Способ извлечения металла из шлаковых расплавов

ОООЗ СОВЕТСКИХОВЗВЛЮаенаРЕСПУБЛИК ЦИ 01) 4(51) С 21 В 15/00 ГООУДАРСТВЕННЮ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРетениВИДВЛЬСТВУ(54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕИЯ МЕТАЛЛА ИЗ ЦШАКОВЫХ РАСПЛАВОВ, включающий воздействие на расплав скрещенных магнитного поля и электрического поля, образованного подводимым к расплаву при помощи электродов электри. ческого тока, о т л н ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения эффективности извлечения металла и надежности способа, электроды нагревают до температуры, равной 1,0- 1,1ературы начала кристаллизациикового расплава.1357Изобретение относится к металлургии, в частности к ферросплавномупроизводству, и может быгь использовано для извлечения металла из шлаковых расплавов. 5Известен способ извлечения металла из шлаковых расплавов, включающийвоздействие иа расплав скрещенныхэлектрического и магнитного полей,согласно которому поток шлакового 10расплава направляют между полюсамиэлектромагнита постоянного тока,а через слой расплава в зоне магнитного поля пропускают постоянный электрический ток Я .15Недостатком способа является низкая эффективность и надежность извлечения. При контакте шлакового расплава с холодными электродами происходитнамораживание шлака на поверхностьэлектрода, что увеличивает сопротивление между электродами и резко уменьшает силу тока,Наиболее близким к предлагаемому9 о технической сущности и достигаемому эффекту является способ извлечения металла из шлаковых расплавов,включающий воздействие на расплавскрещенных магнитного поля и электрического поля, образованного подводимым к расплаву посредством электродов электрического тока, причемвеличину тока в рабочей зоне сепарации регулируют по сигналу разбаланса,. возникающему от иЗменения электропроводности продукта за пределами зоныразделения И .Недостатком известного способа яв.ляется его низкая эффективность инадежность. При контакте шлаковогорасплава с холодными электродами происходит намораживание шлака на порверхность электрода, что увеличиваетсопротивление между электродами ирезко уменьшает силу тока. Это делает процесс извлеченИя включений металла неэффективным и ненадежным.,Регулирование тока по сигналу разбаланса, возникающему от измененияэлектропроводности расплава шлаказа пределами зоны разделения, поэтой причине становится также ненадезиымеЦелью изобретения является повьппение эффективности извлечения металлаи надежности способа. 55Поставленная цель достигается темчто согласно способу извлечения металла из шлаковых расплавов, включаю 65 2щему воздействие на расплав скрещенных магнитного поля и электрического поля, образованного подводимым к рас плаву при помощи электродов электрического тока, электроды нагревают до температуры, равной 1,0-1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава.Нагрев электродов до температуры, составляющей 1,0-1,1 температуры начала кристаллизации (ТНК) расплава, позволяет избежать намораживания шлака на электроды и тем самым дает возможность поддерживать стабильную величину силы тока, проходящего через расплав, что делает процесс более эффективным и надежным. Нагрев электродов до температур, меньших 1,0 ТНК, увеличивает сопротивление слоя шлака между электродами, так как при этом резко увеличивается его вязкость и снижается эффективность извлечения металла, Нагрев до температур, больших 1,1 ТНК, не уменьшает сопротивле ния слоя шлака, так как его вязкость остается практически постоянной и на эффективность извлечения не влияет, однако при этом увеличиваются затраты энергии, повышается потребляемая мощность.На фиг. 1 приведено устройство дляосуществления предлагаемого способа, продольный разрез, устройство; на фиг,2 - разрез А-А на фиг, 1.Устройство состоит из желоба 1, электромагнита 2 и электродов 3. Электроды 3 расположены между полюсами электромагнита 2 и соединены между собой последовательно проводником 4. В днище желоба перед электродами имеется углубление - металлоприемник 5. Соединение электродов между собой может осуществляться провод ником с сопротивлением.Перед началом работы устройства включают электромагнит 2 и подают напряжение на электроды 3. Ток, проходя через электроды 3, нагревает их до требуемой темгературы, после чего шлаковый расплав сливают в желоб 1, Поступающий самотеком по желобу 1 шлак в зоне сепарации подвергается воздействию скрещенных магнитного поля, образованного электромагнитом 2, и электрического, образован.