Способ получения рудноизвесткового расплава Советский патент 1990 года по МПК C21C5/54 C22C33/04 

ны печи остальную часть смесь обожженной хромовой руды фракции 5-50 мм с известью в соотношении 1:(1,1-1,3) и одновременно по периферии ванны пе- чи загружают хромовую руду фракции менее 5 мм в количестве 10-20% от массы смеси на плавку с добавкой пыли газоочисток обжиговых и плавильных печей.

Способ осуществляют следующим образом.

После выпуска расплава из электропечи и перепуска электродов подают напряжение на электроды и на остатках расплава набирают токовую нагрузку. В этот момент в центр ванны печи загружают при 800-900°С обожженную смесь хромовой руды и извести, взятых в соотношении 1:(1,1-1,3)с добавкой отходов шлака ферросиликохромового производства, взятого в количестве 0,05-0,1 от массы смеси.

Обожженную смесь хромовой руды и извести получают во вращающейся трубчатой печи с использованием газообразного топлива.

Перед обжигом фракцию хромовой руды менее 5 мм отсеивают на грохоте и после расплавления первой порции крупной смеси совместно с пылью из газоочисток обжиговых печей подают в электроплавильную печь по периферии.

При обжиге хромовой руды фракции 5-50 мм и известняка 5-25 мм потери материала смеси в виде пыпеуноса существенно сокращаются.

Количество смеси хромовой руды и извести, загружаемой и расплавляв- мой в начале плавки, составляет 20- 40% от массы всей смеси, расходуемой на плавку.

Отходы шлака производства ферро- силикохрома, загружаемые со смесью, содержат 50-70% шлака и 30-50% ферро- силикохрома в виде корольков. Шлак состоит из 40-50% кремнезема, 20-30% глинозема, 5-20% карбида кремния, остальное окислы бария, кальция.

Ферросиликохром состоит из 45-52% кремния, 28-32% хрома, остальное - железо и примеси.

Загруженная смесь материалов расплавляется в зоне электрических дуг, образуя жидкую ванну. Расплавление хромовой руды фракции 5-50 мм и извести 5-25 мм протекает с большей скоростью за счет взаимодействия

и FeO хромовой руды с кремнием ферросиликохрома с выделением тепла.

Взаимодействие извести с кремнеземистым шлаком но реакции 2CaO+SiOj 2СаО -SiO также происходит с выделением тепла. Кроме того, окислы шлака Si02, сникают температуру плавления расплава.

Присутствующие в шлаке карбиды кремния взаимодействуют с Fe.-03 хромовой руды с образованием FeO с выделением тепла, ускоряющего плавку.

Выделяющиеся при этом га-зы СО и С0г барботируют расплав, за счет чего ускоряется процесс растворения КУСОЧКОВ хромовой руды. После образования в ванне печи расплава ведут загрузку и проплавление в центре ванны печи смеси хромовой руды фракции 5-50 мм с известью в соотношении 1:(1,1-1,3) и одновременно по периферии ванны печи хромовой руды фракции менее 5 мм, отсеянной до обжига с добавкой пыли, уловленной в газоочистке обжиговой и плавильной печей.

Пыль газоочисток имеет крупность менее 0,5 мм и состав, %: СаО 45-55, Сг205 20-30, FeO 4-8, 2-5, SiO 3-8.

Пыль совместно с мелкой хромовой рудой пневмотранспортом или бадьями подают в печные бункера, из которых она загружается по периферии ванны печи в район между электродами.

Пыль с рудой закрывает электрические дуги, что существенно сокращает тепловые потери излучением.

При этом возрастает доля полезно используемого тепла на расплавление шихты, способствующая снижению удельного расхода электроэнергии и продолжительности на получение рудноиэвест- кового расплава.

В центре ванны печи происходит усвоение хромоизвестковой смеси образовавшимся расплавом от проплавления первой порции материалов. Ускорение расплавления смеси происходит вследствие усиленной передачи тепла от расплава к кусочкам руды и извести, благодаря хорошему контакту между ними.f

Одновременно на периферии, где температура меньше, чем в центре ванны печи, вследствие удаленности от зоны электрических дуг, происходит расплавление менее тугоплавких частиц

хромовой руды фракции менее 5 мм и пыли газоочисток.

Мелкие частицы растворяются в расплаве при температурах 1700-1800°С

При этом сохраняется футеровка ванны (подины и стен).

В процессе загрузки материалов в плавильную печь пыль, уносимая в печи, улавливается системой газоочистки с последующим возвратом ее в печь

После окончания загрузки шихтовых материалов проводят разогрев расплав в течение 10-15 мин, при этом происходит подъем температуры расплава и окончательное расплавление остатков руды и пыли на периферии ванны печи.

