Способ получения ферросилиция

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.,Я0„„12 8703 щ) 5 С 22 С 33/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGK0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР (21) 3602147/22-02 (22) 07.06,83 (46) 30.06 ° 90, Бюл, У 24 (71) Институт проблем литья АН УССР и Государственный научно-исследовательский энергетический институт им,.Г,М,Кржижановского (72) .Б.А.Кириевский,.В,Л.Найдек, В,А.Токарев,.С.Г,Козлова,, А,А,Костин, Ю,Н,Воронцов, Б,А.Верховский, .В.И.Подклетнов и.А,С,Агеев (53) 669,168(088.8) (56) Дуррер Р, Фолькерт Г, Металлур гия ферросплавов. М.: Металлургия, 1976,.с ° 42-45 °

Щедровицкий.Я.С. Производство ферросплавов в закрытых печах, M.:

Металлургия, 1975,.с. 211-237.

Авторское свидетельство СССР

Р 815060, кл. С 22 С 33/04, 1981. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИИзобретение относится к области энергетики и черной металлургии и может быть использовано в производстве ферросплавов, в частности ферросилиция при непосредственном сжигании углей в топках энергетических установок.

Целью изобретения является увеличение выхода ферросплава и организация малоотходной технологии.

Описываемый способ позволяет улучшить термодинамические условия по путного получения ферросилиция, Восстановление железа и кремния зависит от температуры и, прежде

ЦИЯ, включаюший сжигание в котлах энергетических установок углеродистых материалов, шлак которых содержит окислы железа в количестве 1022Х, при коэффициенте избытка воздуха 1,1-1,19, накопление шлака в копильнике, выпуск из котла, охлаждение и выделение металла, о т л и ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью увеличения выхода ферросплава и организации малоотходной технологии, шпак в копильнике котла дополнительно нагревают до 1700-1800 С путем сжигания мазута вместе с углем и подачи газового факела непосредственно на шлаковую поверхность, при этом в газовый факел дополнительно вводят материалы, включающие окислы щелочноземельных металлов и железа в количестве, обеспечивающем суммарный ввод указанных окислов из материалов

0,01 0,1Х от массы сжигаемого угля, всего, от превышения фактической тем-. пературы шлака над температурой нормального жидкого шлакоудаления, { ф

При реализации известного способа максимальная температура шлака не превышает 1500-1550 С, Для основной группы шлаков, содержащих 40-60Х

Я О, 5-25Х А1 0з 10-22Х Регоз р» температура нормального жидкого шлакоудаления составляет 1400-1450 С.

Существующая разница температур составляет 50-100 С, что обеспечивает возможность восстановления не более

6Х Fe0 от общего количества окислов или в пересчете на железо 0,5-2 0Х>.

1218703

Продол =ние табл.1

8-12

10-14

10-1 7

18-25

22-28

24-32

1760

0,6

1,85

2,4

6,8

7,4

8,3

Следы

0,563

0,67

1,11

1,86

Таблица 2

Кол

Исходная температура жидкого шлака, С при мых лов мас

СаО

1750 0,2

1750 - 0,2

1750 0,3

1750 - 0,3

)750 1,5

1750 - 1,5

1750 3,0

1750 — 3,0

1750 3,2

1750 — 3 2

1743

1742

1580

3,6

6,2

6 5

7,4

7,7

9,6

8,9

10,1

8,9

4,7

3,9

В котельных установках копильник для шлака находится в зоне, не позволяющей обеспечить перегрев образующегося шлака, поэтому организуется его дополнительный нагрев путем установки горелок, работающих на смеси угля и мазута, Мазут необходим для подсветки газового факела и повышения теплопередачи непосредственно на поверхность шлака.

Параметры процесса установлены опытным путем, Нагрев шлака ниже 1700 С нецелео сообразен, поскольку в получаемом сплаве не достигается гостированное содержание кремния при небольшом увеличении выхода сплава по сравне- нию с известным (см. табл.1).

Т а б л и ц а 1

1, 2 ъ ф

1800 10,1 34-40 1,96

1810 6,1 17-2? 4,7

1840 . 3,7 14-17 9,63

Нагрев шлака выше 1800 С неблагоприятен из-за получения в ферро10 силиции недопустимого содержания алюминия, интенсивного разрушения футеровки копильника и резкого спада выхода сплава и содержания в нем кремния, что можно объяснить возрас1 5. танием кремния в виде моноокиси (SiO).

Предлагается вводить в факел материалы, содержащие окислы щелочноземельных металлов и железа, обеспечивая их суммарный ввод из материа20 лов 0,01-0 1Х от массы сжигаемого угля, В качестве таких материалов могут быть использованы магнитная фракция зол с первого электрофильтра системы газоочистки, прокаленные шлаки химической очистки воды, сланцевая зола и.т,д,, т,е, отходы улавливаемые при сжигании топлива в котель ной установке ° С учетом содержания в них окислов щелочно-земельных металлов и железа, расход материалов соответственно составляет 0,3-3,0% от массы шлака, Уменьшение расхода материалов менее 0,33 от массы шлака не обеспечивает заметного увеличения

35 получаемого сплава (см, табл,2).

Составитель О,Веретенников

Техред M.Õoäàíl÷ Корректор В. Гирняк

Редактор Н,Корченко

Заказ 2146 Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская лаб., д. 4/5

tt !1

Проиэводствснли-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 121

Увеличение количества присаживаемых окислов свыше 37 от массы шлака, т.е. О,l от массы сжигаемого угля, приводит к снижению температуры жидкого шлака на 100-150 С, в результате чего заметно уменьшается выход ферросплава, Предлагаемый способ может быть реализован при сгорании угля в различных топочных устройствах. Экспериментальные плавки были проведены как в промышленных условиях, так и на опытной установке ° Опообование предлагаемого способа получения ферросилиция было произведено на донецких углях типа АЩ, на зкибаэтуэских и кузнецких тлях. Указанные угли выбраны с учетом того, что, если шлаки, образующиеся при сгорании донецких и кузнецких углей, имеют основность, близкую к 1, то шлаки экибаэтуэских углей - кислые с высокой температурой плавления, При сгорании каждого из названных углей в смеси с мазутом в соотношении 1/1 - 1/2,5 образуются жидкие шлаки, содержащие окислы железа, кремния (FeO, Si0<) Дополнительный подогрев газовым пламенем, .направленным на поверхность шлака, обеспечил перегрев шлака до 17008703 6

1800 С, Вместе с газом на поверхность шлака вводили окислы железа (магнитная фракция, получаемая на первом электрофильтре ГРЭС), окислы кальция (прокаленные при 1110 С шлаки химводоочистки мазутных блоков ТЭЦ) и золу эстонских сланцев, Дисперсность вдуваемых продуктов менее 0,03 мм, Масса их составила 0,087 от массы угля, В результате температура плавления шлаков снизилась на 150-200 С о по сравнению с исходным продуктом, температуру плавления которого определяли параллельно по контрольным пробам в тиглях-свидетелях.

Выход ферросилиция с содержанием 20-457. Si при использовании предлагаемого способа составил 8-107

2О от массы шлака (или 1,3-1,77. от массы сжигаемого угля), в то время как известный способ обеспечивает выход

0,1% от массы сжигаемого угля.

Предлагаемый способ получения фер25 росилиция позволяет утилизировать пыль из систем очистки отходящих газов, а с учетом извлеченг я иэ шлака металла уменьшить количество отходов производства, Обработанный шлак может быть использован в строи» тельстве °