WO2021221530A1 - Method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and device for the implementation thereof - Google Patents

Method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and device for the implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2021221530A1
WO2021221530A1 PCT/RU2020/000231 RU2020000231W WO2021221530A1 WO 2021221530 A1 WO2021221530 A1 WO 2021221530A1 RU 2020000231 W RU2020000231 W RU 2020000231W WO 2021221530 A1 WO2021221530 A1 WO 2021221530A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
melt
ferrochrome
gas
carbon
plasma
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/000231
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Олег Валентинович ВИГДОРЧИКОВ
Анатолий Тимофеевич НЕКЛЕСА
Серей Владимирович СТАРОСТИН
Олег Владимирович ШАБАЛОВ
Original Assignee
Vigdorchikov Oleg Valentinovich
Neklesa Anatolij Timofeevich
Starostin Serej Vladimirovich
Shabalov Oleg Vladimirovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vigdorchikov Oleg Valentinovich, Neklesa Anatolij Timofeevich, Starostin Serej Vladimirovich, Shabalov Oleg Vladimirovich filed Critical Vigdorchikov Oleg Valentinovich
Priority to PCT/RU2020/000231 priority Critical patent/WO2021221530A1/en
Publication of WO2021221530A1 publication Critical patent/WO2021221530A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D9/00—Machines or plants for casting ingots

Definitions

  • a method of producing ingots of low-carbon ferrochrome and a device for its implementation A method of producing ingots of low-carbon ferrochrome and a device for its implementation.
  • An interconnected group of inventions relates to ferrous metallurgy, in particular to a method for producing low-carbon ferrochrome ingots using plasma technology, as well as to a device for implementing this method.
  • the disadvantage of this method is the low efficiency of the mixing process, which does not allow obtaining high-quality low-carbon ferrochrome.
  • the multistage nature of the ferrochrome production method and the associated increased material and energy consumption increase the cost of the final product.
  • a known method for the production of low-carbon ferrochrome in which the ferrochrome obtained in a furnace at a temperature of 1720 ° C with a carbon content of 0.08-0.20% is released into a ladle, which is placed in a vacuum chamber. From above, the melt is blown through with oxygen in stages. Decarburization is carried out at a given temperature and a gradual decrease in pressure. When the carbon content reaches less than 0.05-0.06%, oxygen purging is stopped and further carbon oxidation occurs due to oxygen dissolved in the metal and slag. The process is accompanied by continuous stirring of the melting with argon (Patent of Russia N ° 2590742, C 22 C 33/04, C 21 C 7/00, filed 11/26/2014, publ. Bull. N ° 19, 2016).
  • Blowing with cold argon and cold oxygen lowers the temperature of the metal melt, which worsens the process parameters, increases its energy consumption and reduces the blowing efficiency.
  • inert argon does not interact with the inclusions of the melt, but only performs the function of mixing the mass of the metal melt.
  • oxidation of the main components occurs melt with the formation of chromium oxides and iron oxides, which reduces the quality of the final product.
  • the high cost of argon increases the production cost.
  • FCA - area of the outlet nozzle of the plasmatron, m 2 Patent of Russia N ° 2295421, B 22 D 7/00, filed 01.06.2005, publ. Bull. N ° 8, 2007).
  • Periodic heating of the melt in the known method begins after a predetermined time, which reduces the productivity of the process.
  • the low consumption of the plasma-forming gas and its composition, as well as the impossibility of reusing the exhaust gas for the formation of a plasma jet cannot provide a high the degree of removal of oxygen, carbon and other impurities from the metal melt.
  • the exhaust gas is not utilized, which reduces the environmental performance of the process.
  • a device for processing a metal melt is known, the working fluid of which contains reagents, is fixed on a vertical support and is located in a ladle with the possibility of rotation in a horizontal plane, characterized in that its working fluid is made entirely of reagents, such as aluminum and refining and / or alloying and / or modifying additives, has the shape of a ring with blades located along the horizontal line of symmetry on the outer and inner surfaces of the ring, and the outer blades are designed to form descending melt flows, and the inner blades are designed to form ascending ones.
  • the working body is made separable along the horizontal axis of symmetry by casting.
  • the working fluid cavities have a cellular structure.
  • the blades of the working fluid are made in the form of wedges (Patent of Russia N ° 2247156, F 27 D 23/04, app. 22.04.2002, publ. Bul. N ° 6, 2005).
  • the working body of the device is made in the form of materials that are completely consumed in the process of processing the melt, then for subsequent processing it is necessary to manufacture and install a new working body, which increases the material costs of production, increases energy consumption and reduces the efficiency of the device.
  • the execution of the working fluid from additives-reagents contaminates the melt with oxides and slags, while the device does not have systems for utilization and purification of off-gas, which together increases the harmful effect on the environment.
  • the closest in technical essence and the achieved result is an installation for processing the head part of ingots in a composition with molds, containing a bearing part and a self-propelled track bogie, the longitudinal axis of which is parallel to the rail tracks of the composition with molds in the place of metal casting, characterized in that the composition with molds contains pallets with siphon guides, molds with profitable extensions installed on them, centering for pouring metal, the supporting structure contains racks with horizontal cantilever beams fixed at two levels, a base plate with a rail bed located on the cantilever beams of the lower level, on which a track is installed trolley, while the track trolley is equipped with electrical cabinets, power transformers, a compressor, a pump, a gas-water control panel, a control panel and fixed at the side wall of the bogie, on the side of the train with molds, stationary columns with crossbars, the free ends of which are equipped with rollers installed with the ability to move along a horizontal guide fixed on the lower plane of the upper level cantilever beam
  • the chute for cooling the covers with water is equipped with a cover with a longitudinal slot, arcuate pipes for water intake and drainage, located in the longitudinal slot of the cover, rigidly connected to the track carriage and hydraulically connected to the pump, gas-water console, plasmatrons and cover cooling channels.
