Способ выплавки силикокальция углетермическим процессом
СПОСОБ ВЬПЛАВКИ СИЛИКОКАЛЬЦИЯ УГЛЕТЕРШЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ, включающий непрерывную загрузку на поверхность колошника руднотермической печи к электродам шихты, состоящей из извести, кварцита, углеродистого восстановителя и металлодобавок, периодический выпуск расплава из печи , отделение металла от ишака и раз ливку его в изложницы, о т л и ч ающ и и с я тем, что, с целью предотвращения разрушения гарнисажа, увеличения стойкости футеровки и продолжительности кампании, стабилизации выхода годного сплава и его состава, улучшения показателей выплавки силикокальция , непосредственно после выпуска расплава из печи к окололеточному электроду загружают и продавливают электродом в зону тигля кокс в количестве 0,15-0,2 сверх количества его, задаваемого на плавку с основной шихтой, в первые 0,150 ,3 продолжительности плавки токовую нагрузку окололеточного электрода (Л снижают на 10-20% по сравнению с токовой нагрузкой Остальных электрос дов, и в этот период загружают к окололеточному электроду и проплавляют дополнительную шихту, состоящую из кварцита и углеродистого восстановителя при соотношении, соответствуюо со N| щем их соотношению в основной шихте, в количестве 0,05-0,1 от навески основной шихты. ел 00
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„ЯЦ„„1109458
З(51) С 22 С 33/04, ь кк
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3608783/22-02 (22) 27.06.83 (46) 23.08.84, Бюл. Р 31 (72) Г.А.Лазарев, Э.Б.Попова, В.П.Зайко, Д.Ф.Железнов, Б.И.Байрамов, М.А.Рысс и А.Б.Разин (71) Челябинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени электрометаллургический комбинат (53) 669.168(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 214563; кл. С 21 С 7/00, 1967.
2. Авторское свидетельство СССР
11й 443099, кл. С 22 С 33/00, 1972.
3. Кожевников Г.Н., Зайко В.П., Рысс М.А. Электротермия лигатур щелочноземельных металлов с кремнием.
И., "Наука", 1978, с. 99. (54) (57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СИЛИКОКАЛЬЦИЯ УГЛЕТЕРМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ, включающий непрерывную загрузку на поверхность колошника руднотермической печи к электродам шихты, состоящей из извести, кварцита, углеродистого восстановителя и металлодобавок, периодический выпуск расплава из печи, отделение металла от шлака и разливку его в изложницы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения разрушения гарнисажа, увеличения стойкости футеровки и продолжительности кампании, стабилизации выхода годного сплава и его состава, улучшения показателей выплавки силикокальция, непосредственно после выпуска расплава из печи к окололеточному электроду загружают и продавливают электродом в зону тигля кокс в количестве 0,15-0,2 сверх количества его, задаваемого на плавку с основной шихтой, в первые 0,150,3 продолжительности плавки токовую ф нагрузку окололеточного электрода снижают на 10-203 по сравнению с токовой нагруэкой Остальных электродов, и в этот период загружают к окололеточному электроду и проплавляют дополнительную шихту, состоящую из
Зев кварцита и углеродистого восстановителя при соотношении, соответствующем их соотношению в основной шихте, (аР в количестве 0,05-0,1 от навески Яйй основной шихты. 4
Сл
<; ()
EE(0 О<>!>е (с <<<> F- f -(()<. ПJ(Я " .,-,— <) О.
Е)Е"! <<Ë5),<)31)ИП,. КОН<-;!) - У Н i; ",)
>3" > (5)(3р<>0 с i тi! " Пот- Ti T;) ((I< :0 1 !; "; « < <г т>pn)тт(> < )т<>тП-О>,-д<тт,(—,-я т О Qi ««>Tc rc;,i<., Б>.(1<3Т (тт(„; р.>от т>,- ).;=,;,—, (; а <, калтт-<11-"5(Б i;JI. c3<-,a:(-,-,I J i„- > E> Qi Ji< Б)! <:. <> -,. т г < цитд и, i, ((.=<(>(33<)пfc (3! ) !, Iдп<ЗБ
)3<,,Q ("1 Ц 0 С tf" т)(<(< T>i(i 1! Гг(.j < ()П >1«" "r-"<)
БОС< > ДЦОБJ! (=JT((> Б iir.г;г 1(ДБД- "„(!i
y < > Ti;,; - (> -,; г>, < с)),« f>!
