Способ выплавки силикокальция углетермическим процессом Советский патент 1984 года по МПК C22C33/04 

1 Изобретение относится к черной металлурги - KOHKpeiiio к: лроизног;с;тву ферросплавов, Б частности к укшучентро сгшикокальция 5 который исшо.ггь syiOT для раскисгй11;ш CTa;Tt:4 Нззестеп спосоП оыгига зчи сипикс кальция, включающий проигггвление ква цита и углероглнистых матет иапоЕ сг-вместно с известькг и углеродисть:м восстагюнителом в 1гзвастг;овоуглсродисть л прикеОБ5 срдер;к;-и ;их 25-40% извести,; )5% обегвожснкыз; остатков очистки нефтяник масел i--: бл Т3ма; остапькое - камешгьи-: уголь i 1 Пелостат ан,и сг-особа ;;;злт гот :я образование зпачителг ного ко.г;;; чества шлака,, низкая стойкость футеровки печн и леустойчИ гй работа с:амой печи. Известен также способ }:.ыилавкп силикокальаия , пк.лстаюпгнй npoujiaBj енне основной иптхгы и noiia y 5-30 м:ин к электродам CMeci-i карбг-гла кремния и извести взятых в соотно-шении (1 lO,j)-( ,4) 11едостат};амр этого способа явля-готся высорсая трудоа.: кость процесса; вызванная обязатель :ой ручной завалкой шихты к обработ;сой колошннг;а;; кратковреманная продолжительность кампании вынлавки силггкокалтьдия, ванная быстрьвд зарастаниек кол/ршника карбидом кремння„ что вызьшает необходимость частьг;;; остановок пе-1и на капитальные ремокть; (/н одепки-гель-ностыо 1-3 мае); -;.,т1ые условия тру да обслуживаюгдего персонала па колошнике вследствие; }зысокнх тепло--, ныне- и гсзовьделеннй; новь;иеннь е затрать- Tpyjia, г.-атериалов и э.- ект-г оэнергии на иро 31%одстБС си;и1Рсэкал1 -1а - более блртзк--;..: к изобретенис но достигае1. эффекту является способ выггла.-вта- с;т-;якокалылш углетep ичecкпм лрол;йссом xi руд могергл- -ческой -;H;-v4if., j,:vj/i:;c;iCi;ny-; ненра;-л,:внуга загрузку па ло}зе)хность коло.|;:;-ика к элект;:ода1-( «ч/:,, cocTOHi-ieii i-;3 т-:ззесчт-1.. кза.рдпта, yj-He-oo;:n-iej-o) а -вес.-станозктел : н :.е1аллодоба.;7о;л, по -яе ее пропла.-т ен-:- Я TicpnToyH-qac-iCif:; fibu-rvc из ио-ги п..О..:та: ллч;гтлого р.;:с: и:а- ва., отде.лен;пс Г1ечал та от :.п.га;ол пс:е:-е Н1:.удеряа п Б ковгие и paejniEKy .га в 11злодап ды, При Б1-п.лац.;ге еил-/кс|с.п; ция этим ст:с соб;-1г.; ;eтa.nлoдоба:::к;-т (железная eniy- ;.a.) способе гз;у;о - ус-лс реппю .iO.na. ;;е-1-;;л.ппчсск :х пр:у-;у -ГОВ из ..О;СОТ(:ШтераТуРИО;; -ЭОИЫ 3 з.нектрическпх н:ут лог; е. juiaKa. -цто -rei-rnepaTyp-y коло1пника ; нозлолязт проно;.ть MaciHiniyio зана.пи:у гл.п-с-т ь; з Э 1 способогч -ыпо; -яляют си.ли-кокаль-1Н1Й с со.1ер;кан ем кальни.я 10-20%, Тронеее сопровотдается с вяым : 1яакообра:.o.i-iain;ei-i (к.затпосгь ;ияаяа O.J-Oji) Г;р, 11едостат. нззec-г эгo способа -разруше н с .гарнисаяа -- фугероях; обр;: 3(Л:Шния (в эезуль-гате через З-ЗЛЗ мое требуется сг-сна футерояки) ; сни-Пд-ен ге БЬ1Х(зда метал.ла за нлавку ход,у xa iHaHi-Hi за слет пазмг-гха1н-;я. 7-харписажа и фу-геро7ла-: печи какоплепне MeTa.Hj-ia н печ:-.; его neije-j-реь ;я г1()1-Ы1иенное ncHapeinie кальния - креГПП-1я,. ) э-го;я в сллаве позь;-шаеося соде эжание железа и полих;ается содерл алие кремн:1я и кальпия, ухудшаются ноказателУ произво,лС7Еа силпкокальдия.. Целые изобрете; ;-1я яз-гяется предотTspat.ienrie разруу;ения гарп -геажа-. уое.