Полученный расплав сливают в реактор ,(ковш) для дальнейшего перемешивания с ферросиликохромом и получени низко глеродистого феррохрома.

Предложенный способ получения руд ноизвесткового расплава обеспечивает снижение продолжительности плавки, расход электроэнергии и повышение использования хромовой руды, а также улучшенное качество по стабильности состава расплава в последовательном ряду плавок и соответствие его расчетному составу, обеспечивающему устойчивую работу реактора, ход процесса восстановления хрома и постоянные условия получения феррохрома при смешивании его с ферросиликохромом.

Это достигают тем, что в каждой последующей плавке проплавляется вся загруженная шихта, включающая также уловленную пыль в системе газоочисток.

Проплавленная шихта соответствует расчетному количеству компонентов и соответственно этому получают руд- ноизвестковый расплав с заданным химическим составом.

Загрузка и расплавление в центре ванны печи смеси хромовой руды, извести, взятых в соотношении 1:(1,1- 1,3) и отходов шлака ферросиликохро- мового производства в количестве 0,05-0,1 от массы загружаемой смеси обеспечивает получение первой порции расплава однородного состава с минимальными потерями хромовой руды вследствие отсутствия пылевидной фракции. Однородность расплава обеспечивается также отсутствием при данном соотношении осажденных тугоплавких частиц хромитовых шпинелей на подину. При снижении доли извести, указанной в соотношении, возрас- тает температура плавления первой порции расплава и возникает вероятность образования и осаждения тугоплавких частиц. При увеличении доли извести в соотношении более 1:1,3

происходит локальное обогащение руд- ноизвесткового расплава окисью кальция, которое по ходу плавки не устраняется.

При снижении доли отходов шлака

5 ферросиликохромового производства менее 0,05 от массы смеси снижается скорость проплавления смеси в центре ванны печи и повышается удельный расход электроэнергии. При повышении

0 доли шлака более 0,1 от массы загружаемой смеси руды и извести повышается содержание сопутствующих окислов, присутствие которых изменяет требуемый состав расплава.

5 Снижение расхода смеси хромовой руды и извести первой порции шихты менее 20% от необходимого количества на плавку приводит к увеличению продолжительности плавки, так как с сок0 ращением доли шихты, проплавляемой в высокотемпературной зоне, возрастает доля шихты второй порции. При увеличении расхода смеси первой порции шихты более 40% от необходимого количества на плавку затягивается процесс ее расплавления, чТо в целом увеличивает продолжительность плавки и съем электроэнергии.

5

При снижении расхода хромовой руды фракции менее 5 км, загружаемой по периферии ванны печи, менее 10%, происходит образование труднорасплавляемой настыли, с поверхности которой пыль уносится из печи, а для ее расплавления требуется повышенный расход электроэнергии, при увеличении расхода более 20% от массы рудноизвестко- вой смеси повышается неоднородность расплава по химическому составу вследствие его расслоения из-за повышенной- навески извести в рудноизвест- ковой смеси.

П р-и м е р. На ЧЭМК в промышлен- ных условиях был опробован предложенный способ получения руднокзвестково- го расплава по вариантам 1,2 и 3.

Показатели плавок приведены в таб-- лице.

Перед обжигом хромовую руду в количестве 13 т рассеивали на две фракции: менее 5 мм и 5-50 мм. Руду фракции менее 5 мм (3--3„5 т) загружали в- отдельный бункер для дальнейшей Подачи непосредственно в электропечь, руду фракции 5-50 мм в смеси с известняком фракции 5-25 мм подавали для обжига во вращающуюся печь. Фракцией- Иый состав полученной обоженной руд- ноизвесгковой смеси следующий: Фракция, мм 40-50 20-40 10-20 5-10 Состав, % 1,37 17,1 33,9 Остальное

По результатам пылегазовых замеров пылеунос при обжиге составил около 10%.

Способ получения рудноизвесткового расплава по варианту 2.

Полученную нагретую смесь хромовой руды (9т) фракции 5-50 мм и извести (J0,8) в суммарном количестве 19,8 т В соотношении 1:1,2 загрузили в электропечь мощностью 10,5 МВД, в 2 ста- Дни. После набора токовой нагрузки В начале плавки в центр плавильной печи загрузили 30% от всей массы Смеси, т.е. 5940 кг, и дополнительно 445 кг отходов шлака ферросиликохро- ма. При этом соотношение количеств Смеси хромовой руды и извести к массе Отходов составило 1:0,075.

Шлаковые отходы производства фер- росиликохрома состояли из 65% шлако- вой части и 35% металлической части.

Состав шлаковой части, %: SiO 43,2, А1203 28,6, SiC 15,2, ВаО, СаО и др. остальное.

