способ получения железного сплава из отходов производства осуществляется следующим образом. Производят дозирование железосодержащего компонента, в качестве которого используют железную окалину в количестве 70-80 мас.% и железосодержащий порошок в количестве 10-15 мас.%, и алюмосодержащего компонента, в качестве которого используют алюминиевый порошок в количестве 15-20 мас.%. Эти компоненты смешивают, загружают в форму (тигель), инициируют начало реакции и производят плавление сплава железа в режиме горения путем самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Плавление железа осуществляют за счет тепла химической реакции термосинтеза вышеуказанных компонентов
Fе2О3+Fe+Al-->Fe+Аl2О3+Q.
Fе2О3+Fe+Al-->Fe+Аl2О3+Q.
Образующийся в реакционной зоне металл скапливается на дне формы, а окислы и другие примеси переходят в шлак.
Пример конкретного выполнения способа получения сплава железа из отходов производства. Для экспериментальной проверки предлагаемого технологического решения использовали молотую железную окалину, отходы термообработки железоуглеродистых сплавов кузнечного производства, дисперсность которой определяли проходом через сито 0,16 мм, железосодержащий порошок, полученный при механической обработке литья в дробеметных камерах, дисперсностью 0,05 мм, и порошок алюминия АСД-1. Порошки дозировались в заданном соотношении на аналитических весах с точностью до 0,001 г, механически смешивались всухую в атмосфере воздуха в смесителе типа "пьяная бочка" партиями по 200 г в течение 4 часов. Полученные образцы шихты загружали в керамические формы и инициировали реакцию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с помощью кратковременного теплового импульса. Под действием тепла химической реакции происходило плавление порошкообразной шихты, а жидкий металл выливали в металлическую форму. Выход железного слитка составляет 40-45%.
Инициировать реакцию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза при использовании компонентов шихты прототипа и аналога не удалось.
Таким образом, предлагаемый способ получения сплава железа из отходов производства позволяет значительно снизить расход электроэнергии и, следовательно, снизить стоимость готовой продукции, обеспечивает более полную утилизацию производственных отходов, улучшение экологической обстановки, уменьшение длительности процесса.
Источники информации
1. Дмитрович Л. М. Справочник литейщика. - М.: Высшая школа, 1989, с. 250-257.
1. Дмитрович Л. М. Справочник литейщика. - М.: Высшая школа, 1989, с. 250-257.
2. Чугун. Справочное издание / Под ред. Л.Д. Шермана, А.А. Жукова. - М.: Металлургия, 1991, с.143 (прототип).
Claims (1)
- Способ получения сплава железа из отходов производства, включающий загрузку железосодержащего компонента в тигель и последующее плавление сплава железа, отличающийся тем, что дополнительно загружают алюмосодержащий компонент, в качестве которого используют алюминиевый порошок в количестве 15-20 мас. %, при этом в качестве железосодержащего компонента используют железную окалину в количестве 70-80 мас. % и железосодержащий порошок в количестве 10-15 мас. %, компоненты смешивают перед загрузкой, а плавление сплава железа осуществляют путем термосинтеза.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115926A RU2192478C1 (ru) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | Способ получения сплава железа из отходов производства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115926A RU2192478C1 (ru) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | Способ получения сплава железа из отходов производства |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2192478C1 true RU2192478C1 (ru) | 2002-11-10 |
Family
ID=20250628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001115926A RU2192478C1 (ru) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | Способ получения сплава железа из отходов производства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2192478C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262415C1 (ru) * | 2004-03-09 | 2005-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2277456C1 (ru) * | 2004-10-20 | 2006-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2295424C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2007-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава из отходов производства |
