Способ получения рудноизвесткового расплава

/5 щ)5 С 2 АН ВТОРСНОМУ СВИ ЬСТВУ ичесн к и к производс гнее к получе асплава, кото птлавки низко- а методом сме омом в высоко м нию рый угл шив ем кращение прнижение уделгии и повышеой руды при ног ние ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Япония Ь 54-122615,кл, 10 У 21, 22,09,79,ТИ 139-Ф-86, Выплавка низкоуглеродистого феррохрома смешиваниемрудноизвесткового расплава с ферросиликохромом в цехе Р 8 ЭИК,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РУДНОИЗВЕСТКОВОГО РАСПЛАВА(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к производству ферросплавов, конкретнее к получению рудноизВесткового расплава длявыплавки низкоуглеродистого феррохрома методом смешивания с ферросиликохромом. Цель изобретения. - сокращение зобретение относитсаллургии, в частност ерросплавов, конкре рудноизвесткового р используется для вь родистого феррохром ния с Ферросиликохр ературном реакторе ель изобретения -лжительности плавки, расхода электроэн использования хром одолжительности плавки, снижениеельного расхода электроэнергии ивышение использования хромовой ру при одновременном улучшении качества рудноизвесткового расплава. По способу в центре ванны печи вначале загру-. жают и расплавляют 20-407 обожженной смеси хромовой руды Фракции 5-50 мм и извести в соотношении 1:(1,1-1,3) с добавкой отходов шлака Ферросиликохромового производства, затем остальную часть смеси загружают и проплавляют по периферии ванны печи хромовой руды фракции менее 5 мм в количестве 10-202 от массы смеси с добавкой пыли газоочисток обжиговых и плавиль- д ных печей. Способ позволяет сократить 19 продолжительность плавки на 0,3-0,5 ч, снизить удельный расход электроэнергии с 1240 Па 815 китит расплава, т,е. на 342, повысить усвоение хромовой руды рудноизвестковым расплавом на 17,6-18,7 Е и улучшить его качество,табл.1 Л одновременном улучшении качества рудноизвесткового расплава.Согласно предлагаемому способу в центре ванны печи в начале загружают и расплавляют обожженную смесь хромовой руды фракции 5-50 мм и извести в соотношении 1:(1,1-1,3) при расходе 20-407 от количества на плавку с добавкой отходов шлака ферросиликохромового производства в количестве О, 05-0, 10 от массы смеси, затем загружают и проплавляют в центре ван 158 1750ны печи остальную часть смесь обожженной хромовой руды фракции 5-50 ммс известью в соотношении 1:(1, 1-1,3)и одновременно по периферии ванны печи загружают хромовую руду фракциименее 5.мм в количестве 10-20 . отмассы смеси на плавку с добавкой пылигазоочисток обжиговых и плавильныхпечей. 1 ОСпособ осуществляют следующим образом.После выпуска расплава из электропечи и перепуска электродов подаютнапряжение на электроды и на остатках 15расплава набирают токовую нагрузку.В этот момент в центр ванны печи загружают при 800-900 С обожженную смесьхромовой руды и извести, взятых всоотношении 1:(1,1-1,3)с добавкой 20отходов шлака Ферросиликохромовогопроизводства, взятого в количестве0,05-0,1 от массы смеси.Обожженную смесь хромовой рудыи извести получают во вращающейся 25трубчатой печи с использованием газообразного топлива.Перед обжигом фракцию хромовойруды менее 5 мм отсеивают на грохотеи после расплавления первой порциикрупной смеси совместно с пылью изгазоочисток обжиговых печей подаютв электроплавильную печь по периферии,При обжиге хромовой рУды Фракции5-50 мм и известняка 5-25 мм потериматериала смеси в виде пылеуноса существенно сокращаются.Количество смеси хромовой рудыи извести, загружаемой и расплавляемой в начале плавки, составляет 2040 от массы всей смеси, расходуемойна плавку,Отходы шлака производства Ферро-,силикохрома, загружаемые со смесью,содержат 50-70 шлака и 30-50 Ферросиликохрома в виде корольков. Шлаксостоит из 40-50 кремнезема, 20-30%глинозема, 5-20 карбида кремния,. остальное окислы бария, кальция.