Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к производству никелевых сплавов в шахтных печах.
Известен способ получения никелевых сплавов в шахтных печах [1], включающий загрузку шихты и кокса, подачу воздуха, восстановительный цикл, отделение металлического сплава от шлака, выпуск шлака и выпуск жидкого сплава. В этом способе с целью уменьшения уноса никеля со шлаком и улучшения последующего разделения никеля и железа для процесса сульфидирования применяют серу, содержащуюся в гипсе или серном колчедане. Недостатком этого способа является то, что 50% загружаемой серы удаляется с газами, ухудшая экологию.
Наиболее близким по технической сути является способ получения никельсодержащих сплавов в шахтной печи [2], включающий завалку печи никельсодержащим материалом, углеродсодержащим восстановителем, подачу воздуха, процесс восстановления, отделение шлака от жидкого металла, выпуск шлака через шлаковую летку и затем выпуск металла в жидком состоянии. Этот способ экологически более чистый, чем предыдущий, однако, является очень энергоемким, так как процесс ведется при высоких температурах во избежание образования настылей из восстановленных металлических частиц железа и никеля. Известно, что при большом объеме настылей образуется "козел", что может вывести печь из строя.
Известен способ переработки сульфидно-медно-никелевого материала во взвешенном состоянии [3], где происходит наращивание настыли на подине. Но, во-первых, этот способ проводят в электропечи, а предлагаемый способ - в шахтной печи. Во-вторых, наледь образуется из продуктов плавки цветных металлов, применяемых в качестве охладителей. То есть это сопутствующая операция, а выдачу штейна (сплава) производят в жидком состоянии, поэтому процесс плавки ведут при высоких температурах.
Известен способ переработки комплексных железо-хромо-никелевых руд [4], в котором крицу получают во вращающихся печах диаметром 3,6 м и длиной 60 м. Недостатком данного кричного процесса является большой расход тепла и электроэнергии, низкая производительность и невысокая стойкость футеровки в кричной зоне. Кроме того, крица содержит 90,7-93,4% Fe и 1,48-2,94% Ni, что не может обеспечить эффективного промышленного производства никельсодержащего сплава из такой крицы.
Задачей изобретения является создание экологически безопасного и энергосберегающего способа получения никелевых сплавов в шахтной печи.
Указанная задача решена в способе получения никельсодержащего сплава, включающем завалку шахтной печи никельсодержащим материалом, углеродсодержащим восстановителем, подачу воздуха, процесс восстановления, отделение и выпуск шлака, сбор никельсодержащего сплава, согласно изобретению способ осуществляют в шахтной печи со съемным горном, который перед завалкой печи наполняют раскаленным коксом, перемещают его под шахту печи и герметично соединяют с ней, загружают печь и проводят плавку шихты, при этом температуру расплава выдерживают ниже температуры плавления образовавшихся в процессе восстановления твердых частиц никеля и железа, осуществляя, таким образом, процесс крицеобразования, во время которого проводят выпуск шлака, по мере плавления и оседания шихты производят повторную завалку, после завершения процесса горн отделяют от шахты печи и извлекают крицу. Для упрощения сбора застывшей крицы и ускорения запуска в работу печи процесс ведут в съемном горне. Из горна крицу извлекают механическим путем. После охлаждения и измельчения производят разделение, например магнитной сепарацией, зерен металла и шлака.
Известно, что при высокотемпературных способах увеличивается количество восстановленных из окисленной никелевой руды частиц Ni и Fe. Однако они находятся в расплавленном состоянии и в большом количестве (до 15% и выше) уносятся со шлаками [1, с.131]. В предлагаемом низкотемпературном способе, хотя количество восстановленных частиц несколько снижается, их унос сокращается благодаря спеканию частиц с пустой породой. В то же время в горне происходит догорание частиц кокса, и в микрообъемах достигается высокая температура, в результате чего внутри коагулированных частиц возможно сплавление как между отдельными частицами Ni, так и между частицами Ni и Fe, что позволяет назвать извлеченную из крицы массу никельсодержащим сплавом.
Из предшествующего уровня техники не выявлены источники известности способа получения никельсодержащего сплава в виде крицы в шахтных печах со съемным горном, а от известных способов предлагаемый существенно отличается. Следовательно, по мнению автора, предлагаемое изобретение соответствует изобретательскому уровню.
Способ осуществляется следующим образом. Наполняют горн раскаленным коксом, перемещают горн на тележке под шахту печи и соединяют с ней при помощи подъемника. При этом место стыка тщательно герметизируют. Затем производят завалку кокса и руды, содержащей соединения никеля. Одновременно подают подогретый воздух в фурменную зону, доводят температуру процесса до 1100-1400oС. По мере плавления и оседания шихты производят повторную завалку. При этом восстановленные в высокотемпературной фурменной зоне горна твердые частицы железа и никеля опускаются вместе со шлаком в нижнюю часть горна, где оседают, образуя крицу в виде комков шлакометаллической смеси. А шлак как более легкоплавкий выпускают в процессе крицеобразования в жидком виде через отверстие в горне. По мере заполнения накопителя никельсодержащей массой содержимое шахтной печи в районе фурм уплотняется, эффективность дутья уменьшается, процесс затухает и прекращается. Время длительности одного цикла зависит от состава руды, емкости горна-накопителя, интенсивности дутья и температуры его подогрева.