  • a collector is made, consisting of through longitudinal slots parallel to the sides of the lid, having a length limited by the length of the inner edges of the profitable extension, and closed from above by a common box-shaped casing with nozzles for the outlet of hot gases (Russian Patent N ° 2325968, B 22 D 9/00, filed 06.07.2006, publ. Bull. N ° 16, 2008).
  • This device does not contain a system for waste gas utilization, purification, CO2 release and its reuse, which reduces the environmental parameters of the installation.
  • the metal cover with the plasma torch is made movable, with the possibility of installation on the ladle, and this does not allow connecting the branch pipes of the high-temperature exhaust gas with the system for its purification and utilization.
  • the design of the installation does not provide for the introduction of the nozzle of the plasmatron into the melt for mixing it with a plasma jet and for the effective flow of chemical processes.
  • the first of the group of inventions is based on the task of improving the method for producing low-carbon ferrochrome ingots by blowing a plasma jet of a high-carbon ferrochrome melt with an increased content of impurities, while ensuring the adjustment of the components of the plasma jet and control composition of the melt, while removing carbon and impurities, reducing the carbon value to 0.05% and below, and the exhaust gas after utilization is partially sent to recuperation by replacing part of the flow rate of the initial plasma-forming gas, and due to these techniques, carbon removal is achieved, a reduction in energy and material costs, the productivity of the process is increased, emissions into the atmosphere are reduced, the quality of the metal is improved and its cost is reduced.
  • the second of the group of inventions is based on the task of improving an installation for processing a metal melt with a plasma jet, in which, by arranging a structure and additional equipment, including two melting furnaces, a fixed cover with a plasma torch installed with the possibility of immersion in the melt in the processing mode, a cleaning and disposal system off gas, a system for the extraction, cooling and compression of CO2, which is sent to replace part of the plasma-forming gas, and due to this, it is possible to obtain a low-carbon ferrochrome with a low content of impurities, high efficiency of the device, utilization and recirculation of CO2, saving natural resources, as well as reducing greenhouse gas emissions gas into the atmosphere.
  • the first task is solved by the fact that in the method of producing ingots of low-carbon ferrochrome, including the treatment of a metal melt with a hydrocarbon-containing plasma jet with a given ratio of redox components, pouring metal into a mold, according to the invention, a high-carbon ferrochrome melt with a carbon content of 8 up to 9%, and at the initial stage of processing the ferrochrome melt, a mixture of natural gas and air is used as a plasma-forming gas, while the exhaust gas is sent for cleaning and utilization, after utilization, COg is released from the exhaust gas, cooled and compressed to predetermined values of temperature and pressure and is fed into the plasma-forming gas to generate a plasma jet, and, depending on the controlled composition of the ferrochrome melt, a controlled amount of oxygen is additionally introduced into the plasma-forming gas, and during the melt processing, the content of no carbon in ferrochrome and, when the value of carbon reaches 0.05% or less, the treatment is completed, the melt is fed for settling, the slag after settling
  • This technology does not provide for the use of solid additives, since they do not fully react with the melt and partially remain in the melt in the form of slags.
  • a high-temperature plasma jet is used, enriched with oxygen to a concentration that provides a given mass balance with carbon in the metal melt.
  • the oxygen in the jet actively interacts with the carbon-containing components of the melt.
  • the efficiency of the claimed method is significantly higher than traditional technologies for processing the melt, including oxygen.
  • the method provides for the separation of carbon dioxide from the purified and utilized waste gas to replace part of the air in the composition of the plasma-forming gas, which is used in the process of processing the metal melt, thus reducing the harmful impact on the environment.
  • the device contains two melting furnaces, an installation plasma processing of the melt, the unit for settling and downloading the slag and the unit for pouring the melt into molds, connected in series by rail tracks, on which a self-propelled carriage with a ladle equipped with a slide gate is installed, while the installation for plasma processing of the melt contains a platform equipped with a rail bed, longitudinal axes which coincide with the longitudinal axes of the rail tracks, and the drive of its fixed vertical movement together with the trolley and
  • the device in accordance with the present invention contains rail tracks with molds in the place of metal casting, a self-propelled carriage, a fixed vertical movement drive, a lined water-cooled metal cover with branch pipes for exhaust gas and an indirect plasmatron.
  • the main distinguishing features of the device are the presence of a lined water-cooled metal cover fixed on the stand, the fixed position of which makes it possible to connect the exhaust gas pipes located in the cover to successively located waste gas treatment and disposal systems, to carbon dioxide extraction and cooling systems, carbon dioxide, which is connected to the gas-water console of the plasmatron.
  • the use of this set of features makes it possible to replace part of the air used to generate the plasma jet with carbon dioxide obtained from the utilized waste gas during the processing of the ferrochrome melt, which improves the environmental performance of the device and improves the quality of the metal obtained.
  • FIG. 1 graph of changes in the concentration of the main components of the melt depending on temperature
  • in fig. 2 is a diagram of a device for producing low-carbon ferrochrome ingots.
  • the claimed method is implemented as follows.
  • the high carbon ferrochrome ingots are charged and melted in a smelting furnace.
  • the resulting ferrochrome melt is poured into a ladle.
  • a high-carbon ferrochrome melt is blown through with a high-temperature plasma jet formed by a mixture of natural gas and air.
  • the flow rate of the plasma-forming gas and the composition of the ferrochrome melt are monitored.
