Способ эксплуатации самоспекающихся электродов трехфазной рудотермической печи для выплавки ферросилиция

 

Способ может быть использован в черной металлургии, в частности в производстве ферросплавов, конкретнее при эксплуатации самоспекающихся электродов рудотермических печей, предназначенных для производства ферросилиция. Способ предусматривает набивку стальных кожухов самоспекающихся электродов трехфазных рудотермических печей электродной массой двух видов: сформованной в виде цилиндрических блоков с отношением диаметра к высоте, равным 1 : (3-5), и в виде брикетов. Электродную массу в виде цилиндрических блоков загружают в стальные кожухи удаленных от леточного отверстия электродов. Электродную массу в виде брикетов загружают в кожух электрода, расположенного в районе леточного отверстия. Способ обеспечивает выравнивание перепуска электродов по фазам, сокращение удельного расхода электроэнергии для производства ферросилиция. а также удельного расхода кварцита за счет стабилизации глубины погружения электродов в шихту и хода технологического процесса. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов, конкретнее к эксплуатации самоспекающихся электродов рудотермических печей, предназначенных для производства ферросилиция.

В настоящее время для производства ферросилиция используют трехфазные рудотермические печи, оборудованные самоспекающимися электродам, представляющими из себя стальные кожухи, которые наполняют электродной массой в виде брикетов 150х100х100 (в мм). Скоксованные обожженные концы электродов погружены в шихту и расходуются (окисляются кислородом кварцита) в процессе ведения плавки ферросилиция.

По мере расходования электродов и укорачивания рабочих концов электродов производится перепуск электродов в электродержателях. Недостатком эксплуатации электродов является неравномерная величина расходования электродов, расположенных в районе леточного отверстия, и электрода, расположенного с противоположной стороны от леточного отверстия.

Это обстоятельство связано с тем, что в районе леточного отверстия практически отсутствует кремнеземистый шлак, который регулярно сливается из ванны печи, а в районе, противоположном леточному отверстию, кремнеземистый шлак накапливается и взаимодействует с углеродом электрода. За счет этого явления происходит укорачивание рабочего конца электрода, нарушается газовый режим работы тигля вокруг электрода и за счет выхода газа через сокращенный слой шихты происходит вынос монооксида кремния под свод закрытой печи с забиванием подсводового пространства. Вынос монооксида кремния ухудшает показатели производства ферросилиция, так как на его образование расходуется электроэнергия, кварцит и восстановитель (кокс, полукокс), наряду с этим уменьшается выпуск ферросилиция.

В качестве аналогов приняты следующие способы эксплуатации самоспекающихся электродов рудотермических печей для выплавки ферросилиция: 1) Способ эксплуатации самоспекающихся электродов, включающий набивку кожухов электродов электродной массой в виде брикетов - кусков не более 200 мм, с расчетом уровня вновь загруженных кусков выше щек на 4-5 м и перепуск электродов в пределах 100-250 мм за один прием [1].

2) Способ, заключающийся в загрузке электродной массы в кожуха электродов в виде крупных блоков по 0,4 т высотой 1200 мм и диаметром 500-560 мм, а также регулярном перепуске электродов из расчета 10 мм на 40000 кВт. ч. израсходованной электроэнергии [2].

3) Способ, заключающийся в перепуске электродов не реже, чем один раз за 12 ч и не более 100 мм за один прием, а также загрузка электродной массы в виде брикетов [3].

В качестве прототипа принят наиболее близкий по сущности способ эксплуатации самоспекающихся электродов, заключающийся в загрузке в стальные кожуха электродной массы и регулярном перепуске электродов [4].

Недостатки способов-аналогов и прототипа: Эксплуатация самоспекающихся электродов рудотермических печей, выплавляющих ферросилиций, при регулярном и равномерном перепуске электродов и при загрузке электродной массы одной формы во все дуги электрода происходит укорачивание или удлинение рабочих концов электродов в шихте, что вызывает дополнительные потери монооксида кремния с газами, повышенный расход электроэнергии и сырых материалов (кварцита и углеродистого восстановителя).

Наряду с этим при работе в печи со сводом происходит забивание возгонами подсводового пространства и нарушение равномерности выделения газа по поверхности колошника.

Особенно заметное отклонение длины рабочих концов электродов происходит при изменении содержания кремния в выплавляемом ферросилиции. При увеличении содержания кремния в ферросилиции степень отклонения работы электродов от оптимальных значений особенно усиливается, что увеличивает негативное влияние состояния электродов на ход карботермического процесса восстановления кремния из кварцита.

