Способ подготовки к плавке нетермостойких кварцитов

Ш С 22 В 1 У 02; С 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ АВТОРСН ПЛАВКЕючающийние,что, с,ской 9 23Г.В.КашакашА.Л, Оклей ургии им. 50-л печь е в мину ружаю- а фер водст ргияф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(71) Институт металлтия СССР(54)(57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КНЕТЕРМОСТОЙКИХ КВАРЦИТОВ вклдробление, промывку н грохочео т л и ч а ю щ и Я с я тем,целью повышения термомеханичепрочности кварцита до темпераразмягчения, перед подачей внагревают со скоростью бСв интервале от температуры окщей среды до 5500 С,5 10 Изобретение относится к производ-.ству ферроспланон, н частности к,Способам подготовки шихтовых материалов к плавке.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является способ подготовки кварцитов к плавке ферроспланов,включающий их дробление, промывку игрохочение (1) .Однако влияние кварцитов различных месторождений на процесс плавкиФерросплавов неодинаково, что н осНонном связано со структурой кварци"тов, определяющих одно из основных ихфизических свойств - термостойкость. 15Кварциты, обладающие пониженнойтермостойкостью, подвергаются растрескинанию при 350-650 фС, напримеркварцит Тарасовского месторождения,Низкая термостойкость кварцита обус Олонлена наличием н, его структуреглубинных накуол (дисперсных газожидкостных включений), которые;взрываясь при интенсивном нагренев условиях электроплавки в рудонос"становительных печах, разрушаютмежзерновую Связку. Этот процессразвивается от периферии к центруматериала, что предопределяет отщепление наружных слоев кварцита, наблюдаемое в производственных условияхна колошнике печи.Целью изобретения является повышение термомеханической прочностикварцита до температуры размягчения,Указанная цель достигается тем,что согласно способу подготовки кплавке нетермостойких кнарцитоввключающему дробление, промывку игрохочение, перед подачей в печь кварцит нагревают со скоростью 6-8 С в 40о,минуту в интервале от температурыокружающей среды до 550 С.Термообработанный таким образомкварцит затем подается в печь.Термообработка кварцита по указан".дному режиму позволяет избежать взрывов газожидкостных включений, происходящих вследствие интенсивного и неравномерного нагрева при движениишихты от колошника к реакционной зоне 5 Опечи, В результате термообработкигазожидкостные включения в структурекварцита постепенно испаряются (безвзрывов) и тем самым не разрушаютмежзерновую связку, что позноляетповысить его термостойкость и, какследствие, улучшить технико-экономические показатели процесса плавкикремнеземсодержащих ферросплавов.Н случае повышения температуры термообработки свыше 550 С связь между бОО,зернами кВарца будет ослаблятьсявследствие превращения кварца(575 С ), характеризующегося перестройкой кристаллической решетки изтригональной сингонии в гексагональную, что сопровождается увеличениемобъема на 2. Протекание обратногопроцесса превращения при последующеместественном охлаждении кварцита дойодачи в печь для главки ферросплавав электропечи еще более, ослабиткристаллическую решетку и будет спо-.собствовать его более интенсивномуразрушению.Поэтому максимальную температурутермообработки предлагается ограничить 550 С,Оптимальной скоростью нагрена является 6-8 С /мин. При повышениискорости возрастает интенсивностьнагрева, способствующая развитию процесса трещинообразования вследстниевзрывов вакуол, а более медленныйнагрев приводит к понижению произво".дительности процесса термообработкибеэ достижения технологического эффекта.Агрегатом для проведения термичес.кой обработки нетермостойких кварцитов может служить трубчатая вращйощаяся печь либо обычная кольцевая,печь для переработки угольных мате-,риалов.П р и м е р. Для сопоставительногоанализа взяты две разновидности кнарцитов: овручского месторождения, характеризующегося монолитной (сливной)структурой и тарасовского месторождения, характеризующегося наличиемв зернах кварца глубинных газожидкостных включений.Термическая устойчивость указанныхкварцитов в процессе нагрева изучаласьтермобарометрическим методом на декрептографе.На фиг. 1-3 представлены декрептограммы исходных кварцитов при нагреве до 1000 С, причем скорость нагорева составляла 10 С/мин, что соответ 0ствует скорости нагрева материалов вусловиях плавки в рудоэлектротермических печах.Из диаграммы (фиг. 1) следует, чтотарасовский кварцит (кривая а) интенсивно растрескивается в интервалетемператур 350-580 С (суммарное коли 0честно импульсов взрыва Е = 123),тогда как овручский кварцит (кривая б)практически не растрескивается (суммарное количество импульсов взрыва Е = 20).Кривые й и 1 декрептограммы на .