л1- ченке стойк(зети d;yTc;i.)OBK;i и поо,11олжитсгл7, кампанптт стабил-язадн лько.ца го,;:;ного cn..-iaia и его состава, улучшение показатз.яе1: выплавк .яикока.льдия , Це.ть достигается тзм. что при способе 1Я;;нлавки схгитхокальти-тя углте--|ерми-чес-сим нродессом, включаюде;- г;ег(рерьшн -ю загрузку via ловерхпоеть 1-:олош1н- ка руднотермячеерхл-: не-чх :-: зх ектродам игххты. состоящей из изjiecTH, кнарцит;;:.; уутгсродисхгого -восстанови1-ез:я и металлолобавок, :.;ерпо ;;,ический EiiujycK расплава из печн,, о-где,-гение мета.:-:ла от :ч.яака и раз- ивКУ его 3 1-;31 ОЖ;Л-1ЦЬЬ ПЗПОСреДС;.Л;еЛЯО после выпу-ска раслл г.за к:з пе .in х окэ.: оле-гочноку электро,чу 3arxjy;:xj v.- п н:родавлива.;о1- з.:гек-гродО: 1 Е --игл я кокс 3 Ko.iHxiecTEe О, хЗ--0.2 с.зе)л; ;-:о7П1чества, задавае- готх/ та я.лавку с ое 1СП5но1 гя-1х-гс1Й, ::;. перзясе U,, э--0-3 нрололжите.пьнос-1-х лзггхл-л;. лчхковую наг-рузку о)хс.гголе1-олло:со злехз-роха сни,3aiOT- на 1С-20% гк срахленгло с тсс-ювсй на гру:Кой осзга.хь-ззх з.::е (-родов ,. V: -0 :;riOT -aepi-;oy загр -;:-а;Пт к охо.чоле гс)Ч}л.:яу 3JjeKTpo,4y ;i :r:.:xj....;xpvjrr;,); -.оно:; та i: з -глеродлсч его восет но1лгге-х- при cooTHOi..iCdVHx сох v;f. vc-i v:yXi.;ex- ях соот5- О панию в оллхлххй з-.хге в хо--31личестве 0,05-0,1 от навески основной шихты. При загрузке под окололеточный электрод в начале плавки кокса в количестве меньше 0,15 его количества, задаваемого на плавку с осно ной шихтой, равно как и при отсутствии загрузки под окололеточный элект род кокса в начале плавки, восстанов ление га.рнисажа карборундом производится в недостаточной при выпуске расплава из печи гарнисаж быст ро размывается и частично разрушаетс футеровка печи, что гфиводит к быстрому ее выходу из строя. Если количество кокса, задаваемого в начале плавки под окололеточньш электрод, больше 0,2 сверх задаваемого его количества на плавку с основной ш гхтой, имеет место сильное зарастание тигля карборундом, что снижает емкость тигля (приводит к уменьшению количества металлическо го расплава в печи) и затрудняет раз делку летки при выпуске расплава из печи, а также приводит к угару кальция . Если в начальный (первьй) период плавки к окололеточному электроду задавать основную шихту из извести, кварцита, углеродистого восстановителя и металлодобавки, в период ее проплавления образования карборунда и упрочнения тигля не происходит, что приводит при выпуске из печи рас плава к быстрому размыванию карборун дового тигля, гарнисажа и разрушению футеровки печи. Если дополнительную шихту в первы период плавки под окололеточньй электрод вводить в количестве меньше 0,05 от навески основной шихты (на время продолжительности первого пери ода 0,15-0,3 общей продолжительности плавки), то шихты недостаточно для нормализации работы колошника, к око лолеточному электроду начинает схо-дить шихта (основная) от других элект родов, что в конечном итоге приводит к быстрому размыванию карборундового тигля, гарнисажа и разрушению футеровки печи. Количество дополнительной шихты, вводимой под окололеточный электрод в первый период плавки,-более 0,1 от навески основной шихты нецелесообразно (излишне) и приводит к снижению содержания кальция в готовом сн ликокальции за счет неполноты протеным гарнисажем),