Приведенные выше недостатки устраняют тем, что в стальные кожуха электродов, удаленных от леточного отверстия, загружают электродную массу в виде единичных блоков с отношением диаметра к высоте 1:(3oC5), в кожух третьего электрода загружают электродную массу в виде брикетов с высотой уровня загрузки, равной высоте блока, а величину перепуска электродов изменяют на 0,6oC0,8% на каждый процент отклонения содержания кремния в ферросилиции, полученного за период предшествующий перепуску.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Набивку стальных кожухов самоспекающихся электродов трехфазных рудотермических печей для выплавки ферросилиция производят электродной массой двух видов: сформованной в виде цилиндрических блоков с отношением диаметра к высоте, равным 1:(3oC5) и в виде брикетов.

Электродную массу в виде цилиндрических блоков загружают в кожухи электродов, удаленных от леточного отверстия, а в виде брикетов - в кожух электрода, расположенного в районе леточного отверстия.

В процессе выплавки ферросилиция происходит формирование рабочих концов электродов за счет тепла, выделяющегося в реакционном пространстве печи, и нагрева электрода при прохождении по нему электрического тока. Электродная масса в кожухах электродов, удаленных от леточного отверстия, при нагреве формируется в плотный обожженный электрод, неподдающийся взаимодействию с жидким шлаком, который находится в этом районе вследствие затрудненного выхода его из печи через леточное отверстие.

В кожух электрода, находящегося в районе леточного отверстия, загружают электродную массу в виде брикетов. В процессе работы печи формируется обычный электрод, имеющий пористость.

Влияние факторов повышенной агрессивности среды и реакционностойких плотных электродов в районе, удаленном от леточного отверстия, и обычного электрода в малореакционной зоне в районе леточного отверстия выравнивают расход электродов, что позволяет вести равномерный перепуск электродов в течение всей выплавки ферросилиция с равным содержанием кремния в сплаве.

В связи с тем, что фактическое содержание кремния в ферросилиции отклоняется от расчетного значения, для поддержания равномерной длины рабочих концов электродов проводят корректировку величины перепуска электродов на 0,6 - 0,8% на каждый процент отклонения содержания кремния в ферросилиции, полученного за период, предшествующий настоящему перепуску от предыдущего перепуска.

Операция корректировки величины перепуска электродов в зависимости от содержания кремния в ферросилиции позволяет компенсировать повышенный или пониженный расход всех трех электродов, полученный из-за того, что при выплавке сплава с повышенным содержанием кремния расходуются электроды в большей мере, чем при пониженном содержании кремния.

Как показано промышленное опробование задержка корректировки величины перепусков электродов на период от перепуска до следующего перепуска, равная 8-12 ч, не отражается на равномерности рабочих длин всех трех электродов.

Загрузка в стальные кожуха электродов, удаленных от леточного отверстия, единичных блоков с отношением диаметра к высоте, равным 1:(3-5), и брикетов в стальной кожух электрода в районе леточного отверстия позволяет получить плотный обожженный рабочий конец электродов, работающих в разных условиях, и одинаковый расход трех электродов.

Если в стальные кожуха трех электродов загружать однородную электродную массу в виде блоков или брикетов, то происходит неравномерный расход электродов по фазам, в результате чего на печи, выплавляющей ферросилиций, в шихту погружаются электроды с рабочими концами разной длины. В районе электродов с короткими рабочими концами происходит повышенный улет монооксида кремния, что ухудшает показатели производства ферросилиция.

Если величину перепуска электродов при отклонении содержания кремния в ферросилиции изменить менее 0,6% или более 0,8% на каждый процент отклонения содержания кремния, то происходит либо закорачивание, либо удлинение рабочих концов электродов. При закорачивании электродов увеличиваются потери монооксида кремния, при удлинении электродов печь работает с пониженной мощностью в дуге и с повышенными потерями мощности в шихте (печь работает в режиме сопротивления). Из печи в этом случае выходит невосстановленный кремнеземистый шлак, что ухудшает работу печи и технические показатели производства ферросилиция.

Промышленное осуществление способа, его показатели приведены в таблице.

Промышленное осуществление способа проводили в условиях цеха N 7 АО Челябинский электрометаллургический комбинат на закрытой сводом трехфазной рудотермической печи с трансформатором мощностью 23 МВа, оборудованной самоспекающимися электродами диаметром 1300 мм.

В рудовосстановительной печи выплавляли ферросилиций марки ФС65, соответствующий ГОСТ 1415-78, с содержанием кремния 63-68%, алюминия не более 2,5%.

