Шихта для получения известко-глиноземистого шлака

 

А,А.Кондрашенков н Ф.A.Алфе

1 i. »,.

Y ц, с

Научно-исследовательский институт металлурТнн „ изобретения (2!} Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТКОВО-ГЛИНОЗЕМИСТОГО

ШЛАКА

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению известково-глнноземнстого шлака с попутной выплавкой снлнкохрома, используемого прн обработке металла, выплавляемого в конверторах н других IUIBBHllbHblx агрегатах, а так же в качестве клинкера цри производстве цемента.

Известна шихта, в.которой используются отвальные шлаки алюмннотермнчеокого производства для получения глиноэемнстого полупродукта, который затем сплавляют с известью. Такая шихта позволяет сннэнть себестоимость получаемого шлака за счет применения сравнительно недорогнх глнноземсодержащнх . отходов 3 1).

K недостаткам этой шнхты можно оънестн то, что высокое содержание в ннх щ окнслов тнта на (до 1 0%) и хрома (цо 5%) не позволяет применять нх непосредст венно для выплавки нзвестково-глнноземнстого шлака. С целью. устранения ето2 го недостатка метали довосстанавлнвают из шлака вводимой экзотермнческой смесью. Прн этом шлак от выплавки ме- таллнческого крома содержит, %: Сг О

7-8; А 2ОЗ 70-75; СаО 10. После до восстановления алюминием получают сплав, содержащий 70% Cr, 25% АВ и шлак, содержащнй около 75% AR20, 15% СаО н до 3% Cr203. Полученный сплав может быть использован как хромоалюмннневая лигатура илн как передельный металл прн выплавке металлического хрома. Однако восстановление

3 алюмннотермнческим способом не позволяет сннэнть содержание окислов крома (а прн использовании шлаков других производств - окнслов титана н кобальта) ниже, чем до 3-4%, что ограннчнвает область нсполыэовання для выплавки син тетнческого ишака. Существенным недостатком, кроме того, является много стаднйность процесса. Доизвлечение же металла нэ каолнна, золы углей, электро корунда s другнх материалов таким спо

10-20

3 - ЙМ4 собом вследствие небольшого их содержания экономически нецелесообразно.

Наиболее близким по технической сущности K изобретению является состав шихты, вюпочающий, %: известь 7-13; алюминиевая стружка 15-18 и хромкремнийсодержащий продукт - остальное.

В качестве хром-кремнийсодержащего продукта введен отработанный хром-крем- ний-глиноземсодержащий .катализатор. B Ie электропечи получают расплав as хромкремний-глиносодержащего катализатора и извести. Далее в расплав подают алюминиевую стружку (15-18%) для перевода окислов хрома, железа, кремния и фосфора и в металлическую фазу. Продукты плавки шлак и ферросиликохром выпускают из печи и используют по назначению С2 3

Недостатком известной шихты явля- щ ется высокий (до 30%) пылеунос отработанного .хром-кремнийсодержащего катализатора, состоящего преимущественно (на 90) иэ частиц менее 0,05 мм при нагреве шихты в плавильном агрегате, з5 и необходимость применения алюминиевой стружки в качестве восстановителя. Это удорожает стоимость получаемых глино- ° земистых шлаков и ферросиликохрома.

Процесс плавки прн этом происходит с низкой интенсивностью при высоком удельном расходе электроэнергии. При плавке пылевидного катализатора и легко истирающейся извести неизбежно попадание непрореагировавших мелких частиц этих

35 материалов в шлак. Это приводит к повышенному расходу материалов на тонну получаемой продукции. Пылеунос приводит к загрязнению окружающей среды, ухудшает условия труда обслуживающего персонала на рабочих площадках. Особенно опасен пылеунос в связи с тем, что в катализаторе может содержаться до 4% токсичного СгОЗ.

Шлак получают загрязненным вредными

45 примесями, недопустимым при рафинировании - кремнеземом.

