Способ переплава брикетов экструзионных (брэкс-ов), содержащих оксидные материалы и твердый углерод, в индукционной тигельной печи

Изобретение относится к металлургии, в частности к переплаву брикетов экструзионных, содержащих оксидные материалы и твердый углерод, в индукционной тигельной печи. В способе используют брикеты экструзионные, изготовленные методом жесткой экструзии, содержащие оксидные материалы и твердый углерод, расплавление электропроводной шихты осуществляют с использованием графитового электрода за счет энергии дугового разряда, создаваемого между ними, загрузку упомянутых брикетов осуществляют порциями вокруг графитового электрода с образованием защитного слоя между электрической дугой и стенкой тигля, затем включают индуктор и по мере прогрева брикетов в жидкой металлической ванне и развития процесса восстановительной металлизации твердым углеродом снижают мощность разряда электрической дуги и увеличивают мощность индуктора по мере образования на жидкой металлической ванне активного шлака с более высокой температурой, чем температура металлической ванны. Изобретение позволяет обеспечить высокие металлургические и энергетические показатели процесса переплава брикетов различного состава в индукционной тигельной печи. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переплава брикетов из железорудного сырья и твердого углерода, и может быть использовано при выплавке чугуна и стали в индукционных тигельных печах.

Известно техническое решение, в котором в шихту добавляли оксидные брикеты, содержащих окалину, пыль аспирации, мелкий кокс, электродный бой, бой графитовых блоков, и переплавляли их в промышленных электродуговых и индукционных печах вместимостью 0,5-150 тонн (Гоник И.Л., Лемякин В.П., Новицкий Н.А. Особенности применения брикетируемых железосодержащих отходов, Металлург, №6, 2011). В результате получали сталь, практически не отличающуюся от стали, выплавляемой без брикетов. Недостатки способа: малое количество брикетов в шихте, малая доля железа, вносимого брикетами; наличие «холодного» неактивного шлака, большое количество шлака.

Отдельные недостатки устраняются в другом известном техническом решении, которым является переплав железоуглеродсодержащих брикетов в индукционной печи (Патент США №2007/0157761 А1, 12.07.2007). Брикеты из железорудной мелочи и восстановителя добавляют в шихту индукционной печи для выплавки чугуна. Доля брикетов в шихте такой печи существенно выше, чем в предыдущем техническом решении.

Недостатком данного технического решения является необходимость наведения «жидкого болота» и связанный с этим повышенный удельный расход электроэнергии; слабое перемешивание ванны; значительный пылевынос.

В наших исследованиях с целью использования физического тепла ванны для восстановления железа окалины брикетов, последние вводили в жидкое металлическое «болото». Это позволило получать сталь заданного состава. Однако индуктор использовался лишь для разогрева жидкого металла и его перемешивания, что резко ограничивает долю брикетов в шихте и ванне. Коэффициент использования мощности составлял лишь 20-40%.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков известных технических решений-аналогов и обеспечение высоких металлургических и энергетических показателей процесса переплава брикетов различного состава в индукционной тигельной печи.

Решение данной технической задачи достигается тем, что в индукционной тигельной печи расплавление электропроводной шихты на дне тигля осуществляют энергией дуги с последующим включением индуктора и добавлением брикетов порциями с образованием защитного слоя шихты между дугой и стенкой тигля со снижением мощности разряда по мере восстановительной металлизации брикета твердым углеродом и образования горячего активного шлака. Доля брикетов может достигать 90% от массы шихты, а сами брикеты должны быть изготовлены методом жесткой экструзии (брикет экструзии - БРЭКС), с тем чтобы восстановление оксидов железа проходило в нем по мере повышения его температуры.

Решение указанной технической задачи достигается также тем, что размеры брэксов увеличивают или уменьшают путем увеличения или уменьшения площади отверстий в фильере.

Решение указанной технической задачи достигается дополнительно тем, что сначала зажигают дополнительный источник нагрева - дугу (переменного, постоянного тока с графитированного электрода и плазматрона) на электропроводную шихту, расположенную на дне тигля (или остаток стали от предыдущей плавки), после расплавления которой порциями загружают вокруг электрода брикеты и включают индуктор. Слой брэксов защищает стенки тигля от излучения дуги, а железо брэксов восстанавливается твердым углеродом. По мере достижения температуры брэксов 1200°С и появления 1/3 садки жидкой ванны мощность дуги снижают.

Дополнительное решение данной технической задачи достигается тем, что энергией дуги формируется активный горячий шлак, что позволяет осуществлять рафинирование чугуна/стали от серы, газов и неметаллических включений.