диаграмме (фиг, 2) иллюстрируют поведение тарасовского кварцита при нагреве до 1000 С. Однако скорость нагреова уменьшилась и составляла 8 С/мин(кривая й ) и 6 С/мин (кривая).Кривые на диаграмме (фиг2) свидетельствуют, что с понижением скорости нагрева степень растрескиваниякварцита уменьшается. Суммарное количество импульсов взрыва ( Е взр/20 цС)при нагреве со скоростью 80 С/мин,74 38,7 4,87 2 а к В первой сери печи был покрыт белыми кусками к кусочков сопрово "щелчками". Этонаблюдалось в и использовани ксик содер25; серу Приме жит, %: эолу 1,73;. влагуПри прове мание уделял кремнеземсод лошнике печи ание3,21 Л.В обое вниказанных лов на коФ енин плавок сь поведениюржащих мате ление совершенновторой серии плав не пр овручского кварцита составляет 62 (кривая,Ь ), а при60 С/мин - 29 (кривая Ъ ), Однако приэтом температурный интервал наиболееинтенсивного растрескивания не изменяется и остается в пределах 350-.5800 СПоэтому в дальнейших опытахтемпературу нагрева ограничивали700 С,На диаграмме (фиг, 3) (кривыеи В )представлены декрептограммы тарасовского кварцита при скорости нагрева 0соответственно 4 и УС/мин.Как следуетиз этих данных, суммарное количествоимпульсов взрыва не изменяется исоставляет по 25.Приведенные результаты показывают,5что оптимальная скорость нагревалежит в пределах 4-6 С/мин, так такдальнейшее понижение скорости нагрева (с 40 С/мин) приводит к уменьшению производительности без полученияэффекта,Из диаграмм (фиг. 1-3, кривые О)- 6 )также следует, что при температуреЖ - превращения кварца (л 575 С)импульсы взрыва несколько возрастаютпо указанной причине. Поэтому былосуществлен нагрев тарасовского квар-.цита до 550 С со скоростью 60 С/минкривая )К). При этом количество импульсов взрыва составило 22, т. е. осталось практически на уровне, одинаковом с кривыми г, д и е.Основной эфект от ука анного приема заключается в отсутствии Ж -превращения кварца, позволяющего избежать ослабления межэерновой связки, что отрицательно сказывается на технологических показателях процесса электроплавки.С целью установления влияния режима термообраб,тки кварцита на технологические показателя процесса плавки, были проведены четыре серии плавок, различающихся по составу шихтовых материалов тем, что в первой серии использовался обычный (нетермообработанный) тарасовский кварцит, во второй - овручский кварцит, в третьей тарасовский кварцит, который при термообработке прошел температурный интервал 1-;превращения кварца, а в четвертой серии - тарасовский кварцит, термообработанный до температурного интервала превращения кварца. Плавки проводили в электропечи 100 кВА. Каждая серия состояла из восьми выпусков.Химические составы используемых материалов и их содержание в колоше при" ведены в таб. 1. и плавок колошникотщепленными мелкимиварцита. Отщеплениеждалось характерными1024515 характеризующегося природной термостойкостью. В третьей серии отщеплениекусочков кварцита имело место, однакоинтенсивность была ниже, чем в первой Т а бЛица 2 1,05 0 0,0 б фо Использованиеосновных элемен.тов,марганца 42 32,мн Таким образом, термообработка не-термостойких Ъварцитов до температуры Ф - Р превращения кварца повышает термомеханнческую прочность и тем са мым позволяет получить показатели,равноценные при использовании термортойкого овручского кварцита, обладающего природно-оптимальными свойствами кремнеземсодержащего материала 45 для производства ферросплавов.Ориентировочный технико-экономический эффект только за счет повышения использования марганца и кремния и с учетом затрат на термообработку, в соответствии с действующими прейскурантными ценами на сырье и материалы, оценивается в размере 3 руб.на 1 т, сплава. й сер коны,Как видно из табл. 2, от применения в шихте термообработанного кварцита (четвертая серия) достигается увеличение использования марганца на 2,3%, кремния - на 10,1 Ъ по сравнению с нетермообработанным (первая серия) тарасовским кварцитом, что привело к уменьшению удельного расхода марга,-. нецсодержащего сырья и кварцита соответственно на 10 и 8 (отн.),Сравнение результатов четвертой и третьей серии показало, что в чет вертой серии извлечение марганца и кремния на 1 и 3,6 выше.По сравнению с овручским кварцитом (вторая серия ), полученные в четвер то ии результаты практически оди серии опытов. В четвертой серий отщеплений почти не наблюдалось.Результаты опытных плавок приведены в табл. 2,1024515 аказ 4 9/25 Тирам 627ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретения и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаккая н н о Р4/ енто, г. Уагород, ул. Проектная,лиал ППП Составитель К. Сорокин ктор О, Половка ТехредЖ.кастелевич Корректордзятко;