  • the exhaust gas during the purging process is sent for cleaning and utilization, CO2 is isolated from the exhaust gas after utilization, which is cooled and compressed to predetermined values and supplied to generate a plasma jet.
  • a controlled amount of oxygen is additionally introduced into the mixture of natural gas, air and CO2.
  • the treatment of the melt with a plasma jet is carried out until a carbon value of 0.05% or less is reached.
  • the melt is defended, and since the density of the slag S1O2 is 2-4 times less than the density of the ferrochrome melt, then all the slag floats up during settling and concentrates on the surface of the melt. Then the slag is downloaded, and the melt of low-carbon ferrochrome is poured into molds.
  • the induction melting furnace is loaded in the form of 8t ingots of high-carbon ferrochrome grade FKh850 containing the following components,%: Cr-65; C - 8.5; Si -2; S 0.065; P - 0.05.
  • a high-carbon ferrochrome melt is obtained.
  • the resulting melt is poured from an induction furnace into a ladle, which is fed to plasma treatment.
  • the high-carbon ferrochrome melt is blown with a plasma jet containing a mixture of air and natural gas.
  • the consumption of air and natural gas is respectively 0.12 kg / sec and 0.01 kg / sec. Throughout the entire processing time, the consumption of the components of the plasma-forming gas and the composition of the ferrochrome melt are monitored.
  • the exhaust gas is purified, utilized, then carbon dioxide COg is emitted, cooled, compressed and fed into the plasma jet in an amount of 0.1 kg / sec, while oxygen is added thereto to increase the efficiency of carbon removal from the melt.
  • carbon concentration in the melt reaches 0.05%
  • the plasma jet treatment of the melt is stopped.
  • the melt is then allowed to stand for about 20 minutes. Since the density of the slag is several times less than the density of the ferrochrome melt, the slag floats up during settling.
  • the slag layer formed on the surface of the melt in the form of silicon dioxide is downloaded.
  • carbon monoxide CO is formed in the melt at a temperature of 1300 ° K (not shown in Fig. 1). With an increase in the melt temperature, the CO concentration gradually increases from 1.11 mol / kg to 6.5 mol / kg, and it is completely removed from the melt in a gaseous state.
  • Nitrogen N 2 In gaseous form is removed from the melt. Its concentration at 1300 ° K is 0.14 mol / kg and increases to 1.27 mol / kg at 2200 ° K.
  • One of the compounds with a negligible amount, Cr 2 Cs is formed at a temperature of 1500 ° K with a concentration of 0.5 mol / kg, and decomposes at a temperature of 1900 ° K. Carbon is oxidized to carbon monoxide CO and removed in a gaseous state, and at a temperature of 2000 ° K pure chromium Cr with a concentration of 10.1 mol / kg is formed.
  • Condensed carbon exists at a temperature of 700 ° K with a concentration of 0.15 mol / kg, and at a temperature of 1600 ° K it gasifies, combines with oxygen and, in the form of carbon monoxide CO, is removed from the melt in a gaseous state.
  • the device for producing ingots of low-carbon ferrochrome includes two melting furnaces 1, a unit 2 for plasma treatment of a melt of high-carbon ferrochrome, a unit 3 for settling and downloading slag and a unit 4 for casting a melt of low-carbon ferrochrome into molds, while melting furnaces 1, unit 2, unit 3 and unit 4 are connected in series by rail tracks 5.
  • Installation 2 for plasma processing of the melt contains a platform 8 with a rail bed 9, while the longitudinal axes of the rail bed 9 coincide with the longitudinal axes of the rail tracks 5.
  • the platform 8 is equipped with a drive 10 designed for its fixed vertical movement together with the trolley 6 and the bucket 7 installed on it ...
  • Installation 2 for plasma processing of the melt also includes a stand 11, on the edge of which a lined water-cooled metal cover is fixedly fixed 12.
  • An indirect plasmatron 13 is installed in the through hole of the cover 12 in such a way that the cut of its nozzle protrudes from the cover 12 downward with the possibility of immersion into the ferrochrome melt into ladle 7 to a depth of 2-4 diameters of the nozzle of the plasmatron 13.
  • Stand 11 also contains equipment 14 for ensuring the operation of the plasmatron 13 in the specified modes, including electrical cabinets, power transformers, compressor, pump, control panel, device for express analysis of the composition of the melt and gas-water console 15.
  • On the stand 11 there is a lined metal cover 16 and a means (not shown) for its installation and removal from the bucket 7.
  • exhaust gas pipes 17 are mounted, connected in series by pipelines 18 with an exhaust gas cleaning system 19, a purified exhaust gas utilization system 20, a CO2 evolution system 21, a CO2 cooling system 22 and a cooled CO2 compression system 23 connected by a pipeline 24 to gas-water control panel 15.
  • the device also contains an additional carriage with a bucket, similar to the carriage 6 with a bucket 7 (not shown).
  • the device works as follows.
  • High-carbon ferrochrome is loaded into one of the melting furnaces 1 in the form of ingots.
  • the loaded material is melted to form a high-carbon ferrochrome melt, which is poured into a ladle 7, fixed on a self-moving carriage 6.
  • the loading of the second melting furnace is started. And after draining the melt from the first furnace, its re-loading and melting of ferrochrome ingots are started, while the production of melt in the second furnace is controlled.
  • the melting furnaces are constantly working with time modes of loading, melting and pouring of the melt into the ladle shifted relative to each other.
  • the trolley 6 with the bucket 7 is moved to the rail 9, placed on the platform 8.
  • the platform 8 is lifted vertically up until the bucket 7 is docked with the lined water-cooled metal cover 12.
