Способ защиты полых электродов в руднотермических печах

 

Изобретение относится к химической и рудной электротермии, а именно к эксплуатации руднотермических печей с полыми электродами для выплавки ферросилиция, монокорунда, электротермической переработки фосфогипса. Целью изобретения является снижение удельного расхода электрода и энергетических затрат. В полость электродов в дополнение к инертному газу вводят серу в количестве 1,2-4,0% от массы проплавляемой шихты или пирит. За счет создания вокруг каждого электрода серосодержащей газовой среды, инертной по отношению к материалу электрода, удельный расход электрода уменьшается на 45%, а сгорание серы в объеме шихты позволяет снизить расход электроэнергии на 25%. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1492488 А 1 (51) 4 Н 05 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2FeS2 -+ 2FeS + S2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4177236/31-02 (22) 04.01.87 (46) 07.07.89. Бюл. 9 25 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) В.А. Ершов, В.Л. Кузнецова, В.И. Алябин, В.П. Зьпцик, Л.Н. Реутович, Ю.А. Новиков и Е.В. Сороко (53) 661.248 (088.8) ,(56) Патент СНА N 3.777042, кл . Н 05 В 7/06, 1972.

Патент СНА В 3759696, кл. Н 05 В 7/06, 1969. (54) СПОСОБ 3AIIPfTbl IIOJIblX ЭЛЕКТРОДОВ

В РУДНОТЕРИИЧЕСКИХ ПЕЧАХ (57) Изобретение относится к химической и рудной электротермии, а именно

Изобретение относится к химической и рудной электротермии, конкретно к эксплуатации руднотермических печей с полыми электродами для выплавки ферросилиция, монокорунда, электротермической переработки фосфогипса.

Цель изобретения — снижение удельного расхода электрода и энергетических затрат.

В полость электродов вводят допол" нительно к инертному газу серу в количестве 1,2-4,07. от массы проплавляемой шихты или пирит.

В результате введения в полость электрода серосодержащего материала вокруг электрода создается серосодержащая газовая среда, инертная по отношению к материалу электрода и с высокой плотностью паров относительно других газовых сред.

2 к эксплуатации руднотермических печей с полыми электродами для выплавки ферросилиция, монокорунца, электротермической переработки фосфогипса °

Целью изобретения является снижение удельного расхода электрода и энергетических затрат ° В полость электродов в дополнение к инертному газу вводят серу в количестве 1,2-4,0Х от массы проплавляемой шихты или пирит. 3а счет создания вокруг каждого электрода серосодержащей газовой смеси, инертной по отношению к материалу электрода, удельный расход электрода уменьшается на 453, а сгорание серы в объеме шихты позволяет снизить расход электроэнергии на 25Х.

1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Высокая плотность придает устойчивость защитному слою паров серы у торца электрода, тогда как подача в эту зону СН, СО или азота приводит к быстрому удалению их в верхние зоны печи.

В качестве источника паров серы используют элементарную серу, испаряющуюся в зоне высоких температур, или пирит, который в зоне высоких температур диссоциирует по реакции

Испарение серы в дуге приводит к поглощению тепла и снижению температуры подэлектродпого пространства, . т.е. к снижению диспергирующего действия дуги. Часть паров серы, окисляющаяся до 802 с выделением тепла, 1492488 а также пирит, попавший в расплав и снижающий его температуру плавления, приводят .к сокращению удельного расхода электроэнергии. Пары серы эа5 щищают материал электрода от химического воздействия атмосферы печи, особенно от воздействия окислителей

О, СО и SOä ° Отходящие газы электропечей либо тщательно очищаются, ли- 10 бо при значительных концентрациях

S0 < п ер ера6атыва ются на сер ную кислоту, т.е. создание серосодержащей газовой фазы вокруг электрода не соз даем дополнительных экологических тр уд иост ей.

Оптимальной является добавка серь в количестве 1,2-4,0 мас. . от проплавляемой шихты. Увелнчение массы добавки свыше 4,0 мас.7 нерентабельно, так как не приводит к снижению расхода электрода. Снижение расхода электроэнергии обусловлено сгоранием паов серы с выделением тепла в верхних зонах печи. 25

Количество проплавленной шихть1

1 кг; расход электрода 40,5 г; расход электроэнергии 2,06 кВтч. Удельные расходы на 1 т серной кислоты составляют: электрода 70 кг; электроэнергии 1850 кВтч.

Расход серы менее 1, 2 мас.7 не . обеспечивает снижения удельного расхода электрода относительно известного способа. Эти выводы сделаны на основании экспериментальной проверки предлагаемого способа, которую осуществляют в дуговой печи мощностью

10 кВт с одним полым электродом.

Серосодержащие материалы в токе азота подаются в печь сквозь полость

° в электроде непрерывно в соответствии с массой проплавляемой шихты.

Соотношение серы (пирита) и газа обусловлено равномерной и непрерыв1 ной подачей вместе с газом, оптималь40 ный расход которого составляет

7,5 л/мин. Продуктами плавки являются шлак, содержащий силикаты кальция — сырье для производства шпакопортландцемента и сернистый газ сырье для производства серной кислоты. Примеры опьггных плавок представлены в таблице.

Пример 1. В ходе плавки шихты через полость электрода продувают азот.

Пример 2. В процессе плавки шихты через полый электрод в токе азота вводят серу.

