СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИЦИЯ Российский патент 1998 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к электрометаллургии и предназначено для использования при выплавке ферросплавов.

Известно техническое решение, в котором шихту загружают в печь, подводят электрический ток и производят выплавку ферросплава. Недостатком известного способа является низкая производительность печи и высокие энергетические затраты, т. к. в шихте отсутствуют кремнийсодержащие окатыши.

Наиболее близким является способ выплавки ферросилиция, который включает в себя непрерывную подачу в печь дозированной шихты, формируемой в виде конусов вокруг электродов, содержащей рудную часть и в качестве восстановителя - кокс, проплавление шихты и периодический выпуск расплава. Недостатком известного технического решения является низкая производительность печи и высокие энергетические затраты, так как в процессе плавки не вносят дополнительно кремнийсодержащие окатыши.

Цель изобретения - повышение производительности печи при одновременном снижении расхода электроэнергии, а также утилизация отходов химического производства. Поставленная цель достигается тем, что в способе выплавки ферросилиция, включающем непрерывную подачу в печь дозированной шихты, формируемой в виде конусов вокруг электродов, содержащей рудную часть и в качестве восстановителя - кокс, проплавление шихты и периодический выпуск расплава, перед очередным выпуском расплава проплавляют конус шихты и задают порциями кремнийсодержащие окатыши. Применение кремнийсодержащих окатышей, которые задают в процессе плавки за 10-45 мин до очередного выпуска расплава позволяет выплавлять в печи ферросилиций с меньшим содержанием кремния, чем требуется, а на последней, завершающей стадии за счет добавки окатышей содержание кремния в расплаве поднимают до требуемого значения. В результате повышается производительность печи и уменьшаются затраты электроэнергии, так как требуется восстанавливать меньшее количество кремния из кварцита. Исследованиями установлено, что при внесении окатышей менее чем за 10 мин до выпуска металла, окатыши не успевают полностью расплавится и повысить содержание кремния до заданного значения. Внесение окатышей более, чем за 45 мин до выпуска расплава уже не приводит к дальнейшему повышению производительности печи и даже увеличивается расход электроэнергии, так как увеличивается количество расплава, который необходимо поддерживать при заданной температуре.

Наиболее предпочтительнее вносить окатыши в зону вокруг электродов второй и третьей фазы, так как это место наиболее близко расположено к летке и перемешивание происходит непосредственно в момент выпуска металла, в результате чего уменьшается расход электроэнергии и увеличивается извлечение кремния из окатышей.

В химическом производстве в качестве катализатора широко применяется кремнийсодержащая масса, которая в дальнейшем не перерабатывается и удаляется в отвалы. Кремнийсодержащая масса имеет следующий состав, мас.%:
Медь - 0,10-10,00
Железо - 0,10- 5,00
Кальций - 0,10-10,00
Алюминий - 0,05- 1,50
Титан - 0,01 - 0,50
Углерод - 0,10 -10,00
Кремний - Остальное
Изготовленные из массы окатыши предлагается использовать при выплавке ферросилиция, что позволяет утилизировать отходы химического производства и одновременно снизить себестоимость сплава. Как было установлено, размер окатышей не должен превышать 60 мм, иначе нарушаются технологические процессы плавки : увеличивается вероятность образования свищей и др. Причем задавать окатыши следует порционно, но не более четырех порций на каждую плавку. При задании окатышей малыми порциями происходит их лучшее усвоение расплавом и не нарушается технологичность плавки. Количество порций более четырех не является целесообразным ввиду слишком малой массы каждой порции.

Пример. Производилась плавка ферросилиция по известной в металлургии технологии тремя способами.

Способ 1: производилась непрерывная подача перемешанной шихты и периодический выпуск расплава. Состав шихты: кокс -33%; металлические отходы - 11%, кварцит - 56%. В шихте кремнийсодержащие окатыши отсутствуют и во время плавки дополнительно не задаются.

Способ 2: производилась подача перемешанной шихты и периодический выпуск металла. Состав шихты: кокс - 31,5%; металлические отходы - 11,5%, окатыши - 4,5%; кварцит - 52,5%. Кремнийсодержащие окатыши входят в состав перемешанной шихты и в процессе плавки дополнительно не задаются.

Способ 3: производилась непрерывная подача дозированной шихты, которую формируют в виде конусов вокруг электродов. Состав шихты: кокс - 31,5%; металлические отходы - 11,5%; кварцит - 52,5%. Окатыши в количестве 4,5% от массы шихты вводят путем проплавления конусов шихты вокруг электродов второй и третьей фазы двумя порциями за 30 мин до очередного выпуска металла. Размер окатышей не превышал 60 мм.

Результаты плавок приведены в таблице.

Как видно из таблицы, наилучшим способом является третий, так как только при использовании этого способа значительно экономится электроэнергия и повышается производительность печи.

Дополнительное преимущество способа заключается в том, что экономится кокс, который не расходуется на восстановление кремния и утилизируются отходы химического производства.

Изобретение относится к электрометаллургии и предназначено для использования при выплавке ферросплавов. Способ выплавки ферросилиция включает непрерывную подачу в печь дозированной шихты, формируемой в виде конусов вокруг электродов и периодический выпуск металла, при этом за 10-45 мин перед выпуском металла в шихту задают порциями кремнийсодержащие окатыши, причем окатыши задают в область электродов второй и третьей фазы. При этом достигается повышение производительности печи при снижении расхода электроэнергии. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.

1.Способ выплавки ферросилиция, включающий непрерывную подачу в печь дозированной шихты, формируемой в виде конусов вокруг электродов, содержащей рудную часть и в качестве восстановителя кокс, проплавление шихты и периодический выпуск металла, отличающийся тем, что перед очередным выпуском металла проплавляют конус шихты и задают порциями кремнийсодержащие окатыши. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конусы шихты проплавляют вокруг электродов второй и третьей фаз. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что за один раз задают не более четырех порций окатышей, причем размер окатышей не превышает 60 мм. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что кремнийсодержащие окатыши задают за 10 - 15 мин до очередного выпуска металла. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащих окатышей применяют окатыши отработанной контактной массы химического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Медь - 0,1 - 10,0
Железо - 0,1 - 5,0
Кальций - 0,1 - 10,0
Алюминий - 0,05 - 1,50
Титан - 0,01 - 0,50
Углерод - 0,1 - 10,0
Кремний - Остальноев