Способ загрузки шихты

СООЗ СОВЕТСНИХ03 ИМЯЯИШРЕСГ 1 УБЛИН 3/00 69 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРС ико,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 30.04.86. Бюл. В 16 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени, металлурги" ческий институт им. Л.И,Брежнева (72) А,Г,Кучер, В,В.Корчевный, Г.Д.Ткач и И.Г.Кучер(56) Технологические инструкции на выплавку марганцевых сплавов ТИ 146-4-40-84, ТИ-ф-82 Н польского завода ферросплавю,Авторское свидетельство СССР В 451776, кл. С 22 С 33/00, 1975. (54)(57) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ШИХТЫ вФэлектропечь при выплавке ферросплавов, заключающийся в загрузке кварцита и кокса в центральную зону, аостальных компонентов шихты - в периферийную зону, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения извлечения ведущих элементовв сплав, производительности печи иснижения удельного расхода электроэнергии, шихту загружают с отношением содержащегося в восстановителетвердого углерода к содержащемусяв рудной части шихты ведущему элементу, равным 0,41-0,65 - в центральную и 0,15-0,40 - в периферийнуюзоны, при этом в центральную зонузадают восстановителя 45-757 от егообщего количества, 1227705 2Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к производству ферросплавов, применяемых дляраскисления и легирования стали,Цель изобретения - повышение извлечения ведущих элементов в сплав,производительности печи и снижениеудельного расхода электроэнергииВ центральную и периферийную зоны загружают шихту с отношением содержащегося в восстановителе твердого углерода (С ) к содержащемуся в рудной части шихты ведущемуэлементу (Мер)-С,ь /Мер равным0,41-0,65 и 0,15-0,40 соответственно, при этом в центральную зону задают 45-757 от,общего количествавосстановителя,Загрузка шихты с указанным соот-ношением С /Ме, стала возможнойвследствие установления зависимости термодинамических и кинетическиххарактеристик от степени углеродотермического восстановления металлов иэ их оксидов.Сущность предложенного способаможет быть охарактеризована на примере загрузки шихты при выплавкесиликомарганца,Экспериментальным путем установдено, что выбранный способ загрузки шихты с соотношением С /Ме является оптимальным для процесса выплавки силикомарганца, а также можетбыть использован для выплавки другихферросплавов в руднотермических электропечах. Граничные значения выбранных от.ношений С, /Мец:в предлагаемом способе подачи шихты связан с кинетическими условиями углеродотермического восстановления металла из его оксида и электрическим режимом ведения плавки. Отношение С, /Мев периферийной зоне менее 0,15 при сравнительно низкой (1200 С) температуре в ней не обеспечивает протекания восстановительных процессов и приводит к большим потерям ведущих элементов (марганца и кремния) с отвальным шлаком (около 207), а более 0,40 увеличивает протекание тока на обстановочные блоки и приводит к их разгару.Отношение С /Ме менее 0,41 в центральной зоне даже с учетом высокой температуры в приэлектродной зоне (1800-2000 С), не обеспечиваетВ данном способе кварцит растворяется в рудном расплаве, что обеспе.чивает получение жидкой фазы при 45 о1300 С и вышее. Это соизмеримо с температурой начала восстановления МпО(1324 С), поэтому условия для восостановления марганца значительноулучшаются.В идентичных промьппленных условиях в печи РКГбыли проведены сопоставительные плавки силикомарганца согласйо предлагаемому способуи прототипу.Способы загрузки шихты отличалисьтем, что в опытном варианте в центральную зону подавали повышенноесодержание восстановителя при от 20 25 ЗО 35 40 глубокого восстановления ведущих элементов шихты в сплав, а более 0,65 ухудшает электрический режим ведения плавки за счет повышения электропроводности шихты, повышает токовые нагрузки на электродах (100- 10 кА) и их посадку, что смещает реакционную зону в верхние горизонты ванны печи, повышает температуру под сводом и,как следствие, увеличивает горячие простои из-за повышенного износа элементов конструкции печи (свода, короткой сети и т.д.).Предлагаемый способ загрузки шихты обеспечивает повышение извлеченияведущих компонентов шихты, производительности электропечей и снижениеудельного расхода электроэнергии эасчет интенсифииации процессов углеродотермического восстановления вцентральной и периферийной зонах печи,Способ загрузки шихты по прототипу, предусматривающий раздельнуюподачу кварцита с коксом под электрод (центральную зону) и остальныхкомпонентов шихты в периферийную зону, не позволяет создать благоприятные кинетические условия для протекания процессов совместного восстановления марганца и кремния, таккак марганецсодержащее сырье подается в периферийную зону, а отсутствие твердого восстановителя в этихзонах не обеспечивает нужную степеньвосстановления ведущих элементов в сплав. Кроме того, дляплавления кварцита необходимо затратить дополнительно, электроэнергию по сравнению с его растворениемв рудном расплаве,Показатель Способы загрузки шихты по вариантам тотип) 11 111 1 Ч Ч Ч 1 Сп /Ме в зонах; центральной 1,0 0,40 0,41 0,53 0,65 0,66 периферийной 0,0 0,41 0,40 0,28 О,6 0,14 Масса восстановителя от общего его количества, 7, в зонахцентральной 100 44 45 60 75 76 3ношении С/Мер , равном 0,41-0,66, а в периферийную - 0,14-0,40 соответственно. Способ загрузки шихты по прототипу обеспечивал подачу кварцита и кокса в центральную зону, а остальных компонентов шихты (в том числе все марганецсодержащее сырье) в периферийную зону. Данные представлены в таблице,Анализ полученных результатов свидетельствует, что предлагаемый способ загрузки шихты (варианты 111, 1 Ч, Ч)обеспечивает повьппение производительности печи, извлечения марганца и снижает удельный расход электроэнергии, При способе загрузки шихты по варианту 11 (ниже нижнего предела отношения Сп /Мев центральной зоне и вьппе верхнего в периферийной зоне) извлечение марганца снижается на 0,4 Е, что обьясняется недостатком восстановителя в центральной зоне, основной реакционной зоне и избытком его в пери,ферийной зоне. Это приводит к неполному восстановлению ведущих ком.понентов (марганца и кремния) в сплав в основной реакционной зоне и нарушению электрического режима ведения плавки за счет пониженной (1200 С) температуры для восстановления (теоретическая температура начала восстановления марганца углеродом 1324 С)в периферийной зоне. При этом наблюдается высокая посадка электродов и токовая нагрузка на них достигает 10 кА, что является пределом электрической харак.теристики трансформаторов (допустимая величина токов не более 112 кА). 227705 4При способе загрузки шихты поварианту 1 Ч (отношение С/Йе,с вцентральной зоне печи выше верхнегопредела 0,66 и ниже нижнего пределав периферийной зоне 0,14) происходит перераспределение тепловой зоныпечи, т.еосновное количество энергии выделяется в центральной зоне,где недостаточно восстанавливаемого 1 О ведущего элемента в рудной части ипроисходит неполное использованиевосстановителя. При этом наблюдаетсяреакция газификации углерода и содержание окиси углерода в феррогазе до 15 стигает 79-803.Наряду с этим в периферийную зону подается всего 243 восстановителя от общего его количества, поэтомууглеродотермическое восстановление 20 ведущих элементов замедляется. Этоприводит к значительному снижениюпроизводительности печи (98,8 Ж) иросту удельного расхода электроэнергии (4100 кВтч/т). Кроме того, наблю дается рост концентрации марганца вшлака (вьппе 183 против 113 по предлагаемой технологии), что приводитк неоправданным потерям марганца,Таким образом, результаты испытаЗ 0 ний свидетельствуют, что при соотношении С /Ме д, равном в центральнойи периферийной зонах 0,41-0,65 и0,15-0,40 соответственно, повышается извлечение ведущего элемента 35(марганца) в сплав на 4,63, производительность печи на 163 и снижаетсяудельный расход электроэнергии на370 кВтеч/т, При этом значительно улучшается как электрический, так и газо вый режим ведения плавки за счет стабилизации посадки электродов.227705 Продолжение таблицы Способы загрузки шихты по вариаитаи Показатель 10 ЧЪ Ч рийной 0 тельность 0 99,1 10 07 98,070 4080 3820 3700 3780 4100 6,4 76,0 79,0 81,0 79,0 75,8 Извлечение Мпсплав, 7 Составитель В.Трегубенко Редактор М.Дылын Техред М.Моргентал Корректор Е.Рошкокаэ 2266/29 Тираж 567 ВНИИПИ Государ по делам иэо 113035, Москва, Ж Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна перифПроиэводпечи, Й Удельный расходэлектроэнергии,кВт ч/тl Подписноетвенного комитета СССРретений н открытий5, Раушская наб., д. 4/5