SU1713440A3 - Способ получени феррохрома и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретно к производству феррохрома. Цель изобретени  - снижениерасхода электроэнергии. Дл  производства феррохрома во вращающуюс  печь 1 загружают в определённом соотношении смесь из хромовой руды, угл  и шлакообразовате- лей. Загруженную смесь в атмосфере, содержащей СО, нагревают до температуры около 1500°С. Выгруженный из вращающейс  печи продукт реакции охлаждают перед плавкой в электропечи. Чтобы сократить расход энергии, а также отказатьс  от применени  сложной аппаратуры, предложено перед плавкой охлаждать продукт реакции до 600-1000°С, с помощью предназначенных дл  нагрева и обезуглероживани  добавок 11, необходимых дл  проведени  процесса плавки до 600-1000°С до того, как он будет загружен при помощи загрузочного устройства 6 в электропечь. 2 с. и. 10 з. п. ф-лы, 1 ил.k^8VIW^о>&со

Description

Изобретение относитс  к металлургии, конкретно к получению феррохрома.

Цель изобретени  - снижение расхода электроэнергии.

Феррохром  вл етс  сплавом, в состав которого входит 20-70% хрома, 0,02-10% углерода, 0,05-5% кремни , остальное-железо , а также обычные примеси.

Феррохром получают при помощи восстановительной плавки содержащих железо хромовых руд, в частности хромистого железн ка углеродом согласно уравнению

РеСг204+4С Ре+2Сг+4СО.

Восстановительную плавку провод т при использовании кусковой смеси железококс или смеси окомкованное железо-кокс, или используют предварительно восстановленные гранулированное железо и мелкий кокс и кокс, в особенности в низкошахтной печи или же в электропечи, причем получают сплавы с различным содержанием углерода . Феррохром примен ют при изготовлении хромистых сталей в качестве лигатуры. Очень частго нежелательное высокое содержание углерода в феррохромовых сплавах можно снизить фришеванием сплавов или фришеванием изготовленной из них хромистой стали. Хромовые руды содержат 20-50% Сг20з, 20-40% FeO и 10-70% жильНой породы. Отделение жильной породы перед переработкой руды по меньшей мере хот  бы частично св зано с трудност ми, поэтому высокую долю жильной породы в известных способах восстановительной плавки приходитс  отдел ть от полученных феррохромовых сплавов в виде жидкого шлака. Поскольку при этом способе в восстановленном материале нар д,у с тугоплавкой жильной породой руды еще содержатс  значительные доли СгаОз, образующиес  шлаки имеют высокую температуру плавлени  и поэтому необходимо несмотр  на добавку флюсов устанавливать температуру плавлени  выше 1750°С, чтрбы в достаточной степени восстановить окись хрома из жидкого шлака на макси1 ально низком уровне потери хрома при низкой в зкости шлаков. Высокие температуры, необходимые дл  проведени  способа восстановительной плавки, обуславливают нежелательно высокий расход энергии.

Отличием предлагаемого способа  вл етс  то, что продукт реакции (выгружаемый из вращающейс  печи материал) смешивают во врем  и/или после выгрузки из печи с холодными добавками, необходимыми дл  процесса плавки, при этом температуру продукта реакции понижают так, что он переходит из тестообразного состо ни  в твердое. Преимуществом способа  вл етс 

то, что не требуетс  расхода энергии дл  охлаждени  выход щего из вращающейс печи материала и дл  его измельчени . Напротив , тепло выгружаемого из вращающейс  печи материала используетс  дл  нагрева холодных добавок и как дополнительное тепло, необходимое при эндотермических реакци х. Благодар  перемешиванию происходит одновременно

0 предотвращение образовани  агломератов, Согласно изобретению продукт реакции охлаждают перед плавкой при помощи добавок, необходимых дл  проведени  процесса плавки, до 600-1000°С, предпочтительно до 700-1000°С, Потер нную при охлаждении энергию используют как дл  нагрева, так и дл  обезуглероживани  известн ка и/или сырого доломита в качестве добавки. Известн к и/или сырой доломит

0 добавл ют преимущественно в количестве 150-500 кг/т выгрузки вращающейс  печи, В соответствии с изобретением указанные добавки и вы груженный из вращающейс  печи материал перемешивают в

5 облицованном жаропрочным Материалом барабане с роликами до получени  сыпучей зернистой смеси с крупностью зерен 0100 мм, преимущественно 10-100 мм. Названный размер зерен достигаетс  тем, что

0 барабан вращаетс  со скоростью 1-10 об/мин, преимущественно 3-7 об/мин.

