Способ получения периклаза Советский патент 1984 года по МПК C04B35/657 C01F5/06 

Изобретение относится к получению периклаза в электродугоаых печах. Известен способ получения перикла за плавкой брусита на блок в дуговой электропечи, чередуя ,520 ч большую скорость его напларления 30-50 мм/ч с меньшей 0,15 мм/ч, с которой и заканчивается процесс плавки при общей се продолжительности 46-80 ч в том Числе с открытой дугой 0,3-7,5 ч при средней скорости наплавления блока 15-29 мм/ч . Указанный способ позволяет увеличить вькод монокристаллов периклаза, но последние не имеют высоких диэлектрических параметров из-за анизотропии 1СВОЙСТВ. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения периклаза плавкой магнийсодёржащей пихты на блок в дуговой электропечи при пери дическом снижении силы тока в 2-5 раз на 2-10 ч через каждые 5-20 ч ра бдты печи на номинальном токе 2j, Однако в случае плавки магнезита на низших ступенях напряжения трансформатора указанный способ недостаточно эффективен в повышении качест ва периклаза, так как объем расплава при работе печи на этих ступенях напряжения незначителен и поэтому миграции примесей затруднены. Кроме того, резко снижается производитель ность процесса. Цель изобретения - повьш1ение качества периклаза и увеличение доли выхода периклаза высоких классов. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения пери клаза в электродуговой печи, включающему плавку магнийсодержащего сырья на низшей ступени трансформатора при переменной мощности дуги, плавку магнезита ведут Последовател но на высшей и низшей ступенях тран форматора с соотношением вводимой в печь мощности на этих ступенях 1,5-3,5. Причем соотношение длительности периодов работы печи на высшей .и низшей ступенях трансформатора сое- тйвляет 1,5-4,5, а сумма двух пс1следовательных периодов ч. При чередовании периодов работы печи на высшей и низшей ступенях Трансформатора плавка ведется в режиме активного плавления с последую щей вьщержкой расплава при температуре плавления. Чередование минимал ной и максимальной мощности дуги обеспечивает условия для зонной плавки, т.е. для повторной очистки от примесей .вновь расплавляемых верхних .слоев периклаза. Скорость охлаждения жидкотвердой части блока уменьшается. В жидкотвердом состоянии расплава наиболее активно происходит .удаления микропримесей вследствие капиллярных эффектов, обусловленных разностью межфазных натяжений на траницах фаз: твердое - жидкость среднего состава и твердое - жидкость, обогащенная примесями; . Если отношение мощностей, вводимых в плавильную ванну при работе печи на высшей (первой) и низшей (девятой) ступенях трансформатора, iVyj., ,5, то ванна при работе печи на девятой ступени трансформатора сильно переохладится, что приведет к увеличению скорости кристаллизации при медленном наращивании блока. Если .1.1,5, то скорость кристаллизации будет тоже высокой при достаточно быстром наращивании блока. В обоих случаях вcлeдctвиe высокой скорости кристаллизации не будет обеспечено увеличение степени очистки периклаза от примесей, содержащихся в магнезите. Мощность N в основном периоде плавки практически постоянна и соответствует максимально возможному значению мощности, вводимой в печь, при работе на первой ступени трансформатора, Мощность Ng, вводимую в Печь при работе на девятой ступени трансформатора, изменяют путем изменения силы тока, подаваемого на электроды. . Если соотношение периодов работы печи на первой и девятой ступенях трансформатора Д t,5, то образующийся в ванне объем расплава значительно меньше максимально возможного, вследствие чего миграция примесей в корку лока затруднена. Если 4,5 :-ill- 1,5, то объем расплава максимально возможный, а условия для миграции примесей наиболее благоприятные. 4,5, то объем расплава максимально возможный,- но вследствие высокой скорости наплавления блока 31 эффект дополнительной очистки периклаза 9Т примесей при чередовании мощности дуги имеет место только в отдельных слоях по высоте блока. Чем больше мощность М,,тем меньше соотношение периодов f при прочих равньБС условия с требуется дл достижения максимально возможного объема расплава. , Если суммарное время двух последовательных периодов работы печи на высшей и низшей ступенях трансформа тора -fс i ч тс миграция примесе в корку уменьшается вследствие снижения активности диффузионных процессов. Если fg 78 ч, то эффективность очистки периклаза от примесей снижается вследствие ослабления процесса зонной очистки периклаза при повторном расплавлении верхних слоев периклаза. П р и м е Р 1. Плавка ведется в злектродуговой печи ОКБ-955 с тра форматором мощностью 1200 кВт на . магнезите второго сорта последовательно на первой ступени трансформа тора при силе тока ,5-8,0 кА, напряжении U 98 В в течение Т «2,5 ч,затем на девятой с:тупени трансформатора при Э 3-3,5 кА, и 70 В в течение 13 1,5 ч. При этих режимных параметрах обеспечиваются соотношения близкие к граничн№1:К /«5 3,44 4/Сд 1, 2.ч