23-<>0% ИБ>)г (:! ti (J E
ТуМД. ОСТДП1 ПОО - (;i.. i ;::..Í )4(1(, QtiЕ> )
ЦЕЛО(.тД;)(al:;ii< !(;а< (rf)!-;, СГ(()СО(>< 1 )5
lG i ..Я <3C)pa а Q!3 aт<И(3 (i) .(< (i <=,>i T;: От Q IC<),, ЧЕСтНа >liiJ<)T(Д. Í,-ra .
ЦДБ(С:(Е<т. Т 3: .::.; — >10 0(>,Ы ЛДБ)гт-; Ст(ПИКОКДЛ f>:!ИЯ, J ). . i!3",:Гп<> 3<ИI . 10 .) П) а з. И<ЕЕ (3< Нi)п iо,i !ii «, г < -,;C) i i- (г T<ю) < ", 5КРЕМ(ИЯ И . < ><3P(!Т-- . Б: >IТ) )(. Б СООТIi(ШЕ !n>l (): 0 .. >) - () . i . гг) ) ) 2 !. EEci!(0(3138 J . д !>т д 501 О c)J0cQC>a ЯБг<5i ЕСТСЯ 3ЫСОКД: т —,) . 1< >:,.КОС т -> iIP(3((0>С, БЫЗ 13ДЕ(11>aЯ O JIДД 1<3Л ЬЕ! 0! (>> >гт< ПОП "ДП Д â€”, " КОЙ ()(ИХ>Б> 5 ООРД<30 (f(oi> J(ОЛQ (т<(«)JCД КРатКОПГ)г< >- i i-"a > <ПГ КД)<(Пап(И! 13ЫПХIД БКИ (. -:Л! IКО!< с . )Б(т ИЯ > J ЫД J3 a .l J3a5J,:(C cP>,":;:,,Ба >>,>, ail lle3 < Р П<3)1!П)(К: К ДРОП)10."т TCT3 (i: n J :f!,, =;" Q БЕД(><)32Е 7 !IЕ ОО" 3cQ+In>IQ г<; TTa();31.:: (<СТ )i)г3т:Qi()т;-,i Т,, КДПИ (Дл}=."-n>((3 )>Е (О:-:! Ы <,) «! () .((3): .,:, .>НОС 1>I(3 1 О Мес)- ;i ::.,C>nЫ< . >fО l)>15! 1",3 > ,Ца О((С)1)t:.1(1!1)Д(Ы)1>е Г 3 5 Г-:П С<31<()3>1>. (1-l КГ>-. ПЫЛЕ- И т (Д()Б;.;:„:,,-ЕП 35< J л Е>1, „-:- r->i).,г. ЗДТ>3ДTJ! ТР <Г>(3 i,i <,3>< - П Ci (), ()JC > Г> i .р днеpl тги ц,> )г )()>т3 (i(< <)г (. Iiтllãò,.)<(г., < Пт.(я . ()ДПЕ!(30<1« . ; Ã(((° j. ) <, > О! Г )(i:. ПО qQC -
СносQ(, )If i; ã а з)гд с «((->ко:, —,.—., >т )я 3-> и»вЂ” 3дг)3)г;,"-> <гд - » .:.: < Г,«.(<3> ., r > (< . < ) > ЕЕ )>РО J f f;) И:) г(.=! 1! «,,: . ;: . <3, <-!, . рп(О 71! ;.)3)ог!нт(1(д .I Iioап03я:-т rip 0= () <7 —, м.) in,)I,JÓ() -<ДП (;;:, !< .!3 . Cj<< i И.">Й с со J< ():кa:.J» (.. . >>:,! >((1:J .и - .: " . г) .; - )> 3 . 1)"=Г((3С!;-. (К (3БЕС ): -.:. О СГ - г) ()О) >!"» " ;>)ДIJJ, (i! )2<-Д<-.i i г Д-,.(< т«= — ..3 , -1, .(1(>< е f .IB БJ>!)coÄ" !aòa<,n:1а )a п.1ДБ К) Г(0 КО,",":.Д3(П If ...!<1 . (C) < > "(3. Я jli.5i " 1< « .г:",)I:(< ) 7 ; > ) т < — « >«П:Ы, ; ННО,-.. -,.-Па<3 г. П->- Пт.т<тг5> )г i " i 11=1 Я i:—,,г! ". <;;,; -, "; I;i « —, 3< <, О . Е> i> "((1 П 1(i .1 > ".,<Н 13<<) !!ЕН) IC ) j(>К .-:; aт;, С <;-,. -.-,; —::-3>.;П <"; ><.=-i,- 3I Д.,1 i) IJ) -5(. (= Г))>!>ЧC C;!:i J ПГ <) 1(ЕС ССМ . Б):., « 3 ; a)) Ë : ".П» ЕР>!Бl!3 13 .-.,Д С<3 >г <3 К -,, < ) fc 2(- . -.: i 3, -Ь )г .<, г(. -3 !. -,тт(>. г.;),i,--, ;-"",, ">,;-. I)(,) . !) I(Q ".Cl .>5>(> I T)0 i ." ;- > :Д! ! i .. 3. ) () ()((П!"- ))1 *- (; < ) <, .; * ., г .;;-,;; > .. 1109458 3 личестве 0,05-0,1 ат навески основной шихты. При загрузке под окололетачный электрод в начале плавки кокса в количестве меньше 0,15 сверх его количества, задаваемого на плавку с основной шихтой, равно как и при отсутствии загрузки под окололеточный электрод кокса в начале плавки, восстановление гарнисажа карборундам праизва- 10 дится в недостаточной мере и прк выпуске расплава из печи гарнисаж быстро размывается и частично разрушается футеровка печи, что приводит к быст- рому ее выходу из строя. 