Согласно уровню техники соотношение (Al203+Si02)/(CaO+MgO) в предварительно восстановленном материале равно 1,4-10

5 при соотношении 5Ю2/А120з 0,5-5, Поэтому в случае .шлаковой фазы имеетс  сильна  кисла  реакци . Чтобы снизить при плавке содержание серы в фазе металла, например , до 0,03%, по другому варианту выполнени  изобретени  добавл ют добавки в таком количестве, которого дост аточно, чтобы при проведении дальнейшей плавки установить шлак с основностью (СаО+МдО) (5102) больше 1,1, преимущественно около

5 1,5,.

Выгружаемый из барабана с роликами материал загружают преимущественно без последующего охлаждени , следовательно, с температурой 600-1000°С, например при

0 помощи загрузочной емкости, в гор чем состо нии в плавильную печь, предпочтительно в электрическую пень,

В предлагаемом устройстве дл  реализации способа не примен ют измельчители,

5 сепараторные устройства, охлаждающие устройства и требующиес  между ними транспортирующие приспособлени ,

В соответствии с вариантом выполнени  этого устройства выпуск барабана с роликами соединен с окружающей шахтой.

разгрузочное отверстие которой расположено выше перемещаемого загрузочного устройства. Таким образом, создана практически замкнута  система, в которой происход т минимальные потериэнергии.

С целью предотвращени  в случае аварии накоплени  материала в разгрузочном отверстии названной шахты, что может привести к нежелательным последстви м, в шахте предусмотрен перелив, вход щий в охлаждаемый барабан. Дл  охлаждени  примен ют воду.

На чертеже представлено устройство дл  производства феррохрома.

Устройство содержит вращающуюс  печь 1, из которой продукт 2 реакции направл ют в барабан 3 с роликами, разгрузочный конец которого соединен с окружающей шахтой 4. Запирающийс  выпуск 5 шахты на нижнем конце шахты 4 позвол ет дозированно заполн ть перемещающийс  загрузочный резервуар 6. Кроме того, шахта 4 содержит расположенный сбоку перелив 7, вход щий в барабан 8 дл  аварийного охлаждени . Поступающие туда материалы можно передавать через выпуск на ленточный конвейер 9.

Железосодержащую хромовую руду, наход щуюс  во вращающейс  печи 1, нагревают сжиганием мелкозернистого угл , который подают посредством горелочной трубки 10. Нагрев вращающейс  печи 1 происходит в противотоке направлению подачи преимущественно подогретого сырь  и угл . Во вращающейс  печи 1 устанавливают темературу 1510-1560°С, при которой продукт восстановлени , состо щий из железосодержащих хромовых руд, углерода и шлакообразователей, приобретает тестообразное состо ние, причем здесь происходит образование мелких капелек металла и агломераци  нескольких частиц материала восстановлени . Во вращающейс  печи еще не наступает разделение металлической фазы и жильной породы. Возможность пригара устран ют тем, что вращающа с  печь имеет футеров.у из магнезитового кирпича, котора  содержит добавки окиси хрома и/или угл , и/или смолы. В нижней зоне вращающейс  печи (на чертеже слева), в которой продукт восстановлени  имеет температуру минимум 1200°С, ввод т необходимую дл  шлакообразовани  SiOa в количестве, которое необходимо дл  приведени  его в тестообразное состо ние. Это количество можно определить путем расчета или же получить экспериментальным путем . Продукт реакции перемещивают с

известн ком и/или сырым доломитом 11 в качестве добавок, который подают через дозирующее загрузочное устройство 12.

Введение добавок 11 производитс 

преимущественно в зоне желоба 13, по которому продукт 2 реакции покидает вращающуюс  печь. Добавку можно вводить также (вариант устройства) непосредственно в барабан 3с роликами. По желобу 13

0 названные добавки 11 и продукт 2 реакции . попадают в барабан 3 с роликами, облицованный жаропрочным кирпичом. Этот барабан вращаетс  с частотой 1-10 об/мин. Благодар  вращательному движению бара- .

5 бана 3 достигаетс  необходима  степень перемешивани  добавок с продуктом реакции , причем известн к и/или сырой доломит одновременно отбирают у продукта 2 реакции энергию реакции, расходуемую на

0 нагрев и требующуюс  дл  проведейи  обезуглероживани . Продукт реакции охлаждаетс  до 600-100°С. Одновременнопроисходит нагрев добавок 11 до той же температуры. Образуетс  смесь, в которой

5 загрузка вращающейс  печи переходит из тестообразного состо ни  в твердое. Благодар  роликам в барабане 3 происходит разлом крупных кусков и из барабана выходит зернистый материал с диаметром зерна

0 максимум 100 мм, который можно направл ть через шахту 4 и ее выпуск 5 в загрузочный резервуар 6. При помощи последнего смесь загружают в электропечь (не показана ).

