Способ получения феррохрома и устройство для его осуществления

(я)з С 22 В 5/10, С 22 С 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Фрид Крупп ГмбХ (ОЕ)(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОХРОМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству феррохрома. Цель изобретения - снижение 5 Ы 1 1713440 расхода электроэнергии. Для производства феррохрома во вращающуюся печь 1 загружают в определенном соотношении смесь из хромовой руды, угля и шлакообразователей, Загруженную смесь в атмосфере, содержащей СО, нагревают до температуры около 1500 С. Выгруженный из вращающейся печи продукт реакции охлаждают перед плавкой в электропечи. Чтобы сократить расход энергии, а также. отказаться от применения сложной аппаратуры, предложено перед плавкой охлаждать продукт реакции до 600 - 1000 С, с помощью предназначенных для нагрева и обезуглероживания добавок 11, необходимых для проведения процесса исааки до о 00 - 1000 С до того, как он будет загружен при помощи загрузочноКРМБ В Р",1 Э ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к металлургии,конкретно к получению феррохрома.Цель изобретения - снижение расходаэлектроэнергии,Феррохром является сплавом, в составкоторого входит 20-706 хрома, 0,02 - 10%углерода, 0,05 - 5 О/ кремния, остальное - железо, а также обычные примеси.Феррохром получают при помощи восстановительной плавки содержащих железохромовых руд, в частности хромистого железняка углеродом согласно уравнениюЕе Сг 204+4 С=Ее+2 Сг+4 СО,Восстановительную плавку проводятпри использовании кусковой смеси железококс или смеси окомкованное железо - кокс,или используют предварительно восстановленные гранулированное железо и мелкийкокс и кокс, в особенностив низкошахтнойпечи или же в электропечи, причем получают сплавы с различным содержанием углерода. Феррохром применяют приизготовлении хромистых сталей в качествелигатуры, Очень часто нежелательное высокое содержание углерода в феррохромовыхсплавах можно снизить фришеванием сплавов или фришеванием изготовлвнной из ниххромистой стали, Хромовые руды содержат20-50% Сг 20 з, 20-400 ЕеО и 1,0 - 7006 жильйой породы. Отделение жильной породыперед переработкой руды по меньшей мерехотя бы частично связано с трудностями,поэтому высокую долю жильной породы визвестных способах восстановительнойплавки приходится отделять от полученныхферрохромовых сплавов в виде жидкогошлака. Поскольку при этом способе в восстановленном материале наряду с тугоплавкой жильной породой руды еще содержатсязначительные доли Сг 20 з, образующиесяшлаки имеют высокую температуру плавления и поэтому необходимо несмотря на добавку флюсов устанавливать температуруплавления выше 1750 С, чтобы в достаточной степени восстановить окись хрома изжидкого шлака на максимально низкомуровне потери хрома при низкой вязкостишлаков. Высокие температуры, необходимые для проведения способа восстановительной плавки, обуславливаютнежелательно высокий расход энергии.Отличием предлагаемого способа является то, что продукт реакции (выгружаемыйиз вращающейся печи материал) смешивают во время и/или после выгрузки из печи схолодными добавками, необходимыми дляпроцесса плавки, при этом температурупродукта реакции понижают так, что он переходит из тестообразного состояния втвердое. Преимуществом способа является то, что не требуется расхода энергии для охлаждения выходящего из вращающейсяпечи материала и для его измельчения,.Напротив, тепло выгружаемого из вращающейся печи материала используется для нагрева холодных добавок и как дополнительное тепло, необходимое при,эндотермических реакциях. Благодаряперемешиванию происходит одновременно10 предотвращение образования агломератов.Согласно изобретению продукт реакции охлаждают перед плавкой при помощидобавок, необходимых для проведения процесса плавки, до 600-1000 С, предпочти 15 тельно до 700 - 1000 С. Потерянную приохлаждении энергию используют как длянагрева, так и для обезуглероживания известняка и/или сырого доломита в,качестведобавки, Известняк и/или сырой доломит20 добавляют преимущественно в количестве150 - 500 кг/т выгрузки вращающейся печи,В соответствии с изобретением указанные добавки и выгруженный из вращающейся печи материал перемешивают в25 облицованном жаропрочным материаломбарабане с роликами до получения сыпучейзернистой смеси с крупностью зерен 0 -100 мм, преимущественно 10 - 100 мм. Названный размер зерен достигается тем, что30 барабан вращается со скоростью 1 - 10об/мин, преимущественно 3 - 7 об/мин,Согласно уровню техники соотношение(А 20 з+3102)/(СаО+МдО) в предварительновосстановленном материале равно 1,4-1035 при соотношении Я 02/А 20 з 0,5 - 5. Поэтомув случае шлаковой фазы имеется сильнаякислая реакция. Чтобы снизить при плавкесодержание серы в фазе металла, например, до 0,03, по другому варианту выпол 40 нения изобретения добавляют добавки втаком количестве, которого достаточно, чтобы при проведении дальнейшей плавки установить шлак с основностью (СаО+МцО)(Я 02) больше 1,1, преимущественно около45 1,5.