Шихта имела следующее соотношение компонентов - кварцит: полукокс:коксовый орешек: стальная стружка: - 1:0,3:(0,28-0,33):(0,20-0,25). Шихту загружали в ванну печи непрерывно по труботечкам в загрузочные воронки. Шихта самотеком по мере проплавления сходила в загрузочные воронки.

Стальные кожуха электродов изготавливали в соответствии с требованиями ТУ 14-139-107-81 с наличием 12 ребер из листовой стали толщиной 2 мм.

Загрузку электродной массы в кожухе проводили один раз в сутки примерно по 750 кг электродной массы в каждый кожух. Электродную массу использовали в виде брикетов размером 150х150х150 (в мм) и в виде цилиндров массой 750 кг каждый. Электродная масса соответствовала ТУ 48-12-8-83.

По предлагаемому способу электродную массу загружали в виде блоков в кожуха электродов, удаленные от леточного отверстия, и в виде брикетов в кожух электрода в районе леточного отверстия.

В процессе выплавки ферросилиция рассчитывали среднее содержание кремния в ферросилиции, полученном за период от предыдущего перепуска электродов до предстоящего, и корректировали величину линейного перепуска электрода в пределах 0,6-0,8%. По вариантам величина перепуска каждого из электродов составляла соответственно 280, 270 и 275 мм в сутки. Перепуск электродов производили 3 раза в сутки.

Показатели промышленного осуществления способа приведены в таблице, из которой следует, что при эксплуатации электродов по предложенному способу выравнивается перепуск электродов по фазам, сокращается удельный расход электроэнергии для производства ферросилиция, а также удельный расход кварцита за счет стабилизации глубины погружения электродов в шихту и хода технологического процесса.

Источники информации.

1. М. А. Рысс, Я.Н. Ходоровский "Производство ферросплавов"; М. Металлургия, 1960, с. 91-95.

2. М. И. Гасик "Самообжигающиеся электроды рудовосстановительных электропечей", М. Металлургия, 1976, с. 305.

3. Я.С. Щедровицкий "Производство ферросплавов в закрытых печах", М. Металлургия, 1975, с. 226.

4. Технологическая инструкция "Эксплуатация самоспекающихся электродов печей цеха N 7" ТИ 139-Ф-32-89.

Формула изобретения

Способ эксплуатации самоспекающихся электродов трехфазной рудотермической печи для выплавки ферросилиция, включающий загрузку в стальные кожухи электродов брикетированной электродной массы и перепуск электродов, отличающийся тем, что в стальные кожухи электродов, удаленных от леточного отверстия, загружают электродную массу в виде единичных блоков с соотношением диаметра и высоты 1 : 3 - 5, в стальной кожух электрода в районе леточного отверстия загружают электродную массу в виде брикетов с высотой набивки, равной высоте блока, а величину перепуска электродов устанавливают с изменением на 0,6 - 0,8% на каждый процент отклонения содержания кремния в ферросилиции, полученного за период, предшествующий перепуску.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области высокотемпературной обработки тугоплавких материалов, например, к процессу послеростового отжига монокристаллов в установках радиационного нагрева

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электронагревательным элементам для печей, применяемых при повышенных температурах (до 2500oC и более) в вакууме или инертной среде

Изобретение относится к термическому оборудованию, а именно к резистивным нагревателям высокотемпературных печей

Изобретение относится к электротермическому оборудованию и может -, быть использовано при изготовлении электропечей с футеровкой из волокнистых материалов

Изобретение относится к реэис-г тивным нагревателям

Изобретение относится к электродуговым печам постоянного тока

Изобретение относится к электротермическому оборудованию, в частности к электропечам сопротивления с футеровкой из волокнистых теплоизоляционных материалов используемых, преимущественно, в промышленных проходных печах в различных отраслях промышленности
Изобретение относится к области электрометаллургии, в частности для плавки металла в индукционных плавильных печах с холодным тиглем

Изобретение относится к способу удаления загрязняющих летучих компонентов из загрязненного материала и к устройству для осуществления данного способа

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к индукционным вакуумным печам для плавки металлов и сплавов

Изобретение относится к области электрометаллургии, в частности, к конструкциям индукционных тигельных печей для плавления и высокотемпературной обработки материалов

Изобретение относится к области производства активных углей и может быть использовано для термической обработки материалов в электроугольной, графитовой, строительной и др

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для плавки чугуна

Изобретение относится к электродуговым печам постоянного тока

Способ эксплуатации самоспекающихся электродов трехфазной рудотермической печи для выплавки ферросилиция, стальные печи, печи электрические, электроды стальные, печи для электродов, расход электродов, виды электродов, расчет электродов, электроды сталь, прием электродов, расчет расхода электродов, высокотемпературный электронагреватель, процессы на электродах

Наверх