  • the equipment 14 is switched on, the plasmatron 13 is started and blowing a high-carbon ferrochrome melt with a plasma jet consisting of a mixture of air and natural gas.
  • the nozzle of the plasmatron 13 is located below the cover 12 and is immersed in the melt at a distance of 2-4 diameters of the nozzle of the plasmatron 13.
  • the exhaust gas generated during blowing through the pipes 17 is directed through the pipeline 18 to the cleaning system 19 and the exhaust gas utilization system 20, a system 21 for extracting carbon dioxide from the purified and utilized waste gas, a system 22 for cooling CO2, a system for compressing cooled CO2. Compressed carbon dioxide with predetermined values of temperature and pressure is directed through the pipeline 24 to the gas-water control panel 15 as a plasma-forming gas for generating a plasma jet.
  • the ferrochrome melt with a plasma jet its composition is monitored using an express analysis device.
  • a controlled amount of oxygen is additionally introduced into the plasma-forming gas.
  • the concentration of carbon in the melt reaches 0.05% or less, the plasmatron 13 is turned off.
  • Platform 8 with bucket 7 by drive 10 is lowered down.
  • a lined metal cover 16 is installed on the ladle 7 using a special mechanism, and the trolley 6 with the ladle 7 is moved along the rail tracks 5 to the block 3 for settling and downloading the slag. After settling, the slag is downloaded, and the trolley 6 with a ladle 7 of the low-carbon ferrochrome melt is moved along the track 5 to block 4, in which the melt is poured into molds.
  • Cover 16 is removed from the ladle 7, which was released after pouring the melt into the molds, and returned to stand 11, and the ladle 7 is moved with the help of a crane to the rail tracks 5 under the second melting furnace for subsequent filling with the melt of high-carbon ferrochrome obtained in it during the cycle processing of high-carbon ferrochrome melt obtained in the first furnace, and casting a low carbon ferrochrome melt into molds. Then the process is repeated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Subject matter of the invention: A method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and a device for the implementation thereof. Field of use: The group of inventions relates to metallurgy and foundry engineering and can be used in processes for producing ingots of low-carbon ferrochrome having a predetermined composition. Essence of the invention: A high-carbon ferrochrome melt is blown with a high-temperature plasma jet. After processing in off-gas purification and recovery systems and in systems for isolating, cooling and compressing carbon dioxide gas, part of the off-gas from the treatment process is fed into the apparatus for the plasma treatment of the high-carbon ferrochrome in order to generate a plasma jet. The ferrochrome melt blowing parameters are linked to changes in the concentration of the components of the melt, which are monitored until predetermined values are reached in the low-carbon ferrochrome produced. The presence of two melting furnaces and two ladles provides for the continuous production of low-carbon ferrochrome ingots. Technical result: The method and device make it possible to produce ingots of high-quality low-carbon ferrochrome free of carbon and other impurities and also to increase scavenging efficiency and reduce the environmental impact by means of off-gas recovery.

Description

Способ получения слитков низкоуглеродистого феррохрома и устройство для его осуществления. A method of producing ingots of low-carbon ferrochrome and a device for its implementation.
Взаимосвязанная группа изобретений относится к черной металлургии, в частности к способу получения слитков низкоуглеродистого феррохрома с помощью плазменной технологии, а также к устройству для осуществления данного способа. An interconnected group of inventions relates to ferrous metallurgy, in particular to a method for producing low-carbon ferrochrome ingots using plasma technology, as well as to a device for implementing this method.
Известен способ получения низкоуглеродистого феррохрома, включающий выплавку рудноизвесткового расплава и заливку его в ковши, подачу в первый ковш в заданных количествах хромсодержащих рудных материалов и кремнистого восстановителя, а во второй ковш - кремнистого восстановителя и твердой добавки, состоящей из хромитовой руды и извести, смешивание содержимого двух ковшей. Смесь шлакометаллического расплава подвергают дополнительным переливам из ковша в ковш от 2 до 5 раз (Патент России 2424342, С 22 С 33/04, заявл. 06.08.2009, опубл. Бюл. N°5, 2011). There is a known method of producing low-carbon ferrochrome, including smelting ore-lime melt and pouring it into ladles, feeding into the first ladle in specified amounts of chromium-containing ore materials and a siliceous reductant, and into the second ladle - siliceous reductant and a solid additive consisting of chromite ore and lime, mixing the contents two buckets. The slag-metal melt mixture is subjected to additional overflows from ladle to ladle from 2 to 5 times (Patent of Russia 2424342, C 22 C 33/04, filed 06.08.2009, publ. Bull. N ° 5, 2011).
Недостатком данного способа является низкая эффективность процесса смешения, что не позволяет получить качественный низкоуглеродистый феррохром. Кроме того, многостадийность способа получения феррохрома и связанные с ним повышенные материало- и энергозатраты увеличивают себестоимость конечного продукта. The disadvantage of this method is the low efficiency of the mixing process, which does not allow obtaining high-quality low-carbon ferrochrome. In addition, the multistage nature of the ferrochrome production method and the associated increased material and energy consumption increase the cost of the final product.
