Современная электрометаллургия, 2017, №04



2017 №04 (03)

DOI of Article 10.15407/sem2017.04.04

2017 №04 (05)

---

Современная электрометаллургия, 2017, #4, 28-36 pages
 

Рафинирование железоуглеродистых расплавов от меди методом сульфидирования

Ю. В. Костецкий

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Abstract
Представлены результаты экспериментальных исследований по рафинированию железоуглеродистых расплавов от меди методом сульфидирования. В ходе лабораторных исследований испытано два варианта сульфидной обработки жидкого металла с использованием серы и соды. При этом установлено, что рафинирование металла от меди происходит как в случае присадки соды в предварительно насыщенный серой металл, так и при совместном вводе серы и соды в составе смеси. Для варианта обработки с вводом соды в насыщенный серой жидкий металл определено влияние удельного расхода этого реагента на степень рафинирования металла от меди. Техника сульфидного рафинирования с использованием смеси серы и соды опробована в опытно-промышленных условиях. Опытные плавки с обработкой жидкого чугуна такой смесью показали возможность понижать концентрацию меди в металле с 0,5...1,0 % до значений, не превышающих 0,3 %. Данная техника может быть использована для создания промышленной технологии рафинирования железоуглеродистых расплавов от меди. Обсуждены технологические аспекты организации процесса рафинирования и технологического процесса производства стали из металлолома, загрязненного медью. Библиогр. 33, табл. 2, ил. 1.
Ключевые слова: металлолом; железоуглеродистый расплав; рафинирование; медь; сульфиды; сода
 
Received:                14.08.17
Published:               06.12.17
 
 
Список литературы/References

1. Birat, J. P. (2001) Sustainable steelmaking paradigms for growth and development in the early 21st century. Revue de Metallurgie, 98(1), 19–40.
2. Pauliuk, S., Milford, R.L., Muller, D.B., Allwood, J.M. (2013) The steel scrap age. Environmental Sci. & Technology, 47(7), 3448–3454.
3. Yellishetty, M., Mudd, G. M., Ranjith, P. G., Tharumarajah A. (2011) Environmental life-cycle comparisons of steel production and recycling: sustainability issues, problems and prospects. Environmental Sci. & Policy, 14(6), 650–663.
4. Oda, J., Akimoto, K., Tomoda, T. (2013) Long-term global availability of steel scrap. Resources, Conservation and Recycling, 81.
5. Daehn, K. E., Cabrera Serrenho, A., Allwood, J. M. (2017) How will copper contamination constrain future global steel recycling? Environmental Sci. & Technology, 51(11), 6599–6606.
6. Nakajima, K., Takeda, O., Miki, T. et al. (2011) Thermodynamic analysis for the controllability of elements in the recycling process of metals. Ibid., 45(11), 4929–4936.
7. Rod, O., Becker, C., Nylen?, M. (2006) Opportunities and dangers of using residual elements in steels: a literature survey. Jernknotoret Report 88042, 1–59.
8. Guzenkova, A.S., Ivanov, S.S., Isaev, G.A. et al. (2008) Production of steel without impurities of non-ferrous metals. by V.A. Kudrin. Moscow, MGVMI [in Russian].
9. Bjorkman, B., Samuelsson, C. (2014) Chapter 6 — Recycling of steel. In: Handbook of Recycling, 65–83.
10. Harada, T., Tanaka, H. (2011) Future steelmaking model by direct reduction technologies. ISIJ International, 51(8), 1301–1307.
11. Shakhpazov, E.Kh., Zajtsev, A.I., Mogutnov, B.M. (2010) Scientific basics of steel refining from copper, tin and other non-ferrous impurities. Problemy Chyorn. Metallurgii i Materialovedeniya, 3, 5–12 [in Russian].
12. Jung S.-H., Kang Y.-B. (2016) Evaporation mechanism of Cu from liquid Fe containing C and S. and Materials Transact. B, 47(4), 2164–2176.
13. Katsutoshi, O., Ichise, E., Suzuki, R., Hidani, T. (1995) Elimination of copper from the molten steel by NH₃ blowing under reduced pressure. Steel Research, 9, 372–376.
14. Matsuo, T. (1988) Removal of copper and tin with plasm. of Iron and Steel Inst. of Japan, 28(4), 319–324.
15. Liu, X., Jeffers, J. (1989) Decopperisation of molten steel by various slags. Ironmaking and Steelmaking, 16(5), 331–334.
16. Wang, C., Nagasaka, T., Hino, M., Ban-Ya, S. (1991) Copper distribution between FeS-alkaline or-alkaline earth metal sulfide fluxes and carbon saturated iron melt. ISIJ Int., 31(11), 1309–1315.
17. Shimpo, R., Ogawa, O., Fukaya, Y., Ishikawa, T. (1997) Copper removal from carbon-saturated molten iron with Al₂S₃–FeS flux. and Mater. Transact. B, 28(6), 1029–1037.
18. Cohen, A., Blander, M. (1998) Removal of copper from carbon-saturated iron with an aluminum sulfide/ferrous sulfide flux. Ibid., 29(2), 493–495.
19. Yamaguchi, K., Ono, H., Usui, T. (2010) Oxidation removal of cu from carbon saturated iron via Ag phase. Tetsu-to-Hagane, 96(9), 531–535.
20. Yamaguchi, K., Takeda, Y. (2003) Impurity removal from carbon saturated liquid iron using lead solvent. Transact., 44(12), 2452–2455.
21. Jordan J. F. (1950) Method of desulfurizing and decopperizing ferrous metal. Pat. US2512578 A USA.
22. Schenck, H., Roth, H., Steinmetz, E. (1970) Der Stoffumsatz des Kupfers zwischen flussigen Eisen im Bereich der Kohlenstoffsattigung und Natriumsulfidschlacken. Archiv fur das Eisenhuttenwesen, 41(7), 595–603.
23. Kudrin, V.A. (1992) Modern and prospective methods of removal of non-ferrous metal impurities from iron-carbon melts. Staleplavilnoe Proizvodstvo, 1. Moscow, Chermetinformatsiya [in Russian].
24. Imai, T., Sano, N. (1988) The copper partition between Na₂S bearing fluxes and carbon-saturated iron melts. of the Iron and Steel Inst. of Japan, 28(12), 999–1005.
25. Wang, C., Nagasaka, T., Hino, M., Ban-Ya, S. (1991) Copper distribution between molten FeS–NaS_0,5 flux and carbon saturated iron melt. ISIJ Int., 31(11), 1300–1308.
26. Hui, K., JianJun, W., Shang-xing, G. et al. (2009) Copper removal from molten steel with FeS–Na₂S slag. High Temperature Materials and Processes, 28(1–2), 67–72.
27. Shang-xing, G., Jian-jun, W., Li, Z. et al. (2008) Decopperization of liquid steel by fes-na2s flux. of Iron and Steel Research, 20(10), 9–12.
28. Kashin, V.I., Katsnelson, A.M., Sojfer, L.M., Krylov, A.S. (1986) Physical- chemical principles of interaction of copper and sulfur in iron melt at sulfide slag treatment. Stal, 3, 29–32 [in Russian].
29. Safian, A. A., Sale, F. R. (1972) Influence of carbon on the removal of copper from iron melts with sulphide slags. of the Iron and Steel Inst., 1, 52–56.
30. Uchida, Y., Matsui, A., Kishimoto, Y., Miki, Y. (2015) Fundamental investigation on removal of copper from molten iron with Na₂CO₃–FeS fluxes. ISIJ Int., 55(8), 1549–1557.
31. Katsnelson, A.M., Kashin, V.I., Sojfer, L.M. et al. (1988) Study of process of copper removal from iron melt by nonsulphurous sodium compounds. Stal, 3, 30–31 [in Russian].
32. Kashin, V.I., Katsnelson, A.M., Danilovich, Yu.A. et al. (1991) Experimental-industrial testing of process of refining of iron-carbon melts from copper. Ibid., 7, 15–16 [in Russian].
33. Kostetsky, Y. (2015) Prospects and ways of creating steelmaking process that provides removing copper from liquid metal. In: of 2-nd Int. Conf. on Advances in Metallurgical Processes & Materials AdMet 2014 (4–5 June, 2015, Kyiv).

---

Читати реферат українською