Способ загрузки шихты

 

СОК33 СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

-Я0 .122 б9 4 С 2 С 33/00,А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3818173/22-02 (22) 29.11,84 (46) 30.04.86. Бюл. В 16 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени, металлурги" ческий институт им. Л.И,Брежнева (72) А.Г,Кучер, В.В.Корчевный, Г.Д.Ткач и И.Г.Кучер (53) 669.168(088.8) (56) Технологические инструкции на выплавку марганцевых сплавов

ТИ 146-ф-40-84, ТИ-146-ф-33-82 Никопольского завода ферросплавав, Авторское свидетельство СССР

11 45)776, кл. С 22 С 33/00, 1975. (54)(57) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ШИХТЫ в

0 электропечь при выплавке ферросплавов, заключающийся в загрузке кварцита и кокса в центральную зону, а остальных компонентов шихты — в периферийную зону, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения извлечения ведущих элементов в сплав, производительности печи и снижения удельного расхода электроэнергии, шихту загружают с отношением содержащегося в восстановителе твердого углерода к содержащемуся в рудной части шихты ведущему элементу, равным 0,41-0,65 — в центральную и 0 15-0,40 — в периферийную зоны, при этом в центральную зону задают восстановителя 45-757 от его общего количества.

1227705 2

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производ. ству ферросплавов, применяемых для раскисления и легирования стали.

Цель изобретения — повышение извлечения ведущих элементов в сплав, производительности печи и снижение удельного расхода электроэнергии., В центральную и периферийную зоны загружают шихту с отношением содержащегося в восстановителе твердого углерода (С ) к содержащемуся в рудной части шихты ведущему элементу (Мер„)-С, /Мер„,, равным

0,41-0,65 и 0,15-0,40 соответственно, при этом в центральную зону задают 45-757 от,общего количества восстановителя.

Загрузка шихты с указанным соот-< ношением С @ /Мер„, стала возможной вследствие установления зависимости термодинамических и кинетических характеристик от степени углеродотермического восстановления металлов иэ их оксидов.

Сущность предложенного способа может быть охарактеризована на примере загрузки шихты при выплавке силикомарганца, Экспериментальным путем установдено, что выбранный способ загрузки шихты с соотношением С /Ме является оптимальным для процесса выплавки силикомарганца, а также может быть использован для выплавки других ферросплавов в руднотермических электропечах.

Граничные значения выбранных от.ношений C, /Me<„ в предлагаемом способе подачи шихты связан с кинетическими условиями углеродотермического восстановления металла из его оксида и электрическим режимом ведения плавки. Отношение С, /Ме „в периферийной зоне менее 0,15 при сравнительно низкой (1200 С) температуре в ней не обеспечивает протеt кания восстановительных процессов и приводит к большим потерям ведущих элементов (марганца и кремния) с отвальным шлаком (около 207}, а более

0,40 увеличивает протекание тока на обстановочные блоки и приводит к их разгару.

Отношение С /Ме „ менее 0,41 в центральной зоне даже с учетом высокой температуры в приэлектродной зоне (1800-2000 С), не обеспечивает

В данном способе кварцит растворяется в рудном расплаве, что обеспечивает получение жидкой фазы при

45 .о

1300 С и выше. Это соизмеримо с температурой начала восстановления МпО (1324 С), поэтому условия для восо становления марганца значительно улучшаются °

В идентичных промьппленных условиях в печи РКГ-75 были проведены сопоставительные плавки силикомарганца согласно предлагаемому способу и прототипу.

Способы загрузки шихты отличались тем, что в опытном варианте в центральную зону подавали повышенное содержание восстановителя при от20

40 глубокого восстановления ведущих элементов шихты в сплав, а более

0 65 ухудшает электрический режим ведения плавки за счет повышения электропроводности шихты, повышает токовые нагрузки на электродах (100110 кА) и их посадку, что смещает реакционную зону в верхние горизонты ванны печи, повышает температуру под сводом и,как следствие, увеличивает горячие простои из-за повышенного износа элементов конструкции печи (свода, короткой сети и т.д.).

Предлагаемый способ загрузки шихты обеспечивает повышение извлечения ведущих компонентов шихты, производительности электропечей и снижение удельного расхода электроэнергии эа счет интенсифииации процессов углеродотермического восстановления в центральной и периферийной зонах печи.