Сущность изобретения заключается в следующем. Промышленную индукционную тигельную печь оснащают устройством, обеспечивающим горение электрической дуги между графитированным электродом и шихтой. На дно тигля загружают электропроводную шихту (лом, остаток стали от предыдущей плавки) и зажигают дугу. После расплавления стартовой металлической ванны (примерно 2% от массы садки) устанавливают длину дуги и ее мощность такой величины, чтобы загружаемые неэлектропроводные брикеты не обрывали разряд и образовывали защитный слой между стенкой тигля и дугой. По мере прогрева брэксов излучением и теплопроводностью от дуги и теплом отходящих газов развиваются процессы их восстановительной металлизации, после чего включают индуктор. В образовавшемся металлическом «каркасе» брэкса начинают выделяться токи внутренних источников от поля индуктора. Одновременно «каркас» брэкса нагревается за счет прохождения через него электрического тока силовой цепи дуги. Над жидкой металлической ванной образуется горячий активный шлак с более высокой температурой, чем температура металлической ванны, что способствует ускорению расплавления и рафинированию расплава от серы, газов и неметаллических включений. С этого момента снижают мощность дуги, а мощность индуктора увеличивают, что интенсифицирует процессы перемешивания, затягивания в ванну брэксов шихты и их расплавление.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. (Steele R.B., Bizhanov A. Stiff Extrusion Agglomeration of Arc Furnace Dust and Ore Fines for Recovery at a Ferro Alloy Smelter: In Proc. of 32 Nd Biennial Conf. (September, 2011. New Orleans, Louisiana) Institute for Briquetting and Agglomeration. Vol.32.) На промышленной дуговой ферросплавной печи мощностью дуг 17 MBА при выплавке ферросиликомарганца в шихту добавляли свыше 40% (массовых) брэксов, изготовленных методом жесткой экструзии на цементной связке из 70% рудной мелочи и 30% пыли сухой газоочистки, содержащей до 15% (от общей массы пыли) углерода. Это позволило снизить удельный расход электроэнергии на 9%, повысить утилизацию марганца на 3.5% и производительность печи на 9.3%. Таким образом, использование дугового разряда позволило плавить неэлектропроводные брэксы.

Пример 2. В лабораторной индукционной печи емкостью 8 кг проведены плавки с применением брикетов, которые давали в ванну жидкого металла. Показана принципиальная возможность растворения их в жидком металле с ограниченным восстановлением железа углеродом и низкой эффективностью плавления и рафинирования по сравнению с плавкой энергией электрической дуги.

Пример 3. В лабораторной индукционной печи емкостью 60 кг с одновременным использованием дуги постоянного тока переплавляли брикеты. Это позволило выплавить сталь, довести содержание брикетов в шихте до 80%, сократить время расплавления в 2,5 раза, снизить удельный расход электроэнергии, рафинировать ванну от серы горячим шлаком.

Таким образом, способ в соответствии с изобретением позволяет достичь высоких металлургических и энергетических показателей, позволяющих успешно проводить процесс плавки брикетов в промышленных индукционных тигельных печах.

1. Способ переплава брикетов экструзионных в индукционной тигельной печи, включающий загрузку и расплавление в тигле электропроводной шихты с образованием жидкой металлической ванны, в которую загружают брикеты экструзионные, отличающийся тем, что используют брикеты экструзионные, изготовленные методом жесткой экструзии, содержащие оксидные материалы и твердый углерод, расплавление электропроводной шихты осуществляют с использованием графитового электрода за счет энергии дугового разряда, создаваемого между ними, загрузку упомянутых брикетов осуществляют порциями вокруг графитового электрода с образованием защитного слоя между электрической дугой и стенкой тигля, затем включают индуктор и по мере прогрева брикетов в жидкой металлической ванне и развития процесса восстановительной металлизации твердым углеродом снижают мощность разряда электрической дуги и увеличивают мощность индуктора по мере образования на жидкой металлической ванне активного шлака с более высокой температурой, чем температура металлической ванны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание брикетов экструзионных составляет 90% от массы шихты.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что энергией дугового разряда формируют горячий активный шлак для рафинирования ванны жидкого металла от серы, газов и неметаллических включений.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что брикеты экструзионные состоят из 70% рудной мелочи и 30% пыли сухой газоочистки, содержащей до 15% углерода от общей массы пыли.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП). Способ включает подачу в печь металлолома, чугуна, железо-магниевого концентрата, шлакообразующего материала, углеродсодержащего материала, плавление шихты, формирование покровного шлака и выпуск стали в сталеразливочный ковш, при этом железо-магниевый концентрат вводят в виде брикетов размером 20-80 мм поверх металлического лома, причем 1-75% железо-магниевого концентрата вводят в завалку металлошихты на металлолом до начала периода плавления, а оставшиеся 25-99% железо-магниевого концентрата вводят не ранее 0,1 и не позднее 0,9 общей длительности периода плавления, причем железо-магниевый концентрат вводят в количестве, обеспечивающем достижение соотношения между содержанием оксида магния в шлаке и футеровке печи в пределах 0,05-0,16, при этом основность шлака обеспечивают на уровне 1,7-4,5 единиц, а в период формирования покровного шлака производят вдувание в шлак углеродсодержащего материала в количестве 0,1-100 кг/т шлака для вспенивания шлака и восстановления железа из его оксидов.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве металлошихты для выплавки стали в дуговых электропечах. Синтетический композиционный шихтовый материал содержит железоуглеродистый сплав, углеродосодержащее вещество и железосодержащий окисленный компонент, включающий оксид железа (Fe2O3) и монооксид железа (FeO), при следующем соотношении компонентов, мас.%: монооксид железа 5-30, оксид железа 0-10, углеродосодержащее вещество 0,1-5, железоуглеродистый сплав - остальное.

