Шихта для получения ферросилиция Советский патент 1983 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии., в частности к произвол- . ству ферросплавов, конкретнее к производству ферросилиция.

Известна шихта для получения ферросилиция , .состоящая из углеродистого восстановителя (кокса и полукокса), металлодобавок (стальной стружки, металлолома) и кварцита 1 .

Недостатками технологии получения этой шихты являются низкая скорость восстановления кремния вследствие незначительной поверхности контакта между твердым и жидким кремнеземомс углеродом и неудовлетворительные условия работн на колошнике из-за неравномерного выделения газов из тиглей.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является шихта для выплавки ферросилиция, состоящая из 28,1-58,5% кварцита, 16,8-32,7% углеродистого восстановителя и 8,555,0% железной стружки C2J.

Недостатками известной шихты являются: пониженная степень восстановления кремния из шлака, образующегося в процессе производства ферросилиция; большие потери кремния, связанные с образованием карбида кремния, который

переходит в шлак; неудовлетворительные условия работы на колоднике вследствие неравномерности выделения газов-продуктов реакции восстановления кремния углеродом, неудовлетворительная работа летки из-за зарастания отверстия карборундом.

Целью изобретения является повышение степени восстановления кремния

10 и увеличение производительности печи.

Цель достигается тем, что шихта для получения ферросилиция, включаю- . щая углеродистый восстановитель, металлодобавку, кварцит, согласно изоб15ретению, дополнительно содержит силикатный шлак и кварцитобарит при Следующем соотношении компонентов,вес.%:

Углеродйстый восста20

20-35 новитель Металлодо1-40бавка

Силикатный

1-10 шлак 25 Кваоиитобаоит 0,5-10

Кварцитобарит

Остальное Кварцит

Компоненты шихы: углеродистый восстановитель (кокс металлургический или полукокс химической промлиленнос30 ти) с содержанием 70-90% фракции 525 глм в количестве 20-35%, металлодобавка (стальная стружка, металлолом) фракции не более 150 мм в количесдве 1-40%, силикатный ишак собственного производства с включениями металла, дробленный до фракции не более 150 мм, кварцитобарит, представляющий собой минерал со сростками барита и кварцита (30-60% BaSO, 40-70 SiOg) фракции 40-100 мм и кварцит фракции 40-120 мм, - смешивают и используют для получения ферросилиция.

Шихту загружают в электродуговую руднотермическую печь непрерывно по мере проплавления и опускания уровня колошника.

В печи шихта нагревается и проплавляется. Особенностью предложенной шихты является то, что во взаимодействии компонентов участвуют дополнительно силикатный шлак и кварцитобарит .

Эти компоненты шихты ускоряют фазовые превращения кварцита и повышают его реакционную способность. Сое динения серы, выделяющиеся их кварцитобарита, вследствие его взаимодействия с силикатным шлаком разрушают карборунд в верхних слоях шихты чем способствуют равномерному газовыделению на колошнике печи, что в конечном счете сказывается на технико-экономических показателях плавки.

В нижних слоях, в районе гарниссажа, на подине происходит разрушени карборунда кремнеземом силикатного шлака и барием в результате чего образуется металлический кремний,- усваиваемкй основной массой ферросилиция Леючцбе отверстие не засоряется кар борундом.

Равномерное выделение газов на колошнике улучшает его работу: снижается -температура, повышается стойкость оборудования, представляется возможность выплавки высокопроцентного ферросилиция в печах со сводом. Улучшение работы летки заключается в том, что сокращается операция шуровки летки и продолжительность выпуска шлака и ферросилиция из печи,- что уменьшает степень охлаждения тигля в районе леточного отверстия. В полученном ферросилиции содержится 4590% Si, остальное - железо и примеси. Содержание бария в сплаве составляет 0,7-4,0%.

При содержании углеродистого восстановителя в шихте менее 20% происходит ее запекание и увеличение температуры верхних слоев шихты, что приводит к потере кремния в улет.

При содержании восстановителя бо лее 35% уменьшается глубина погружения электродов в шихту, прекращается Ьыход шлака и снижается производительность печи.

Если металлодобавка менее 1%, то процесс восстановления кремния ухудшается, если более 40%, то температура в печи снижается и полнота протекания реакций восстановления стано вится неудовлетворительной.

Содержание силикатного шлака в шихте менее 1% не сказывается на работе печи, увеличение его доли свыше 10% приводит к снижению температуры размягчения шихты, спеканию, колсшника и, как следствие, ухудшению технико-экономических показателей процесса.

Добавка в шихту кварцитобарита менее 0,5% практически не сказывается на протекании физико-химических реакций в печи. Наиболее заметное действие на ход восст.ановительных процессов кварцитобаритовая руда оказывает в пределах до 10%. Увеличивается доля жидкофазных энергетически выгодных реакций за счет флюсующего влияния соединений бария и серы. Дальнейшее увеличение содержания минерала в шихте (более 10%) из-за повышения вязкости и кратности шлака резко ухудшает процесс восстановления кремния.

Содержание кварцита в шихте определяется предполагаемым составом сплава и обеспечивает нормальное протекание технологического процесса.

Испытания шихты проводили на укрупненной лабораторной электропечи мощностью 60 кВА непрерывным процессом. В качестве шихтовых материалов использовали кварцит (98% Si02), кварцитобарит (42,48% BaSO, 48,13% Si 02)г металлургический кокс, стальную стружку, ферросилициевый шлак. Крупность компонентов шихты - 30+ + 10 мм.

Результаты испытаний приведены в таблице.

0)

s:

X

a у

03

CO fS гЧ

О

UJ 0

00

«

oo

00

u

N

ь

ffl

N

(N

CN

r oo

«н ел

О Л

m

о

со о

1Л

о

in

00

ГЧ

(N ГО

1Л N

kO CS

00 1Л

О

r «

ю

оо о

г о

VO

со

м fs

о

о

s о

см

гч

с со

м л

(Л

п

Ч

Л

со оч

о оо

00

о оо

г г

г

iH

VO rv|

м

со

t

Ч

м

о

т eh

m

CO

СП

(Т

У (П

со

о

-Г

н

03

о о

ш ч

гЧ -W

со in

о

1Л

о го

го

ш го

чIN т

(N

го

о

го о

in го

о ш

о ш

гм

Ч го

ш

«

VO

Испытания показали повыиение степени восстановления кремния, увеличение производительности печи, уменьшение кратности шлака при соотношении компонентов шихты, предусматриваемом в изобретении.

Ожидаемый экономический эффект от повышения производительности и снижения расхода электроэнергии около 800 тыс.руб. в 1юд. Формула изобретения

Шихта для получения ферросилиция, включающая углеродистый восстановитель, металлодобавку, кварцит, о т личаю.щаяся тем, что, с целью повышения степени восстановления кремния и увеличение производительности печи, она дополнительно содержит силикатный шлак и кварцитобарит при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углеродистый восстановитель20-35

Металлодобавка1-40

Силикатный шлак1-10

Кварцитобарит0,5-10

КварцитОстальное

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

2.Елютин В.П., Павлов Ю.А. и Левин Б.Н. Ферросплавы. М., Металлургиздат, 1951, с. 105.