Способ извлечения металла из шлаковых расплавов

Способ извлечения металла из шлаковых расплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ИЗ ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВОВ, включакиций воздействие на расплав скрещенных магнитного поля и электрического поля , образованного подводимым к расплаву при помощи электродов электрического тока, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности извлечения металла и надежности способа, электроды нагревают до температуры, равной 1,0-1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава. S со ел VI 9д :л

ОООЗ СО61:ТСНИХ

ОВИ Л О

РЕСПУБЛИК

0% (11) 4(51) С 21 В 15/00

ЙЗОУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ " к автоеснаваг ааидпвлйстви (2!) 3655156/22-02 (22) 24.10.83 (46) 23.01.85,Бюп. В 3 (72) В.П.Соснин, И.А.Копырин, В.Ф.Серый, В.Г.Яетреба и В.А.Задворнов (71) Научно-исследовательский институт металлургии (53) 669. 162.266:46(088.8) (56) 1. Повх И.Л., Капуста А.В. н др.

Магнитная гндродинамика в металлургии. М., "Металлургия", 1974, с.240., 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 380713, кл. С 21 В 15/00, 1968. (54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА

ИЗ IlUIAKOBbK РАСПЛАВОВ, включающий воздействие на расплав скрещенных магнитного поля и электрического поля, образованного подводимым к расплаву при помощи электродов электрического тока, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности извлечения металла и надежности способа, электроды нагревают до температуры, равной 1,0- 1,1 температуры начала кристаллизации ,шлакового расплава.

1 1 357

Изобретение относится к металлургии, в частности к ферросплавному производству, и может быгь использовано для извлечения металла из шлако. вых расплавов. 5

Известен способ извлечения металла из шлаковых расплавов, включающий воздействие иа расплав скрещенных электрического и магнитного полей, согласно которому поток шлакового 1п расплава направляют между полюсами электромагнита постоянного тока, а через слой расплава в зоне магнитного поля пропускают постоянный элект рический ток (1) .

Недостатком способа является низкая эффективность и надежность извлечения. При контакте шлакового расплава с холодными электродами происходит намораживание шлака на поверхность электрода., что увеличивает сопротивление между электродами и резко умень шает силу тока, Наиболее близким к предлагаемому но технической сущности и достигаемо- 25 му эффекту является способ извлечения металла из шлаковых расплавов, включающий воздействие на расплав скрещенных магнитного поля и электрического поля, образованного подводимым к расплаву посредством электродов электрического тока, причем величину тока в рабочей зоне сепарации регулируют по сигналу разбаланса, . возникающему от иЗменения электропроводности продукта sa пределами зоны разделения Pj .

Недостатком известного способа является его низкая эффективность и надежность. При контакте шлакового расплава с холодными электродами происходит намораживание шлака на пор ° верхность электрода, что увеличивает сопротивление между электродами и резко уменьшает силу тока. Это делает процесс извлеченИя включений металла неэффективным и ненадежным., Регулирование тока по сигналу разбаланса, возникающему от изменения электропроводности расплава шлака за пределами зоны разделения, по этой причине становится также ненадежнымi

Целью изобретения является повыше ние эффективности извлечения металла и надежности способа. 5S

Поставленная цель достигается тем что согласно способу извлечения металла из шлаковых расплавов, включаю

65 2 щему воздействие на расплав скрещенных магнитного поля и электрического поля, образованного подводимым к рас плаву при помощи электродов электрического тока, электроды нагревают до температуры, равной 1,0-1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава.

Нагрев электродов до температуры, составляющей 1,0-1, 1 температуры начала кристаллизации (ТНК) расплава, позволяет избежать намораживания шпака на электроды и тем самым дает возможность поддерживать стабильную величину силы тока, проходящего через расплав, что делает процесс более эффективным и надежным. Нагрев электродов до температур, меньших 1,0 ТНК, увеличивает сопротивление слоя шлака между электродами, так как при этом резко увеличивается его вязкость и снижается эффективность извлечения металла. Нагрев до температур, больших 1,1 ТНК, не уменьшает сопротивле ния слоя шлака, так как его вязкость остается практически постоянной и на эффективность извлечения не влияет, однако при этом увеличиваются затраты энергии, повышается потребляемая мощность.

На фиг. 1 приведено устройство для осуществления предлагаемого способа, продольный разрез, устройство; на фиг.2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из желоба 1, электромагнита 2 и электродов 3.

Электроды.3 расположены между полюсами электромагнита 2 и соединены между собой последовательно проводником 4. В днище желоба перед электродами имеется углубление — металлоприемник 5. Соединение электродов между собой может осуществляться провод ником с сопротивлением.

