Способ ведения восстановительной плавки в руднотермической электрической печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения технического кремния и кремнистых сортов ферросплавов в руднотермических электропечах. Способ включает дозирование шихты, содержащей рудную часть и углеродистые восстановители, загрузку шихты в печь, карботермическое восстановление с образованием шлака, содержащего карбид кремния и кремнезем, и выпуск расплава и упомянутого шлака из печи, при этом одновременно с ведением восстановительной плавки снижают вязкость шлака путем совместной загрузки с шихтой мелких фракций технического кремния или кремнистых ферросплавов размером 0-40 мм в количестве 0,5-15,0 кг на 1 МВт активной мощности печи. Изобретение позволяет повысить технико-экономические показатели восстановительной плавки за счет уменьшения количества шлака в печи. 9 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов и сплавов в руднотермических электропечах, и может быть использовано в производстве технического кремния и кремнистых ферросплавов: ферросилиция, силикохрома, силикомарганца.

Известен способ получения технического кремния, включающий в себя дозирование кварца или кварцита, углеродистых восстановителей, загрузку их в электрическую печь, карботермическое восстановление кремния, выпуск его из печи (Венгин С.И., Чистяков А.С. Технический кремний. М., Металлургия, 1972, 206 с.).

Известен способ получения кремнистых ферросплавов, включающий в себя дозирование рудной части и углеродистых восстановителей и стальной стружки, загрузку их в руднотермическую электропечь, карботермическое восстановление и выпуск расплава из печи. (Рысс М.А. Производство ферросплавов. М., Металлургия, 1985, с.33-58).

В процессе производства технического кремния и кремнистых ферросплавов часть оксидов металлов, вносимых рудой и золой восстановителей, восстанавливается не полностью и образует шлак, который частично выходит из печи в процессе выпуска продуктов плавки, частично остается в печи, образуя гарнисаж ванны печи. Кроме того, в состав шлаков входят промежуточные продукты восстановления, такие как карбид кремния. В период остановки печей на планово-предупредительные ремонты и разогрева после проведения ремонтов в ванне печи снижается температура, что уменьшает степень восстановления оксидов и увеличивает количество шлака в печи. До набора оптимальной температуры для ведения восстановительного процесса шлак препятствует выходу расплава целевого продукта из печи. Печь снижает производительность, увеличивается расход сырья и электроэнергии.

В основу изобретения положена задача - увеличение производительности печи.

Техническим результатом является повышение технико-экономических показателей восстановительной плавки за счет уменьшения количества шлака в печи.

Технический результат достигается тем, что в способе ведения восстановительной плавки, включающем дозирование рудной части и углеродистых восстановителей, загрузку их в руднотермическую электрическую печь, карботермическое восстановление, выпуск расплава из печи, согласно заявляемому изобретению в период снижения производительности печи в печь одновременно с ведением восстановительной плавки загружают мелкие фракции продуктов восстановительной плавки размером 0-40 мм в количестве 0,5-15,0 кг на 1 МВТ активной мощности печи.

Предлагаемый способ дополняет частный отличительный признак, способствующий достижению указанного технического результата. В качестве продуктов восстановительной плавки могут использовать технический кремний или кремнистые ферросплавы.

Способ осуществляется следующим образом.

Мелкие фракции продуктов восстановительной плавки (кремнистые ферросплавы или технического кремния) расплавляются в электрической печи одновременно с ведением восстановительной плавки. Расплавленный кремний готового продукта вступает во взаимодействие с кремнеземистыми шлаками по реакции

Образовавшийся монооксид кремния (SiO) вступает во взаимодействие с карбидом кремния шлака по реакции

Таким образом, загружаемый в печь дополнительно технический кремний готовой продукции разрушает оксиды и карбиды кремния, находящиеся в шлаке, уменьшая количество шлака за счет перевода кремнезема шлака в газообразное состояние, с последующим переводом шлаковой составляющей в готовую продукцию. Это повышает степень извлечения кремния и ведет, в итоге, к увеличению производительности печи.

Технический кремний готовой продукции, загруженной на колошник печи, по мере расплавления, при достижении высоких температур, может испаряться, что ведет к потере ведущего элемента. Для предотвращения испарения кремния готовой продукции, после загрузки ее на колошник закрывают углеродистым восстановителем. Дополнительный углерод связывает газообразный кремний в карбид по реакции:

Это увеличивает степень перехода загруженного технического кремния готовой продукции в расплав.