Целью изобретения является снижение потерь глинозема, улучшение качества и известково-глиноэемистого шлака и уоловий труда.

Поставленная цель достигается тем, что согласно изобретению шихта получения известково-глиноземистого шлака с выплавкой силикохрома, содержащая известь, восстановитель, хром-кремнийглинозеысодержащий материал, дополютельно содержит углерод-глиноземсодержащий шлам производства бутадиена, а

60 " . 4 в качестве восстановителя — углеродистый восстановитель при следующем соотноше нии компонентов, вес.%:

Хром-кремний-глинозем. содержащий материал 10-30

Углеродистый восстановитель

Углерод-глиноэемсодержащий шлам производства бутадиена 20-40

Известь Остальное

Углерод-глиноээмсодержаший шлам производства бутадиена имеет следующий состав, вес.%: углерод

Углерод, 10-30

Летучие 3-10

Оксид хрома 5-10

Оксид алюминия Остальное

Углерод в виде твердого пластичного остатка полностью теряет 3-10% летучих в интервале температур от 100 до

550 С. В шламе практически отсутствуют нежелательные (51 О2) и вредные (окислы титана и кобальта) составляющие.

Шихту для выплавки известково-глиноземистого шлака приготавливают дозировкой и смешиванием компонентов:хромкрем ний-глиноземсодержащего материала фракции менее 0,1 мм, восстановителя углеродистого (кокса, полукокса, угля с размерами частиц менее 8 мм), извести и .углерод-глиноземсодержащего шлама.

Хром-крем ний- глинозем содержащий материал, например отработанный катализатор нефтехимической промышленности, содержит, %: CrgOa 10-30; ЯOZ 10;

CrOg 0,4 и А920 - остальное. Материал в состоянии йоставок представлен сухой тонкодисперсной пылью.

Компоненты шихты смешивают в смесителях или других специальных устройствах.

В процессе смешивания углерод ншама пропитывает и обволакивает частицы извести, углеродистого восстановителя и храм-кремнезем-глинозем содержащего материала, создавая частично озерненную, непылящую массу, которая в случае необходимости, может быть легко окуск< вана, например, подвергнута формовке.

Смешивание может производиться как в смесителях, или других специальных устройствах, так и при закладке штабеля за счет послойной укладки шлама с остал ными компонентами ипаты.

После смешивания, сопровождающимся озернеиием, компоненты шихты непосредственно или после окускования используют

5 eb64 для выплавки металла и шлака в электро-дуговой печи.

В процессе нагрева в электродуговой печи происходит разложение и удаление . летучих из шлама, коксование углерода в порах и на поверхности - частиц компонентов шихты. При, етом образуются кои. гпомераты и вынос пыпеватных фракций из плавильного пространства сводится

- к минимуму. Нагрев при температурах tO более высоких-сопровождается восстановлением хрома до карбидов хрома образовавшимся коксовым остатком благодаря тесному контакту последнего с хромкремнийсодержащим материалом. Восста- И новление кремния из шпакового распцава происходит при взаимодействии с углеродистым восстановителем силикохромо вого металлического расплава и извест- . ково-гпиноземистого шлака. Высокая щ скорость и степень восстановления крем- ния из шлака происходит вследствие активации углеродистого восстановителя коксовым остатком.

Процесс получения -известково-глино- и земистого шлака при такам составе .шихПо прототипу

По предлагаемому

0,6

9,3 2,5

l5. 65

0,2

2 10

3 20

4 30

5 35

6 8

7 20

8 20

10 60

20 30

20 10

15 5

20 57

5 45

25 25

2,5 0,6

1,8 0,3

3,5 0,4

3,5 1,8

6,0 4,0

3,0 3,0

12-,0 5,0

ЗО

Следы

0,1

1,0

1,5

0,6

1,0

30 технико-экономические показатели npomecca, составляет, вес.%: хром-кремнезем-глиноэемсодержащий материал 1030; цшам 20-40; восстановитепь 1020. Если количество хром-кремнийгдииоземсодеркащего материала превышает 30%, а шлама - 40% (опыт 5), то увеличивается температура .ппавпения