ферросиликохром состоит из 45-52%кремния, 28-32% хрома, остальное -железо и примеси.Загруженная смесь материаловрасплавляется в зоне электрическихдуг, образуя жидкую ванну, Расплавление хромовой руды Фракции 5-50 мми извести 5-25 мм протекает с большейскоростью за счет взаимодействия СгО иГеО хромовой руды с кремниемФерросиликохрома с вьщелением тепла.Взаимодействие извести с кремнеэемистым шлаком по реакции 2 СаО+БдОг==2 СаО ЯО также происходит с вьщелением тепла. Кроме того, окислы шлакаЯО, А 1 Оснижают температуру плавления расплава.Присутствующие в шлаке карбидыкремния взаимодействуют с Ге Оз хромовой руды с образованием ГеО с выделением тепла, ускоряющего плавку.Выделяющиеся при этом газы СО иСО барботируют расплав, за счет чегоускоряется процесс растворения кусочков хромовой руды, После образованияв ванне печи расплава ведут загрузкуи проплавление в центре ванны печисмеси хромовой руды Фракции 5-50 ммс известью в соотношении 1:(1, 1-1,3)и одновременно по периферии ванныпечи хромовой руды Фракции менее5 мм, отсеянной до обжига с добавкойпыли, уловленной в газоочистке обжиговой и плавильной печей.Пыль гаэоочисток имеет крупностьменее 0,5 мм и состав,.: СаО 45-55,СгО20-30, ГеО 4-8, А 10 э 2-5,810 3-8,Пыль совместно с мелкой хромовойрудой пневмотранспортом или бадьямиподают в печные бункера, из которыхона загружается по периферии ванныпечи в район между электродами,Пыль с рудой закрывает электрические дуги, что существенно сокращаеттепловые потери излучением.При этом возрастает доля полезноиспользуемого тепла на расплавлениешихты, способствующая снижению удельного расхода электроэнергии и продолжительности на получение рудноиэвесткового расплава. В центре ванны печи происходит усвоение хромоизвестковой смеси образовавшимся расплавом от проплавления первой порции материалов. Ускорение расплавления смеси происходит вследствие усиленной передачи тепла от расплава к кусочкам руды и извести, благодаря хорошему контакту между кими.Одновременно на периферии, где температура меньше, чем в центре ванны печи, вследствие. удаленности от зоны электрических дуг, происходит расплавление. менее тугоплавких частиц5 158хромовой руды фракции менее 5 мм ипыли газоочисток.Мелкие частицы растворяются в расплаве при температурах1700-1800 С.При этом сохраняется футеровкаванны (подины и стен),В процессе загрузки материалов вплавильную печь пыль, уносимая в печи, уланливается системой газоочистки с.последующим возвратом ее в печь.После окончания загрузки шихтовыхматериалов проводят разогрев расплавав течение 10-15 мин, при этом происходит подъем температуры расплаваи окончательное расплавление остатков руды и пыли на периферии ванныпечи,Полученный расплав сливают в реактор (ковш) для дальнейшего перемешивания с ферросиликохромом и получениянизкоуглеродистого феррохрома.Предложенный способ получения рудноизвесткового расплава обеспечиваетснижение продолжительности плавки,расход электроэнергии и повышение использования хромовой руды, а также улучшенное качество по стабильности состава расплава в последонательном ряду плавок и соответствие его расчетному составу, обеспечивающему устойчивую работу реактора, ход процесса восстановления хрома и постоянные условия получения феррохрома при смешивании его с ферросиликохромом.Зто достигают тем, что в каждой последующей плавке проплавляется вся загруженная шихта, включающая также уловленную пыль в системе газоочисток.Пропланленная шихта соответствует расчетному количеству компонентов и соответственно этому получают рудноизвестконый расплав с заданным хи,мическим составом.