Изобретение относится к металлургии. Технический результат - повышение качества регулирования и оптимизация дожигания окиси углерода.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу управления процессом плавления твердого материала в электродуговой печи. Способ включает подачу в электродуговую печь твердого материала, его расплавление посредством сформированной по меньшей мере одним электродом электрической дуги.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу и устройству динамического регулирования процесса плавления в электродуговой печи. Способ включает измерение по меньшей мере одной первой температуры по меньшей мере одной горелки, при этом указанная температура основывается на излучаемом в направлении по меньшей мере одного детектора инфракрасного излучения по меньшей мере в одной горелке инфракрасном излучении.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к управлению плавкой металлической шихты в электропечи. Способ включает взвешивание ванны с размещенной в ней металлической шихтой посредством взвешивающих элементов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электродуговой печи. Электродуговая печь (4) содержит камеру (8) для расплавленной стали, свод (12), который закрывает камеру (8) и ограничивает массу стального лома, электроды (16) для плавления массы металлолома и установленную на основании (24) опору (20).

Изобретение относится к области получения металла в электродуговой печи. Технический результат - повышение точности прогнозирования состояния твердого материала в электродуговой печи.

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в электродуговых, индукционных печах или в газовых вагранках с копильником осуществляют перегрев расплава при температуре выше температуры ликвидуса на 10…400°С и используют науглероживатель с расположенными на его поверхности наноструктурированными частицами графита с размером 0,00001…0,01 мкм и в количестве 0,0001-0,01%, обеспечивающем образование заданной концентрации центров зарождения графитной фазы.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству (1) для опрокидывания металлургического плавильного сосуда (50, 55) электродуговой печи (101, 101'). Устройство содержит опрокидываемую рабочую площадку (2) печи, которая имеет отверстие (3) для размещения плавильного сосуда (50, 55), а также дополнительно имеет привод для опрокидывания рабочей площадки (2) печи, содержащий по меньшей мере один шарнирно соединенный с рабочей площадкой (2) печи подъемный цилиндр (4а).
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к окускованию железорудного сырья. Шламовый брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы, включая шламы, и, при необходимости, железорудный концентрат и/или железную руду, флюсующие добавки и углеродсодержащие материалы, применяют в качестве компонента доменной шихты.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихты для доменной плавки.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья. Брикеты экструзионные для выплавки металла получают методом жесткой вакуумной экструзии из шихтовой смеси, содержащей железорудный концентрат и/или руду, углеродсодержащие материалы, минеральное связующее и, при необходимости, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы и флюсующие добавки.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для выплавки металла в электропечах, включая рудотермические печи, индукционные печи и дуговые электросталеплавильные печи.
Брикет экструзионный металлический, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий дисперсные отходы металлов, минеральное связующее и, при необходимости, флюсующие добавки, применяют в качестве компонента шихты в печах для выплавки металлов.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для доменной плавки.

Изобретение относится к поручням из термопластмассы для эскалаторов и других транспортирующих устройств, а также к способу и устройству для изготовления такого изделия, имеющего постоянное поперечное сечение, по технологии непрерывной экструзии.

Изобретение относится к области производства предварительно изолированных труб. Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение стабильности процесса производства гибких теплоизолированных труб, повышение производительности оборудования и повышение качества получаемых изделий.

Изобретение относится к технологии изготовления высокопрочных полимерных труб, армированных металлическим каркасом. .

Изобретение относится к формированию одного или более слоев покрытия на гибких протяженных элементах, например кабелей, методом экструзии. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к окускованию железорудного сырья. Шламовый брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы, включая шламы, и, при необходимости, железорудный концентрат и/или железную руду, флюсующие добавки и углеродсодержащие материалы, применяют в качестве компонента доменной шихты.

Изобретение относится к металлургии, в частности к переплаву брикетов экструзионных, содержащих оксидные материалы и твердый углерод, в индукционной тигельной печи. В способе используют брикеты экструзионные, изготовленные методом жесткой экструзии, содержащие оксидные материалы и твердый углерод, расплавление электропроводной шихты осуществляют с использованием графитового электрода за счет энергии дугового разряда, создаваемого между ними, загрузку упомянутых брикетов осуществляют порциями вокруг графитового электрода с образованием защитного слоя между электрической дугой и стенкой тигля, затем включают индуктор и по мере прогрева брикетов в жидкой металлической ванне и развития процесса восстановительной металлизации твердым углеродом снижают мощность разряда электрической дуги и увеличивают мощность индуктора по мере образования на жидкой металлической ванне активного шлака с более высокой температурой, чем температура металлической ванны. Изобретение позволяет обеспечить высокие металлургические и энергетические показатели процесса переплава брикетов различного состава в индукционной тигельной печи. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

Наверх