При заметном замедлении процесса, когда скорость схода шихты уменьшилась в 1,5 раза, загрузку печи прекращают и производят ее выдувку, т.е. подают дутье до тех пор, пока уровень шихты не опустится ниже линии разъема шахты печи и горна. После чего опускают горн на 50-100 мм, тем самым отделяя его от шахты, и выкатывают на тележке в удобное место, где производят замену наполненного горна новым, уже заполненным раскаленным коксом.
Новый горн на тележке закатывают под шахту, поднимают, уплотняют зазор и т.д. Весь цикл повторяется.
Наполненный горн освобождают от крицы, выдавливая ее вместе с футеровкой специальным приспособлением. Затем горн футеруют заново, футеровку высушивают, внутрь засыпают раскаленный кокс, - горн вновь готов к работе.
Изобретение опробовано в производстве.
Новый низкотемпературный способ получения никельсодержащего сплава в шахтной печи со съемным горном позволяет значительно экономить энергоресурсы по сравнению с известными, не уменьшая при этом процент выхода никеля. Кроме того, экологически он значительно чище.
Источники информации
1. И. Д. Резник. "Совершенствование шахтной плавки окисленных никелевых руд". Москва, "Металлургия", 1983 г., с. 107-109.
2. И. Д. Резник. "Совершенствование шахтной плавки окисленных никелевых руд". Москва, "Металлургия", 1983 г., с. 177.
3. Патент РФ 2118385, С 22 В 5/08. Бюллетень изобретений 24, 1998.
4. В.Ф.Князев и др. "Бескоксовая металлургия железа". - М.: Металлургия, 1972, с. 145-146.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИКЕЛЕВОГО ШТЕЙНА | 2011 |
|
RU2455375C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКИСЛЕННЫХ НИКЕЛЕВЫХ РУД | 1998 |
|
RU2132400C1 |
ШИХТА ДЛЯ ШАХТНОЙ ПЛАВКИ ОКИСЛЕННЫХ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ | 1993 |
|
RU2065504C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОМЕННОГО ФЕРРОНИКЕЛЯ | 1999 |
|
RU2157412C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ КОНВЕРТЕРНЫХ ШЛАКОВ НИКЕЛЕВЫХ КОМБИНАТОВ | 2003 |
|
RU2230806C1 |
Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды с получением ферроникеля в плавильном агрегате | 2018 |
|
RU2688000C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩЕГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ | 2004 |
|
RU2280704C1 |
Способ производства низкоуглеродистого феррохрома с никелем | 1990 |
|
SU1788067A1 |
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ К ПЛАВКЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НИКЕЛЕВОГО ШТЕЙНА ИЗ ОКИСЛЕННЫХ НИКЕЛЕВЫХ РУД | 2008 |
|
RU2389811C1 |
ПЕЧЬ ВАНЮКОВА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ПЛАВКИ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЦВЕТНЫЕ И ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ | 2003 |
|
RU2242687C1 |
Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к производству никельсодержащих сплавов в шахтной печи со съемным горном. В предлагаемом способе восстановление и плавление осуществляют в шахтной печи со съемным горном, который перед завалкой наполняют раскаленным коксом, перемещают под шахту печи и герметично соединяют с ней. При этом температуру в горне поддерживают ниже температуры плавления образовавшихся в процессе восстановления частиц железа и никеля, осуществляя процесс крицеобразования, во время которого производят выпуск шлака. После завершения процесса горн отделяют от шахты печи и извлекают никельсодержащий сплав в виде крицы. Изобретение позволяет создать экологически безопасный и энергосберегающий способ получения никелевых сплавов в печи со съемным горном. 1 з.п.ф-лы.
РЕЗНИК И.Д | |||
Совершенствование шахтной плавки окисленных никелевых руд | |||
- М.: Металлургия, 1983, с | |||
Кулисный парораспределительный механизм | 1920 |
|
SU177A1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ | 1997 |
|
RU2118385C1 |
КВАДРАТУРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ | 0 |
|
SU302803A1 |
ПИМЕНОВ Л.И | |||
и др | |||
Переработка окисленных никелевых руд | |||
- М.: Металлургия, 1972, с | |||
Способ получения смеси хлоргидратов опийных алкалоидов (пантопона) из опийных вытяжек с любым содержанием морфия | 1921 |
|
SU68A1 |
Авторы
Даты
2003-05-27—Публикация
2000-06-15—Подача