В первом варианте после выпуска расплава из печи под окололеточньп 8 ка.кия процесса насыщения кальцием свободного кремния сплава, не связанного в С1ШИЦИДЫ. Когда продолжительность первого периода плавки меньше 0,15 общей продолжительности пла.вкн, формирование карборундового тигля неполное, что при выпуске расплава из печи приводит к разрушению футеровки печи и быстрому выходу ее из строя. При продолжительности первого периода плавки больше 0,3 общей ее продолжительност образуется избыточное количество карборунда. Это приводит к сн1шению емкости тигля, з меньшению металлического расплава в печи, сн1-5же1-П Ю ее про1гзводительности и поBbmiBHHOMy угару кальция, а также затруднениям BiiinycKa расплава из печи, Если токовая нагрузка в первьш период плавки (0515-0,3 общей ее продо-тшительности) на окололеточном электроде снижена менее чем на 10% по сравнению с токовой нагрузкой на других электродах, оптимальной для выплавки силикокальция, мощность фазы повышена, что приводит к затруднениям формирования карборундового тигля, Если токовая нагрузка окололеточного электрода в первый период плавки снижена более чем на 20%, мощности недостато-шо для высококpe iниcтoro сплава из загрзжаемой шихты, что ведет к затягиванию проплавления, перегреву металлического расплава под друг1 ми электродами, снижению сплава и содержания в нем каотьция и кремния. Пример. Испытание предложенной технологии выплавки силикокальция. проводят в промъпиленной печи с мощностью трансформатора 15 MB А. Плавки ведут на 3 ступени напряжения (141,5 В) на основной шшсте, состояБ1,ей из кварцита с содержанием 97% SiO,, извести с содержанием 96% СаО, углеродистого восстановителя (коксового орешка, древесного угля) и металлодобавок (лселезной стружки с содержанием железа 90%) при их соотношении 1:0, 3:0,6; 0,25:6,2. Плавки ведут по 3 вариантам кампаний на печи после выплавки ферросилиция марки ФС 65 (т.е. со сформированэлектрод загружают 321 кг коксового орешка (0,15 от коксгг, содержащегося в основной шихте плавки) и продавлившот электродом в зону тигля. Затем набирают токовую нагрузку на электро- 5 дах таким образом, что на окололеточном электроде она на 10% н1-ше (739 А), чем на двух друп-ш электродах (821 А). К этим электродам загружают основн;,ТО пп-гхту, а к окололеточному - спадиально подготовленную дополнительную 1ш-тх ту/ состоящую из кварцита, коксовог орешка и древесного угля при их соо ношении ( 1 :0 ;б :0 J 25) 5 соотБетств 1ощем соотношению этих компонентов в осг{овной шихте, Сн -таенную нагрузку на окололеточ ном электроде держат в продолжении 0,15 общей продолжительности плавки которая продолжается в общейсложности 2 ч, т.е. в течение 18 мин, чт и является nepBbLM периодом плавки,, В течение всего времени первого периода плавки под окололеточный электрод загрулсают дополнительную шихту, количество которой 0,05 от массы основной шихты,, задаваемой плавку. После окончания первого периода токовую нагрузку на окололеточном электроде устанавливают такой же, как и на других электродах, т.Ге. 821 А, и второй период плавки ведут погружая под все электроды только основную шихту, предназначенную на плавку. Продолжительность кампании по первому варианту 40 сут (480 плавок После окончания плавок металл вьшускают в ковш, выдерживают в 15-20 мин для.лучшего осаждения металла, затем шлак сливают, а металл разливают в чугунную изложницу Остывший металл взвешивают,, отбираю пробы на хим -гческий состав, в которыхг15

затем определяют содержание кремния, кальция и железа.

Кроме этого, на каждой плавке варианта (в середине плавки) контактным термометром определяют температуру 50 кожуха ванны у летки печи, что характеризует глубину размывания гарнисажа и футеровки по ходу кампании.

Среднеплавочкые параметры выплавки силикокальция и показатели плавок 55. 1094

лее низкой марке СК 10; продоггжительность кампаний вьшлавки силикокачьция значительно из-за более высокой стойкости гарнисажа и футеровки печи, особенно в районе летки.

