IZBEMBETOV DZHUMBATKHAN DZHUMBAKHANOVICH (KZ)
TOLYMBEKOV MANAT ZHAKSIBERGENOVICH (KZ)
| RU2115627C1 | 1998-07-20 | |||
| RU2083693C1 | 1997-07-10 | |||
| RU2008150098A | 2010-06-27 | |||
| RU2241057C1 | 2004-11-27 | |||
| US4053307A | 1977-10-11 | |||
| GB1024692A | 1966-03-30 |
ШАДИЕВ, Фазыл Каюмович (KZ)
| Формула изобретения 1. Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома, включающий загрузку в электропечь компонентов шихты - хромовой руды, восстановителя и кварцсодержащего материала, плавление шихты, выпуск шлака и металла, отделение металла от шлака и разливку металла, отличающийся тем, что используют фракцию хромовой руды с размерами частиц менее 10 мм и углеродсодержащий восстановитель с размерами частиц менее 5мм, которые смешивают в соотношении 1 : (0,3-0,5) и далее из смеси готовят брикеты, а в качестве флюса применяют кварцит. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в печь подают компоненты шихты при следующем их соотношении , масс.,% Брикеты 93,7-96,2 Кварцит 3,8-6,3 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют руду, содержащую 44-56 % Сг203 и 4-12% Si02. |
Изобретение относится к производству ферросплавов, а именно к способам получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительной электропечи.
В настоящее время известен способ получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительных печах, в котором шихту, готовят из хромовой руды, углеродистого восстановителя и кремнеземсодержащего флюса. При этом используют руду с размерами кусков 10-80 мм и углеродсодержащий восстановитель фракции более 5 мм. Шихту периодически загружают на колошник и выпускают из печи полученный металл и шлак. После отделения от шлака металл разливают в изложницы (Рысс М.А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 199-212).
Для данного способа характерны:
Низкая скорость процесса восстановления хрома при выплавке высокоуглеродистого феррохрома, вследствие того, что в кремнеземистой хромовой руде содержится 30-35% Сг 2 0 3 и 10 - 20% Si0 2. Оксид кремния при температуре расплавления образует на поверхности кусков хромовой руды вязкую пленку, которая препятствует взаимодействию оксидов хрома с углеродистым восстановителем и газообразным монооксидом углерода. Кремнеземистый флюс усиливает действие кремнезема хромовой руды, так как препятствует контакту хромшпинелидов руды с углеродистым восстановителем и газообразным СО. Хром в тугоплавких хромшпинелидах хромовой руды не образует с кремнеземом жидкой фазы, из которой может происходить восстановление хрома. В результате замедления восстановительных реакций из хромшпинелидов хром не восстанавливается в верхних горизонтах ванны печи. Твердые частицы руды в большом количестве поступают в нижние горизонты и выносятся из печи с жидким шлаком.
Механизм восстановления хрома из хромовой руды заключается в том, что твердый углерод кокса в местах контакта с кусковой хромовой рудой взаимодействует с оксидами железа и хрома, входящими в состав руды. В процессе нагрева происходит диффузия углерода в объем хромшпинелида с образованием газообразного СО, карбидов хрома и железа. Одновременно с этим зона контакта кокса с хромовой рудой обогащается тугоплавкими оксидами пустой породы (SiO 2 , MgO, Ai 2 O 3 ) преимущественно SiO 2 , которые создают, так называемый, шлакометаллический барьер между коксом и хромшпинелидами, при этом скорость процесса восстановления хрома резко снижается.
Низкая скорость процесса восстановления хрома из кремнеземистой хромовой руды в шихте с кремнезесодержащим флюсом в ходе выплавки феррохрома в рудовосстановительных печах приводит к увеличению продолжительности процесса плавки и повышению удельного расхода электроэнергии на выплавку феррохрома, увеличению выхода шлака. Известен способ выплавки феррохрома. В этом способе используют в качестве компонентов шихты хромовую руду фракции 10-80 мм, углеродистый восстановитель фракции более 5 мм и кремнеземсодержащий флюс в виде шлакометаллического отхода собственного производства (Рысс М. А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 199-212). Шихту плавят в электропечи с получением феррохрома и шлака.
Для данного способа характерны:
Высокое содержание оксида хрома в отвальном шлаке, так как при получении высокоуглеродистого феррохрома шихта, состоящая из хромовой руды, углеродистого восстановителя и флюса, обладает низкой скоростью взаимодействия хромитов с восстановителем из-за ошлаковывания хромитов кремнеземистым флюсом и кремнеземом пустой породы хромовой руды в процессе плавки в рудовосстановительных печах.
При использовании кремнеземистых хромовых руд на частицах хромшпинелидов в верхних горизонтах ванны печи образуется шлаковый изолирующий барьер. Кроме того, хромшпинелиды обладают высокой температурой плавления и низкой скоростью взаимодействия с кремнеземом, поэтому при нагреве хромовой руды с кремнеземистым флюсом затрудняется образование жидкой фазы, из которой может происходить восстановление хрома.
