Шихта для выплавки ферросилиция

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к шихтам для производства железокремниевых сплавов. Шихта для выплавки ферросилиция содержит кварцит, кокс, металлические отходы, древесные отходы и окатыши отработанной контактной массы химического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: кокс 10,0 - 40,0, металлические отходы 6,0 - 30,0, древесные отходы 0,3 - 20,0, окатыши 0,3 - 20,0, кварцит остальное. Применение шихты указанного состава увеличивает производительность печи и уменьшает удельный расход электроэнергии. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к шихтам для производства железокремниевых сплавов.

Известна шихта для выплавки ферросилиция [1], которая содержит мас.% : Брикетированный гидролизный лигнин или целлолигнин - 1-50 Древесные отходы - 5-70 Пековый или нефтяной кокс - 0,5-16 Металлические отходы - 1-11 Кварцит - Остальное Недостатком применения известной шихты является низкая производительность печи и высокий расход электроэнергии.

Наиболее близкой по составу является шихта для выплавки ферросилиция описанная в [2]. Шихта имеет следующий состав, мас. %: Кварцит - 47-68 Кокс - 12-16 Полукокс - 12-16
Металлические отходы - 1-30
Применение известной шихты приводит к снижению производительности печи и повышенному расходу электроэнергии.

Цель изобретения - повышение производительности печи при одновременном снижении расхода электроэнергии, а также утилизация отходов химического производства.

Цель достигается тем, что шихта для выплавки ферросилиция содержащая кварцит, кокс и металлические отходы, дополнительно содержит древесные отходы и окатыши отработанной контактной массы (ОКМ) химического производства при следующем соотношении компонентов, мас.% :
Кокс - 10,0-40,0
Металлические отходы - 6,0-30,0
Древесные отходы - 0,3-20,0
Окатыши отработанной контактной массы - 0,3-20,0
Кварцит - Остальное
В качестве окатышей используют отработанную контактную массу (ОКМ) химического производства, содержащую, мас.% :
Медь - 0,10-10,00
Железо - 0,10- 5,00
Кальций - 0,10-10,00
Алюминий - 0,05- 1,50
Титан - 0,01 - 0,50
Углерод - 0,10-10,00
Кремний - Остальное
при этом размер окатышей не должен превышать 60 мм. В химическом производстве в качестве катализатора широко используется кремнийсодержащая масса, которая в дальнейшем не перерабатывается и уходит в отвалы. Проведенными исследованиями установлено, что использование в шихте для выплавки ферросилиция дополнительно окатышей ОКМ приводит к повышению производительности печи и одновременной экономии электроэнергии. Причем, при содержании в шихте окатышей ОКМ менее 0,3% - положительного эффекта не наблюдается из-за малого их количества; при содержании более 20,0% - снижается качество ферросилиция из-за повышенного содержания в окатышах титана и алюминия. Исследованиями установлено, что при увеличении размера окатышей более 60 мм снижается производительность печи.

Установлено, что доля металлических отходов должна быть в пределах 6,0-30,0%. При меньшем соотношении наблюдается недостаток в железе, а при большем - его избыток.

При содержании кокса в шихте менее 10,0% его становится недостаточно для полного протекания реакции восстановления, а при содержании более 40,0% он становится лишним, при этом сплав дополнительно загрязняется алюминием и титаном.

Повышение производительности печи и снижение энергозатрат наблюдается вследствие того, что в процессе плавки сначала выплавляется ферросилиций с более низким содержанием кремния, процесс плавки идет быстрее и с меньшими энергозатратами, так как требуется восстановить меньшее количество кремния из кремнезема, а затем, перед выпуском сплава, на колошник задают окатыши ОКМ; при этом затраты энергии идут только на расплавление окатышей. Добавки окатышей в требуемом количестве перед выпуском расплава повышают содержание кремния в нем до требуемого значения без снижения его качества.

Древесные отходы применяются в качестве разрыхлителей ^ для предотвращения спекания шихты. При применении древесных отходов в количестве менее 0,3% их становится недостаточно, и слабо проявляется их разрыхляющая роль, а применение их в количестве более 20% уже не является целесообразным, так как процесс плавки уже не улучшается.

Шихта была опробована в промышленном производстве при выплавке 65% ферросилиция в электропечи с мощностью трансформатора 11000КВА.

Состав шихты и результаты плавок приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, с повышением в шихте доли окатышей ОКМ увеличивается производительность печи с одновременным уменьшением удельного расхода электроэнергии. Дополнительное преимущество использования предложенного состава шихты - экономия кокса, которого меньше требуется на восстановление кремния из кварцита, а также утилизация отходов химического производства.

Формула изобретения

1. Шихта для выплавки ферросилиция, содержащая кварцит, кокс и металлические отходы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит древесные отходы и окатыши отработанной контактной массы химического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кокс - 10,0 - 40,0
Металлические отходы - 6,0 - 30,0
Древесные отходы - 0,3 - 20,0
Окатыши отработанной контактной массы - 0,3 - 20,0
Кварцит - Остальное
2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что окатыши отработанной контактной массы химического производства содержат, мас.%:
Медь - 0,10 - 10,00
Железо - 0,10 - 5,00
Кальций - 0,10 - 10,00
Алюминий - 0,05 - 1,50
Титан - 0,01 - 0,50
Углерод - 0,10 - 10,00
Кремний - Остальное
3. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что размер окатышей ОКМ составляет не более 60 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1