Способ выплавки ферросплавов

Способ выплавки ферросплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗО6Р ЕТЕ Н И Я

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)553294

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.08.75 (21) 2162735 02 с присоединение,м заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.04.77. Бюллетень Ме 13 (45) Дата опубликования описания 08.07.77 (51) Ч К1 г С 21 С 5,, 52

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.168 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Дерябин, Б. И. Байрамов, В. П. Зайко, М. М. Щеглов, В. А. Федосеев, 10. П. Зайцев, С. С. Шестаков, М. А. Рысс и В. Ф. Серый

Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСПЛАВОВ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к производству ферросплавов.

Ферросплавы выплавляют в дуговых электропечах из руды, флюсов и восстановителей.

Известен способ получения феррохрома, включающий проплавление руды и извести, смешивание расплава с жидким ферросили. кохромом при одновременном добавлении примерно 30 вес. О твердой рудно-известковой смеси (1).

Недостатком такого способа является отсутствие эмульгирования восстановителя и сравнительно низкое извлечение восстанавливаемого элемента.

Целью изобретения является эмульгирование струи восстановителя и увеличение полноты восстановления окислов при выплавке ферросплавов в электропечи путем про плавления части флюсов и окислов, введения в расплав жидкого восстановителя с одно временным введением остальной части твердой шихты.

Для этого предлагается способ, по которому твердую шихту в расплав вводят вместе с эмульгатором в соотношении (20 — 50):1.

В дуговой электропечи получают расплав путем совместного проплавления части (30 — 60",о от общего количества, необходимого на плавку) окислов и флюсов. В образующпйся расплав сливают жидкий восстано витель, предварительно расплавленный на другом агрегате. Одновременно с восстановителем в расплав при поднятых электрода::

5 в течение всего времени заливки вводят остальные 40 — 70 твердой шихты, предварительно смешанной с эмульгатором в соотношении (20 — 50): 1. Затем расплав выпускают из печи и отделяют металл от шлака.

10 В качестзе эмульгаторов используют твердые вещества, являющиеся источником газовыделения. По способу действия их можно разделить на 2 группы:

1) вещества, испаряющиеся при темпера.

15 туре расплава, например, хлористый натрий сильвинит. х пористый алюминий и др.

2) вещества, имеющие температуру плавления выше температуры расплава, но способствующие га зов ыделению в результате

20 химического взаимодействия с расплавом (FI3IIPHiXIeP, KBPi6H KPPMHHII, B РЕЗУЛЬтатЕ взаимодействия которого с окислами выделяется СО), либо вещества, понижающие растворимость газов в расплаве.

Для эмульгированпя используются вещества как первой, так и второй группы, либо

HX СМЕСЬ.

При заливке в расплав жидкого восстановителя, например ферросилиция, ферросиликохрома, алюминия, силикокальция и др, 553294 происходит взаимодействие его с окислами расплава. При этом на границе раздела фаз достигаются весьма низкие динамические величины межфазного натяжения. Однако заметного эмульгирования восстановителя не происходит, и процесс восстановления протекает сравнительно медленно, так как межфазная поверхность взаимодействия невелика.

Повышение интенсивности процесса восстановления достигается введением в расплав веществ-эмульгаторов. Введение их вызываег газовыделение в объеме расплава, благодаря чему происходит интенсивное перемешивание фаз, и в условиях низ кого межфазного натяжения происходит энергичное эмульгирование восстановителя. Размер получающихся диспергированных капель восстановителя находится в пределах от нескольких микрон до

1 — 2 лсл — LAIL, межфазная поверхность возрастает в сотни, тысячи раз, скорость процесса восс атовления окислов из шлака также резко возрастает.

П о мере восстановления капли металла обогащаются ведущим элементом и при прохождении через слой шлака рафинируются от восстановителя. Металлические капли осе1 дая на подину печи, образуют слой ферросплава. Для выплавки ферросплавов важно постоянное наличие в шлаке капель с высоким содержанием элемента-восстановителя, кого в что достигается равномерной заливкой ж ид20 го восстановителя со скоростью !00—

0 кг/мин. Одновременно в шлаке снижается содержание восстанавливаемых окислов, что вызывает снижение эффективности извле- з5 чения ведущего элемента, так как повышаются значения межфазного натяжения на границе раздела расплав-восстановитель. Последнее ухудшает условия для образованич тонкодисперсной эмульсии восстановителя. 4о

Поэтом у одновременно с заливкой восстановителя в а р сплав вводят новые порции окислов. П и ричем их вводят вместе с флюсами в твердом виде.

Твердая шихта расплавляется за счет экзотермических реакций восстановления.