Перед началом работы устройства включают электромагнит 2 и подают напряжение на электроды 3. Ток, проходя через электроды 3, нагревает их до требуемой темгературы, после чего шлаковый расплав сливают в желоб 1. Поступающий самотеком по желобу 1 шлак в зоне сепарации подвергается воздействию скрещенных магнитного поля, образованного электромагнитом 2, и электрического, образованного током, проходящим через расплав между электродом 3. Направление тока таково, что при его взаимодействии с магнитным полем в расплаве возни3 1135 кает .электромагнитная сила, направленная навстречу движущемуся расплаву. В связи с тем, что электропроводность шлака на несколько порядков ниже электропроводности металла, ток, возникающий в частицах металла, будет выше тока в шлаке. Соответственно на частицы металла будет действовать значительно большая электромагнитная сила. Преодолевая сопротивление движущегося расплава, частицы металла будут выталкиваться из зоны сепарации, оседать и собираться в кармане 5. Иинеральная составляющая будет проходить зону сепарации и далее направляться на переработку, Схема электрической цепи работающего устройства такова, что если пред ставить слой шпака между электродами в виде проводника, то он образует вместе с проводником 4 цепь двух параллельно соединенных проводников.

Сила тока на участках такой цепи обратно пропорциональна сопротивлениям.

Сопротивление проводника 4 может быть увеличено дополнительным сопротивлением, При случайном намораживании шлака на электроды сопротивление слоя шлака между электродами резко возрастает ° Это автоматически вызы30 вает увеличение силы тока, проходя" щего через электроды и проводник 4, :а следовательно, больший нагрев .:электродов и разогрев намороженного слоя шлака, после чего сопротивление слоя шлака снижается, а сила тока, проходящего через проводник 4, уменьшается.

Таким образом, происходит автоматическое регулирование и поддержание стабильной величины силы тока, про- ходящего через расплав, что делает процесс надежным и более эффективным.

Пример. На лабораторной уста-. новке с желобом, выполненным иэ шамота, с шириной канала в зоне сепара- 4 ции 15 мм и расстоянием между электродами 10 мм при индукции в зазоре 750 Э и силе тока в цепи 250 А осуществляют извлечение металла из шлакового расплава с температурой кача- 50

765 4 ла кристаллизации 1200 С. Полученные ре зультаты приведе ны в таблице .

При нагреве электродов до темпера туры, равной 1,0-1, 1 температуры начала кристаллизации шлакового распла. ва, степень извлечения металла составляет 95Х Нагрев электродов до температур, меньших 1,0 температуры начала кристаллизации шлакового расплава, увеличивает сопротивление слоя шлака между электродами, так как при этом резко увеличивается его вязкость, и снижает эффективность извлечения металла. Нагрев до температур, больших 1,1 температуры начала кристаллизации шлакового расплава не уменьшает сопротивления слоя шлака и на эффективность извлечения металла не влияет, однако при этом увеличиваются затраты энергии, так как повышается потребляемая мощность

На этом же устройстве осуществля" ют извлечение металла по известному способу. При этом установлено, что расплав намораживается на холодные электроды, перекрывает канал сепарации и осуществить извлечение металла не удается.

Помимо нагрева сопротивлением, нагрев электродов может осуществляться электрической дугой между электродами или их индукционным нагревом.

За базовый объект для определения экономического эффекта принята су ществующая на ферросплавных заводах технология переработки шлаков электропечного силокомарганца, который для извлечения металла подвергают дроблению до крупности 0,5 мм.

Предлагаемое изобретение по сравнению с базовым объектом позволит получить эконоиюческий эффект в размере 155 тыс.руб. на каждые 100 тыс.т.

maaxa только за счет сохранения шлаков силикомарганца в виде щебня.

Йпаки силикотермического производства хромистых сплавов содержат до 5Х металла. Таким образом, экономическая эффективность от реализации изобретения составит 800 тыс. руб. на 100 тыс.т. шлака.

1135765

Устройство

Потребляе- . мая мощность кВт

Температура нагрева электродов, С

Индукция в зазоре, Э

Сила тока, А

Степень извлечения металла,Х

750

220

0,95 (1 200)

0,1(1200)

1,05(1200)

1, 1(1200)

1, 15 (1200)

Предлагаемое

1,15

750

1, 20

750

230

1,22

750

240

1,25

750

250

1,3

Известное

750

250

Фиг. 2

Заказ 10247/17 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель К.Сорокин

Редактор Н.Егорова Техред Т.Фанта КорректоР И. Муска