Известен способ производства низкоуглеродистого феррохрома, в котором полученный в печи феррохром при температуре 1720°С с содержанием углерода 0,08- 0,20% выпускают в ковш, который помещают в вакуумную камеру. Сверху расплав поэтапно продувают кислородом. Обезуглероживание осуществляют при заданной температуре и постепенном снижении давления. При достижении содержания углерода менее 0,05-0,06% продувку кислородом прекращают и дальнейшее окисление углерода идет за счет кислорода, растворенного в металле и шлаке. Процесс сопровождается непрерывным перемешиванием плавки аргоном (Патент России N°2590742, С 22 С 33/04, С 21 С 7/00, заявл. 26.11.2014, опубл. Бюл. N°19, 2016). A known method for the production of low-carbon ferrochrome, in which the ferrochrome obtained in a furnace at a temperature of 1720 ° C with a carbon content of 0.08-0.20% is released into a ladle, which is placed in a vacuum chamber. From above, the melt is blown through with oxygen in stages. Decarburization is carried out at a given temperature and a gradual decrease in pressure. When the carbon content reaches less than 0.05-0.06%, oxygen purging is stopped and further carbon oxidation occurs due to oxygen dissolved in the metal and slag. The process is accompanied by continuous stirring of the melting with argon (Patent of Russia N ° 2590742, C 22 C 33/04, C 21 C 7/00, filed 11/26/2014, publ. Bull. N ° 19, 2016).
Продувка холодным аргоном и холодным кислородом понижает температуру расплава металла, что ухудшает параметры процесса, повышает его энергоемкость и снижает эффективность продувки. Кроме того, инертный аргон не взаимодействует с включениями расплава, а только осуществляет функцию перемешивания массы расплава металла. При продувке кислородом происходит окисление основных компонентов расплава с образованием оксидов хрома и оксидов железа, что снижает качество конечного продукта. Высокая стоимость аргона увеличивает себестоимость продукции. Blowing with cold argon and cold oxygen lowers the temperature of the metal melt, which worsens the process parameters, increases its energy consumption and reduces the blowing efficiency. In addition, inert argon does not interact with the inclusions of the melt, but only performs the function of mixing the mass of the metal melt. When blowing with oxygen, oxidation of the main components occurs melt with the formation of chromium oxides and iron oxides, which reduces the quality of the final product. The high cost of argon increases the production cost.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) принят способ получения стального слитка, включающий разливку металла в изложницу, периодический подогрев головной части слитка струей низкотемпературной плазмы через заданный интервал времени с момента наполнения изложницы, отличающийся тем, что подогрев начинают углеводородсодержащей плазменной струей с массовым соотношением кислорода к восстановителю =0, 8-0,9 по истечении времени j , составляющего (0,05-0,06)у к, где у к - длительность времени кристаллизации слитка в естественных условиях, а продолжительность времени действия плазменного подогрева составляет у =(0,03-0,04)у к, затем подогрев прекращают, выдерживают паузу с временным интервалом у =(0,05-0,06)у к и повторно ведут подогрев головной части слитка плазмой в течение у =(0,06-0,08)у к, при этом осевую плотность теплового потока q0 устанавливают с учетом зависимости The closest in technical essence and the achieved result (prototype) adopted a method for producing a steel ingot, including pouring metal into a mold, periodically heating the head of the ingot with a jet of low-temperature plasma after a given time interval from the moment of filling the mold, characterized in that heating begins with a hydrocarbon-containing plasma jet from mass ratio of oxygen to reducing agent = 0.8-0.9 after a time j of (0.05-0.06) y k , where y k is the duration of the crystallization time of the ingot in natural conditions, and the duration of the plasma heating action is y = (0.03-0.04) y k , then the heating is stopped, paused with a time interval y = (0.05-0.06) y k and re-heating the head of the ingot with plasma for y = (0 , 06-0.08) у к , while the axial density of the heat flux q 0 is set taking into account the dependence
Чо = 0.375qs(T) 1 (Вт/м2), где 0,375 - эмпирический коэффициент, учитывающий тепломассоперенос при воздействии плазменной струи; q s - средняя плотность теплового потока на срезе сопла плазмотрона, Вт/м2; у - приведенная длина плазменной струи, а среднюю плотность теплового потока qs на срезе сопла плазмотрона определяют по формуле qs=Gh S/FCA (ВТ/М2 ), где G - расход плазмообразующего газа, кг/с; h s - среднемассовая энтальпия плазменной струи, Дж/кг; H o = 0.375q s (T) 1 (W / m 2 ), where 0.375 is an empirical coefficient that takes into account heat and mass transfer when exposed to a plasma jet; q s - average heat flux density at the plasma torch nozzle exit, W / m 2 ; y is the reduced length of the plasma jet, and the average density of the heat flux q s at the nozzle exit of the plasmatron is determined by the formula q s = Gh S / FCA (VT / M 2 ), where G is the flow rate of the plasma-forming gas, kg / s; h s — mass-average enthalpy of the plasma jet, J / kg;
FCA - площадь выходного сопла плазмотрона, м2 (Патент России N°2295421, В 22 D 7/00, заявл. 01.06.2005, опубл. Бюл. N°8, 2007). FCA - area of the outlet nozzle of the plasmatron, m 2 (Patent of Russia N ° 2295421, B 22 D 7/00, filed 01.06.2005, publ. Bull. N ° 8, 2007).
Периодический подогрев расплава в известном способе начинают по истечении заданного времени, что снижает производительность процесса. Низкий расход плазмообразующего газа и его состав, а также невозможность повторного использования отходящего газа для образования плазменной струи не могут обеспечить высокую степень удаления кислорода, углерода и других примесей из расплава металла. В известном способе отходящий газ не утилизируется, что снижает экологические показатели процесса. Periodic heating of the melt in the known method begins after a predetermined time, which reduces the productivity of the process. The low consumption of the plasma-forming gas and its composition, as well as the impossibility of reusing the exhaust gas for the formation of a plasma jet, cannot provide a high the degree of removal of oxygen, carbon and other impurities from the metal melt. In the known method, the exhaust gas is not utilized, which reduces the environmental performance of the process.
