Способ конвертирования медных штейнов Советский патент 1988 года по МПК C22B15/06 

4

Ьп

Изобретение может быть применено в цветной металлургии дня конвертирования медных штейнов.

Цель изобретения - увеличение срока службы огнеупорной футеровки фур- метюго пояса конвертера и ограничение потребного количества холодных присадок.

Способ конвертирования медных штейнов осуществляют в горизонтальном конвертере.

После приема медного штейна включается воздушное дутье и конвертер- поворачивают в рабочее положение. Продувку штейна на воздушном дутье ведут в течение периода, который заканчивают в момент возрастания избыточного давления воздушного дутья до значения в пределах 68-118 кН/м . В указанньй мопент начинают подавать технический кислород в трубопровод подачи воздушного дутья в конвертер,, при этом кислород перемешивается с воздушным дутьем и полученное таким образом обогащенное кислородом воздушное дутье поступает через фурмокол- лектор и далее по фурменным трубкам в расплав штейна. Период подачи обогащенного кислородом воздушного дутья рассчитывают из соотношения С J .

.JO

15

20

25

30

наклоняют, прекращают дутье, отстаивают и сливают шлак, затем принимают свежую порцию исходного штейна и

холодных присадок. ПОВТО 5ЯЮЩИМИСЯ

процессами слива шлака, приема свежей по рции штейна флюсов,, холодных присадок и продувок штейна масса в конвертере обогащается по меди. Затем проводят последний слив шлака без приема штейна и продувают штейн до белого матта (Си 78--80%).

Второй период конвертирования - продувку белого мятта до черновой меди - проводят известным способом на воздушном дутье. I

Пример 1. В 80-тонный конвертер заливают два ковша (36-40 т) штейна, содержащего 22-24% Си, 46,5% Fe, 25% S, 3,5% 0, засыпают 17-18 т холодных присадок: штейновые корки (20-25% Си), конвертерная пьшь (35- 40% Си). Конвертер поднимают под воздушное дутье. Через 10 мин в конвертер загружают порцию .(5 iO кварцевого флюса, содержащего .65-70% SiOj, до 0% Al20.j, 5-8 г/т (Аи + Ag). Крупность кварца 10-35 MN: (по ТУ 48- 07-26-76). Продувку штейна ведут на

воздушном дутье в течение периода, в к бнце которого избыточное давление

277 (Cj + 15). Для этого задаютсядутья возрастает до 98 кН/м за счет

образования настылей в устьях фурменных трубок. Максимальный расход воз- ДУШНС7ГО дутья составляет 600-80 м /ч при избыточном давлении Б пределах 70-80 кН/м. Удельньй расход кислорода на окисление 1 кг FeS по суммарной

содержанием кислорода С, в дутье и содержанием меди в штейне С. После завершения подачи обогащенного кисло-35 |родом воздушного дутья вновь подают воздушное дутье до момента возрастания избыточного давления воздушного дутья до значения, равного, например, 98 кН/м. Яатем вновь подают обога- 40 + щенное кислородом воздушное дутье, причем время подачи корректируют по соотношению С, - 277 (С + 15) в связи с увеличением содержания меди в штейне С по мере продувки. Продол-дз жают чередование периодов подачи на продувку штейна воздушного дутья с. периодами подачи обогащенного кисло- , родом воздушного дутья в течение, например, 80-90 мин. За время проведенных продувок содержание меди в штейне во Зрастает по отношению к содержа-- нию меди в исходном штейне . В течение всех предыдущих продувок в штейн подают расчетное количество кварце- содержащих флюсов для получения шлаков и - холодные присадки для поддержания температуры расплава в пределах 1 50-1 2.0°С. Далее конвертер

реакции 2FeS 30 + SiO 2FeO«Si0 4 2SO, составляет 1,5 нм . По удель50

ному расходу кислорода, с учетом коэффициента потерь дутья на конвертере и степени усвоения кисг орода штейном, по общему расходу кислорода на процесс конвертирования расчетным путем проводят оценку содержания меди в штейне на данный момент конвертирования. В момент достижения избыточного давления дутья, равного 98 кК/м , подают обогащенное кислородом дутье с содержанием 26% Og (С, 26%) в течение времени (), рассчитываемого из соотношения с 277 (Cg + 15), где С - содержание меди в штейне на момент начала периода подачи обогащенного кислородом воздушного дутья. В течение периода подачи обогащенного кислородом дутья происходит освобождение устья фурменO

5

0

5

0

наклоняют, прекращают дутье, отстаивают и сливают шлак, затем принимают свежую порцию исходного штейна и

холодных присадок. ПОВТО 5ЯЮЩИМИСЯ

процессами слива шлака, приема свежей по рции штейна флюсов,, холодных присадок и продувок штейна масса в конвертере обогащается по меди. Затем проводят последний слив шлака без приема штейна и продувают штейн до белого матта (Си 78--80%).

