Восстановительная смесь для выплавки ферросплавов

 

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах. Целью изобретения является повышение электросопротивления смеси, увеличение извлечения ведущего элемента и снижение расхода коксика. Восстановительная смесь для выплавки ферросплавов содержит, мас.%: коксик 85- 99 и отходы графитировочной шихты электродных заводов 1-15. При этом отходы графитировочной шихты электродных заводов содержат, мас.%: карбид кремния 5-30; оксид кремния 5-20; оксид железа 1-5; оксид алюминия 0,5- 5; оксид кальция 0,5-5; оксид магния 0,5-5; углерод - остальное. Применение восстановительной смеси яЛЛ выплавки силикдмарганца позволяет повысить электросопротивление ванны электропечи на 3-45%, увеличить извлечение марганца и кремния в. сплав соответственно на 0,8-1,3Z и 1,4- 2,3% снизить расход коксика на 7-43 кг на тонну сплава. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 С 22 В 4/06

3Qp®р!р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ

21) 3993885/31-02

° °

22) 23.12.85 (46) 07.07.87. Бюл. Ф 25 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) М.И.Гасик, А.Г.Гриншпунт, В.В.Кашкуль и А.Н.Овчарук (53) 669. 168.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 387036, кл. С 22 В 4/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР

9 451765, кл. С 22 В 4/06, 1975. (54) ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСПЛАВОВ (57) Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах.

Целью изобретения является повышение электросопротинления смеси, увеличение извлечения ведущего элемента и снижение расхода коксика. Восстановительная смесь для выплавки ферросплавов содержит, мас.Х! коксик 85"

99 и отходы графитировочной шихты электродных заводов 1-15. При этом отходы графитировочной шихты электродных заводов содержат, мас.Х: карбид кремния 5-30; оксид кремния 5-20; оксид железа 1-5; оксид алюминия 0,55; оксид кальция 0,5-5; оксид магния .

0,5-5; углерод - остальное. Применение восстановительной смеси для выплавки снликомарганца позволяет повысить электросопротивление ванны электропечи на 3-45Х увеличить из- а

У

9 влечение марганца и кремния в сплав соответственно на 0,8-1,3Х и 1,42,3Х снизить расход коксика на

7-43 кг на тонну сплава. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1:3217

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ферросплавов в рудовосстанонительных электропечах.

Цель изобретения — повышение 5 электросопротивления смеси, увеличение извлечения ведущего элемента и снижение расхода коксика.

Восстановительная смесь для выплавки ферросплавов содержит и комплексные отходы графитировочной шихты электродных заводов при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Коксик 85-99

Отходы графити- 15 ровочной шихты электродных заводов 1-15

Отходы графитированной шихты электродных заводов ссдержат, мас.7:

Карбид кремния 5-30

Оксид кремния 5-20

Оксид железа 1-5

Оксид алюминия О, 5-5

Оксид кальция 0,5-5

Оксид магния О, 5-5

Углерод Остальное

Технологический процесс производства графитированных электродов и других видов графитированной продукции предусматривает на одной нз стадий нагревание материала без дос" тупа воздуха до высокой температуры (2200-2800 С) в специальных электрических печах. 35

Дл". более равномерного подвода тепла и предотвращения окисления электродную продукцию, уложенную штабелями в процессе графитации, засыпают высокозольным углеродным материалом в смеси с кварцевым песком.

Графитацию ведут при 1800-2800 С.

В загружаемой таким образом печи тепловая энергия, выцеляющаяся при прохождении через штабель электрического тока, расходуется на графитирование углеродных материалов и на образование отбросового материала, полученного в результате взаимодействия высокозольного углеродного материала и кварцевого песка.