15 Если количество кокса, задаваемого в начале плавки под окололетачный электрод, больше 0,2 сверх задаваемого его количества на плавку с основной шихтой, имеет место сильное зарастание тигля карборундам, чта снижает емкость тигля (приводит к уменьшению количества металлического расплава в печи) и затрудняет разделку летки при выпуске расплава из 25 печи, а также приводит к угару кальция. Если в начальный (первый) период плавки к акололеточному электроду задавать основную шихту из извести, кварцита, углеродистого восстановителя и металлодобавкк, в период ее проплавленкя образования карборунда и упрочнения тигля не происходит, что приводит при выпуске из печи расплава к быстрому размыванию карбарундового тигля, гарнисажа и разрушению футеровки печи. Если дополнительную шихту в первый период плавки под окалолеточный электрод вводить в количестве меньше 0,05 от навески основной шкхты (на время продолжительности первого периода 0,15-0,3 общей продолжительности плавки), то шихты недостаточно для нормализации работы калошника, к ока-. лалеточному электроду начинает сходить шихта (основная) от других электродов, что в конечном итоге приводит к быстрому размыванию карбарундового тигля, гарнисажа и разрушению футеровки печи. Количество дополнительной шихты, вводимой под окололеточный электрод в первый период плавки,. более 0,1 55 от навески основной шихты нецелесообразно (излишне) и приводит к снижению содержания кальция в готовом силикокальции за счет неполноты протекави я процесса насьп ения кальцием свободного кремния сплава, не связанного в силкцкды. Когда продолжительность первого периода плавки ыеньш 0,15 общей продолжительности плавки, формирование карборундавага тигля неполное, чта прк выпуске uÿñïëëва кз пе п! При водит к разрушению футеравкк печи и быстром; выхапу ее кз строя. Прк продолжительности первого периода планки больше 0,3 общей ее продолжительности образуется избыточное количество карбарунда. Эта приводит к снижению емкости тигля, уменьшению металлического расплава в печи, снижению ее пракзвадктельпаст!! и повышенному угару кальция, а также затруднениям выпуска расплава пз печи. Если таковая нагрузка в первьп! период плавки (0,15-0,3 общей ее продолжительности) на акалалеточном электроде снижена менее чем на 107. по сравнению с токовой нагрузкой на других электродах, оптимальной для выплавки силикакальция, мощность фазы повышена, что приводит к затруднениям формирования карбарундового ткгляе Если токовая нагрузка окалолеточного электрода в первый период плавки снкжена более чем на 20% мощности недастата:!на для получения высококремнкстага сплава кз загружаемой шкх=ы, чта ведет к затягиватппо проплавления, герегреву металлического расплава пад другкмк электродами, снижению сплава и содержания в нем кальция к кремния. П р к м е р. Испытание предложенной технологии выплавки скликокальция. праьадят в прамьппленной печи с мощностью трансформатора 15 МВ А. Плавки ведут на 3 ступени напряжения (141,5 H) на основной шихте, состоящей из кзарцкта с содержанием 977 Si0, извести с содержанием 967 СаО, углеродистого восстановителя (коксовага орешка, древесного угля) и металладобавак (железной стружки с содержанием железа 90%) прк их соотношен!ьк 1:О, 3:0,6; 0,25:0,2. Плавки ведут па 3 вариантам кампаний на печи после выплавки ферросилиция марки ФС 65 (т.е, са сформированным гарнксажем) . В первом гаркачте после выпуска расплава Tis печк пОд Окалалетачн!пй 1109458 электрод загружают 32 1 r К этим электродам загружают основную шихту, а к окололеточному -- спепиаль- О но подготовленную дополнительную ших-ту, состоящую из кварцита, коксового орешка и древесного угля при их соотношении (1:0,6:0,25), соответствую-щем соотношению этих компонентов в основной шихте. Сниженную нагрузку на окололеточном электраце держят в продолжении 0,15 общей продолжительности плавки, которая продолжается в общей сложности 2 ч, т.е. в течение 18 мин, чта и является первым периодом плавки„ В течение всего |зремени первого периода плавки под околалеточный 2г электрод загружают цаполнительную шихту, количество которой О, 05 ат массы основной шихты, задаваемой на плавку. После окончания первого периода токовую нагрузку на околалс.тачном 0 электроде устанавливают такой же, как и на других электродах, тЖ . 821 А, и второй период плавки веду г, погружая под все электроды только основную шихту., предназначенную на плавку ° Продолжительность кампании по первому варианту 40 сут (480 плавок) . После окончания плавок металл выпускают B ковш, выдерживают в тече-40 ние 15-20 мин цля лучшего осаждения металла, затем шпак сливают, a teталл разливают в чугунную изложницу. Остьпзший металл взвешивают., отбирают пробы на химический состав, в каторых1, затем определяют содержание кремния, кальция и железа. Кроме этого, на каждой плавке варианта (t: середине плавки) контактным термометром определяют температуру кожуха ванны у летки печи., что характеризует глубину размывания гярнисажа и футеровки по ходу кампании. Среднеплявочные параметры выплавки силикокяльция и показатели плавок приведены в табл. 1 и 2 (величины изменения от начала кампании к ее концу представлены в виде срецнесуточных данных, т.