Разрушение шлака, содержащего кремнезем и карбид кремния, с помощью технического кремния готовой продукции в руднотермической электропечи одновременно с ведением восстановительной плавки является новизной технического решения и обладает признаками «существенное отличие».

В руднотермической электропечи мощностью 16,5 MBА, выплавляющую технический кремний, при разогреве ее после проведения плано-предупредительного ремонта, проводили разрушение шлаков, который препятствовал выходу расплава из печи. На колошник печи дополнительно к кварциту и углеродистым восстановителям загружали готовую продукцию (технический кремний) различных фракций. Контролировали количество загруженных в печь кварцита, углеродистых восстановителей и кремния, определяли производительность печи и степень усвоения загруженного кремния.

Пример 1. В печь кроме кварцита и углеродистых восстановителей, в период снижения производительности до 860 кг в час, по причине вязких шлаков, загружали технический кремний мелких фракций 0-40 мм в количестве 0,25 кг на 1 МВт активной мощности печи. Производительность печи в этот период составила 862 кг в час.

Печь в стабильный период работы работала с производительностью 870 кг в час.

Пример 2. В печь продолжили загрузку технического кремния мелкой фракции в количестве 0,5 кг на 1 МВт мощности. Вязкость шлаков уменьшилась. Производительность печи составила 867 кг в час.

Пример 3. Загрузку мелкой фракции технического кремния увеличили до 5 кг на 1 МВт мощности печи. Производительность печи увеличилась до 878 кг в час.

Пример 4. В печь продолжили загрузку кремния мелкой фракции в количестве 10 кг на 1 МВт мощности. Вязкость и количество шлаков значительно уменьшилась. Производительность печи составила 882 кг в час.

Пример 5. Загрузку мелкой фракции технического кремния увеличили до 15 кг на 1 МВт мощности. Производительность печи составила 894 кг в час. Шлак перестал препятствовать выходу расплава из печи.

Пример 6. Загрузку технического кремния мелкой фракции увеличили до 17 кг на 1 МВт мощности. Производительность печи составила 895 кг в час.

Пример 7. Производили загрузку технического кремния фракции более 40 мм в количестве 15 кг на 1 МВт мощности. Производительность печи составила 881 кг в час. Уменьшение производительности вызвано затратами электроэнергии на расплавление кремния.

Пример 8. Производили загрузку кремнистого ферросплава мелкой фракции 0-40 мм в количестве 10 кг на 1 МВт мощности. Производительность печи увеличилась в 1205 кг в час до 1224 кг в час. Шлак в печи перестал мешать выпуску расплава.

Пример 9. Производили загрузку кремнистых ферросплавов фракции 0-40 мм в количестве 20 кг на 1 МВт мощности. Производительность печи составила 1208 кг в час. Производительность печи не на много превысило производительность при технологическом расстройстве. Это вызвано испарением продукта при затруднениях при выпуске расплава и дополнительным расходом электроэнергии на расплавление загруженного продукта.

При затруднениях с выпуском расплава во время ведения плавки технического кремния загрузка вместе с шихтой технического кремния или керемнистого ферросплава мелких фракцией 0-40 мм в количестве 0,5-15,0 кг на 1 МВт активной мощности печи является оптимальным. Количество загруженного кремния менее 0,5 кг и более 15 кг на 1 МВт не дает увеличения производительности печи. Незначительно возрастает производительность и при использовании более крупных классов кремния (более 40 мм).

Способ ведения восстановительной плавки в руднотермической электрической печи, включающий дозирование шихты, содержащей рудную часть и углеродистые восстановители, загрузку шихты в печь, карботермическое восстановление с образованием шлака, содержащего карбид кремния и кремнезем, и выпуск расплава и упомянутого шлака из печи, отличающийся тем, что одновременно с ведением восстановительной плавки снижают вязкость шлака путем совместной загрузки с шихтой мелких фракций технического кремния или кремнистых ферросплавов размером 0-40 мм в количестве 0,5-15,0 кг на 1 МВт активной мощности печи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения ферроникеля в печи Ванюкова непрерывным процессом. Способ включает предварительную сушку никелевой руды, обжиг никелевой руды в трубчатой вращающейся печи, непрерывную загрузку полученного огарка на подину печи Ванюкова, включающей плавильную и восстановительную зоны и сифон, расплавление огарка в плавильной зоне печи, перетекание полученного расплава в восстановительную зону печи и сифон, выпуск полученного шлака и выпуск расплава ферроникеля из печи в ковш.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в процессах получения чугуна из окисленного железосодержащего сырья. В способе осуществляют расплавление в печи железорудного концентрата и дефосфорацию оксидного железосодержащего расплава.
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлического титана из титановых шлаков, в частности к подготовке шихты для выплавки титановых шлаков в рудно-термической печи.