Известно устройство для обработки расплава металла, рабочее тело которого содержит реагенты, закреплено на вертикальной опоре и расположено в ковше с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что его рабочее тело выполнено полностью из реагентов, например алюминия и рафинирующих и/или легирующих и/или модифицирующих добавок, имеет форму кольца с лопастями, расположенными вдоль горизонтальной линии симметрии на внешней и внутренней поверхностях кольца, причем внешние лопасти предназначены для формирования нисходящих потоков расплава, а внутренние - для образования восходящих. Рабочее тело выполнено разъемным по горизонтальной оси симметрии методом литья. Полости рабочего тела имеют ячеистую структуру. Лопасти рабочего тела выполнены в форме клиньев (Патент России N°2247156, F 27 D 23/04, заявл. 22.04.2002, опубл. Бюл. N°6, 2005). A device for processing a metal melt is known, the working fluid of which contains reagents, is fixed on a vertical support and is located in a ladle with the possibility of rotation in a horizontal plane, characterized in that its working fluid is made entirely of reagents, such as aluminum and refining and / or alloying and / or modifying additives, has the shape of a ring with blades located along the horizontal line of symmetry on the outer and inner surfaces of the ring, and the outer blades are designed to form descending melt flows, and the inner blades are designed to form ascending ones. The working body is made separable along the horizontal axis of symmetry by casting. The working fluid cavities have a cellular structure. The blades of the working fluid are made in the form of wedges (Patent of Russia N ° 2247156, F 27 D 23/04, app. 22.04.2002, publ. Bul. N ° 6, 2005).
Т.к. рабочее тело устройства выполнено в виде материалов, полностью расходуемых в процессе обработки расплава, то для последующей обработки необходимо изготовить и установить новое рабочее тело, что увеличивает материальные затраты производства, повышает энергоемкость и снижает эффективность устройства. Выполнение рабочего тела из добавок-реагентов загрязняет расплав оксидами и шлаками, при этом в устройстве отсутствуют системы утилизации и очистки отходящего газа, что в совокупности повышает вредное воздействие на окружающую среду. Because the working body of the device is made in the form of materials that are completely consumed in the process of processing the melt, then for subsequent processing it is necessary to manufacture and install a new working body, which increases the material costs of production, increases energy consumption and reduces the efficiency of the device. The execution of the working fluid from additives-reagents contaminates the melt with oxides and slags, while the device does not have systems for utilization and purification of off-gas, which together increases the harmful effect on the environment.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) является установка для обработки головной части слитков в составе с изложницами, содержащая несущую часть и самоходную путевую тележку, продольная ось которой параллельна рельсовым путям состава с изложницами в месте разливки металла, отличающаяся тем, что состав с изложницами содержит поддоны с сифонными проводками, установленные на них изложницы с прибыльными надставками, центровые для заливки металла, несущая конструкция содержит стойки с закрепленными на двух уровнях горизонтальными консольными балками, расположенную на консольных балках нижнего уровня опорную плиту с рельсовым полотном, на котором установлена путевая тележка, при этом путевая тележка снабжена электрическими шкафами, силовыми трансформаторами, компрессором, насосом, газоводяным пультом, пультом управления и закрепленными у бокового борта тележки, со стороны состава с изложницами, стационарными колоннами с поперечинами, свободные концы которых снабжены роликами, установленными с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей, закрепленной на нижней плоскости консольных балок верхнего уровня, прижимной рамой, смонтированной в плоскости, нормальной к осям стационарных колонн, кинематически связанной с приводом ее фиксированного вертикального перемещения и содержащей две независимые секции, установленные с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, при этом установка снабжена футерованными водоохлаждаемой металлическими крышками со сквозным центральным отверстием каждая, установленными по две в направляющих независимых секций, плазмотронами косвенного действия, установленными в центральном отверстии металлических крышек, желобом для охлаждения крышек водой, закрепленным на верхней плоскости балок верхнего уровня, и длина которого определена максимальной величиной пути перемещения тележки. Желоб для охлаждения крышек водой снабжен крышкой с продольной щелью, дугообразными трубами для забора воды и ее слива, расположенными в продольной щели крышки, жестко соединенными с путевой тележкой и гидравлически связанными с насосом, газоводяным пультом, плазмотронами и с каналами охлаждения крышки. В футерованной водоохлаждаемой металлической крышке выполнен коллектор, состоящий из сквозных продольных щелей, параллельных боковым сторонам крышки, имеющих длину, ограниченную длиной внутренних граней прибыльной надставки, и закрытых сверху общим коробчатым кожухом с патрубками для выхода горячих газов (Патент России N°2325968, В 22 D 9/00, заявл. 06.07.2006, опубл. Бюл. N°16, 2008). The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is an installation for processing the head part of ingots in a composition with molds, containing a bearing part and a self-propelled track bogie, the longitudinal axis of which is parallel to the rail tracks of the composition with molds in the place of metal casting, characterized in that the composition with molds contains pallets with siphon guides, molds with profitable extensions installed on them, centering for pouring metal, the supporting structure contains racks with horizontal cantilever beams fixed at two levels, a base plate with a rail bed located on the cantilever beams of the lower level, on which a track is installed trolley, while the track trolley is equipped with electrical cabinets, power transformers, a compressor, a pump, a gas-water control panel, a control panel and fixed at the side wall of the bogie, on the side of the train with molds, stationary columns with crossbars, the free ends of which are equipped with rollers installed with the ability to move along a horizontal guide fixed on the lower plane of the upper level cantilever beams, a clamping frame mounted in a plane normal to the axes stationary columns, kinematically connected to the drive of its fixed vertical movement and containing two independent sections, installed with the ability to move in a horizontal plane, while the installation is equipped with lined water-cooled metal covers with a through central hole each, installed two in guides of independent sections, indirect action plasmatrons installed in the central hole of the metal covers, a chute for cooling the covers with water, fixed on the upper plane of the upper level beams, and the length of which is determined by the maximum path length ne trolley relocation. The chute for cooling the covers with water is equipped with a cover with a longitudinal slot, arcuate pipes for water intake and drainage, located in the longitudinal slot of the cover, rigidly connected to the track carriage and hydraulically connected to the pump, gas-water console, plasmatrons and cover cooling channels. In the lined water-cooled metal lid, a collector is made, consisting of through longitudinal slots parallel to the sides of the lid, having a length limited by the length of the inner edges of the profitable extension, and closed from above by a common box-shaped casing with nozzles for the outlet of hot gases (Russian Patent N ° 2325968, B 22 D 9/00, filed 06.07.2006, publ. Bull. N ° 16, 2008).