е. по 12 плавок, за первые и последние сутки кампании) . Бь1плявку лигатуры по второму и третьему вариантам предлагаемой технологии осуществляют на тай же ос.наиной и дополнительной шихте, что и в кампании по первому варианту, и в та» же порядке проведения операций В плавках по известному способу наблюдается значительное разрушение гарнисажа и футеровки печи, и эти кампании прекращают из-зя опасности проедания печи. Это подтверждается значительны снижением производительности печи к концу кампаний (соответственно па вариантам на 20,4, 23,9 и 20,97) It значительным увеличением температуры кожуха печи у леточного отверстия, которая ня 85-120 C выше, чем в плавках испытываемых вариантов па предлагаемой технологии. Таким образом, по средним показателям предлагаемый способ значительно эффективнее известного: производительность по физическому весу металла, получаемого за выплавку, выше на 1-6,57., а по базовому сплаву (157 Са) — на 10,5-24,77; содержание кальция больше на 8,9 16,5 атн. 7.; извлечение кальция выше на б,38-14,57.; расход электроэнергии на получение 1 т (базовой} сплава ниже на 1031-2139 кВт ч; сплав па содержанию кальция от начала кампании к ее окончанию более стабилен и полность;-о отвечает марке силикокальция СК 15, в то время как в плавках па известному способу к концу кампании (практически аол ьшую засть кампании) получается сплав, соответствующий более низкой марке СК 10; прадалжитель— ность кампаний выплавки силикокальция значительно выше из-зя ба- ее вь сов кой стойкости гарнисажа и футеровки печи, особенно в районе летки. Ожидаемый экономический эффект пр, использовании предлагаемого способа выплавки силикокальпия марки CK 15 углетермическим процессом cooтавит примерно 250 000 руб. в гоц. 1 109458 f" E O СО ! с»- х Cd (сЦ Рх х m Ц 1 Qi е I !а Е 1 Ь вЂ” — 4 Ill С4 о о л л х» О1 О О С1 СО CO л л Ch CP CO CO О О с 1 л л л л o o -4 1 СО со а л л СС1 сС (LI х х м! и о О л л сЧ "О vD — CO О О л л м Ю uD О Ь, с 4 сО л л л СЧ а а о л л л СЧ СЧ О О1 о о Ф м СЧ СЧ 1 х» СЧ х М o o o СЧ СЧ С 4 М СЧ л î о о СЧ СЧ Э Cd Гч Cd x CV М Л О и Qi Р3 о И о! 1 С 4 О! «$ ! Ц 1О Cd ! l Ж Ц! » И а и Э х а 9 о а m с- о Х m Э Э С) ta» Е В«х! Х 1 Cd х ч о ч! Х1 ххГ 1 е AI I 11 1 О .,4 1 ОМ СО I! 1С! ОМ e I с!л и g л1 Cd - Q) >I iО m I О Х! х хч — — - e Cdl Ф Р C I I Ж И! И И v v Ocdl see ml ь д О CO O л СО М с 4 Г СО> с 4 - со с <Л сО со O — O O — С4 л л л л л сО л л О СО СО СЧ СЧ С 4 М С 4 С 4 м м,О С л л л л л л со л О -Ф Ф 10.Ф СО Р сЧ с 4 i 1 (3) л Ю Ю )О С 4 г4 Щ Ю с1 ) О) CO см ° г1 i 1 сР) I I 1 I — — 1 р.а ! I! х! х! х! cd l cd и! с) Э Ц cd о х о э о х Е Ц CO 6 0I CQ 10 \ 1 l с ") сс) Pi v со со г) О Ф cv - Р I г ) )Г) св г» 1 гG ) С> С 4 ! -:Р с4 с4 с 1 Р) 0 сь ! с ) су с4 0 Ф 1 сч С 4 I g о Р:! N ь х Э И & )) C) (-1 . О о х А cd Ш э о 1ч с)) CO С3 С\ СО С4 CO С iв (Q СЬ. с" ) с4 С) ) )Р 1 1 >Е ! Э cCi "" С 4 г ) Ц Е 1:: ))) х Х о сц Э cd Ц х и о ж х о х Э х о х Э cd х ш
