Способ автогенной плавки цветных металлов в горизонтальном конвертере

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (21) 5012658/02 (22) 22,1 1.91 (46) 15.1 t.93 Бюл. Na 41-42 . (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров (72) Чунаев В.В„Муравьев АВ. (73) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров (54) СПОСОБ АВТОГЕННОЙ ПЛАВКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ КОН—

ВЕРТЕРЕ (57) Использование: металлургия, более конкретно — конвертирование сульфидсодержащих цветных (в) RU (и) 2002837 С1 (5Ц 5 С 22 В 15 06 металлов. например, медного ",икелевого и никелевого производства. Сущность ь способе автогенной плавки, включающем загрузку расплавленного материала с холодными присадками, продувку воздухом, содержащим кислород периодический слив шлака, загрузку горячего штейна. продувку, слив готового продукта. после операций слива шлака и готового продукта осуществляют пе— . риодическую дополнительную продувку через каждые 5 — 10 мин в течение 1 — 2 мин Проведение дополнительной продувки позволяет обеспечить повышение срока службы футеровки фурменного пояса и надфурменной зоны за счет снижения перепадов температур, 1 табл.

2002837

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при конвертировании сульфидсодержащих цветных металлов, например, медного, медно-никелевого и никелевого производств.

Известен спосo6 плавки металлов, когда футеровка поддерживается в рабочем состоянии, При этом после каждой плавки производят "раздувку" шлака азотам, вдуваемом через фурму, поднятую на 75 см над уровнем ванны, благодаря чему футеровка покрывается слоем защитного шлака. (Служба футеровки кислородных конвертеров на заводе фирмы Great Labes Steel;

Division. Bof refractory maintenance practice

at Great l akes steel Division // Kelly Р.P. //

72 nd Steelmak, Conf, Proc. Vol 72, Chicago

Meet., Apr. 2 — 5, 1989-И/аггепдаИе.(Pa) 1989.

С, 365 — Збб. — Лнглия).

Недостатком известного способа является образование ненадежной защитной корки, которой покрывается футеровка, т. к. она подвергается резким перепадам температур в процессе загрузки и выгрузки готоBolo продукта, в результате чего защитный слой разрушается, а футеровка, подвергаясь действию расплавленного металла, изнашивается.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ автогенной плавки цветных металлов в горизонтальном конвертере, включающий загрузку расплавленного материала с холодными присадками. продувку воздухом, содержащим кислород, периодический слив шлака, загрузку горячего штейна, продувку и слив готового продукта (11.

В горизонтальных конвертерах повышенному износу подвергается футеровка в области фурменного пояса и надфурменной зоны, когда кладка охлаждается как воздухом во время конвертирования с одной стороны, так и теплоизлучением в окружающее пространство во время вынужденных технологических остановок (для слива готового продукта, шлака, загрузки горячего штейна и холодных добавок), С другой стороны, происходит интенсивный разогрев кладки за счет зкзотермической окисленной реакции плавки. Во время остановок подача дутья прекращается, часть футеровки выводится из расплава, в результате чего она начинает охлаждаться вначале медленно, а затем со все увеличивающейся скоростью, так как вначале происходит подогрев выведенной из расплава футеровки его теплом, а затем после образования на его поверхности шлаковой корки, которая имеет более низкую температуру и меньший коэффициент тепво время охлаждения кладки в пластичном состоянии, релаксировать возникающие напряжения, не мешая усадке огнеупора. Так

15 как переход плавленого оксида (в частности шлаков цветной металлургии) из пластичного состояния в упругое находится в пределах 900 — 1050 С, необходимо, чтобы охлаждение поверхностных слоев футеров20

30

55

10

40 лоотдачи, наступает резкое снижение интенсивности теплоизлучения на футеровку, Возникающие в поверхностном. слое охлажденной футеровки растягивающие напряжения снижают прочность огнеупора, сокращая срок службы футеровки. Необходимым условием реализации преимуществ известного способа, взятого эа прототип, является то, что продукты плавки, проникшие в поры огнеупора, должны находиться ки во время технологических остановок не понижалось ниже этих температур, т. е. необходимо подогревать футеровку во время технологических остановок агрегата.

Целью изобретения является повышение срока службы футеровки фурменного пояса и надфурменной зоны за счет снижения перепадов температур в процессе загрузки и выгрузки готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе автогенной плавки цветных металлов в горизонтальном конвертере, включающем загрузку расплавленного материала с холодными присадками, продувку воздухом, содержащим кислород, периодический слив шлака, загрузку горячего штейна, продувку и слив готового продукта, согласно изобретению после операций слива шлака и готового продукта осуществляют периодическую дополнительную продувку через каждые 5 — 10 мин в течение .1-2 мин.

Проведение операций способа в укаэанной последовательности и при защищаемых режимах позволяет обеспечить повышение срока службы футеровки фурменного пояса и надфурменной эоны за счет снижения перепадов температур, т. к . рабочие зоны. выводимые из расплава в процессе слива, продолжают нагреваться благодаря дополнительной продувке за счет глубинных "горячих" слоев расплава, потому .что включенное дутье разбивает, размельчает поверхностную монолитную корку шлака, что препятствует процессу охлаждения футеровки, 8 результате этого скорость охлаждения поверхностных слоев футеровки значительно снижается, разрушение кладки уменьшается.

