Способ выплавки ферросплавов в рудовосстановительных электропечах Советский патент 1990 года по МПК C22B4/06 C22C33/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах.

целью изоЬретения является интенсификация выплавки ферросплавов за счет экономии твердого углеродистого восстановителя без увеличения расхода электроэнергии.

При введении кислородсодержащего газа в твердофазный шихтовый слой предварительно сжигаются моноокиси углерода вне шихтового слоя, а остальную часть дожигают в шихтовом слое при стехиоьетрическом соотношении с окислителем.

Предварительное сжигание ЬО-70% моноокиси углерода вне шихты позволяет нагреть окислитель ( воздух; до температуры, обеспечивающей самовоспламенение моноокиси углерода в слое шихты, имеющей температуру значительно ниже 800°С, благодаря чему обеспечивается (ххпее высокая степень нагрева шихты.

При сжигании вне слоя менее 50% моноокиси углерода температура газовоздушной смеси (дымовые газы + кислород воздуха) недостаточна для самовоспламенения моноокиси углерода в шихтовом слое. При сжигании вне слоя более 70% моноокиси углерода возрастают тепловые потери с уходящими дымовыми газами, так как образующийся избыток тепла не может полностью усваиваться шихтой.

сд

ОЭ

ел

31565907

Стехиометримеское соотношение между окислителем (кислородом воздуха) и моноокисью углерода обеспечивается за счет естественного подсоса необходимого количества воздуха из окружающей среды (исключена подача окислителя в слой шихты под давлением).

Подача окислителя в слой шихты в стехиометрическом соотношении с моно- JQ окисью углерода исключает выгорание твердого углеродистого восстановителя, так как отсутствует свободный кис- , который мог бы вступить в реакцию с твердым углеродистым восстанови- телем. I

На чертеже представлено устройство для осуществления предлагаемого способа нагрева шихты перед поступлением JQ ее в печь.

Для осуществления предлагаемого способа на лабораторной одноэлектрод- ной печи монтируют устройство, состоящее из камеры 1 сжигания, образован- 25 нрй наружной поверхностью труботечки 2 и охватывающим ее с зазором кожухом 3. Кожух 3 в верхней части герметично соединен с труботечкой 2, которая имеет перфорацию в своей верхней части, являющейся завершением камеры 1 сгорания. Кожух 3 также имеет перфорации в верхней и нижней частях. Перфорация в труботечке 2 выполнена для подвода .продуктов сгорания (дымовых газов) из камеры 1 сжигания к всасывающему 35 патрубку k дымососа, расположенному По центру труботечки 2. Нижняя перфорация кожуха 3 служит для подачи воздуха из атмосферы в камеру 1 сжигания,

30

При осуществлении предлагаемого способа в печь после ее разогрева гружают шихту. Включают в работу д мосос. За счет разряжения, создава мого дымососом, моноокись углерода из печи и кислородсодержащий газ ( дух из атмосферы) через перфорации в кожухе 3 и труботечке 2 начинают поступать в камеру 1 сжигания и тр течку 2, температура шихты в котор не превышает 50 С.

Так как сопротивление слоя шихт о труботечке 2 относительно торца патрубка k от ее перфорации и осно ния составляет 1:, то и количес.в моноокиси углерода, образующейся в печи в процессе выплавки ферроспла вов, в камеру 1 сжигания и в трубо ку 2 к всасывающему патрубку k чер шихту распределяется в этом же соо ношении. Поджигают горючую смесь в камере 1 сжигания. Горячие продукт сгорания (дымовые газы) из камеры сжигания, а вместе с ними и воздух забираемый из атмосферы через верх перфорацию кожуха 3, поступают в ш ту через перфорацию в труботечке 2 торцу патрубка 4, где и происходит дожигание оставшейся части монооки углерода. Моноокись углерода сжига в камере сжигания в объеме 75, 70, 60, ЬО и 30% от общего количества, выделяющегося в электропечи.

Нагретый продуктами сгорания (д мовыми газами) воздух подают в сло шихты в труботечке для дожигания т соответственно 25, 30, 50, 60 и 70 оставшейся моноокиси углерода при стехиометрическом соотношении ( oL

которой осуществляется сжигание мо- 40 1,0), обеспечивающимся тем, что

Q

5 5

0

При осуществлении предлагаемого способа в печь после ее разогрева загружают шихту. Включают в работу дымосос. За счет разряжения, создаваемого дымососом, моноокись углерода из печи и кислородсодержащий газ (воздух из атмосферы) через перфорации в кожухе 3 и труботечке 2 начинают поступать в камеру 1 сжигания и трубо- течку 2, температура шихты в которой не превышает 50 С.