Выгружаемый из барабана с роликамиматериал загружают преимущественно безпоследующего охлаждения, следовательно,с температурой 600 - 1000 С, например при50 помощи загрузочной емкости, в горячем состоянии в плавильную печь, предпочтительно в электрическую пень.В предлагаемом устройстве для реализации способа не применяют измельчители,55 сепараторные устройства, охлаждающие устройства и требующиеся между ними транспортирующие приспособления,В соответствии с вариантом выполнения этого устройства выпуск барабана с роликами соединен с окружающей шахтой,разгрузочное отверстие которой расположено выше перемещаемого загрузочного устройства. Таким образом, создана практически замкнутая система, в которой происходят минимальные потери энергии.С целью предотвращения в случае аварии накопления материала в разгрузочном отверстии названной шахты, что может привести к нежелательным последствиям, в шахте предусмотрен йерелив, входящий в охлаждаемый барабан. Для охлаждения применяют воду.На чертеже представлено устройство для производства феррохрома.Устройство содержит вращающуюся печь 1, из которой продукт 2 реакции направляют в барабан 3 с роликами, разгрузочный конец которого соединен с окружающей шахтой 4, Запирающийся выпуск 5 шахты на нижнем конце шахты 4 позволяет дозированно заполнять перемещающийся загрузочный резервуар 6. Кроме того, шахта 4 содержит расположенный сбоку перелив 7, входящий в барабан 8 для аварийного охлаждения. Поступающие туда материалы можнопередавать через выпуск на ленточный конвейер 9,Железосодержащую хромовую руду, находящуюся во вращающейся печи 1, нагревают сжиганием мелкозернистого угля, который подают посредством горелочной трубки 10. Нагрев вращающейся печи 1 происходит в противотоке направлению подачи преимущественно подогретого сырья и угля. Во вращающейся печи 1 устанавливают темературу 1510-1560 С, при которой продукт восстановления, состоящий из железо- содержащих хромовых руд, углерода и шлакообразователей, приобретает тестообразное состояние, причем здесь происходит образование мелких капелек металла и агломерация нескольких частиц материала восстановления. Во вращающейся печи еще не наступает разделение металлической фазы и жильной породы. Возможность пригара устраняют тем, что вращающаяся печь имеет футеровку из магнезитового кирпича, которая содержит добавки окиси хрома. и/или угля, и/или смолы. В нижней зоне вращающейся печи (на чертеже слева), в которой продукт восстановления имееттемпературу минимум 1200 С, вводят необходимую для шлакообразования ЯЮ 2 в количестве, которое необходимо для приведения его в тестообразное состояние. Это количество можно определить путем расчета или же получить экспериментальным путем. Продукт реакции перемешивают сизвестняком и/или сырым доломитом 11 в качестве добавок, который подают. через дозирующее загрузочное устройство 12.Введение добавок 11 производится преимущественно в зоне желоба 13, по которому продукт 2 реакции покидает вращающуюся печь, Добавку можно вводить также (вариант устройства) непосредственно в барабан 3 с роликами. По желобу 13, названные добавки 11 ипродукт 2 реакции, попадают в барабан 3 с роликами, облицо 5 10 ванный жаропрочным кирпичом. Этот барабан вращается с частотой 1-10 об/мин. Благодаря вращательному движению бара- . бана 3 достигается необходимая степень перемешивания добавок с продуктом реакции, причем известняк и/или сырой доломит одновременно отбирают у продукта 2 15 реакции энергию реакции, расходуемую на нагрев и требующуюся для проведения обезуглероживания. Продукт реакции охлаждается до 600-100 С, Одновременно- происходит нагрев добавок 11 до той же температуры, Образуется смесь, в которой 20 лом крупных кусков и из барабана выходит зернистый материал с диаметром зерна максимум 100 мм, который можно направлять через шахту 4 и ее выпуск 5 в загрузочный резервуар 6. При помощи последнего смесь загружают в