Способ регулирования процесса выплавки кремнистых сплавов в электропечах

76884 О оя Сенатских Социалистическнх Республик(22) Заявлено 14.08.78 (21) 2654479/22-02 5) М 1; з С 22 С 33 О с присоединением заявки Ъе Государственный иомит(088.8 по делам иаооретеии и открытий 45) Дата опубликов описания 07,10.80 аховский, Е, Г. Тонкий, М. И, Фриш и1 О, В. Мураховскийский ордена Трудового Красного Знаметаллургический институт ий ордена Трудового Красного Знаменизавод ферросплавов ен(54) СПОСОБ РЕГУДИРОВЛНИЯ ВЫПЛЛВКИ КРЕМНИСТЫХ С В ЭДЕКТРОПЕЧЛХ,производству технического,кремнияросилиция и других кремнистых сплрудноте 1 рмичеоких электропечах.Известен способ регулировалицесса:выплавки сплавов в,руднотских печах с полыми электродамидифференцированной загрузки в угстых и окисных материалов шихтим 5 щественно в полость электро 1 даОднако отклонение содержанияда в шихте от оптимального значеяжет быть вызвано многочисленнымчинами:,изменение ичического ва ям черетно кферавов ро ичеслеродиы пре- И лероя мо- врихимсоста грануломатериа. еского или шихтовых метр лов; неточностямитов шихты;особенностямсхода шихты;простоями;изменениямипроцесса, вызыпряжений во иизменениямиэлектродов в шнеполным вьпри вьспуске и в дозировапии омпонени работь лошннка и электрическогоаемыми колебаншпей сети;глубины по режимаями на гр, женил ихту;тходомдругим родуктчасто плавки имосвя 2) Авторы изобретения В, В, М 71) 3 аявители Днепропетро 3 апорожскзанными при5 тлерода и ешихте.Даже небольшой недостаток или,избы ток углерода в шихте обычно станювитсяпричиной длителыного скрытого расстройсгва технологического процесса, сопровождающегося ухудшением показателей про.изводства, потерей нагрузки из-за сниже- О ния тока или перегруза на электродах,т, е. снижением фактической мощности электропечи.Скрытое расстройство процесса распознают по изменениям в работе колошнила 5 печи, ло очень часто фиксируют уже явно.расстройство технологии.Ввод в эксплуатацию закрытых сводомэлектропечей, где колошник не,виден и возросли трудности в определении длины О рабочих концов электродов, еще большограничили эту информацию.В закрытой сводсм электрспсчи нривьсплавке, например, 65% -ного ферросилиция, иногда даже явное расстройство про цесса обнаруживают с чрезвычайно большим опозданием, когда подсводовое пространство печи и газоходы уже закупоре еты конденсатам. При этом тр 5 дно опре делить, какой тигель печи оказался в наи- О худшем состоянии, что важно для лнквида3ции расстройства, так как при выплавке кремнистых сплавов тигли, как правило, р азо бщены.Длительная работа закрытых сводомэлектропечей со скрытым явно не проявляющимся расстройством технологии объясняет причины повышенного расхода электроэнергии и сырья, снижения фактической мощности печи, а также трудности квалифицированного управления технологией и связанные с ними проблемы оовоения процессов выплавки 75-ного ферро "илиция и других энергоемких сплавов в закрытых электропечах.В известном способе регулирование про.цесса,путем подачи углеродистого и окисного материала в полость электрода начиналось, как правило, по внешним признакам колошника, печи, т. е, на стадии явного расстройства процесса.Цель изобретения - увеличение фактической мощности электропечей и уменьшение удельных расходов сырья и электроэнергии.Цель достигается тем, что непрерывно ведут замер давления газов в подэлект.,рОдном, пространстве рабочих тиглей печи, при этом пропОрционально изменению давления меняют, расход углерода.Регулирование содержания углерода вреакционных тиглях в предлагаемом способе производится по объективному параметру - давлению газа в подэлектродной полости каждого тигля, причем необходимость изменения количества углерода в тигле определяется изменением давленич газа,в газовой лолости этого же тигля.