188931. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ferroszilícium tartalmú hulladékanyagból ferroszilícium és ötvözetének előállítására, valamint ez utóbbihoz szolgáló berendezés
1 188 931 2 használásával magnézium, ritkaföldfémek egyikét vagy többjét tartalmazó ún. segédötvözete(ke)t állítunk elő. A találmány szerinti eljárás értelmében a ferroszilíciumot tartalmazó hulladékanyagokat, salakokat előnyösen 20 mm körüli méretre törjük és átlagosítjuk, majd az átlagosított hulladékanyaghoz a szabad szilícium-dioxid tartalmára célszerűen legalább számított mennyiségű bázikus salakképző anyagot és a kívánt összetételű ferroszilícium hasznos terméknek megfelelően számított menynyiségű acél- és/vagy öntöttvas-forgácsot adunk és az anyagkeveréket elektrotermikusán kezeljük az exoterm reakciók hőhatásának a figyelembevételével célszerűen 1800 °K alatti hőmérsékleten, amikor is a szabad szilícium dioxidot a bázikus salakképző anyaggal, a szilíciumot és a szilícium-karbidot a vasanyaggal reagál tatjuk és a ferroszilíciumot a salakanyagtól elválasztva kinyerjük vagy ennek további felhasználásával számított mennyiségű egyéb fémek, így magnézium, ritkaföldfémek egyikére vagy többjére csapoljuk, majd beötvöződés után a keletkezett ötvözetet nyerjük ki és adott esetben az elválasztott salakanyagot építő- vagy burkolóanyaggá alakítjuk. A találmány szerinti eljárás egy foganatosítási módja értelmében a bázikus salakképző anyag alkáliföldfém oxid tartalmú anyag, célszerűen kalcium-oxid. A találmány szerinti eljárás egy másik foganatosítási módja értelmében célszerűen 1600—1700 °K munkahőmérsékletet alkalmazunk. A találmány egy további foganatosítási módja értelmében a ferroszilíciumot magnezitpor bevonaton elhelyezett egyéb fém(ek)re csapoljuk zárt térben. A találmány szerinti eljárás célszerű foganatosítási módja értelmében a ferroszilícium ötvöző féméiként magnézium és ritkaföldfémek, így előnyösen cerium, yttrium, niobium egyikét vagy többjét alkalmazzuk. A találmány szerinti eljárás egy adott esetbeni foganatosítási módja értelmében az elektrotermikus kezelés után elválasztott salakanyagot vízben való granulálással építőanyaggá, vagy darabosítás után útburkoló anyaggá alakítjuk. A, találmány szerinti eljárás folyamán a ferroszilíciumgyártás hulladékanyagainak a szilícium-karbid tartalmában levő szilícium is hasznosul az * Fe + n SiC = FeSin + n C ugyancsak exoterm reakció értelmében. így a fémkihozatal igen nagy értéke mellett a lejátszódó exoterm reakciók azt is eredményezik, hogy a gyártás villamos energiaigénye a nem várt mértékben lecsökken. Az eljárás szerinti munkamódnál a különben hasonló célra alkalmazott acélforgács helyett öntöttvas-forgács is felhasználható, mert itt az alacsonyabb munkahőmérséklet következtében nem állnak fenn a foszfor-hidrogén keletkezésének a feltételei. Mivel pedig az öntöttvas-forgács felhasználásával keletkező ötvözeteknek a széntartalma így a szilícium tartalom tói függően 1,8-3,5 % között van, ez azt a nem várt előnyt is jelenti, hogy az így előállított tennék rendkívül jól használható vasöntvényekként és vasöntvények gyártásakor. A találmány szerinti eljárás egy változati alakjánál a keletkező folyékony ferroszilícium hőtartalmát egy további lépésben hasznosítjuk,és így előnyös körülmények között nyílik lehetőség a fcrroszilíciumnak öntészeti célokat szolgáló segédötvözetei előállítására, amelyek magnéziumot, ceriumot, yttriumot, niobiumot és egyéb ritkaföldfémeket tartalmaznak. A fémiparban rendkívül fontosak a fenti típusú segédötvözetek alkalmazásával előállítható, speciális felhasználási céllal gyártott ötvözetek és így az ilyen segédötvözetek gyártására már ismeretessé váltak bizonyos berendezések. E téren a technika állását jól tükrözik az Öntöde c. folyóirat 1982. 