электропечь (не показана),30 35 Для проведения плавильного процесеа в соответствии с предлагаемым способом не требуется затрат больших количеств энергии, в то время как в известных способах добавки непосредственно загружают в плавильный агрегат и выгрузку вращающейся печи загружают с ее первичной температурой 1200 - 1500 С. Последнее невозможно с практической и технической точек зрения из-за спекающегося материала и его разрушающего действия в горячем состоянии. Поэтому предлагаемый способ с устройством для его осуществления дает возможность вести необходимое охлаждение выгрузки вращающейся печи при помощи энергии добавок для плавильного процесса, требующейся для проведения нагрева и обезуглероживания. Тем самым суммарное содержание энергии количества материала, который используют в плавильном агрегате, не изменяется, но может изменяться температура отдельных компонентов, Благодаря охлаждению выгрузки вращающейся печи не происходит каких-либо потерь энергии для заключительного процесса плавки. 40 45 50 55 25 загрузка вращающейся печи переходит изтестообразного состояния в твердое. Благодаря роликам в барабане 3 происходит раз1713440 5. Способ по пп. 1 - 4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что продукт из вращающейся печи с добавками перемешивают в облицованном жаропрочным материалом барабане с роликами до получения зернистой смеси. 45 50 Составитель Т. МорозоваТехред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова Редактор М. Петрова Заказ 547 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Формула изобретения 1. Способ получения феррохрома с содержанием углерода 0,02-10 физ железосодержащих хромовых руд, включающий предварительный нагрев во вращающейся печи смеси, состоящей из хромовых руд и угля взятых в соотношении 1;04 - 2, и шлакообразующих в виде оксида кальция и/или магния, оксида алюминия и/или кремния, в течение 20-240 мин в атмосфере, содержащей окись углерода, до 1480-1580 С, выгрузку продукта, охлаждение его и последующее плавление в печи при 1600 - 1700 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, охлаждение продукта осуществляют путем ввода при выгрузке из вращающейся печи холодных добавок, необходимых для проведения процесса плавки, до температуры, при которой шихта из тестообразного состояния переходит в твердое.2. Способ по п.1, отл и ч а ю щий ся тем, что продукт из вращающейся печи перед плавкой охлаждают при помощи добавок, необходимых для проведения процесса плавки, до 600 - 1000 С, предпочтительно до 700 - 1000 С, при этом добавки нагреваются и обезуглероживаются.3. Способ по п.2, отл и ч а ю щий ся тем, что в качестве добавок вводят известняк и/или сырой доломит.4. Способ по и. 3, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что известняк и/или сырой доломит вводят в количестве 150 - 500 кг/т от массы продукта, выгружаемого из вращающейся печи. 6. Способ по п.5, отл и ча ю щи йс ятем, что из барабана с роликами выгружаютзернистый материал с крупностью зерна до100 мм, преимущественно 10-1 00 мм в диа 5 метре.7, Способ по и. 5, отл и ч а ю щи й с ятем, что барабан с роликами вращают с ча, стотой 1-10 об/мин, преимущественно 37 об/мин.10 8. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что добавки вводят в количестве, обеспечивающем при последующей плавке основность шлака (СаО+М 90) 302 более 1,1.9. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи й с я15 тем, что выходящий из барабана с роликамиматериал направляют без дальнейшего охлаждения в плавильную печь, преимущественно электропечь.10. Устройство для получения ферро 20 хрома, содержащее противоточно нагреваемую вращающуюся печь с разгрузочнымконцом, плавильную печь, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения расходаэлектроэнергии, оно снабжено дозирую 25 щим загрузочным средством для введениядобавок, расположенным со стороны разгрузочного конца вращающейся печи, и барабаном с роликами, расположенныминиже вращающейся печи и сообщающими 30 ся с ее разгрузочным концом,Ъ11. Устройство по и, 10, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что ниже выпускного конца барабана с роликами предусмотрена окружающая его шахта, футерованная жаропрочным35 материалом, нижнее выпускное отверстиекоторой расположено выше загрузочногорезервуара, преимущественно перемещаемого.12, Устройство по и, 11, о т л и ч а ю щ е 40 е с я тем, что шахта снабжена отстоящим всторону переливом, направленным к охлаждаемому барабану,