Второй период конвертирования - продувку белого мятта до черновой меди - проводят известным способом на воздушном дутье. I

Пример 1. В 80-тонный конвертер заливают два ковша (36-40 т) штейна, содержащего 22-24% Си, 46,5% Fe, 25% S, 3,5% 0, засыпают 17-18 т холодных присадок: штейновые корки (20-25% Си), конвертерная пьшь (35- 40% Си). Конвертер поднимают под воздушное дутье. Через 10 мин в конвертер загружают порцию .(5 iO кварцевого флюса, содержащего .65-70% SiOj, до 0% Al20.j, 5-8 г/т (Аи + Ag). Крупность кварца 10-35 MN: (по ТУ 48- 07-26-76). Продувку штейна ведут на

воздушном дутье в течение периода, в к бнце которого избыточное давление

дутья возрастает до 98 кН/м за счет

+

реакции 2FeS 30 + SiO 2FeO«Si0 4 2SO, составляет 1,5 нм . По удель+

ному расходу кислорода, с учетом коэффициента потерь дутья на конвертере и степени усвоения кисг орода штейном, по общему расходу кислорода на процесс конвертирования расчетным путем проводят оценку содержания меди в штейне на данный момент конвертирования. В момент достижения избыточного давления дутья, равного 98 кК/м , подают обогащенное кислородом дутье с содержанием 26% Og (С, 26%) в течение времени (), рассчитываемого из соотношения с 277 (Cg + 15), где С - содержание меди в штейне на момент начала периода подачи обогащенного кислородом воздушного дутья. В течение периода подачи обогащенного кислородом дутья происходит освобождение устья фурменных трубок от настылей, при этом избыточное давление дутья понижается и достигает 68 кН/м, которое удерживается до завершения подачи обога- щенного кислородом дутья с расходом в пределах 600-800 . Первый период конвертирования ведут последовательно чередующимися периодами подачи обогащенного кислородом воздуш- но го дутья с периодами подачи-воздушного дутья. Через 50 мин после начала конвертирования заливают егде 1 ковш (18-20 т) штейна и добавляют расчетное количество кварцевого флю- са на получение шлака с содержанием 21-25% О-. Затем вновь подают дутье, периодически загружают штейн, флюсы, холодные присадки, сливают шлаки и накапливают в конвертере 100-110 т белого матта (78-80% Си). Расход холодных присадок достигает 32-34% от массы загруженного штейна. Отношение времени подачи на конвертирование обогащенного кислородом дутья (С 26%) к времени подачи воздушного дутья находится в пределах 1,62-1,38 (в среднем 1,5), что соответствует среднечасовому содержанию кислорода в дутье, равному 24%.

Второй период конвертироваи1 Я про водят на воздушном дутье в течение 2,5-3 ч. В течение гэтого периода в расплав подают 15-20 т медьсодержащих оборотов (60% Си) или привозную черновую медь. По мере окисления по.лусернистой меди () конвертер поворачивают на фурмы, чтобы дутье поступало в верхний слой расплава. После остановки конвертера и передачи меди в анодные печи конвертер готовя к очередному процессу конвертирования. Полный цикл конвертирования (первый и второй периоды) на 80- i:oH- ном конвертере длится около 11ч.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа состоит в увеличении срока службы огнеупорной футеровки фурменного пояса конвертера и в ограничении потребного количества холодных присадок. При непрерывном конвертировании в первом

.периоде на обогащенном до 24,2% кислородом дутъе скорость износа перик- лазошпинелидной футеровки в области фурм достигает 2,7 мм/сут, а при содержании кислорода 25,9% износ доставляет 4 мм/сут. По предлагаемому способу период подачи дутья, содержа

5 0 5 О

Q г

0

5

щего 26% кислорода при содержании меди в штейне 23%, составляет 15,6 мин, что дает при средневзвешенном содержании киспорода в дутье, равном 24%, йремя периода воздушного дутья - 10,2 мин. Отсюда расчетная скорость износа футровки по предлагаемому способу составляет 2,4 мм/сут.