Загрузка и расплавление в центре ванны печи смеси хромовой руды, извести, взятых в соотношении 1:(1, 1- 1,3) и отходов шлака ферросиликохромового производства в количестве 0,05-0,1 от массы загружаемой смеси обеспечивает получение первой порции расплава однородного состава с минимальными потерями хромоной руды вследствие отсутствия пылевидной фракции. Однородность расплава обес-,печивается также отсутствием при данном соотношении осажденных туго 1750 40 45 50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 плавких частиц хромитовых шпинелейна подину, При снижении доли извести, указанной в соотношении, возрастает температура плавления первойпорции расплава и возникает вероятность образования и осаждения тугоплавких частиц. При увеличении долиизвести в соотношении более 1: 1,3происходит локальное обогащение рудноизвесткового расплава окисью кальция, которое по ходу плавки не устраняется.При снижении доли отходов шлакаферросиликохромового производстваменее 0,05 от массы смеси снижаетсяскорость проплавления смеси н центреванны печи и повышается удельный расход электроэнергии. При повышениидоли шлака более 0,1 от массы загружаемой смеси руды и извести повышается содержание сопутствующих окислов,.присутствие которых изменяет требуемый состав расплава,Снижение расхода смеси хромовойруды и извести первой порции шихтыменее 207 от необходимого количествана плавку приводит к увеличению продолжительности плавки, так как с сокращением доли шихты, проплавляемойв высокотемпературной зоне, возрастает доля шихты второй порции. При увеличении расхода смеси первой порциишихты более 402 от необходимого количества на плавку затягивается процессее расплавления, что в целом увеличивает продолжительность плавки и съемэлектроэнергии.1При снижении расхода хромовой руды фракции менее 5 мм, загружаемой по периферии ванны печи, менее 102, происходит образование труднорасплавляемой настыли, с поверхности которой пыль уносится из печи, а для ее расплавления требуется повышенный расход электроэнергии, при увеличении расхода более 20 Е от массы рудноизвестковой смеси повышается неоднородность расплава по химическому составу вследствие его расслоения из-за повышенной нанески извести в рудноизвестковой смеси.П р и м е р,.На ЧЗМК в промышленных условиях был опробован предложенный способ получения рудноизвесткового расплава по вариантам 1,2 и 3.Показатели плавок приведены н таб-. лице.Перед обжигом хромовую руду в количестве 13 т рассеивали на две фракции: менее 5 мм и 5-50 мм, Руду фракции менее 5 мм ( " 33,5 т) загружалив отдельный бункер для дальнейшейподачи непосредственно в электропечь,руду фракции 5-50 мм в смеси с известняком Фракции 5-25 мм подавали дляобжига во вращающуюся печь. Фракцион риый состав полученной обоженной рудноизвестковой смеси следующий:Фракция, мм 40-50 20-40 10-20 5-10Состав,. 1,37 17, 1 33,9 Остальное 15По результатам пылегазовых замеров пылеунос при обжиге составилоколо 10 ,, Способ получения рудноизвестковогорасплава по варианту 2.20Полученную нагретую смесь хромовойруды (9 т) фракции 5-50 мм и извести(10,8) в суммарном количестве 19,8 тв соотношении 1:1,2 загрузили в электропечь мощностью 10,5 МВЛ, в 2 стадии, После набора токовой нагрузкив начале плавки в центр плавильнойпечи загрузили 30% от всей массысмеси, т,е, 5940 кг, и дополнительно445 кг отходов шлака Ферросиликохрома. При этом соотношение количествсмеси хромовой руды и извести к массеотходов составило 1:0,075.Шлаковые отходы производства ферросиликохрома .состояли из 65% шлаковой части и 35% металлической части.Состав шлаковой части, %; 8043,2, А 1 Оз 28,6, Бз.С 15,2, ВаО, СаОи др. остальное,Состав металлической части,:83. 47,5, Сг 31,2, Ре 20,2, примесиостальное.