Предлагаемая шихта (опыты 2-4): снижает потери глинозеМа при плавке в

2,5-5 раз по сравнению с .прототипом (опыт 1), содержание кремнезема s шлаке в 2,5-6,0 раз и значительно понижа ет содержание окиси хрома в шлаке. 0п» тимальные содержания компонентов ших ты, при которых достигаются наилучшие

60 С ты одностадийный. В резупьтате хорошо организованного контакта частиц рудных материалов с восстановителем процесс шлакообразования и восстановпения мвталла происходит достаточно интенсивно, расход восстановителя сводится к ми" нимальной величине. Благодаря спокойно-, му течению процесса плавки по сравнению . с алюминотермическим. -процессом восстановления металл и шпак полностью. разделяются, запутывания корольков ме» талла в шлаке не наблюдается. В резупь тате содержание хрома в ишаке не превышает 1%, в то время как по техническим требованиям в известково-глино,. земистом шлаке допускается содержание хрома до 3%. Низкое содержание ка» бальта и титана в шихте, а следователь но, в сплаве, делает металл особенно ценным для использования в качественной металлургии.

В электродуговой печи мощностью

l,2 МВА проводят испытание различных по составу и соотношению компонентов шихты. Результаты приведены в табж » це.

7 йМ4 получаемого шлака, а в нем сохраняютI ся металлнческие корольки кремнистого сплава. При количестве шлама в шнхте больше 40%, кроме того вследствие. выделения большого количества летучих веществ из углерода возникают выбросы материала нэ печи при его загрузке в плавильное пространство. Если количеств во хрома кремний-глиноземсодержащего материала меньше 10, а шлама катали- 16 затора меньше 20% (опыт 6), то происходи т образование карбидного шлака.

Прн количестве углеродистого восстановителя меньше 10% шлак. загрязняется кремнеземом и окислами хрома (опыт 7). l$

При его количестве выше 20% в шлаке повышается содержание карбидов кальция, а в процессе плавки происходит улет моноокиси алюминия, что приводит к потерям глинозема (опыт 8). 26

Увеличение степени извлечения глина

° эема в шлак, снижение пылеуноса (на 610%) наряду с низкой себестоимостью шлама (около, 10 руб/т) обеспечивает снижение себестоимости известково-глн- 2s ноземистого шлака со 180-160 руб/т до 40-50 руб/т. Замена применяемых сегодня материалов на получаемый по предлагаемому составу шлак при годовой потребности в полупродукте около 20тыс. рр т/год обеспечивает экономию (140-45) ° 20.000 1,900 тыс. руб./год.

Формула изобретения

1. Шихта для цолучения известково- глиноземистого шлака c,âûïëàâêîé сипи10-20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР

М. 133901, кл. С 21 С 5/54, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

М 350831, кл. С 21 С 5/52, 1969. кохрома, содержащая известь, восстановитель, хром-кремннй-глиноземсодержащийматериал, отл ича ющаяся тем, что, с целью снижения потерь глино» эема, улучшения качества нзвестковоглиноэемистого шлака и условий труда, шихта дополнительно содержит углеродглиноземсодержащий шлам производства бутадиена, а в качестве восстановнтеляуглеродистый восстановитель при следующем соотношенин компонентов, вес.%:

Хром-кремний-глнноэемсодержашнй материал 10-30

Углеродистый восста новитель

Углерод-глиноземсодержаший шлам производства бутадиена 20-40

Известь Остальное

2. Шихта по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что углерод-глиноземсодержащий шлам производства бутадиена имеет следующий состав, вес.%:

Углерод 10-30

Летучие 3-10

Оксид хрома 5-10

Окскд алюминия Остальное

Составитель К. Сорокин

Редактор Л. Повхан Техреа O.Неце Корректор М. Демчик

Заказ 846/38 :Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., g. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4