В зависи юсти от типа восстановителя, его температуры и экзотермичности количеможет быть различным. Как показали опы ты, при таком способе выплавки ферросплавов количество загружаемой твердой шихты колеблется в пределах 40 — 70% от необходимого на плавку. Наилучший эффект восстановления достигается при равномерной завалке шихты в течение всего времен ливки р ни заки жидкого восстановителя, так как п и этом м поддерживается более постоянное содержание восстанавливаемых окислов в шлаке и достигается более равномерное газовыделение в объеме расплава и его псремешк вание.

Эффективность эмульгирования, а следовательно, и скорость процесса восстановления пропорциональны количеству выделяемого газа в единице объема расплава. Важно, чтобы эмульгатор обеспечивал равномерное газовыделение в объеме расплава в течение всего времени заливки. Поэтому его следует вводить равномерно, смешанным с шихтой.

При подаче эмульгаторов отдельными порциями газовыделение и, как следствие, эмульгирование проходит черезвычайно интенсивно, процесс восстановления носит взрывной характер и сопровождается выбросами из печи.

При расходе эмульгатора в количестве, меньшем 1: 50 по отношению к загружаемой шихте, процесс восстановления идет вяло, так как выделяющихся газов недостаточно для хорошего диспергирования восстановителя, что приводит к увеличению расхода элек троэнергии и дополнительному прогреву шихты после заливки восстановителя, повышенному содержанию восстанавливаемых окислов в шлаке и элемента-восстановителя в металле после плавки. При соотношении эмульгатора и шихты, большем, чем 1: 20, происходит очень интенсивное перемешивание расплава, сопровождающееся выбросами из печи.

Как показали опыты, при использовании эмульгатора крупных фракций (более 1 мм) происходит локальное газовыделение, сопровождающееся выбросами из печи или сильным вспениванием расплава, которое тормозит процесс восстановления. Поэтому желательно использование эмульгаторов фракций менее 1 мл . Такой же нежелательный эффект наблюдается и при продувке газом или при использовании жидких эмульгаторов, имеющих низкую температуру кипения. Поэтому в качестве эмульгаторов следует использовать твердые вещества.

Пример. На электродуговой печи мощностью 1,1 Мва провели кампанию по выплавке ферросплава, содержащего V, Si Fe и примеси Мп, Cr, из нижнетагильского ванадийсодержащего конверторного шлака, извести, плавикового шпата и 65 /о-ного ферросилиция.

Вначале в печи получили расплав из шихты, состоящей из 500 кг ванадийсодержащего шлака, 500 кг извести и 20 кг плавикового шпата (50 /о от веса шихты, необходимой на плавку) .

В индукционной печи расплавили 200 кг

65%-ного ферросилиция и в течение 2 мин. заливали в расплав. Одновременно с заливкой ферросилиция в расплав равномерно загрухсали шихту, состоящую из 500 кг шлака, 500 кг извести; 20 кг плавикового шпата, смешанную с 30 кг сильвинита фракции менее

1 л.п (3 /о от веса шихты).

Через 5 мин после заливки ферросилиция расплав выпустили из печи и после охлаждения отделили от шлака. По этой технологии провели 6 плавок.

Для сравнения провели две кампании (по

4 плавки) пс выплавке ферроспликованадия 553294

Формула изобретения

Составитель И, Чепикова

Техред И. Сметанина Корректор И. Симкина

Рсдактор E. Братчикова

Заказ 439/1146 Изд. N 39 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент> по двум вариантам: с заливкой жидкого восстановителя, но без добавки в шихту эмульгатора (сильвинита), и с одновременной загрузкой в печь всей шихты вместе с твердым восстановителем.

Сравнение полученных результатов показало, что извлечение ванадия в металл на плавках с жидким восстановителем и с использованием эмульгатора в твердой шихте на 0,5% выше, чем на плавках без эмульгатора и на 0,9 выше, чем на плавках на твердой шихте. Кроме того, по предложенному спосо бу плавки проходят быстрее, чем при других способах.

1. Способ выплавки ферросплавов в электропечи, включающий проплавление части флюсов и окислов, введение в расплав жидкого восстановителя с одновременным равномерным введением остальной части шихты, отл и ч а ю щи йся тем, что, с целью эмуль5 гирования струи восстановителя и увеличения полноты восстановления окислов, твердую шихту B расплав вводят вместе с эмульгатором в соотношении (20 — 50): 1.

10 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, в качестве эмульгатора вводят твердые вещества, газифицирующиеся при температуре расплава.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ № 1б08123, 18b 7/00, 1974 г.