О х Р о х с)) 1 Ж 1 Х 8 1 о й a o ОЪ Р» CO сЧ с! I I С) С) С) 0 В 0 СЧ Г4 СЧ сЧ 1 Ф С4 c4 с ) сс) )У) О ) l I 0 Р 1 ю с с 4 с), Р) С> 1 1 С) С) 0 0 С4 "Ф CO е в Ф CO сЧ с 4 I! I со о ) I Р» Р с 4 Г4 I с") со ! 1,0 О ) c+ ВГ) 1 cv o с ) с ) и и) I I с4 с) 1 с) е ! 1 С в С г! (! 0 1 С 4 CO СЭ .") i ! I ! 1 ! ! ! Ф Ф "4 Ф (. е Р ) г4 12! E I Ql 1 х! » E» E Gl Ql Ql х ж ж 1 о о х о! С(! и х о Х К х с ы о (ц 1 и а л о ( о С(» о и v о М ()! 0 ((! х ф ((! С»( о (d )х ()» О О 1 4 х )х 1 О0»О аХое \Г» (с» л л л с> с» о о х х СЧ л С» E E» E Ql (D (»» ж х х (d I ! » Сч Э! Х ! 1 о »С и (Р.) ! » (D ! о Ц о Г о х м (» О О и м )х о х I о Е х Х ((» ((! )О о (» ° с с» л л l и (D ((» Ql )Я а .а С! (О О О l о Х о Ь4 )Д л ((» с» с» лО С» О С»» М О (1 (»l С 4 С! О т o o С»4 (»» С»4 т О ) ( с> o o o С» С» о с 1 а I (d I С!» Ы ! )(» ()0 (D 1- и О )» LD О .О о » (С», т С» м .м м! л л ).О М) М Л 0О 0О м м с о 3 ((Ъ 3 С со С) » С» С"» 1 (I! 1 а» а О Ф 1 О <4 I Fe I )О о и о И СЭ (d Ж » а ((j (0 Х Ql х QJ Е о х E о о С.З )х о Р» о ,). и о Х D» (6 (» Ц о х и Сб Р 1 Ц о! (! о I " Г 2 (D Р о о о ! (» о и Х о »С х ! » и Ql ! »» х 1 х о х х и (: о 0» о х о д Х 0! v (c» е о (»» (!» о О, (! 0)» л Ю »а и » (» С» (О а с) аа м с» С»4 (4 а л o o ° ° а С» (4 СЧ а л o o а ° e О О а л о о м м л o o м 00 л с» сч с» л ° ° о ° с» С» (Г\ а ° С» С> С» л ° ° С» О О л л О С) С) л с) ° а (С 1 С » С»3 л л o o o 13094 i8 1» E" Е+ е е е ж ж ц , и до Е о (13 <б хх о е сои о Х1 ОЕ о одно Ц E и Х е о К а Е» 1 о л Ц Е» о ох х Е! („" х I l 6 Е cd (X 5 Д Д в Ж Е Ж Е» С.> Х Е» X OcdcO х х и >О с СО СО <Г С О О с»с СЬ Р> О > о! cd Х х х >х х o m е I! tf e е о ы 8Еа оое>х х х ! О х Е Р cd х1,х m cd os m»x х д о àuvм c„-zm>owe m оеоахоц ;с c o E- d! m fl ех ое 5ое х! е еаххо I 2оыеmесч о cU i> cd пцецооц х ехцхо 1» о о ! Х о Ц) Ц >Я о Е аm к Х ое aors L Х
m x 1 е Р ср г" >»1 >Г> >,о >о Ф Ю 1 ц хoo е 2 tf х д Е»ж ОЕ о ! ц E и >> \ >> o o >I >> lN О O O Х>ХOcd oomцхо х х х ы c". x 1 1 ! i ! — 1 ° о 1Г! сч о а ЧЭ О О1 С 4 О Ф Э Ю » о >х о х е » х о хоа х о Й о х Е» о о + И х ARе е а 03 !.! Е» CJ е и >х N л и х о х С3 I I ! I (1 1 I 1 Ж ж а цех о о g,mо х 5 m а >х <о >х х бхай uom cd Ы цо о а, о о м о цц Х cd u m е х х е ц ц ас, о I II >d g о4м g x ойдо -3 мое о охцЙх Ы х о ,>> р >»о Х Е» е о Ц cd о о — 1 1 ! 1 1 I О"> (,) О о >.C О t E Е Q е е х ы ж О О О с»! с»с с 4< 1- ГЕ< f> ° Г >(Тт-,г>
