Способ производства карбида кальция

 

Использование: в производстве сплавов углерода с окислами щелочноземельных металлов. Сущность изобретения: способ включает загрузку в печь шихты, состоящей из извести и углеродсодержащего материала, последующее их расплавление и выпуск готового продукта. Новым в способе является то, что углеродсодержащий материал присаживают в количестве, обеспечивающем получение массовой доли углерода в шихте, на 5.10% превышающей его стехиометрическое содержание, для связывания с окисью кальция, вносимой известью. Изобретение позволяет увеличить выход карбида кальция высшего сорта. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к производству сплавов углерода с оксидами щелочноземельных металлов.

Известен способ производства карбида кальция в рудовосстановительных печах с круглой и прямоугольной ваннами единичной мощностью 60.80 МВА. Ванна печи укрыта водоохлаждаемыми элементами. Вокруг каждого электрода в укрытии ванны имеются воронки шириной 300 мм для подачи шихты. В качестве шихты используют смесь извести и углеродсодержащего материала (кокс, антрацит, штыб и т.п.). Жидкий карбид кальция выпускают через летку в водоохлаждаемые барабаны.

Недостаток способа низкий выход продукции высшего сорта.

В таблице приведены требования к качеству карбида кальция по ГОСТ 1460-81.

Низкий выход продукции высшего сорта обусловлен наличием примесей, CaO до 25; Al₂O₃ и SiO₂ до 4; свободного углерода до 1, а 1 кг карбида кальция содержал 240.310 (ср. 275) л ацетилена.

Согласно способу по изобретению, включающему загрузку в печь шихты, состоящей из извести и углеродсодержащего материала, последующее ее расплавление и выпуск готового продукта, углеродсодержащий материал присаживают в количестве, обеспечивающем получение массовой доли углерода, на 5.10% превышающей его стехиометрическое содержание, для связывания с окисью кальция, вносимой известью.

Избыток массовой доли углерода над стехиометрическим приводит к уменьшению примесей, например свободной окиси кальция до 5.9% и повышению за счет этого массовой доли карбида кальция по реакции СаO + 3C CaC₂ + CO, в результате чего объем ацетилена увеличивается с 240.310 (ср. 275) л/кг в известном способе до 280.320 (ср. 300) л/кг карбида кальция в заявляемом способе.

Увеличение массовой доли углерода над стехиометрическим соотношением более 10% нецелесообразно, так как это приводит к увеличению свободного углерода более 1% и снижению за счет этого выхода карбида кальция высшего сорта. Увеличение массовой доли углерода над стехиометрическим соотношением менее 5% не дает желаемого результата по снижению свободной окиси кальция в карбиде, которая в ряде случаев превышает 17% что также снижает выход карбида кальция высшего сорта.

П р и м е р. В электропечь загружают смесь извести, содержащей 92.95% (ср. 93,5%) окиси кальция, и кокса, содержащего 85.89% (ср. 87%) углерода (в этом случае соотношение окиси кальция и углерода по стехиометрии составит 1,45: 1, а с учетом превышения массовой доли углерода над стехиометрическим на 5.10% соотношение окиси кальция и углерода составит (1,49.1,58):1. После расплавления смеси карбид кальция выпускают из печи в специальную емкость. Получаемый сплав содержит 85.95% карбида кальция (СаС₂), не более 1% углерода и 0,5% S, до 4% Al₂O₃ и SiO₂ и 9 окиси кальция (СаO).

Выход карбида кальция высшего сорта составил 80% по заявляемому способу в сравнении с 60% по способу, взятому в качестве прототипа.

Экономическая эффективность заявляемого способа обусловлена более высокой ценой карбида кальция высшей категории качества.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КАРБИДА КАЛЬЦИЯ, включающий загрузку в рудовосстановительную электропечь шихты, состоящей из извести и углеродсодержащего материала, последующее ее плавление и выпуск готового продукта, отличающийся тем, что углеродсодержащий материал присаживают в количестве, обеспечивающем получение массовой доли углерода в шихте, на 5.10% превышающей его стехиометрическое содержание для связывания окиси кальция, вносимой известью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2