Количество проплавленной шихты

1 кг; расход электрода 35,0 г; расход электроэнергии 1,75 кВтч; расход серы 40,0 r. Удельные расходы на 1 т серной кислоты снижаются: электрода на 13,6%; электроэнергии на 15,07..

Пример 3. В процессе плавки через полый электрод в токе азота подают пирит.

Количество проплавленной шихты

1 кг; расход электрода 22,6 г; расход электроэнергии 1,62 кВтч; расход пирита 75,0 г ° Удельные расходы на

1 т серной кислоты снижаются: электрода на 44,197.; электроэнергии на

21 35%.

Пример 4. Плавка ферросилиция. В электродуговую печь засыпают шихту состава кварцит, кокс и железная стружка в соотношении 2: 1: 1. В процессе плавления через полый электрод продувают азот.

Количество проплавленной шихты

1 кг; расход электрода 8,0 г; расход электроэнергии 2,55 кВтч. Удельные расходы на 1 т ферросилиция: электрода 16 кг; электроэнергии 4620 кВтч.

Пример 5. В ходе плавки шихты в полость электрода в токе азота подают серу.

Количество проплавленной шихты

1 кг; расход электрода 6,1 г; расход электроэнергии 2,0 кВтч; расход серы

40,0 r. Удельные расходы на 1 т ферросилиция снижаются . электрода на

23,57.; электроэнергии на 22,07.

Пример 6. Плавка монокорунда. В электродуговую печь засыпают шихту, состоящую из смеси агломерата, нефтекокса и пирита в соотношении

5: 1:1. Плавление шихты осуществляют аналогично примерам 1-5.

Количество проплавленной шихты

1 кг; расход электрода 21,0 г; расход электроэнергии 3, 29 кВтч. Удельные расходы на 1 т монокорунда: электрода 46 кг; электроэнергии 2940 кВтч °

Пример 7. Часть пирита из шихты в токе азота вводят в расплав по каналу электрода.

Количество проплавленной шихты

1 кг; расход электрода 7,8 г; расход электроэнергии 2,82 кВтч; расход пирита 75,0 r. Удельные раскопы нз

Пример

С ер ос од ержащий компонент, мас. Х

Ра с ход эл е ктрода

P ас ход эл ектр оэнергии г/кг шихты

Процент кВтч/кг сниже- шиня ы ния на

Сера

Пирит (в пересчете на с еру) Процент с ниже ния на тонну продукта тонну продукта е фосфогипса (производство кислоты)

40,5

39,7 1,97

38,0 6,17

37,5 7,41

35,0 13,60

39,2 3,20

41,2 +1,77

1,2 30,9 23,70

2,0 28,5 29,60

2,8 25,0 38,27

4,0 22,6 44,19

5,2 29,5 27,16

6,8 32,3 20,20

Плавка ферросилиция

8,0

7,6 5,0

7,4 7,5

6,7 16,0

6,1 23,5

7,6 4,4

8,2. +2,5

Плавка монокорунда

21,0

1,2 20,4 2,9

2 ° О 19 0 9 5

2 в8 1812 13 3

4 О 17 8 15 2

5, 2 20,8 0,95

6,8 22,1 +8,1 серной

Разложени

2,06

1,96

1,90

1,82

1,75

1,95

2,23

2,00

1,94

1,781,62

1,95

2,04

4,85

7,77

11 65

15,06

5,34

+7,62

2,91

5,82

13,61

21,35

5 30

+0,97

1,2

2,0

2,8

4,0

5,2

6,8

2,55

2,43

2,18

2,10

2,00

2,36

2,60

4.

5

5

4,70

14, 50

17,65

22,00

7,45

+1,96

1,2

2,0

2,8

4,0

5,2

6,8

3,29

3,11

3,00

2,92

2,82

3,22

3,45

3,03

8,88

14, 25

15, 00

2,12

+4,85

5 149

1 т монокорунда снижаются: электрода на 15,23Х; электроэнергии на 15,0Х

Пример 8. В полость электрода в токе азота подают серу.

Количество проплавленной шихты

1 кг; расход электрода 17,5 г; расход электроэнергии 2,45 кВтч; расход серы

40,0 г. Удельные расходы на 1 т монокорунда снижаются: электрода на 16,7Х; электроэнергии на 25,52Х.

Как видно из таблицы, использование полого электрода для подачи серосодержащих компонентов в подэлектродное пространство позволяет снизить его расход до 45Х, электроэнергии до 25Х. о

2488 6

Ъ

Формула изобретения

1. Способ защиты полых электродов в руднотермических печах, включающий введение в полость электрода инертного газа, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода электрода и энергетических затрат, дополнительно с инертным газом вводят серосодержащий материал с содержанием серы в количестве 1,24,0Х от массы проплавляемой шихты.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве серосодержащего материала используют элементарную серу или пирит.

149 248А

Продол:кение таблицы всход электроэнергии ерос омпо электИЮНВВВВ Ю

Втч/xr

° яхты

Сера

Составитель О. Веретенников

Техред А.Кравчук

Редактор Н. Яцола

Корректор И. Самборская

Заказ 3896/57 Тирах 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

8

8

1,2

2,0

2,8

4,0

5,2

6,8

20,4

19,2

18,6 .

17,5

20,8

22,4

Процент снииения 3lo тонну продук та

2,85

8,57

11,42

16,66

0,95

+9,66

3,18

2,86

2,64

2,45

3,00

3,65

Процент сниаейил на тонну продукта

3,34

13,04

19, 76

25,52

8,81

+10,94