Уровни давле 1 ний газа в газовых полостях реакционных тиглей и их изменения являются причиной последующих изменений в,работе электропечи. Обусловлено это следующим.Образование кремния при его восстановлении углеродом может быть осутцествлено только при определенной для данных условий концептрации газообразной окиси кремния в газовой фазе. Согласно теоретическим данным в системе Я - О - С при атмосферном давлении ыремEий можст образовываться при содержании окисч кремния,в равновесном газе, равном 45%.В реальной, обычно удаленной от равнов:- сия системе, в зависимости от содержани.-, углерода в шихте, уровня температур и других факторов, концентрация окиси кремния в газе иожет значительно превышатьь,р авновесную концентрацию, но су ществует и ее оптимальная величина для "каждого,конкретного технологического процесса.Очевидно, что отклонение концентрации окиси кремния в газе, заполняющем подэлектродное пространство тиглей от ее оптимального значения, должно наиболее четко прогнозировать намечающееся5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 са выплавки кремнистого сплава в электропечи, Использование этого параметра позволит обслуживающему персоналу или специальному автоматическому устройству концентрации газообразной окиси кремния в подэлектродном газовом прострастве является изменение давления газа в нем, которое предопределяет изменения в ра. боте печи,Изложенное свидетельствует о том, что ранее не контролируемый параметр - величина, давления газа в подэлоктродном пространстве и скорость ее изменения - дает надежную,и оперативную информацию о состоянии технологнческого процессвоевременно предпринять меры для ведения процесса в оптимальном технологическо,м режиме.Предлагаемый способ выплавки кремнистых сплавов в течение 1978 г, былиспытан при выплавке 45 и 65%-ното ферросилиция и кремния иа одном тигле промышленной трехфазной закрытой электропечи мощностью 21,5 мВт. Запорожскогозавода ферросплавов.Давление газа из высокотемпературнойпо 1 дэлектродной газовой полости передавалось по расположенной вдоль оси самоопекающегося электрода стальной трубедиаметром 50 мм и соединенной датчикомДМИ-Т, где преобразовывалось в пропорциональный электрический сигнал, которыйпоступал на пульт печи и записывался надиаграммную ленту прибором ВФСМ, отградуировачным на шакалу 0 - 1000 мм воз.ст.Результаты измерений показали, чтопри выплавке 65%-ного ферросилиция давление газа в полости тигля, на которомпроизводили испытание, изменялось в пределах 60 в 5 мм вод, ст, При давлениигаза в полости в пределах 150 -300 мм вод, ст. электрод с полной токовойнагрузкой устойчиво работал в нижнемили среднем положении и никаких корректировск шихты не требовалось. При медленном повышении, давления до400,мм вод. ст. необходимо было в воронку этого тигля загрузить 50 в 1 кг кокса, так как в противном случае давлениепримерно через 30 мин повьппалось до600 мм вод, ст., возникали пиковые точпчдавления, свидетельствующие, по-видимому, о свищах. Еще через 30 - 46 мин,а иногда позже, на электроде снижаласьтоковая нагрузочка, При резком росте давления свыше 400 мм вод. ст. порция загружаемого на колошник печи кокса долж.на быть оольшей и составлять 100 -150 иг.Сиижепие давления до величины менее100 мм вод. ст. сигнализировало об избыгке углерода в шихте и тогк на электродечерез 15 - 20 мин существенно возрастал.Электрод приподнимали и при дальнейшем увеличении тока переходили на болеенизкую ступень папряжения.При выплавке 45% -ного ферросилициястабильная и глубская посадка электроав шихте наблюдалась,при давлении, газав подэлектродной полости, равном 70 -180 мм вод. ст. причем изменение давления во времени происходило более плавнои без,резких скачков и пиков,При повышении давления до 200 -250 мм вод, ст, под электрод необходимобыло дополнительно загрузить 150 - 200 кгкокса, а уменьшение давления до50 ми вод. ст. требовало такого же умень.