| RU2404023C1 (ru) * | 2009-10-07 | 2010-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2404022C1 (ru) * | 2009-08-31 | 2010-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2419655C1 (ru) * | 2009-10-07 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2419654C1 (ru) * | 2009-10-12 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2755216C1 (ru) * | 2020-11-20 | 2021-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ФЕРРМЕ ГРУПП" | Способ получения высокодисперсных железосодержащих порошков из техногенных отходов станций водоподготовки подземных вод |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1517058A (fr) * | 1967-02-02 | 1968-03-15 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procédé de réduction directe d'oxydes de fer |
| FR2405995A1 (fr) * | 1977-10-13 | 1979-05-11 | Fondation Ind Miner Minie Meta | Procede de fabrication de fer massif a partir d'oxydes de fer |
| WO1998038342A1 (fr) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de production de carbure de fer |
-
2001
- 2001-06-08 RU RU2001115926A patent/RU2192478C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1517058A (fr) * | 1967-02-02 | 1968-03-15 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procédé de réduction directe d'oxydes de fer |
| FR2405995A1 (fr) * | 1977-10-13 | 1979-05-11 | Fondation Ind Miner Minie Meta | Procede de fabrication de fer massif a partir d'oxydes de fer |
| WO1998038342A1 (fr) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Procede de production de carbure de fer |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ДМИТРОВИЧ Л.М. Справочник литейщика. - М.: Высшая школа, 1989, с. 250-257. * |
| Чугун. Справочник /Под редакцией А.Д. Шермана и др. - М.: Металлургия, 1991, с.143. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262415C1 (ru) * | 2004-03-09 | 2005-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2277456C1 (ru) * | 2004-10-20 | 2006-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2295424C1 (ru) * | 2005-07-18 | 2007-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава из отходов производства |
| RU2404022C1 (ru) * | 2009-08-31 | 2010-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2404023C1 (ru) * | 2009-10-07 | 2010-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2419655C1 (ru) * | 2009-10-07 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2419654C1 (ru) * | 2009-10-12 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства |
| RU2755216C1 (ru) * | 2020-11-20 | 2021-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ФЕРРМЕ ГРУПП" | Способ получения высокодисперсных железосодержащих порошков из техногенных отходов станций водоподготовки подземных вод |
| WO2022108488A1 (ru) | 2020-11-20 | 2022-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ФЕРРМЕ ГРУПП" | Способ получения высокодисперсных железосодержащих порошков |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2192478C1 (ru) | Способ получения сплава железа из отходов производства | |
| US3197306A (en) | Method for treating ferrous metals | |
| RU2277456C1 (ru) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства | |
| RU2262415C1 (ru) | Способ получения легированного сплава железа из отходов производства | |
| RU2235795C1 (ru) | Способ переработки гальваношламов | |
| RU2064508C1 (ru) | Экзотермический брикет для раскисления и легирования спокойной стали | |
| RU2104318C1 (ru) | Способ получения меди из отходов производства | |
| RU2338805C2 (ru) | Способ алюминотермического получения ферротитана | |
| RU2102497C1 (ru) | Способ выплавки ванадийсодержащей стали в дуговой электропечи | |
| RU2335564C2 (ru) | Высокотитановый ферросплав, получаемый двухстадийным восстановлением из ильменита | |
| RU2280699C2 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере с оставлением шлака | |
| RU2112070C1 (ru) | Способ получения феррованадия | |
| RU2295424C1 (ru) | Способ получения легированного сплава из отходов производства | |
| RU2031132C1 (ru) | Способ переплава отходов сложнолегированных сплавов | |
| RU2116366C1 (ru) | Способ извлечения меди пирометаллургическим методом | |
| RU2285726C1 (ru) | Способ выплавки стали в подовом сталеплавильном агрегате | |
| RU2086664C1 (ru) | Способ выплавки стали в подовых сталеплавильных агрегатах | |
| RU2272851C2 (ru) | Способ выплавки ферроалюминия с пониженным расходом чистого алюминия | |
| RU2087546C1 (ru) | Чушка для металлургического передела | |
| SU1754784A1 (ru) | Металлошихта дл выплавки стали в мартеновских печах и способ ее загрузки в печь | |
| RU2009207C1 (ru) | Композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали | |
| US3367772A (en) | Method for treating ferrous metals | |
| RU2108399C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговых электропечах из металлолома | |
| RU2007466C1 (ru) | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом | |
| SU1713964A1 (ru) | Способ получени лигатуры методом алюмотермии |