Ож1-вдаемьй экономический эффект при использовании предлагаемого способа вьшлавки снликокальпия марки СК 15 углетермическим процессом составит 8 прнвелены в табл, 1 и 2 (яеличины изменения от начала кампании к ее концу представлены в среднесуточных данных, т.е. по 12 плавок, за первые и последние сутки кампании). Выплавку лигатуры по второму и третьему вариантам предлагаемой технологии осуществляют на той же основной и дополнительной что и в кампании по первому варианту. и в том же порядке проведения операдийВ плавках по известному способу наблюдается значителгзное разрушение гарнисажа и футеровки печи, и эти кампании прекращают из-за опасности проедания печи. Это подтверждается значительным снг-шением производительности печи к концу кампаний (соответственно по вариантам на 20,4, 23,9 и 20,9%) и значительным увеличением температуры кожуха печи у леточного отверстия, которая на 85-120°С выше, чем в плавках испытываемых вариантов по предлагаемой технологии. Таким образом, по средним показателям предлагаемый способ значительно эффективнее известного: производительность по физическому весу металла , получаемого за выплавку, вьшю на 1-6,5%, а по базовому сплаву (15% Са) - на 10,5-24,7%; содержание кальция больще на 8,9 16,5 отн. %; извлечение кальция вьшш на 6,38-14,5%; расход электроэнергии на получение 1 т (базовой) сплава ниже на 1031-2139 кВт ч; сгшав по содержанию кальция от начат а кампании к ее окончанию более стабилен и полностью отвечает марке силикокальция СК 15, в то время как в плавках по известному способу к концу кампании (практически большую часть кампании) получается сплав, соответствующий боnpi-гмерно 250 000 руб. в год.

о

см

оо

со

OV

о

о

СПОСОБ ВЬПЛАВКИ СИЛИКОКАЛЬЦИЯ УГЛЕТЕРШЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ, включающий непрерывную загрузку на поверхность колошника руднотермической печи к электродам шихты, состоящей из извести, кварцита, углеродистого восстановителя и металлодобавок, периодический выпуск расплава из печи, отделение металла от ишака и раз ливку его в изложницы, о т л и ч ающ и и с я тем, что, с целью предотвращения разрушения гарнисажа, увеличения стойкости футеровки и продолжительности кампании, стабилизации выхода годного сплава и его состава, улучшения показателей выплавки силикокальция, непосредственно после выпуска расплава из печи к окололеточному электроду загружают и продавливают электродом в зону тигля кокс в количестве 0,15-0,2 сверх количества его, задаваемого на плавку с основной шихтой, в первые 0,150,3 продолжительности плавки токовую нагрузку окололеточного электрода (Л снижают на 10-20% по сравнению с токовой нагрузкой Остальных электрос дов, и в этот период загружают к окололеточному электроду и проплавляют дополнительную шихту, состоящую из кварцита и углеродистого восстановителя при соотношении, соответствуюо со N| щем их соотношению в основной шихте, в количестве 0,05-0,1 от навески основной шихты. ел 00

о

со од

со

о го

CM

vO

r1f

«

#ъ

r -vT

ш

in in

см

о1Л

LO

о

ON

o

СЧTco CM

CO

о

о

о

Сч1

CM

CM

Ф се р Ш vO

u-1

CO

со

ш и

оЗ

с; и:

О)

§

СО

СП

SO

т

со

CO

О

vDIчО

00

m аз oj

о

tN

j

i

CTi

оо о

о

CM

Ovj

см CNJ

-41

о зсо

CO OO

ч

ГО CM

оо

tN

Ч.О

ri

чО

t- Ф

ЕЕ Ш

О

00

а)

з:

ПС

t

ь

Ш

Ш

ж

as

tь

О)

Ш

ж

ts

го - ю о

о р f-. t

о

о

vD

чО О

а

on о го

Г

о

чО

CvJ

N

1Л

1Л

о

о

г

гсо со 0-1

fO

00

fO

о

00 см

со

fO

t. u

СО

О) чая « S 1

Ь,f«

U)4)

ac СП

EtШ0)

tE ГК

о

о

CM

CM

en en СГ.(Ti

о о

tf 1)

u

s: ж

гч

CM

CO

CO

t

Е- Ш

O)

аз

я

ь

ь ш

0)

ее