После расплавления первой порцииопыты в центр ванны печи постепенно,из обжиговой печи загрузили остальную 45часть смеси хромовой руды фракции5-50 мм и извести в соотношении 1:1,2в количестве 13860 кг, Одновременнос загрузкой в центр печи нагретойсмеси хромовой руды и извести по периферии ванны печи загрузили хромовуюруду Фракции менее 5 мм в количестве2970 кг и пыль, уловленную в системегазоочисток обжиговой и плавильнойпечей в количестве 1900 кг,После 15 мин прогрева и проплавле-ния всех загруженных материалов втечение 1,8 ч получено 23 т рудноизвесткового расплаваследующего химического состава %: Сг О 26;3, СаО 48, 1, 8104, 2, А 1 О, РеО, М 80 ос- тальное, соответствующего расчетному составу. При проведении серии плавок по данному варианту отклонение содержания СгОэ, СаО составило +0,5Суммарный расход электроэнергиина плавку составил 18740 кВт ч, удельный расход электроэнергии 815 кВт ч/трудноизвесткового расплава,Усвоение хромовой руды рудноизвестковым расплавом составило 98,9 .По предлагаемому способу аналогично получили рудноизвестковый расплавпри двух предельных соотношениях шихтовых материалов (варианты 1, 3).Для сравнения показателей получилирудноизвестковый расплав по способупрототипу,Исходное количество хромовой рудына обжиг было взято 13 т без рассевапо фракциям.Количество смеси хромовой рудыи извести в соотношении 1:0,9 послеобжига получено 19760 кг. В процессеобжига пылеунос руды составил - 20%(2600 кг),Нагретую смесь из обжиговой печичерез центральную труботечку по ходуплавки подавали в электропечь, Продолжительность плавки составила 2,3 ч,расход электроэнергии на плавку составил 24460 кВт ч, удельный расход1240 кВтч/т, количество полученногорасплава 19,7 т,Из таблицы следует,что. предлагаемый способ получения рудноизвесткового расплава позволяет сократить продолжительность плавки на 0,3-0,5 ч,снизить удельный расход электроэнергии с 1240 до 815 кВтч/т расплава,т.е. на 34%, повысить усвоение хромовой руды рудноизвестковым расплавомна 17,6-18,7 . и улучшить его качество,Предложенный способ практическиисключает потери хромовой руды.Формула изобретенияСпособ получения рудноизвесткового расплава, включающий загрузку и расплавление в электропечи обожженной смеси хромовой руды и извести в соото ношении 1:0,9 нагретой до 800-900 С, проплавление и слив расплава в реактор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения продолжительРасход на плавку Соотноше" Вариант Расходрудноизнестковой сме 1-й период 2-й период ние рудыи извести Загрузка отходон шлака фер- росиликохрома Загрузка смесируды фракции5-50 мм и извести Загрузкасмесихромовойруды иизвести в смеси си, кг% отсмеси кг кг соотношение н смеси в центрпечи, кг 20 4160 30 5940 40 7440 19760416 0,1 445 0,075 372 0,05 1.2 3 (прототип) 20800 19800 18600 19760 1,1 1,2 .1,3 0,9 16640 13860 11160 Продолжение таблицыВариантРасход на плавку2-й период Расход Удельныйэл.,эцер- расходгии на эл. энерИсполь- зование.Продол -жительность ВесРИР+,т Загрузка рудыфракции менее5 мм по периферии Загрузка пыхромовой рудыРИР, % плавки, плавку,ч кВт чгии,кВт. ч/тРИР ли, кг Ж от кгсмеси 97,6 98,9 97,7 80, 1 21230 927 18740 815 19900 877 24460 1240 2080 2000 22,92,0 2970 1900 23,0 1,8 3720 1800 22,7 1,919,72,3 1231 4 10 15 20 прототип П р и м е ч а н и е. При проведении серии иэ 5 плавок по вариантам 1-41 отклонение содержания СгОз и СаО в рудноизвестковом,.расплаве"РИР - рудноизвестковый расплав. 9158 ности планки, снижения удельного расхода электроэнергии и повышения использования хромоной руды при одновременном улучшении качества расплава, в центр ванна печи вначале загружают и расплавляют обожженную смесь хромовой руды фракции 5-50 мм и .извести в соотношении 1:(1,1-1,3) при расходе ее 20-40% от количества на плавку с добавкой отходов шлака ферросиликохромового производства, в 1750 10количестне 0,05-0, 10 от массы смеси,затем загружают и проплавляют в центре ванны печи остальную часть смеси 5обожженной хромовой руды фракции 5"50 мм с известью в соотношении 1:."(1, 1-1,3) и одновременно по периферии ванны печи загружают хромовую руду фракции менее 5 мм в количестве О 10-20% от массы смеси на плавку сдобавкой пыли газоочисток обжиговойи плавильной печей.1