ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЯ Российский патент 2019 года по МПК C22C33/04 

Описание патента на изобретение RU2698161C1

Область техники

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электротермическому способу получения кремнистых ферросплавов.

Уровень техники

Ферросилиций получают восстановлением кварцита с помощью углеродистых восстановителей в рудовосстановительных электрических печах. Восстановителем служит металлургический кокс (Рысс М.А. Производств ферросплавов, М, Металлургия, 1985, С. 33-75). Для увеличения производительности печей производства ферросилиция в качестве восстановителя в последние годы применяют более активные восстановители, каменный уголь в смеси с кокосовым орешком (Павлов С.Ф., Кашлев И.М. «Повышение эффективности плавки ферросилиция», Сталь, 2002, С. 35-38). Недостатками таких методов является низкая степень извлечения кремния при получении ферросилиция.

Известна шихта для выплавки ферросилиция (RU 2106423, С22С 33/04, опубл. 10.03.98), содержащая кварцит, кокс металлические отходы и окатыши отработанной контактной массы химического производства при следующем соотношении компонентов, мас. %: кокс 10,0 - 40,0, металлические отходы 6,0 - 30,0, окатыши 0,3 - 20,0, кварцит - остальное. Недостатком данного способа является необходимость изготовления окатышей, что требует дополнительного оборудования.

Известна шихта для получения ферросилиция (SU 998558, С22С 33/04, опубл. 23.02.83), включающая углеродистый восстановитель, металлодобавку, кварцит, на дополнительно содержит силикатный шлак и кварцитобарит при следующем соотношении компонентов, мас. %: углеродистый восстановитель 20-35, металлодобавка 1-40, силикатный шлак 1-10, кварцитобарит 0,5-10, кварцит - остальное. Недостатком данного способа вовлечения в производство дополнительных компонентов шихты является использования кварцитобарита, что увеличит количество примесей в конечной продукции.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является шихта для получения ферросилиция (RU 2109836, С22С 33/04, опубл. 27.04.98), включающая кварцит, углеродистый восстановитель и стальную стружку, дополнительно содержит смесь офлюсованных железорудных окатышей и железной окалины в соотношении 1:(1-3) при соотношении компонентов, мас. %: кварцит 35-55, углеродистый восстановитель 20-30, смесь офлюсованных железорудных окатышей и железной окалины в соотношении 1-(1-3), стальная стружка - остальное. Недостатком данного способа является необходимость изготовления окатышей, что приводит к необходимости использования дополнительного оборудования.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат на получения ферросилиция.

Техническим результатом является снижение расхода сырья на получения ферросилиция.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что шихта для получения ферросилиция, включающая кварцит и углеродистые восстановители, стальную стружку, дополнительно в качестве кремнеземсодержащего материала содержит шлак, образующийся при окислительном рафинировании технического кремния от примесей, при следующем соотношении компонентов, мас. %: кварцит 22,0 - 46,7; углеродистый восстановитель 30,3 - 33,4; стальная стружка 7,3 - 7,7; шлак рафинирования кремния 12,6 - 40,0.

Кремний получают путем восстановления кремнезема углеродом в электрических печах. Полученный кремний, как правило, содержит примеси алюминия, кальция, которые переходят в кремний из минерального сырья и из золы восстановителей. Рафинирование, очистку кремния от нежелательных примесей, осуществляют в ковше во время выпуска расплава из печи с помощью окислительных газов кислорода и/или сжатого воздуха. Оксиды окисленных металлов переходят в шлак. Вместе с ними переходит в шлак и часть окисленного кремния, что значительно снижает вязкость шлаков. Во время чистки ковша от шлаков вместе с густыми шлаками удаляется и часть жидкого кремния, что увеличивает потери кремния с отвальными шлаками. Этот шлак имеет следующий состав, мас. %: SiO2 64,4-81,2 (среднее 72,3); SiC 4,5-11,1 (среднее 8,1); Al2O3 0,5-1,5 (среднее 0,9); СаО 1,5-4,5 (среднее 2,7); Fe2O3 0,05-0,15 (среднее 0,1); Si металлический 10,3-20,4 (среднее 15,9). В связи с наличием в шлаке свободного кремния, он может быть использован в производстве кремнистых ферросплавов.

Осуществление изобретения

На промышленной печи проводили выплавку высокопроцентного ферросилиция с использованием в качестве кремнеземсодержащего материала шлака рафинирования технического кремния, содержащего свободный металлический кремний, который при восстановительной плавке ферросилиция переходит в готовую продукцию и снижает необходимое количество сырья.

Пример 1. Выплавка ферросилиция с использованием типичных шихтовых материалов показала следующий расход сырья, мас. %:

кварцит 56,1 углеродистый восстановитель 37,4 стальная стружка 6,5

Пример 2. При выплавке ферросилиция в руднотермической электрической печи в состав шихты вводили шлак рафинирования технического кремния в количестве 200 кг на тонну выплавляемого кремния. Расход сырья при проведении опытной плавки составил:

по массе, кг/т

Пример 3. В дальнейших опытах количество шлака рафинирования кремния увеличили до 400 кг на тонну выплавляемого ферросилиция. Расход сырья составил:

Пример 4. При проведении следующего этапа испытаний в состав шихты вводили 600 кг шлака на тонну ферросилиция. Расход сырья составил:

Пример 5. При увеличении количества шлака рафинирования кремния в шихте до 1000 кг на тонну выплавленного ферросилиция расход сырья составил:

Пример 6. При дальнейшем увеличении количества шлака рафинирования кремния в шихте до 1200 кг на тонну ферросилиция расход сырья составил:

Пример 7. При дальнейшем увеличении количества шлака рафинирования кремния в шихте до 1400 кг на тонну ферросилиция, расход сырья составил:

При введении в шихту шлака рафинирования технического кремния менее 200 кг/т не дает существенного снижения расхода минерального сырья, кварцита. При увеличении количества шлака рафинирования кремния в шихте, более 1200 кг/т, происходит уплотнение колошника печи за счет снижения пористости поверхности колошника, что отрицательно сказалось на снижении расхода кварцита. Оптимальным количеством вводимого дополнительно в шихту шлака рафинирования кремния является количество 400-1200 кг на тонну ферросилиция, что соответствует соотношению компонентов в шихте, мас. %:

кварцит 22,0 - 46,7 углеродистый восстановитель 30,3 - 33,4 стальная стружка 7,3 - 7,7 шлак рафинирования кремния 12,6 - 40,0

Похожие патенты RU2698161C1

название год авторы номер документа
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЯ 2019
  • Касаткин Дмитрий Александрович
  • Либенсон Борис
  • Лоханкин Андрей Петрович
RU2704872C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЯ 1994
  • Зайко В.П.
  • Садитдинов В.А.
  • Петров А.А.
  • Карнаухов В.Н.
  • Воронов Ю.И.
  • Лапченков В.И.
  • Исхаков Ф.М.
RU2109836C1
ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИКОМАРГАНЦА 2010
  • Заякин Олег Вадимович
  • Горбаченко Сергей Николаевич
  • Жучков Владимир Иванович
  • Червинский Виктор Владимирович
RU2449038C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ ИЗ РАСПЛАВА ФЕРРОСИЛИЦИЯ 2022
  • Константин Сергеевич
RU2776577C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИЦИЯ 2018
  • Константин Сергеевич
  • Кашлев Иван Миронович
RU2701919C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА 2010
  • Бегунов Альберт Иванович
  • Бегунов Алексей Альбертович
  • Анциферов Евгений Александрович
  • Анциферова Анна Владимировна
  • Щадов Иван Михайлович
  • Константин Сергеевич
RU2441927C2
Способ выплавки низколегированной ванадийсодержащей стали 2016
  • Филиппенков Анатолий Анатольевич
  • Шаньгин Юрий Павлович
  • Рощупкин Владимир Николаевич
  • Рыдлевский Ярослав Евгеньевич
  • Байков Хакимжан Хамазанович
  • Цикарев Владислав Григорьевич
  • Троп Лариса Анатольевна
  • Ананьев Сергей Петрович
  • Слободяник Павел Владимирович
  • Гореленко Роман Александрович
  • Двойнишников Олег Валериевич
  • Погорелова Любовь Петровна
  • Чернов Александр Васильевич
RU2626110C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ 1999
  • Кошелев И.С.
  • Подрезов В.А.
  • Бейлис Л.М.
  • Шаповалов А.С.
  • Кошелев С.П.
RU2144089C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИЦИЯ В ЗАКРЫТЫХ РУДНОТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧАХ 2019
  • Константин Сергеевич
RU2714561C1
Способ выплавки ферросплавов 1982
  • Рябчиков Иван Васильевич
  • Жучков Владимир Иванович
  • Зорина Нина Андреевна
  • Рысс Марк Абрамович
  • Зайко Виктор Петрович
  • Железнов Дмитрий Федорович
  • Парфенов Анатолий Алексеевич
  • Шевченко Владимир Федорович
  • Шестаковский Олег Флорович
  • Лукин Сергей Викторович
  • Попова Элла Борисовна
SU1076478A1

Реферат патента 2019 года ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЯ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электротермическому получению кремнистых ферросплавов. Шихта для получения ферросилиция содержит, мас.%: кварцит 22,0 - 46,7; углеродистый восстановитель 30,3 - 33,4; стальную стружку 7,3 - 7,7; шлак рафинирования технического кремния 12,6 - 40,0. Изобретение позволяет снизить расход сырья на получение ферросилиция.

Формула изобретения RU 2 698 161 C1

Шихта для получения ферросилиция, содержащая кварцит, углеродистый восстановитель и стальную стружку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кремнеземсодержащий материал в виде шлака, образующегося при окислительном рафинировании технического кремния от примесей, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кварцит 22,0-46,7 углеродистый восстановитель 30,3-33,4 стальная стружка 7,3-7,7 шлак рафинирования технического кремния 12,6-40,0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2698161C1

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЯ 1994
  • Зайко В.П.
  • Садитдинов В.А.
  • Петров А.А.
  • Карнаухов В.Н.
  • Воронов Ю.И.
  • Лапченков В.И.
  • Исхаков Ф.М.
RU2109836C1
ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИЦИЯ 1997
  • Харлан В.В.
  • Бобрышов В.Н.
  • Саблин П.И.
  • Харлан В.В.
  • Полудницина Н.В.
  • Белкин Г.А.
RU2106423C1
Шихта для получения ферросилиция 1982
  • Парфенов Анатолий Алексеевич
  • Рябчиков Иван Васильевич
  • Жучков Владимир Иванович
  • Зайко Виктор Петрович
  • Мизин Владимир Григорьевич
  • Рысс Марк Абрамович
  • Железнов Дмитрий Федорович
  • Донской Семен Аронович
  • Лукин Сергей Викторович
  • Масленников Александр Владимирович
  • Лурье Владимир Исакович
  • Холодный Виктор Андреевич
SU998558A1
ZA 200610458 A, 25.06.2008
KR 20020052520 A, 04.07.2002.

RU 2 698 161 C1

Авторы

Константин Сергеевич

Даты

2019-08-22Публикация

2018-12-03Подача