Способ загрузки шихты по прототипу, предусматривающий раздельную подачу кварцита с коксом под электрод (центральную зону) и остальных компонентов шихты в периферийную зону, не позволяет создать благоприятные кинетические условия для протекания процессов совместного восстановления марганца и кремния, так как марганецсодержащее сырье подается в периферийную зону, а отсутствие твердого восстановителя в этих зонах не обеспечивает нужную степень восстановления ведущих элементов в сплав. Кроме того, для плавления кварцита необходимо затратить дополнительно, электроэнергию по сравнению с его растворением в рудном расплаве.

Показатель

Способы загрузки шихты по вариантам тотип)

II III IV Ч VI

С /Ме „ в зонах: центральной 1,0 0,40 0,41 0,53 0,65 0,66 периферийной 0,0 0,41 0,40 0,28 0,16 0,14

Масса восстановителя от общего его количества, Х, в зонах центральной

100 44

45 60 75 76

3 1 ношении С /Mep,>, равном 0,41-0,66, а в периферийную — 0,14-0,40 соответственно. Способ загрузки шихты по прототипу обеспечивал подачу кварцита и кокса в центральную зону, а остальных компонентов шихты (в том числе все марганецсодержащее сырье) в периферийную зону.

Данные представлены в таблице.

Анализ полученных результатов свидетельствует, что предлагаемый способ загрузки шихты (варианты III, IV, Ч)обеспечивает повышение производительности печи, извлечения марганца и снижает удельный расход электроэнергии. При способе загрузки шихты по варианту II (ниже нижнего предела отношения С /Ме „ в центральной зоне и выше верхнего в периферийной зоне) извлечение марганца снижается на 0,4Х, что обьясняется недостатком восстановителя в центральной зоне, основной реакционной зоне и избытком его в пери.ферийной зоне ° Это приводит к неполному восстановлению ведущих ком.понентов (марганца и кремния) в сплав в основной реакционной зоне и нарушению электрического режима ведения плавки за счет пониженной (1200 С) температуры для восстановления (теоретическая температура начала восстановления марганца углеродом 1324 С)в периферийной зоне.

При этом наблюдается высокая посадка электродов и токовая нагрузка на них достигает 110 кА, что является пределом электрической характеристики трансформаторов (допустимая величина токов не более 112 кА).

227705 4

При способе загрузки шихты по варианту IV (отношение С /Йе < в центральной зоне печи выше верхнего предела ",66 и ниже нижнего предела в периферийной зоне 0,14) происходит перераспределение тепловой зоны печи, т.е ° основное количество энергии выделяется в центральной зоне, где недостаточно восстанавливаемого

10 ведущего элемента в рудной части и происходит неполное использование восстановителя. При этом наблюдается реакция газификации углерода и содержание окиси углерода в феррогазе до15 стигает 79-80Х.

Наряду с этим в периферийную зону подается всего 24Х восстановителя от общего его количества, поэтому углеродотермическое восстановление

20 ведущих элементов замедляется. Это приводит к значительному снижению производительности печи (98,8X) и росту удельного расхода электроэнергии (4100 кВтч/т). Кроме того, наблю2S дается рост концентрации марганца в шлака (выше 18Х против 11Х по предлагаемой технологии), что приводит к неоправданным потерям марганца.

Таким образом, результаты испыта30 ний свидетельствуют, что при соотношении С /Ме д, равном в центральной и периферийной зонах 0,41-0,65 и

0,15-0,40 соответственно, повышается извлечение ведущего элемента

35 (марганца) в сплав на 4,6Х, производительность печи на 16Х и снижается удельный расход электроэнергии на

370 кВтеч/т, При этом значительно улучшается как электрический, так и газо40 вый режим ведения плавки за счет стабилизации посадки электродов.!

227705

Продолжение таблицы

Способы загрузки шихты по вариаитаи

Показатель

III IV

56 55 40 25 24 периферийной 0

Производительность печи, X ..

Извлечение Мп в сплав, Х

Составитель В.Трегубенко

Редактор М.Дылын Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Е.Рошко

Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ 2266/29

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Удельный расход электроэнергии, кВт ч/т

100 99,1 103 116 !07 98,7

4070 4080 3820 3700 3780 4100

76,4 76,0 79,0 81,0 79,0 75,8