Так как сопротивление слоя шихты о труботечке 2 относительно торца патрубка k от ее перфорации и основания составляет 1:, то и количес.во моноокиси углерода, образующейся в печи в процессе выплавки ферросплавов, в камеру 1 сжигания и в труботеч- ку 2 к всасывающему патрубку k через шихту распределяется в этом же соотношении. Поджигают горючую смесь в камере 1 сжигания. Горячие продукты сгорания (дымовые газы) из камеры 1 сжигания, а вместе с ними и воздух, забираемый из атмосферы через верхнюю перфорацию кожуха 3, поступают в шихту через перфорацию в труботечке 2 к торцу патрубка 4, где и происходит дожигание оставшейся части моноокиси углерода. Моноокись углерода сжигают в камере сжигания в объеме 75, 70, 60, ЬО и 30% от общего количества, выделяющегося в электропечи.

Нагретый продуктами сгорания (дымовыми газами) воздух подают в слой шихты в труботечке для дожигания там соответственно 25, 30, 50, 60 и 70« оставшейся моноокиси углерода при стехиометрическом соотношении ( oL

0 1,0), обеспечивающимся тем, что

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах. Целью изобретения является интенсификация выплавки ферросплавов за счет экономии твердого углеродистого восстановителя без увеличения расхода электроэнергии. Способ заключается в том, что при введении кислородсодержащего газа в твердофазный шихтовый слой предварительно сжигаются 50 - 70% моноокиси углерода вне шихтового слоя, а остальную часть дожигают в шихтовом слое при стехиометрическом соотношении с окислителем. Способ позволяет снизить расход твердого углеродистого восстановителя на 6,5% за счет снижения его угара, т.к. нагрев шихты осуществляется без избыточного окислителя в ней и позволяет снизить расход электроэнергии на 2% за счет более полного усвоения тепла шихтой. 1 ил., 1 табл.

ноокиси углерода, а верхняя перфорация кожуха 3 необходима для подачи воздуха из атмосферы в шихту через перфорацию в труботечке 2 для организации горения в шихтовом слое. Осно- Е&ание кожуха в камере сжигания за лубляется в шихту.

Способ осуществляют следующим образом.

Плавки ведут по предлагаемому и известному способам в лабораторной одноэлектродной печи мощностью 80 кВа выплавляющей передельный феррохром непрерывным способом при напряжении ;S7 В и токе 2,0 кА. Колоша шихты состоит из 20 кг хромовой руды,,« Ц кг кокса и 0,85 кг кварцита. Продолжительность межвыпускных периодов 2 ч.

5

0

5

горение моноокиси углерода происходит за счет подсоса необходимого количества окислителя (кислорода воздуха из атмосферы).

При осуществлении плавок по известному способу в кожухе и футеровке печи выполняют по 6 отверстий, равноотстоящих одно от другого, по периметру печи, Ь эти отверстия вводят кварцевые трубки диаметром 2 мм, по которым подают в печь окислитель (кислород воздуха)„

Воздух подают в твердофазный шихтовый слой, имеющий температуру 850°С при коэффициентах- избытка кислорода oL 1,0 и об 1,25.

Результаты экспериментальных плавок по предлагаемому и известному способам представлены в таблице.

Из таблицы видно, что наибольшая экономия твердого углеродистого восстановителя по предлагаемому способу достигается в диапазоне 70-50% сгорания в камере сжигания моноокиси углерода, причем при сгорании в камере сжигания менее 50% моноокиси углерода температура газовоздушной смеси недостаточна для самовоспламенения моноокиси углерода в шихтовом слое из-за увеличения количества воздуха из атмосферы с температурой окружающей среды, с учетом увеличения количества моноокисй углерода в шихтовом слое на величину ее уменьшения в камере сжигания.

При сгорании в камере сжигания более 70% моноокиси углерода образующийся избыток тепла не может полностью усвоиться шихтой, что приводит к неоправданным тепловым потерям с уходящими дымовыми газами.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет снизить расход твердого углеродистого восстановите

,

426 440

403

3975 3900

3920

Подача окислителя (воздуха) в шихту, имеющую .

10

202515

ля на 6,5% за счет снижения его угара, так как нагрев шихты осуществляется без избыточного окислителя в ней, и позволяет снизить расход электроэнергии на 2% за счет более полного усвоения тепла шихтой (нагрев шихты осуществляется с низких температур).

Формула изобретения

Способ выплавки ферросплавов в рудовосстановительных электропечах, включающий введение кислородсодержащего газа в твердофазный шихтовый слой и сжигание моноокиси углерода в рабочем пространстве, отличающийся тем, что, с целью интенсификации выплавки ферросплавов за счет экономии твердого углеродистого восстановителя без увеличения расхода электроэнергии, предварительно сжигают моноокиси углерода вне шихтового слоя, а остальную часть дожигают в шихтовом слое при стехиомет- рическом соотношении с окислителем.

398

398

398

418

2990

3900

3920

3950

/ Злектропечь

ч

Составитель А. Янковская Редактор И. Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор М. Шароши

Заказ 1200

Тираж 86

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. k/S

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул.Гагарина, 101

Г

Подписное