7-8. számának a 168—171. oldalain az ún. üstfedeles eljárásról és az alkalmazott, valamint a továbbfejlesztési lehetőségeket is bemutató vázlatok a kezelőüstökről. Hasonló felvilágosításokkal szolgál a skandináv vasöntödékben alkalmazott eljárásokról és az ezekhez kifejlesztett kezelőüstökről szóló közlemény ugyancsak az Öntöde c. folyóirat 1983. 2. számának a 42—45. oldalain. Ezek a berendezések elsősorban az ún. gömbgrafitos öntöttvas előállítására szolgálnak, de az 5 % magnéziumtartalmú fcrroszilíciumró! is történik említés, amelynek azonban a szokásos Si tartalma 35-40 %, szemben az eljárásunk révén előállítható 10—15 % Si és 3-5 % Mg tartalmú segédötvözettcl. Az eljárásunkkal és a berendezésünkkel előállítható segedötvözet viszont a nagyobb fajsúlya miatt előnyösebben használható fel, mint a fenti közleményben is szereplő 5 7c Mg-ot vagy az ugyancsak általánosan alkalmazott 10 % Mg-ot tartalmazó FeSiMg segédötvözetek és a találmányunk szerinti eljárással és berendezéssel az előállítható segedötvözet magnéziumhasznosulása is jobb, mert a segédötvözet nem úszik fel gyorsan a felszínre. A technika állása szerint ismeretes fenti berendezések alkalmazásával azonban az általunk kitűzött fenti célt nem lehet elérni, mert az üstfedél térfogata nem elég a kezelhető folyékony ötvözet teljes mennyiségének a befogadására és nincs semmiféle szabályozó szerve, amelynek a segítségével az összetétel szűk határok között lenne beállítható. Továbbá az üstben nem dermedhet be az elkészült segédötvözet, mert akkor minden adag után újra kellene falazni az üstöt, viszont ha az elkészült, még folyékony ötvözetet kiöntik, ez azzal a hátránnyal jár, hogy az ötvözet magnézium vagy ritkaföldfém tartalmának a jelentős része kiég. Célul tűztük ki tehát, hogy egyrészt az ismeretes berendezések fent felsorolt hátrányait kiküszöböljük, másrészt pedig kihasználjuk a ferroszilícium folyékony halmazállapotánál meglevő jelentős hőmennyiséget a magnézium, ritkaföldfémek egyikét vagy többjét tartalmazó segedötvözet előállítására alkalmas berendezésben. A találmányunk szerinti eljárás jobb ismertetésére cs az eljárásunk egy változatának a megvalósítására alkalmas berendezésnek a bemutatására az alábbi példákat és a csatolt 1. ábrán a berendezés oldalmetszetének a vázlatát közöljük. A berendezés lényege, hogy egymás fölő helyezett, egymáshoz, oldható kötéssel rögzített és célszerűen a 6 tűzálló betonlappal elválasztott, 3 szénbéléssel ellátott 1 felső és 2 alsó csapolótcknőből áll, amelyek közötti 4 összekötőnyílást kiemelhető 5 zárószerkezet zárt vagy nyitott állapotban tartja és a 2 alsó csapolóteknő 3 szénbélése 7 magnezitporral van bevonva. Az 1 felső csapolóteknő szolgál a nem ábrázolt elcktrokcmcncéből csapolt folyékony ferroszilícium mérhető mennyiségének a befogadására, a 2 alsó csapolóteknő pedig a kívánságnak megfelelő mennyiségű magnézium és/vagy ritkaföldfémek egyikének vagy többjének, mint ötvözőanyagnak a befogadására és a 6 tűzálló betonlappal való lefedés után a ráhelyezett 1 felső csapolóteknőben levő és onnan 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