Данное устройство не содержит системы утилизации отходящего газа, очистки, выделения СОг и его повторного использования, что снижает экологические параметры установки. Металлическая крышка с плазмотроном выполнена подвижной, с возможностью установки на ковш, а это не позволяет подсоединить патрубки отходящего высокотемпературного газа с системой его очистки и утилизации. Конструкция установки не предусматривает ввод сопла плазмотрона в расплав для его перемешивания плазменной струей и эффективного протекания химических процессов. This device does not contain a system for waste gas utilization, purification, CO2 release and its reuse, which reduces the environmental parameters of the installation. The metal cover with the plasma torch is made movable, with the possibility of installation on the ladle, and this does not allow connecting the branch pipes of the high-temperature exhaust gas with the system for its purification and utilization. The design of the installation does not provide for the introduction of the nozzle of the plasmatron into the melt for mixing it with a plasma jet and for the effective flow of chemical processes.
В основу первого из группы изобретений поставлена задача усовершенствования способа получения слитков низкоуглеродистого феррохрома продувкой плазменной струей расплава высокоуглеродистого феррохрома с повышенным содержанием примесей, при обеспечении регулировки компонентов плазменной струи и контроля состава расплава, при этом удаляют углерод и примеси, снижая значение углерода до 0,05% и ниже, а отходящий газ после утилизации частично направляют на рекуперацию путем замещения части расхода исходного плазмообразующего газа, и за счет этих приемов достигается удаление углерода, обеспечивается сокращение энергетических и материальных затрат, увеличивается производительность процесса, уменьшаются выбросы в атмосферу, улучшается качество металла и снижается его себестоимость. The first of the group of inventions is based on the task of improving the method for producing low-carbon ferrochrome ingots by blowing a plasma jet of a high-carbon ferrochrome melt with an increased content of impurities, while ensuring the adjustment of the components of the plasma jet and control composition of the melt, while removing carbon and impurities, reducing the carbon value to 0.05% and below, and the exhaust gas after utilization is partially sent to recuperation by replacing part of the flow rate of the initial plasma-forming gas, and due to these techniques, carbon removal is achieved, a reduction in energy and material costs, the productivity of the process is increased, emissions into the atmosphere are reduced, the quality of the metal is improved and its cost is reduced.
В основу второго из группы изобретений поставлена задача усовершенствования установки для обработки расплава металла плазменной струей, в которой путем компоновки конструкции и дополнительного оборудования, включающего две плавильные печи, фиксированную крышку с плазмотроном, установленным с возможностью погружения в расплав в режиме обработки, системы очистки и утилизации отходящего газа, системы выделения, охлаждения и компримирования СОг, который направляется для замены части плазмообразующего газа, и за счет этого обеспечивается получение низкоуглеродистого феррохрома с низким содержанием примесей, высокая производительность устройства, утилизация и рециркуляция СОг, экономия природных ресурсов, а также снижение выбросов парникового газа в атмосферу. The second of the group of inventions is based on the task of improving an installation for processing a metal melt with a plasma jet, in which, by arranging a structure and additional equipment, including two melting furnaces, a fixed cover with a plasma torch installed with the possibility of immersion in the melt in the processing mode, a cleaning and disposal system off gas, a system for the extraction, cooling and compression of CO2, which is sent to replace part of the plasma-forming gas, and due to this, it is possible to obtain a low-carbon ferrochrome with a low content of impurities, high efficiency of the device, utilization and recirculation of CO2, saving natural resources, as well as reducing greenhouse gas emissions gas into the atmosphere.
Первая поставленная задача решается тем, что в способе получения слитков низкоуглеродистого феррохрома, включающем обработку расплава металла углеводородсодержащей плазменной струей с заданным соотношением окислительно- восстановительных компонентов, разливку металла в изложницу, согласно изобретению, в качестве расплава металла используют расплав высокоуглеродистого феррохрома с содержанием углерода от 8 до 9%, причем на начальном этапе обработки расплава феррохрома в качестве плазмообразующего газа используют смесь природного газа и воздуха, при этом отходящий газ направляют на очистку и утилизацию, после утилизации из отходящего газа выделяют СОг, охлаждают и компримируют его до заданных значений температуры и давления и подают в плазмообразующий газ для генерирования плазменной струи, а, в зависимости от контролируемого состава расплава феррохрома, в плазмообразующий газ дополнительно вводят регулируемое количество кислорода, причем в процессе обработки расплава определяют содержание углерода в феррохроме и, при достижении значения углерода 0,05% и менее, обработку завершают, расплав подают на отстаивание, шлак после отстаивания скачивают и расплав разливают в изложницы. Заявленный способ обеспечивает заданное извлечение углерода из расплава высокоуглеродистого феррохрома с минимальным содержанием примесей в конечном продукте. The first task is solved by the fact that in the method of producing ingots of low-carbon ferrochrome, including the treatment of a metal melt with a hydrocarbon-containing plasma jet with a given ratio of redox components, pouring metal into a mold, according to the invention, a high-carbon ferrochrome melt with a carbon content of 8 up to 9%, and at the initial stage of processing the ferrochrome melt, a mixture of natural gas and air is used as a plasma-forming gas, while the exhaust gas is sent for cleaning and utilization, after utilization, COg is released from the exhaust gas, cooled and compressed to predetermined values of temperature and pressure and is fed into the plasma-forming gas to generate a plasma jet, and, depending on the controlled composition of the ferrochrome melt, a controlled amount of oxygen is additionally introduced into the plasma-forming gas, and during the melt processing, the content of no carbon in ferrochrome and, when the value of carbon reaches 0.05% or less, the treatment is completed, the melt is fed for settling, the slag after settling is downloaded and the melt is poured into molds. The claimed method provides a specified extraction of carbon from a melt of high-carbon ferrochrome with a minimum content of impurities in the final product.