5

Дл  проведени  плавильного процесса в соответствии с предлагаемым способом не требуетс  затрат больших количеств энергий, в то врем  как в известных способах добавки непосредственно загружают в плавильный агрегат и выгрузку вращающейс  печи загружают с ее первичной температурой 1200-1500°С. Последнее невозможно с практической и технической точек зрени 

5 из-за спекающегос  материала и его разрушающего действи  в гор чем состо нии. Поэтому предлагаемый способ с устройством дл  его осуществлени  дает возможность вести необходимое охлаждение выгрузки

0 вращающейс  печи при помощи энергии добавок дл  плавильного процесса, требующейс  Дл  проведени  нагрева и обезуглероживани . Тем самым суммарное содержание энергии количества материала,

5 который используют в плавильном агрегате, не измен етс , но может измен тьс  температура отдельных компонентов. Благодар  охлаждению выгрузки вращающейс  печи не происходит каких-либо потерь энергии дл  заключительного процесса плавки.

Claims (12)

1.Способ получени  феррохрома с содержанием углерода 0,02-10% из железосодержащих хромовых руд, включающий предварительный нагрев во вращающейс  печи смеси, состо щей из хромовых руд и угл  вз тых в соотношении 1:04 - 2, и шлакообразующих в виде оксида кальци  и/или магни , оксида алюмини  и/или кремни , в течение 20-240 мин в атмосфере, содержащей окись углерода, до 1480-1580°С, выгрузку продукта, охлаждение его и последующее плавление в печи при 16001700°С , отл ича ющийс тем,что,сцелью снижени  расхода злектроэнергии, охлаждение продукта осуществл ют путем ввода при выгрузке из вращающейс  печи холодных добавок, необходимых дл  проведени  процесса плавки, до температуры, при которой шихта из тестообразного состо ни  переходит в твердое.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что продукт из вращающейс  печи перед плавкой охлаждают при помощи добавок , необходимых дл  проведени  процесса плавки, до 600-1000°С, предпочтительно до 700-1000°С, при этом добавки нагреваютс  и обезуглероживаютс .

3.Способ по п. 2, о т л и ч а ю щи и с   тем, что в качестве добавок ввод т известн к и/или сырой доломит.

4.Способ по п. 3, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что известн к и/или сырой доломит ввод т в количестве 150-500 кг/т от массы продукта, выгружаемого из вращающейс  печи.

5.Способ по пп. 1-4, отличающийс   тем, что продукт из вращающейс  печи с добавками перемешивают в облицованном жаропрочным материалом барабане с роликами до получени  зернистой смеси.

6.Способ по п. 5, отличающийс  тем, что из барабана с роликами выгружают зернистый материал с крупностью зерна до 100 мм, преимущественно 10-100 мм в диаметре .

7.Способ по п. 5, отличающийс  тем, что барабан с роликами вращают с частотой 1-10 об/мин, преимущественно 37 об/мин,

8. Способ по п. 1, от л и ч а ю щи и с   тем, что добавки ввод т в количестве, обеспечивающем при последующей плавке основность шлака (СаО+МдО) SiOa более 1,1.

9.Способ по п. 1,отл и чающийс  тем, что выход щий из барабана с роликами

материал направл ют без дальнейшего охлаждени  в плавильную печь, преимущественно электропечь.

10.Устройство дл  получени  феррохрома , содержащее противоточно нагреваемую вращающуюс  печь с разгрузочным концом, плавильную печь, отличающеес  тем, что, с целью снижени  расхода электроэнергии, оно снабжено дозирующим загрузочным средством дл  введени  добавок, расположенным со стороны разгрузочного конца вращающейс  пени, и барабаном с роликами, расположенными ниже вращающейс  печи и сообщающимис  с ее разгрузочным концом,

11.Устройство по п. 10, отл ич а ющее с   тем, что ниже выпускного конца барабана с роликами предусмотрена окружающа  его шахта, футерованна  жаропрочным

материалом, нижнее выпускное отверстие которой расположено выше загрузочного резервуара, преимущественно перемещаемого .

12. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щее с   тем, что шахта снабжена отсто щим в сторону переливом, направленным к охлаждаемому барабану.