щения навески кокса в шихте, 5 10 15 20 цесса выплавки кремнистых сплавов в электропечах заключается в возможности ведения технологического процесса в близком к оптимальному режиме, при кото. 25 Зо 35 40 45 50 55 60 6Необходимость указанной корректировки шихты при известном способе регулирования процесса обслуживающий персонал не ощущал, Корректировку навески восстановителя в шихте производили только в тех случаях, когда электрод находился в ирайнем верхнем положении и ток превышал номинальный или когда электрод находился в самом нижнем положении и токовая нагрузка терялась. Давление газа в подэлектродной полости было 40 - 50 мм вод, ст, при верхнвм положении электрода,и превышало 300 мм вод. ст когда электрод был на,нижнем ограничителе. Уровень давления газа в подэлектродной газовой полости и скорость его изменения при перемещении элвктрода пли во время выпуска расплава из печи уменьшался до 40 мм вод. ст. только в случаях,когда глубина погруженной,в шихту части элекпрода уменьшалась до 40 ом, т. е. когда электрод находился в крайнем верхнем положении и при избытке восстановителя в шихте или был чрезвычайно коротким его рабочий коленец.Наиболее существенно и в большем интервале значений будет изменяться давление в подэлектродных полостях при вып лавке 75%-ного и 90%-ного ферросилиция и технического кремния.Кратковременные измерениявыполнен,ные с помощью графитовой трубы в электропечи мощностью 16,5 МВт, выплавляющей технический кремний, показали, что уровень давлений в подэлектродных полостях не превышает 900 мм вод, ст. даже при наличии в шихте древесного угля.Испытания показали, что изменение давления газа в подэлектро 1 дной полости печи является объективным и оперативным параметром, свидетельствующим о намечающемся расстройстве технологического процесса, причем обслуживающий персо. нал по внешним данным колошника печи это расстройство обпа 1 руживало на 1 - 2 часа позже, чем о,нем указывало,давление газа в полости тигля.Испытания показали также, что предлагаемый опо:об позволяет исключить потери напрузки на электродах. В результате стабильной работы одного только,реак. ционного тигля печи удельный расход электроэнергии за январь 1978 г. уменьшился на 96 кВт-ч., на 1,4% возросла производительность электропечи, уменьшилси расход кварцита и электродной массы, увеличилась фактическая мощность электропечи.Технико-экономичеокая эффективность предложенного способа регулирования про768840 Сосгавнтель О. Веретенников Техред И, Пенчко Корректор А. Степанова Редактор С. Титова Заказ 6731 Изд,477 Тираж 696 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Загорская типография Упрполнграфиздата Мособлиснолкома ром исключается длительное расстройство технолотии иэлектроэнергии, сырья и снижение производительности электропечи,Ожидаемое уменьшение удельного расхс 1 да электроэнергии при выплавке 65 о 1 з-но. го ферросилиция в результате регулиро. вания предложенным способом всех тиглей электропечи составит не менее 200 кВт-ч. На 4% возрастет производительност. электропечи. Формула изобретенияСпособ регулирования процесса выплавки кремнистых сплавов в электропечах,включающий корректировку количества углерода в реакционной зонс (тиглей, печи) по ходу плавки, отличающийся тем, что, с целью увеличения фактической мощ ности электропечи и уменьшения удельныхрасходов сырья и электроэнергии, непрерывно ведут замер давления газов в подэлектродном пространстве рабочих тиглей печи и при изменении давления газов про порционально меняют расход углерода.Источники инфср м а ции,принятые во внимие при экспертизе1. Микулинский А. С. Процессы рудной;электротермип, М Металлургия, 1966, 15 с, 243 - 245 (ггрототип).