Изобретение относится к способу получения сплавов, состоящих из титана, железа, хрома и циркония, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения этих элементов, и устройству для его осуществления.

Группа изобретений относится к металлическим волокнам жаростойкого сплава, которые могут быть использованы для получения истираемых уплотнений проточной части турбины авиационного газотурбинного двигателя.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов и сплавов в руднотермических электропечах, и может быть использовано в производстве технического кремния и кремнистых ферросплавов.

Группа изобретений относится к получению сплава на основе титана из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана. Способ включает генерацию магнитных полей, накладываемых на порции перерабатываемой сырьевой массы, восстановление металлов из руд при непрерывном перемешивании сырьевой массы с последующим накоплением и формированием продукта в виде кольцевого столбчатого монокристалла, состоящего из интерметаллида, выбранного из ТiАl3, TiFeAl2, TiAl2Fe, TiFe3, и его выгрузку.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов, в частности ферромарганца или ферросиликомарганца. Способ включает разливку ферросплава из ковша в перемещаемые изложницы, кантование изложниц для извлечения слитков ферросплава, дробление слитков ферросплава и загрузку дробленого ферросплава в переносной короб.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использован для производства ферросплавов, в частности ферромарганца или ферросиликомарганца. В механизированном комплексе участок разливки ферросплава в изложницы оборудован аспирационным укрытием, в котором установлены кантователь, приспособленный для регулируемого наклона ковша с расплавом ферросплава, и приспособленный к кантователю желоб для разливки расплава ферросплава в изложницы.
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению титановых шлаков при плавке и восстановлении титансодержащего сырья в рудно-термических печах. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения кремния, сплавов черных и цветных металлов в руднотермических электропечах после ремонта, оборудованных установками компенсации реактивной мощности.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов и сплавов в руднотермических электропечах, и может быть использовано в производстве технического кремния и кремнистых ферросплавов.

Изобретение относится к области получения кристаллического кремния. Способ включает термическое восстановление кварцитов до элементарного кремния с помощью восстановительной газовой смеси с использованием плазмы, при этом процесс ведут одностадийно во встречных потоках кварцитов и восстановителя, в качестве восстановителя используется смесь углеводородов и водяных паров, количество которых не более ¼ необходимого для протекания реакции конверсии, а суммарное количество углерода, содержащегося в углеводородах, не менее чем в 1,5 раза превышает стехиометрически необходимое количество для реализации процесса полного восстановления кварцитов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электротермическому способу получения кремния и кремнистых сортов ферросплавов в руднотермических печах.
Изобретение относится к химической промышленности. Брикетированная смесь содержит микросилику не более 20% в качестве кремнесодержащего сырья и отходы зерновой и/или деревообрабатывающей промышленности в качестве углеродсодержащего сырья растительного происхождения.

Изобретение относится к технологии получения высокочистого кремния, используемого для производства фотогальванических элементов. .
Изобретение относится к производству кремния. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии получения металлического кремния как исходного сырья для получения солнечного кремния.

Изобретение относится к способу получения брикетов для производства кремния, включающему смешивание кремнеземсодержащего и углеродсодержащего сырья с получением смеси и брикетирование смеси. Полученную смесь смешивают с мелассой, при этом в качестве кремнеземсодержащего сырья используют микросилику, а в качестве углеродсодержащего сырья - сланцевую и древесную пыль, причем брикетирование смеси ведут путем прессования при давлении от 100 до 110 МПа с последующим отжигом полученных брикетов при температуре от 200 до 250°С в течение от 45 до 60 мин. Обеспечивается высокая механическая прочность и повышенная пористость брикетов. 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения технического кремния и кремнистых сортов ферросплавов в руднотермических электропечах. Способ включает дозирование шихты, содержащей рудную часть и углеродистые восстановители, загрузку шихты в печь, карботермическое восстановление с образованием шлака, содержащего карбид кремния и кремнезем, и выпуск расплава и упомянутого шлака из печи, при этом одновременно с ведением восстановительной плавки снижают вязкость шлака путем совместной загрузки с шихтой мелких фракций технического кремния или кремнистых ферросплавов размером 0-40 мм в количестве 0,5-15,0 кг на 1 МВт активной мощности печи. Изобретение позволяет повысить технико-экономические показатели восстановительной плавки за счет уменьшения количества шлака в печи. 9 пр.

Наверх