ного током, проходящим через расплав между электродом 3. Направление тока таково, что при его взаимодействии с магнитным полем в расплаве возни3 1135 кает .электромагнитная сила, направленная навстречу движущемуся расплаву. В связи с тем, что электропровод- ность шлака на несколько порядков ниже электропроводности металла, ток, возникающий в частицах металла, будет выше тока в шлаке. Соответственно на частицы металла будет действовать значительно большая электромагнитная сила. Преодолевая сопротивление движущегося расплава, частицы металла будут выталкиваться из зоны сепарации, оседать и собираться в кармане 5. Иинеральная составляющая будет проходить зону сепарации и далее направляться на переработку,Схема электрической цепи работающего устройства такова, что если пред ставить слой шпака между электродами в виде проводника, то он образует вместе с проводником 4 цепь двух параллельно соединенных проводников. Сила тока на участках такой цепи обратно пропорциональна сопротивлениям. Сопротивление проводника 4 может быть увеличено дополнительным сопротивлением, При случайном намораживании шлака на электроды сопротивление слоя шлака между электродами резко возрастаетЭто автоматически вызы 30 вает увеличение силы тока, проходя" .щего через электроды и проводник 4, а следовательно, больший нагрев ;электродов и разогрев намороженного слоя шлака, после чего сопротивление слоя шлака снижается, а сила тока, З 5 проходящего через проводник 4, умень. шается.Таким образом, происходит автоматическое регулирование и поддержание стабильной величины силы тока, проходящего через расплав, что делает процесс надежным и более эффективным.П р и м е р. На лабораторной уста-. новке с желобом, выполненным иэ шамота, с шириной канала в зоне сепара ции 15 мм и расстоянием между электродами 10 мм при индукции в зазоре 750 Э и силе тока в цепи 250 А осуществляют извлечение металла из шлакового расплава с температурой кача 765 4ла кристаллизации 1200 С. Полученные результаты приведены в таблице,При нагреве электродов до темпера туры, равной 1,0-1, 1 температуры начала кристаллизации шлакового распла ва, степень извлечения металла составляет 953. Нагрев электродов до температур, меньших 1,0 температуры начала кристаллизации шлакового расплава, увеличивает сопротивление слоя шлака между электродами, так как при этом резко увеличивается его вязкость, и снижает эффективность извлечения металла Нагрев до температур, больших 1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава не уменьшает сопротивления слоя шлака и на эффективность извлечения металла не влияет, однако при этом увеличиваются затраты энергии, так как повышается потребляемая мощностьНа этом же устройстве осуществля" ют извлечение металла по известному способу. При этом установлено, что расплав намораживается на холодные электроды, перекрывает канал сепарации и осуществить извлечение металла не удается.Помимо нагрева сопротивлением, нагрев электродов может осуществляться электрической дугой между электро. дами или их индукционным нагревом.За базовый объект для определения экономического эффекта принята существующая на ферросплавных заводах технология переработки шлаков электропечного силокомарганца, который для извлечения металла подвергают дроблению до крупности 0,5 мм.Предлагаемое изобретение по сравнению с базовым объектом позволит получить эконоиеческий эффект в размере 155 тыс.руб. на каждые 100 тыс,т. шлака только за счет сохранения шлаков силикомарганца в виде щебня.Юнаки силикотермического производства хромистых сплавов содержат до 5 Х металла. Таким образом, экономическая эффективность от реализации изобретения составит 800 тыс. руб. на 100 тыс.т. шлака.1135765 Устройство Температура нагрева электродов, С Потребляе- .мая мощностькВт Индукция в зазоре,Э Силатока, А Степеньизвлечения металла,Х 750 220 85 Предлагаемое 1,15 750 95 1 ,20 750 230 96 1,22 750 240 95 1,25 750 250 95 1,3 Известное 750 250 Составитель К.Сорокин актор Н.Егорова Техред Т.фанта КорректоР И. МускаПодписноа СССР аказ 10 7/17 Тираж 552ВНИИПИ. Государственногпо делам изобретений113035, Москва, Ж, Р оми открушска В., д. 4/ 0,95(1200)о,1(1 гоа)1,05(1200)1, 1(1200)1, 15 (1200) ал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,