Технико-экономические показатели35 класса на л/6%, второго класса на Правок приведены в табл.1./«42%.

.Таблица

Технико-экономические показателиплавки с переменной мощностью дуги 0 Пример 2. Плавка ведется на магнезите второго сорта последовательно на первой ступени трансформатора при силе тока ,8 кА, напряжении (J В в течение С, 5 ч, затем на девятой ступени трансформатора при Э 3-3,5 кА, и 70 В в течение tg 1,5 ч. При . этих : режимных параметрах обеспечиваются средние граничные соотношения: N, /Ng 2,,4, 6,5 ч. Технико-экономические показатели плавок приведены в табл.2. Пример 3. Плавка ведется на магнезите первого сорта последовательно на первой ступени трансформатора при силе тока ,8 кА, напряжении U 95-97 В в течение V 6, 5 ч, затем на девятой ступени трансформатора при ,5 кА, и-70 В в течение ,5 ч. При этих режимных параметрах обеспечи- ваются два граничных значения: 4,33, , 8 ч, при -2,7. Технико-экономические показатели плавок приведены в табл.3. Как видно из табл.1-3 предлагаемый способ получения периклаза. позволяет повысить удельное объемное сопротив ление периклаза в 1,5-2,5 paзa увеличить выход периклаза первого

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРИКЛАЗА, в электродуговой :йечи, включаю1ЦИЙ плавку магнийсодержащего сырья на низшей ступени трансформатора . при переменной мощности дуги, о тл и .4 а ю щ и и с я тем, что, с целью повьппения качества периклаза, увеличения доли выхода периклаза, высоких классов, плавку магнезита ведут последовательно на высшей и низшихс-тетупенях трансформатора с соотношением вводимой в печь мощности на этих ступенях 1,5-3,5. 2. Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что соотношение длительности периодов работы печи на высшей и низшей ступенях .трансфор- кГатора составляет 1,5-4,5, а сумма двух последовательных периодов (Л 4-8 ч. .

Содержание в магнезите .

Выход периклаза, (оценка качества периклаза в кусках)

T/%S

IсОрт

IIсорт Ш сорт

Содержание в периклазе MgO 1 сорт/П сорт,%

0,09

8,4/100 1,26/15 6,54/77,9 0,60/7,}

97,53/97,36

Свойства

Производительность, кг/ч Удельный расход магнезита,т/т

Удельный расход электроэнергии,

Удельное объемное сопротивление при 1000°С, Ом .см;

1 сорт . П сорт класс периклаза по ГОСТ 13236-73 Технико-экономические показатели плавки с

Удельный расход магнезита,

т/т

Удельный расход электроэнергии,

кВт-ч/т

Удельное объемное сопротивление при , Ом-см:

1 сорт

П сорт

Продолжение табл. 1

5510

1,1-10 1 кл. 5, П Kjt.

4,878

4365

3,2-10 Шкл. 3,8 кл. Таблица2 переменной мощностью .Технико-экономические показатели плавки с

Уцег1ътлй расход электроэнергии, кВт-ч/т

Удельное объемное сопротивление при Ом-см:

1 сорт

.

и сорт

4264

4535

6,5-10 П кл.

2,4 -10 Ш кл. 2,2-10 .Ш кл.

1,1-10 Ш кл. Т а б л и ц а 3 переменной мощностью дуги