Состав металлической части, %: Si 47,5,Cr 31,2, Fe 20,2, примеси остальное о,

После расплавления первой порции шихты в центр ванны печи постепенно из обжиговой печи загрузили остальную часть смеси хромовой руды фракции 5-50 мм и извести в соотношении 1:1,2 в количестве 13860 кг. Одновременно с загрузкой в центр печи нагретой смеси хромовой руды и извести по пе- риферии ванны печи загрузили хромовую РУДУ фракции менее 5 мм в количестве 2970 кг и пыль, уловленную в системе газоочисток обжиговой и плавильной печей в количестве 1900 кг.

После 15 мин прогрева и проплавле- ния всех загруженных материалов в течение 1,8ч получено 23 т рудноизвесткового расплава следующего хими

; J

0

5 0

Q

5 Q

5

ческого состава, %: 26,3, СаО 48,1, SiO, 4,2, , FeO, MgO остальное, соответствующего расчетному составу. При проведении серии плавок по данному варианту отклонение содержания СгаОэ, СаО составило ±0,5%.

I

Суммарный расход электроэнергии

на плавку составил 18740 кВт-ч, удельный расход электроэнергии 815 кВт-ч/т рудноизвесткового расплава.

Усвоение хромовой руды рудноизве- стковым расплавом составило 98,9%.

По предлагаемому способу аналогично получили рудноизвестковый расплав при двух предельных соотношениях шихтовых материалов (варианты 1, 3). Для сравнения показателей получили рудноизвестковый расплав по способу- прототипу.

Исходное количество хромовой руды на обжиг было взято 13 т без рассева по фракциям.

Количество смеси хромовой руды и извести в соотношении 1:0,9 после обжига получено 19760 кг. В процессе обжига пылеунос руды составил 20% (2600 кг).

Нагретую смесь из обжиговой печи через центральную труботечку по ходу плавки подавали в электропечь. Продолжительность плавки составила 2,3 ч, расход электроэнергии на плавку составил 24460 , удельный расход 1-240 кВт ч/т, количество полученного расплава 19,7 т.

Из таблицы следует,что предлагае- - мый способ получения рудноизвесткового расплава позволяет сократить продолжительность плавки на 0,3-0,5 ч, снизить удельный расход электроэнергии с 1240 до 815 кВт ч/т расплава, т.е. на 34%, повысить усвоение хромовой руды рудноизвестковым расплавом на 17,6-18,7% и улучшить его качество.

Предложенный способ практически исключает потери хромовой руды.

Формула изобретения

Способ получения рудноизвесткового расплава, включающий загрузку и расплавление в электропечи обожженной смеси хромовой руды и извести в соотношении 1:0,9 нагретой до 800-900°С, проплавление и слив расплава в реактор, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности плавки, снижения удельного расхода электроэнергии и повышения использования хромовой руды при одновременном улучшении качества расплава, в центр ваннб печи вначале загружают и расплавляют обожженную смесь хромовой руды фракции 5-50 мм и извести в соотношении 1:(1,1-1,3) при расходе ее 20-40% от количества на плавку с добавкой отходов шлака фер- росиликохромового производства, в

количестве 0,05-0,10 от массы смеси, затем загружают и проплавляют в центре ванны печи остальную часть смеси обожженной хромовой руды фракции 5- 50 мм с известью в соотношении 1: :(1,1-1,3) и одновременно по периферии ванны печи загружают хромовую руду фракции менее 5 мм в количестве 10-20% от массы смеси на плавку с добавкой пыли газоочисток обжиговой и плавильной печей.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов, конкретнее к получению рудноизвесткового расплава для выплавки низкоуглеродистого феррохрома методом смешивания с ферросиликохромом. Цель изобретения - сокращение продолжительности плавки, снижение удельного расхода электроэнергии и повышение использования хромовой руды при одновременном улучшении качества рудноизвесткового расплава. По способу в центре ванны печи вначале загружают и расплавляют 20-40% обожженной смеси хромовой руды фракции 5-50 мин и извести в соотношении 1:(1,1-1,3) с добавкой отходов шлака ферросиликохромового производства, затем остальную часть смеси загружают и проплавляют по периферии ванны печи хромовой руды фракции менее 5 мм в количестве 10-20% от массы смеси с добавкой пыли газоочисток обжиговых и плавильных печей. Способ позволяет сократить продолжительность плавки на 0,3-0,5 ч, снизить удельный расход электроэнергии с 1240 до 815 кВтч/т расплава, т.е. на 34%, повысить усвоение хромовой руды рудноизвестковым расплавом на 17,6-18,7% и улучшить его качество. 1 табл.

Продолжение таблицы