После окончания графитации электродной продукции засыпочный материал, не имеющий дальнейшего использования, представляет собой отходы графитированной шихты, которые с успехом могут быть использованы в качестве восстановителя в составе шихты для

65 г выплавки ферросплавов. В качестве восстановителя может быть использована также пыль и шламы газоочистки цехов производства графитированной продукции, представляющие собой отходы графитировочной шихты электродных заводов. В случае необходимости материал может быть получен специально составлением смеси, содержащей оксиды ($10, FeO, А1 Оэ) и углеродный материал с последующим воздействием высокотемпературной обработкой (выше 1800 С).

Все компоненты, входящие в состав предлагаемой восстановительной смеси, являются полезными при выплавке ферросплавов, способствуют повышению электросопротивления ванны печи и улучшению термодинамических и кинематических условий восстановления.

Кремний и углерод карбида кремния принимают участие в восстановлении окислов металлов. Оксид кремния, оксид кальция и оксид магния являются флюсующими компонентами, способствуюшие снижению вязкости расплава, Двуокись железа и кремния, восстанав-. ливаясь, увеличивает содержание железа и кремния в сплаве.

Предлагаемая восстановительная смесь для выплавки ферросплавов позволяет рационально и практически полностью утилизировать отходы графитировочной шихты электродных заводов.

В отходах графитированной шихты электродных заводов углерод распределен в элементарных объемах равно" мерно и окружает пленкой каждую карбидную, оксидную и оксикарбидную частицу. Это обеспечивает значительное увеличение прочностных характеристик восстановителя, а также повышает активное сопротивление ванны и улучшает другие технико-экономические показатели.

Выбор отходов графитировочной шихты в качестве восстановителя объясняется тем, что присущая этому материалу порода строения и существующие химические связи обеспечивают более высокое электросопротивление и хорошие термодинамические и кинетические условия физико-химических взаимодействий между составными компонентами в процессе выплавки ферросплавов.

1321765 4 личестве более 15% приводит к тому, что не все компоненты отходов графитировочной шихты участвуют в процессе восстановления. Оставшаяся часть компонентов переходит в шлак, с что обусловливает повышенные кратности шлака и снижение извлечения веКарбид кремния в отходах графитировочной шихты распределен равномерно по всему объему. В процессе плавки в электропечи такое распределение микрочастиц карбида кремния в непосредственном соприкосновении оксидами кремния и марганца играет положительную роль, повышая электро— сопротивление ванны печи в верхних горизонтах. В известных способах f0 использования карбида кремния в ка— честве восстановителя .последний разлагается в зоне высоких температур (Ъ 1500 С) на элементарный кремний и углерод, при этом кремний практи- 15 чески не усваивается металлом и улетучивается в виде паров кремния или моноокиси кремния. В предлагаемой восстановитеЛьной смеси для выплавки ферросплавов карбид кремния в отхо- 20 дах графитировочной шихты вступает в реакцию с находящимися в непосредственном. соприкосновении с ним оксидами. Продукты реакции переходят в сплав по уравнению

В результате протекания этой реакции сокращается кратность шлака и, 30 как следствие, уменьшаются потери ме-! талла с окислами шлака. Присутствие d отходах графитировочной шихты оксидной части способствует снижению вязкости шлака. 35

Коксик в количестве 85-99% используется для полного восстановления окислов. При введении менее 85 мас.Х коксика окислы восстанавливаются не полностью, а при увеличении его коли-40 чества более 99 мас.Х резко снижается электросопротивление шихты, электроды "сидят" высоко, увеличиваются тепловые потери с колошника печи. В соответствии с ГОСТом коксик должен удовлетворять следующим требованиям: содержание серы не должно превышать

2 ОХ, влаги не более 10,0Х.

Содержание отходов графитировочной шихты обусловлено тем, что введение его в количестве менее 1,0Х недостаточно для более полного процесса восстановления окислов металла, а также создания ванны печи с высоким удельным электросопротивлением.

Введение отходов графитировочной шихты в восстановительную смесь в копйеО + nSiC Ìå Si„+ СО дущего элемента.

При использовании отходов графитировочной шихты электродных заводов в составе восстановительной смеси в процессе выплавки протекают реакции экзотермического характера, что свидетельствует снижению расхода электроэнергии на 1,0-1,5%.

Опыты по выплавке товарного силикомарганца проводят в трехфазной электропечи мощностью 160 кВ А. Для . выплавки применяют неофлюсованный марганцевый агломерат, кварцит и углеродистый восстановитель в различных соотношениях (см. таблицу). Во всех вариантах соотношение агломерата и кварцита не изменяется и составляет 80 и 20Х соответственно, т.е. наиболее характерное соотношение при выплавке сплава в промышленных условиях.

Шихту в печь загружают непрерывно, а выпуск расплава производят периодически. В процессе плавки непрерывно контролируют активное сопротивление ванны.. Основные показатели выплавки приведены в таблице.

Результаты исследований свидетельствуют о том,что использование отходов графитировочной шихты электродных заводов в количестве 1-15Х в составе восстановительной смеси позволяет повысить активное сопротивление ванны печи и улучшить основные показатели процесса — увеличить извлечение марганца и кремния и снизить расход дефицитного кокса. При вводе в восстановительную смесь отходов менее

1% эффект получается незначительным.

Более 15Х отходов в смеси позволяет повысить активное сопротивление ванны, однако при этом снижается из-. влечение марганца и кремния. Это обу- словлено повышением кратности шлака за счет вносимых отходами трудновосстановимых оксидов алюминия и кальция °

Использование предлагаемой восстановительной смеси для выплавки ферросплавов позволяет повысить электросопротивление ванны печи, увеличить

132

1765 6 ты электродных заводов при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Коксик 85-99

Отходы графитировочной шихты электродных заводов 1-15

2. Смесь по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что отходы графитировочной шихты электродных заводов содержат, мас.7:

Карбид кремния 5-30

Оксид кремния 5-20

Оксид железа 1-5

Оксид алюминия 0 5-5

Оксид кальция 0,5-5

Оксид магния 0,5-5

Углерод Остальное

Параметры и пока- Известная восстановительзатели процесса ная смесь

I I

4 (5 6

Доля коксика в восстановительной .смеси, Х

Доля отходов графитировочной шихты электродных заводов, %

Доля карбида кремния в восстановительной смеси, Е

30

Доля торфа в восстановительной смеси, 7

70 69

Активное сопротивление ванны печи, Ом ° 10

1,41

1,24

0,98

0,3 0,95 0,96

Извлечение, Ж, в сплав

78,1

78,6

77,4 марганца

76,2 76,8 77,2

42,2 43,5 44,3

45,3

45,8

44,9 кремния

Расход восстановителя, кг/базовую тонну сплава

395

399

431

442 438 434 извлечение марганца и кремния в сплав снизить удельный расход электроэнергии и шихтовых материалов.

Кроме того, изобретение позволяет эффективно утилизировать отходы графитировочной шихты электродных заводов.

Формула и з о б р е т ения

1. Восстановительная смесь для вьп1лавки ферросплавов, содержащая коксик, отличающаяся тем, что, с целью повышения электросопротивления смеси, увеличения извлечения ведущего элемента и снижения расхода коксика, она дополнительно содержит отходы графитировочной шихПредлагаемая восстановительная смесь

1321 765

Продолжение таблицы

Предлагаемая восстаиовитель иая смесь

Параметры и показатели процесса звестиая восстановительная смесь

4276

4287

4340 4330 4315

4297

2130 2120 2115

2108 ° 2069 2078

Составитель К.Сорокин

Техред Л.0лийиык Корректор И.Эрдейи

Редактор Н.Бобкова

Заказ 2725/20 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, F ° Ужгород, ул. Проектнал, 4

Расход электроэнергии, кВт ° ч/

/баз.т

Расход марганцевого агломерата, кг/база т а з

4 (5 6