Проведение дополнительной продувки менее чем через 5 мин увеличивает трудо2002837

10

25

50

55 затраты и износ технологического оборудования, существенйого влияния на изменение скорости охлаждения кладки не оказывает. В то же время проведение дополнительной продувки более чем через 10 мин грозит спорадическим выбросом продуктов плавки из-за затруднения выводов газообразных продуктов дутья в связи с образованием на поверхности расплава трудноразрушаемой монолитной, плотной корки шлака.

Увеличение времени дополнительной продувки расплава свыше 2 мин нецелесообразно в связи со значительным переокислением готового продукта плавки, а уменьшение времени дополнительной продувки менее 1 мин не разбивает и не перемешивает поверхностную корку шлака.

Таким образом, осуществление периодической дополнительной продувки через каждые 5 — 10 мин в течение 1 — 2 мин увеличивает срок службы футеровки за счет снижения перепадов температур, увеличивает межремонтный период.

На основании проведенного. анализа установлено, что заявляемое изобретение не известно из достигнутого уровня техники и, следовательно. соответствует критерию новизна

Известных решений, содержащих признаки, Сходные с отличительными признаками предлагаемого способа, не обнаружено, то есть оно следует из достигнутого уровня техники и соответствует критерию "изобретательский уровень".

Поскольку предлагаемый способ создает положительный эффект, выражающийся в повышении срока службы футеровки фурмен ного пояса и надфурмен ной зоны за счет снижения перепадов температур в процессе загрузки и выгрузки готового продукта, т. е. увеличивается продолжительность межремонтных кампаний, увеличивается выпуск цветных . металлов, является работоспособным способом и может быть осуществлен в промышленности в медном, медно-никелевом и никелевом производствах, что в этом плане соответствует критерию "промышленной применимости".

Пример . В конвертер загружают расплавленный штейн. Загружают холодные присадки, в качестве которых используют металлический лом, содержащий цветные металлы. стружку, флюсующие, обрезь и т. д. Затем производят продувку в течение 1 ч воздухом, который содержит кислород, до получения шлака. Шлак сливают. включают дутье и производят дополнительную продувку в течение 1-2 мин периодически через каждые 5--10 мин. Далее в конвертер заливают дополнительное количество горячего штейна, загружают новые порции холодных материалов и флюсующих. Продувают также в течение 1 ч воздухом, шлак сливают, Набор штейна, продувку и слив шлака продолжают до тех пор, пока в конвертере ие накопится достаточное количество обогащенной массы. После чего готовый продукт выгружают, Включают дутье и производят дополнительную продувку как в защищаемом режиме, так и с выходом эа защищаемые пределы.

Дополнительную продувку производят после каждой операции. слива шлака и слива готового продукта.

При этом охлажденные поверхности футеровки нагреваются за счет глубинных слоев расплава. Включенное дутье разбивает поверхностную корку шлака, интенсифицируя этим нагрев расплавом выведенные части футеровки из жидких продуктов плавки.

В результате скорость охлаждения поверхностных слоев футеровки значительно снижается, разрушение кладки уменьшается.

Конкретные значения параметров способа плавки, а также данные по стойкости футеровки в сравнении с прототипом приведены в таблице применительно к медному производству, где в качестве расплавленного штейна используют смесь сульфидов железа и меди.

Пример 1 соответствует прототипу; примеры 3 — 8 — предлагаемый способ; примеры

2. 9, 10 — заграничные значения.

На основании данных таблицы можно сделать вывод, что проведение дополнительной продувки продолжительностью 1 — 2 мин через каждые 5 — 10 мин позволяет понизить перепад температур во время технологических остановок, что уменьшает разрушение футеровки, таким образом, срок службы футеровки фурменного пояса и надфурменной зоны конвертера повышается в 1,5 раза.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: повышение срока службы футеровки; увеличивается продолжительность межремонтных кампаний: растет выпуск готовой продукции, уменьшаются потери ценных цветных металлов; уменьшается расход огнеупоров и трудозатраты на проведение футеровочных работ. (56) Худяков И.Ф.и др. Металлургия меди никеля и кобальта. — M.: Металлургия, 1977, с. 181 — 187.

2002837

Составитель B.×óíàåâ

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор М.Самборская

Редактор Е, ПВлионова

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская на.б., 4/5

Заказ 3218

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

Формула изобретения

СПОСОБ АВТОГЕННОЙ ПЛАВКИ

ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ КОНВЕРТЕРЕ, включающий загрузку расплавленного материала с холодными присадками, продувку воздухом, содержащим кислород, периодический слив шлака, загрузку горячего штейна, продувку и слив готового продукта, отличающийся тем, что .после операций слива шлака и готового продукта осуществляют периодическую дополнительную продувку через каждые 5 10 мин в течение 1-2 мин.