ьи

З читывая, что в предлагаемом способе перед подачей обогащенного кислородом дутья формируется предохняющий футеровку слой гарниссажа за счет применения воздушного дутья, фактическая скорость износа футеровки до полнительно сокращается. Потребность в холодных присадках также сокращается. Количество холодных добавок (присадок) при непрерывном конвертировании на дутье, содержащем 25% кислорода, составляет 29,1% от массы перерабатываемого штейна, а на воздушном дутье - 12.,5% (для 40-тонного конвертера). Следовательно, количество хо лодных присадок на дутье с 25% кислорода в 2,33 раза выше чем на воздуш- . ном дутье, В предлагаемом способе количество холодных присадок сокращается пропорционально отношению периода подачи обогащенного кислородом дутья к периоду подачи воздушного дутья, Отсюда следует, что предлагаемый спо соб конвертирования не является простой суммой двух известных способов непрерывного конвертирования на обогащенном кислородом дутье и на воздушном дутье, а создает новый эффект- поз воляет проводить непрерывное конвертирование со средневзвешенным (т.е. средним содержанием за весь пе- риод конвертирования) содержанием кислорода в дутье 24% и выше,

Предлагаемый способ конвертирова-- кия отрабатывали на лабораторном горизонтальном конвертере наружным диаметром 1,1 ми длиной корпуса 1 м. Конвертер снабжен одной фурменной трубкой внутренним диаметром 20 мм. Внутренние размеры конвертера: диаметр 0,45 м, длина камеры конвертирования 0,48 м. Конвертер футерован хромомагнезитовым кирпичом. Разогрев конвертера и поддержание температуры в пределах 1190-1240°С проводили газовой горелкой, введенной внутрь конвертера через торцовую стенку, В конвертер подавали воздзш ное дутье от компрессора, снабженного ресивером, а также обогащенное кислородом дутье за счет подачи кислорода из баллонов в воздушное дутье. Расходы дутья замеряли диафрат мой, а избыточное давление дутья перед фурмой - манометром. Содержание кислорода в обогащенном дутье определяли поглощением кислорода щелочным раствором пирогаллола. Конвертер снабжен поворотным устройством, устройством для подачи флюсов через горловину. Холодные присадки подавали вручную. Температуру расплава замеряли оптическим пирометром. Продувке подвергали штейны отражательной плавки (22 24% Си) и кислородно-факельной плавки (40-45% Си), Бедный штейн (10- 12% Си) получали добавлением сульфида железа к штейну отражательной плавки. Содержание кислорода в дутье изменяли в пределах 24-32%, Избыточное давление дутья поддерживали в пределах 68-98 . Для визуального наблюдения за моментом образова НИН и расплавления настыли в устье фурменной трубки использовали плексигласовый глазок, установленный в трубке диаметром 50 мм и длиной 320 мм, подсоединяемой на резьбе к наружному торцу фурменной трубки. Наличие настыли и слоя гарниссажа устанавливали также осмотром внутренней поверхности конвертера через горловину, при его повороте. В ходе опытов было установлено соотношение С,2 -г 277 (С + 15).

Формула изобретения

1. Способ конвертирования медных штейнов, включающий подачу в первом периоде конвертирования обогап(енного кислородом воздушного дутья через фурменные трубки горизонтального конвертера в расплав, переработку флю10

15

20

25

30

35

40

45

сов и холодных .фисадок, расплавление фурменных настылей за счет тепловыделения зоны взаимодействия обогащенного кислородом воздушного дутья со штейном, измерение избыточного давления дутья, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы огнеупорной футеровки фурменного пояса конвертера и ограничения потребного количества холодных присадок, обогащенное кислородом воздушное дутье подают периодами, чередующимися с периодами подачи воздушного дутья.

2.Способ поп, 1, отличающийся тем, что период подачи обогащенного кислородом воздушного дутья начинают в момент возрастания избыточного давления воздушного дутья до значения, выбираемого в пределах 68-118 кН/м , и продолжают подачу обогащенного кислородом воздушного дутья в течение периода, устанавливаемого из соотношения

277 (С + 215),

где заданное содержание кислорода в обогащенном кислородом воздушном дутье, об,%; - расчетный период подачи обогащенного кислородом воздушного дутья, мин; . С - содержание меди в штейне, мас,%.

3.Способ по пп, 1 и 2,, отличающийся тем, что содержание кислорода в обогащенном кислородом воздушном дутье задают в интервале 24-32%,

4.Способ по пп, 1 и 2., отличающийся тем, что период подачи воздушного дутья завершают в момент возрастания избыточного давления воздушного дутья до значения 68118 кН/м,

r i . ь (

Изобретение предназначено для конвертирования медных штейнов и включает подачу в первом периоде конвертирования обогащенного кислородом воздушного дутья через фурменные трубки в расплав, переработку флюсов и холодных присадок, расплавление фурменных настылей за счет тепловыделения зоны взаимодействия обогащенного кислородом воздушного дутья со штейном, измерение избыточного давления дутья. Цель изобретения - увеличение срока службы Огнеупорной футеровки фурменного пояса конвертера и ограничение потребного количества холодных присадок. Для этого обогащенное кислородом воздушное дутье подают периодами, чередующимися с периодами подачи воздушного дутья. 3 з.п. ф-лы. с (С е

Составитель А.Кальницкий Редактор Н,Киштулинец Техред М.ХоданичКорректор В.Бутяга

Заказ 3740/28

Тираж 595

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное