Способ выплавки ферросплавов в рудовосстановительных электропечах

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах. Целью изобретения является интенсификация выплавки ферросплавов за счет экономии твердого углеродистого восстановителя без увеличения расхода электроэнергии. Способ заключается в том, что при введении кислородсодержащего газа в твердофазный шихтовый слой предварительно сжигаются 50 - 70% моноокиси углерода вне шихтового слоя, а остальную часть дожигают в шихтовом слое при стехиометрическом соотношении с окислителем. Способ позволяет снизить расход твердого углеродистого восстановителя на 6,5% за счет снижения его угара, т.к. нагрев шихты осуществляется без избыточного окислителя в ней и позволяет снизить расход электроэнергии на 2% за счет более полного усвоения тепла шихтой. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 7 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4477577/31-02 (22) 30 ° 08.88 (46) 23.05.90. Бюл. и 19 (71) Институт металлургии Уральского научного центра AH СССР (72) И.П. Чачило, Г.Н. Кожевников, А.W: Щербин и В.И . ВороЬьев (53) 669.168(u88.8) (56) Патент ФРГ 11 . 242/034, кл. С 21 С 5/52, 1974 °

Авторское свидетельство СССР

N 773089, кл. С 21 С 7/00, 1980. (54 ) СПОСОБ ВЫ1ЛАВКИ ФЕРРОСП11АВОВ В

РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ЭИЕКТРОПЕЧАХ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности, к выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах. Целью изобретения является

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах. целью изоЬретения является интенсификация выплавки ферросплавов за счет экономии твердого углеродистого восстановителя Ьез увеличения расхода электроэнергии ° (!ри введении кислородсодержащего газа в твердофазный шихтовый слой предварительно сжигаются 50-704 моноокиси углерода вне шихтового слоя, а остальную часть дожигают в шихтовом слое при стехиометрическом соотношении с окислителем.

Предварительное сжигание 50"/0 моноокиси углерода вне шихты позволя(1) С 22 В 4/06 С 22 С 3 /04

2 интенсификация выплавки ферросплавов за счет экономии твердого углеродистого восстановителя Ьез увеличения расхода электроэнергии. Способ заключается в том, что при введении кислородсодержащего газа в твердофазный шихтовый слой предварительно сжигаются 50-701 моноокиси углерода вне шихтового слоя, а остальную часть дожигают в шихтовом слое при стехиометрическом соотношении с окислителем.

Способ позволяет снизить расход твердого углеродистого восстановителя на

6,54 за счет снижения его угара, т,к. нагрев шихты осуществляется без избыточного окислителя в ней, и позволяет снизить расход электроэнергии на

24 за счет Ьолее полного усвоения тепла шихтой. 1 ил., 1 табл. ет нагреть окислитель (воздух) до температуры, обеспечивающей самовоспламенение моноокиси углерода в слое шихты, имеющей температуру значительо. но ниже 800 (;, Ьпагодаря чему обеспечивается Ьолее высокая степень нагрева шихты.

При сжигании вне слоя менее 50.ь моноокиси углерода температура газовоздушной смеси (дымовые газы + кислород воздуха) недостаточна для самовоспламенения моноокиси углерода в шихтовом слое. При сжигании вне слоя более 701 моноокиси углерода возрастают тепловые потери с уходящими дымовыми газами, так как оЬразующийся избыток тепла не может полностью усваиваться шихтой.

1565907

><,техиометрическое соотношение межд окислителем (кислородом воздуха) и моноокисью углерода обеспечивается за счет естественного подсоса необхо5 димого количества воздуха из окружающей среды (исключена подача окислителя в слой шихть> под давлением) .

Подача окислителя в слой шихты в стехиометрическом соотношении с моноокисью углерода исключает выгорание твердого углеродистого восстановителя, так как отсутствует свободный кисл<»род, который мог бы вступить в реакцию с твердым углеродистым восстанови-15 телем.

На чертеже представлено устройство для осуществления предлагаемого способа нагрева шихты перед поступлением ее в печь °

Для осуществления предлагаемого способа на лабораторной одноэлектродной печи монтируют устройство, состоящее иэ камеры 1 сжигания, образованной наружной поверхностью труботечки

2 и охватывающим ее с зазором кожухом

3. Кожух 3 в верхней части герметично соединен с труботечкой 2, которая имеет перфорацию в сво и верхней части, являющейся завершением камеры 1 сгорания. Кожух 3 также имеет перфорации в верхней и нижней частях. Перфорация в труботечке 2 выполнена для подвода .продуктов сгорания (дымовых газов) из камеры 1 сжигания к всасывающему З5 патрубку 4 дымососа, расположенному

rlo центру труботечки ?. Нижняя перфорация кожуха 3 служит для подачи воздуха из атмосферы в камеру 1 сжигания, в которой осуществляется сжигание мо- 40 ноокиси углерода, а верхняя перфорация кожуха 3 необходима для подачи воздуха из атмосферы в шихту через перфорацию в труботечке 2 для органиЗации горения в шихтовом слое. Основание кожуха в камере сжигания заглубляется в шихту.

Cnoc0b осуществляют следующим образом. 50

Плавки ведут по предлагаемому и известному способам в лабораторной одноэлектродной печи мощностью 80 кВа, выплавляющей передельный феррохром непрерывным способом при напряжении 55 .i7 В и токе 2,0 кА. Колоша шихты состоит иэ 20 кг хромовой руды, 4 кг кокса и 0,85 кг кварцита. Продолжительность межвыпускнь>х периодов 2 ч.

При осуществлении предпагаемого способа в печь после ее разогрева загружают шихту. Включают в работу дымосос. За счет разряжения, создаваемого дымососом, моноокись углерода из печи и кислородсодержащий гаэ (воздух из атмосферы) через перфорации в кожухе 3 и труботечке 2 начинают поступать в камеру 1 сжигания и труботечку 2, температура шихты в которой не превышает 50 С.

Так как сопротивление слоя шихты труботечке 2 относительно торца патрубка 4 от ее перфорации и основания составляет 1:4, то и количес. во моноокиси углерода, образующейся в печи в процессе выплавки ферросплавов, в камеру 1 сжигания и в труботечку 2 к всасывающему патрубку 4 через шихту распределяется в этом же соотношении. Поджигают горючую смесь в камере 1 сжигания, Горячие продукты сгорания (дымовые газы) из камеры 1 сжигания, а вместе с ними и воздух, забираемый из атмосферы через верхнюю перфорацию кожуха 3, поступают в шихту через перфорацию в труботечке 2 к торцу патрубка 4, где и происходит дожиГание оставшейся части моноокиси углерода. Моноокись углерода сжигают в камере сжигания в объеме 75, 70, 60, 50 и 301 от общего количества, выделяющегося в электропечи.

Нагретый продуктами сгорания (дымовыми газами) воздух подают в слой шихты в труботечке для дожигания там соответственно 25, 30, 50, 60 и 704 оставшейся моноокиси углерода при стехиометрическом соотношении (сЬ = — 1,0), обеспечивающимся тем, что горение моноокиси углерода происходит эа счет подсоса необходимого количества окислителя (кислорода воздуха из атмосферы).

При осуществлении плавок по известному способу в кожухе и футеровке печи выполняют по 6 отверстий, равноотстоящих одно от другого, по периметру печи. В эти отверстия вводят кварцевые трубки диаметром 2 мм, по которым подают в печь окислитель (кислород воздуха) .

Воздух подают в твердофазный шихтовый слой, имеющий температуру 850 С при коэффициентах избытка кислорода

О<, = 1,0 и о< = 1,25.

Результаты экспериментальных плавок по предлагаемому и известному способам представлены в таблице.

Данные процесса по способу

Предлагаемый при дожигании моноокиси углерода в камере сжигания в количестве, Ф,и подаче горячей газовоздушной смеси в шихтовый слой с фа = 1,0 для дожигания моноокиси углерода в количестве, Ф

Известный*

Показатели

75

50

40

30

70

Удельный расход кокса, кг/т, при:

1,0

1,25

Удельный расход электроэнергии, кВт/ч, при:

04 = 110 юб 1,25

426

440

403 398

398 418

398

3975 3920 2990

3900

3920 3950

3900

* Подача окислителя (воздуха) в шихту, имеющую 850 С.

5 15659

Из таблицы видно, что наибольшая экономия твердого углеродистого восстановителя по предлагаемому способу достигается в диапазоне 70-504 сгорания в камере сжигания моноокиси углерода, причем при сгорании в камере сжигания менее 504 моноокиси углерода температура газовоздушной смеси недостаточна для самовоспламенения моноокиси углерода в шихтовом слое из-за увеличения количества воздуха из атмосферы с температурой окружающей среды, с учетом увеличения количества моноокисй углерода в шихтовом слое на величину ее уменьшения в камере сжигания.

При сгорании в камере сжигания более 704 моноокиси углерода образующийся избыток тепла не может полностью 20 усвоиться шихтой, что приводит к неоправданным тепловым потерям с уходящими дымовыми газами.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет снизить расход твердого углеродистого восстановите07 6 ля на 6,53 за счет .снижения его угара, так как нагрев шихты осуществляется без избыточного окислителя в н й, и позволяет снизить расход электроэнергии на .21 за счет более полного усвоения тепла шихтой (нагрев шихты осуществляется с низких температур).

Ф о р м у л а изобретения

Способ выплавки ферросплавов в рудовосстановительных электропечах, включающий введение кислородсодержащего газа в твердофазный шихтовый слой и сжигание моноокиси углерода в рабочем пространстве, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации выплавки ферросплавов за счет экономии твердого углеродистого восстановителя без увеличения расхода электроэнергии, предварительно сжигают 50-704 моноокиси углерода вне шихтового слоя, а остальную часть дожигают в шихтовом слое при стехиометрическом соотношении с окислителем.

1565907 2

Pb

СЖ

Составитель А. Янковская

Редактор И. Дербак Техред Л.Серц окова Корректор И. Иароши

Заказ 1200 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101