Низкая скорость процесса восстановления хрома из кремнеземистой хромовой руды, содержащей 30-33% хрома и 10 - 20% Si0 2 , в ходе выплавки феррохрома в рудовосстановительных печах приводит к повышению продолжительности плавки и увеличению удельного расхода электроэнергии для получения феррохрома. Этому способствует то обстоятельство, что в процессе выплавки высокоуглеродистого феррохрома частицы хромовой руды становятся непроницаемы для СО, который образуется в нижних горизонтах ванны печи.
Наиболее близким к заявляемому является способ выплавки высокоуглеродистого ферросплава (Патент РФ N° 21 15627, МПК, СОЮЗ 7/00, С22В 1/00, С 22В 1/16, заявл. 06.05.97 г., оп. 20.07.98 г.).
Этот способ включает загрузку в электропечь кусков хромовой руды размерами 10-80 мм, углерод содержащий восстановитель фракции более 5 мм, шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома и шлак низкоуглеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродистый восстановитель
Шлакометаллический отход
Шлак низкоуглеродистого феррохрома
Хромовая руда
Шихту загружают в электрическую рудовосстановительную печь, поддерживая в ванне печи слой высотой 1,5-2,5 м. В состав шихты входит хромовая руда, содержащая, мас.%: 31-33 -Сг 2 О 3 , 15-17 -SiO 2 , коксик с содержанием углерода 86%, флюс - шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома, содержащий мас.%: 50- SiO 2 , 20- MgO, 10- А1 2 Оз, 20- металлических включений высокоуглеродистого феррохрома, шлак низкоуглеродистого феррохрома, с содержанием, мас.%: 40-50 СаО, 25-30 SiO 2 , 5-15 Сг 2 О 3 , 4-5 А1 2 О 3 , 8-12 MgO, 1-3 FeO. Компоненты шихты подают в бункеры электропечи. Шихту периодически загружают на колошник печи, преимущественно после выпуска расплавов и оседания шихты на колошнике. В печи шихта за счет тепла электроэнергии расплавляется с образованием металла и шлака. Последние периодически выпускают из печи.
Для данного способа характерны: необходимость предварительного отсева мелких фракций и использование только крупных кусков компонентов шихты. Что приводит к образованию на территории заводов больших скоплений указанных мелких фракций, к ухудшению экологической ситуации.
Кроме того, использование бедных хромовых руд, содержащих около 30% Сг 2 Оз, приводит к увеличению выхода шлака, снижению удельной производительности печи.
Решаемой задачей является вовлечение в производственный процесс некондиционных по крупности материалов - хромовой руды с размерами кусков менее 10мм и углеродсодержащего восстановителя фракции менее 5 мм.
Достигаемым техническим результатом является вовлечение в производственный процесс некондиционных по крупности материалов - хромовой руды и углеродсодержащего восстановителя, улучшение экологической ситуации.
Для достижения указанного результата фракцию хромовой руды с размерами кусков менее 10 мм (отсев руды) и фракцию углеродсодержащего восстановителя (фракцию менее 5 мм) смешивают в соотношении 1: (0,3-0,5) и далее подают в брикетный пресс. Брикеты получают при давлении 25-50 МПа. Используют отсев хромовой руды, содержащий, мас.%: 44,0-56,0 -Сг 2 О 3 , 4,0- 12,0 -Si0 2 и углеродсодержащий восстановитель, содержащий 86% твердого углерода.
Полученные брикеты далее загружают в бункер, из которого эти брикеты поступают в электропечь. Туда же подают кварцит с таким расчетом, чтобы соотношение брикетов и кварцита составляло, масс, %:
брикеты 93,7-96,2
кварцит 3,8-6,3,
что в сумме равно 100%.
Смесь, составленную из брикетов и кварцита, плавят с получением феррохрома и шлака.
Совместное присутствие в брикетах хромовой руды и углеродистого восстановителя способствуют более эффективному использованию последнего, так как процесс восстановления железа и хрома протекает внутри этих брикетов при многократно развитой поверхности реагирования фаз.
Пример 1.
Используют отсев хромовой руды с размерами частиц менее 10мм, содержащий, мас.%: 44,0-Cr 2 O 3 , 4,0-SiO 2 . Эту руду смешивают с углеродистым восстановителем фракции 0-5 мм, в котором присутствует 86% твердого углерода. Смесь увлажняют и прессуют из нее брикеты при давлении 25- 50МПа. Компоненты смеси берут в соотношении 1:0,3. Брикеты загружают в электропечь совместно с кварцитом в количестве, масс, %:
брикеты 93,7
кварцит 6,3.
Смесь плавят с получением феррохрома и шлака.
Пример 2.
Используют хромовую руду (фракцию 0-10мм), содержащую масс, %: 56-Сг 2 0 3 , 12,0-SiO 2 . Эту руду смешивают с углеродистым восстановителем фракции 0-5 мм, в котором находится 86% твердого углерода. Смесь увлажняют и прессуют из нее брикеты при давлении 25-50 МПа. Компоненты смеси берут в соотношении 1 :0,5. Готовые брикеты загружают в электропечь совместно с кварцитом в количестве, масс, %:
брикеты 96,2
кварцит 3,8.
Смесь плавят с получением феррохрома и шлака.
Таким образом, использование предлагаемого способа улучшает технико- экономические показатели процесса выплавки и решает проблему улучшения экологической ситуации.
Next Patent: PASSIVE SAFETY MEANS