СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТВАЛЬНЫХ КОНВЕРТОРНЫХ ШЛАКОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ НИКЕЛЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ НИКЕЛЕВОГО ПОЛУФАБРИКАТА, ПРИГОДНОГО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЕЙ 20ХН2М И 20Н2М
METHOD OF NICKEL PRODUCTION DUMP CONVERTER SLAGS PROCESSING WITH PRODUCTION OF SEMI-FINISHED NICKEL FOR FABRICATION OF "20ХН2М" AND "20Н2М" STEELS

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам извлечения никеля из отвальных конверторных шлаков с целью получения никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.
Для получения никелевых полуфабрикатов использовался конверторный отвальный шлак состава, указанного в таблице 1.
Таблица 1.
Состав отвального конверторного шлака.
Химический состав, мас.%
MgO
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
NiO
Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>
МоО<sub>3</sub>
MnO
CaO
S
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
1-3
20-30
1-2
до 0,1
0,2-0,6
0,1-0,3
0,1-0,3
до 0,1
1-4
2-3
ост.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ переработки никельсодержащих конверторных шлаков комбинатов, производящих никель, заключающийся в дроблении конверторного шлака, смешивания его с алюминиевым шлаком, полученным при производстве вторичного алюминия и добавкой извести.
После чего полученную шихту, состоящую из конверторного шлака, алюминиевого шлака и извести расплавляют в электродуговой печи с целью получения ферроникеля, содержащего 5-20% никеля и 0,5-1,5% кобальта, остальное - железо (см. патент на изобретение №2230806, С22В 7/04).
Конверторные шлаки указанного в таблице 1 состава металлургической переработке не подлежат из-за низкого остаточного содержания в них никеля.
Задачей изобретения является переработка отвальных конверторных шлаков предприятий по производству никеля с получением никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.
Технический результат обеспечивается химико-термической обработкой отвального конверторного шлака в смеси со стальной стружкой и последующим ее переплавом в дуговой электропечи.
Поставленная задача решается предварительным дроблением отвального шлака в шаровой мельнице и последующим просеиванием через сито с размером ячейки 1 мм. Затем отвальный шлак в количестве 80-90 мас.% перемешивается со стальной стружкой, полученной металлообработкой заготовок из стали 20. Содержание такой стружки в смеси с отвальным шлаком составляет 10-20 мас.%. В полученную смесь в качестве активатора вводится хлористый аммоний в количестве 2-5 мас.% сверх 100 мас.%.
Полученную смесь помещают в контейнер из жаростойкой стали, снабженный плавким затвором, и нагревают до температуры 1050-1100°С в течение 4-6 часов.
Никель, содержащийся в отвальном шлаке, переходит в хлорид, который в последующем на поверхности стальной стружки осаждается с образованием металлического никеля. Осажденный таким образом никель диффундирует вглубь металла стружки, легируя последнюю. За 4-6 часов происходит сквозное легирование стальной стружки, толщиной до 1 мм.
В последующем, легированная никелем стальная стружка после брикетирования переплавляется в электродуговой печи и разливается в слитки.
Состав получаемого никелевого полуфабриката представлен в таблице 2.
Таблица 2.
Состав получаемого никелевого полуфабриката
Химический состав, мас.%
Ni
Со
Мо
Cu
Mn
Cr
S
Fe
1,6-2,5
0,1-0,25
до 0,02
до 0,2
до 0,01
0,1-0,2
до 0,5
ост.
Способ получения никелевого полуфабриката для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М из отвальных конверторных шлаков предприятий, производящих никель, осуществляют следующим образом. Полученную в результате металлообработки заготовок из стали 20 стружку, толщиной до 1 мм, окунают на 1-2 минуты в ванну с разбавленной соляной кислотой, промывают, сушат до полного удаления влаги, смешивают 10-20 мас.% стружки с 80-90 мас.% просеянного отвального шлака и добавляют сверх 100 мас.% 2-5 мас.% хлористого аммония. Затем полученную смесь упаковывают в контейнер из жаростойкой стали с плавким затвором, нагревают контейнер со смесью до температуры 1050-1100 °С, проводят выдержку при этой температуре в течение 4-6 часов, охлаждают, разбирают контейнер, отделяют стружку магнитной сепарацией, очищают грохочением, брикетируют, переплавляют в электродуговой печи и разливают в слитки-полуфабрикаты.
Таким образом, заявленный способ, по сравнению с прототипом не требует металлургического передела, достаточно прост в оснащении, позволяет экономить дорогостоящий ферроникель и ориентирован на извлечение никеля из отвальных конверторных шлаков с целью получения никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.