Данная технология не предусматривает применение твердых добавок, так как они не полностью реагируют с расплавом и частично остаются в расплаве в виде шлаков. This technology does not provide for the use of solid additives, since they do not fully react with the melt and partially remain in the melt in the form of slags.
Для обработки расплава используют высокотемпературную плазменную струю, обогащенную кислородом до концентрации, обеспечивающей заданный массовый баланс с углеродом в расплаве металла. To process the melt, a high-temperature plasma jet is used, enriched with oxygen to a concentration that provides a given mass balance with carbon in the metal melt.
В условиях повышенной по отношению к расплаву температуры плазменной струи, возрастает эффективность взаимодействия соединений углерода с кислородом плазменной струи с образованием газообразного оксида углерода, который удаляется в виде отходящего газа. When the temperature of the plasma jet is elevated in relation to the melt, the efficiency of the interaction of carbon compounds with the oxygen of the plasma jet increases with the formation of gaseous carbon monoxide, which is removed in the form of off-gas.
Так как температура плазменной струи значительно выше температуры расплава, то и кислород, входящий в состав струи, активно взаимодействует с углеродсодержащими компонентами расплава. Since the temperature of the plasma jet is much higher than the temperature of the melt, the oxygen in the jet actively interacts with the carbon-containing components of the melt.
Эффективность заявленного способа значительно выше традиционных технологий обработки расплава, в том числе и кислородом. The efficiency of the claimed method is significantly higher than traditional technologies for processing the melt, including oxygen.
Способ предусматривает выделение двуокиси углерода из очищенного и утилизированного отходящего газа для замещения части воздуха в составе плазмообразующего газа, который применяют в процессе обработки расплава металла, сокращая т.о. вредное воздействие на окружающую среду. The method provides for the separation of carbon dioxide from the purified and utilized waste gas to replace part of the air in the composition of the plasma-forming gas, which is used in the process of processing the metal melt, thus reducing the harmful impact on the environment.
Вдувание двуокиси углерода не снижает эффективность окисления углерода в расплаве, так как окислительный потенциал струи поддерживается в пределах, обеспечивающих удаление из расплава углерода и других примесей. Injection of carbon dioxide does not reduce the efficiency of carbon oxidation in the melt, since the oxidation potential of the jet is maintained within the limits that ensure the removal of carbon and other impurities from the melt.
За счет перечисленных действий повышается активность плазменной струи, вследствие чего снижается количество примесей (S, Si, Р, С) в готовом металле и его химический состав имеет значение Сг=72,5%, Fe=27,5%. Due to the above actions, the activity of the plasma jet increases, as a result of which the amount of impurities (S, Si, P, C) in the finished metal decreases and its chemical composition has a value of Cr = 72.5%, Fe = 27.5%.
Вторая поставленная задача решается тем, что в устройстве для получения слитков низкоуглеродистого феррохрома, содержащем рельсовые пути с составом изложниц в месте разливки металла, самодвижущуюся тележку, привод фиксированного вертикального перемещения, футерованную водоохлаждаемую металлическую крышку с патрубками для отходящего газа, а также со сквозным отверстием, в котором установлен плазмотрон косвенного действия, электрические шкафы, силовые трансформаторы, компрессор, насос, газоводяной пульт, пульт управления, блок разливки расплава в изложницы, согласно изобретению, устройство содержит две плавильные печи, установку плазменной обработки расплава, блок отстаивания и скачивания шлака и блок разливки расплава в изложницы, последовательно соединенные между собой рельсовыми путями, на которых установлена самодвижущаяся тележка с ковшом, снабженным шиберным затвором, при этом установка плазменной обработки расплава содержит платформу, снабженную рельсовым полотном, продольные оси которого совпадают с продольными осями рельсовых путей, и приводом ее фиксированного вертикального перемещения совместно с тележкой и ковшом, с возможностью соединения ковша с неподвижно закрепленной на краю стенда футерованной водоохлаждаемой металлической крышкой, в сквозном отверстии которой установлен плазмотрон косвенного действия, причем срез сопла плазмотрона выступает из крышки вниз с возможностью погружения в расплав феррохрома в ковше на глубину 2-4 диаметров сопла плазмотрона, на стенде также установлены электрические шкафы, силовые трансформаторы, компрессор, насос, газоводяной пульт, пульт управления, устройство экспресс-анализа состава расплава и футерованная металлической крышка с возможностью установки и снятия ее на/с ковша, при этом установленные на футерованной водоохлаждаемой металлической крышке патрубки отходящего газа последовательно соединены трубопроводами с системами очистки и утилизации отходящего газа, системами выделения СОг, охлаждения СО2 и системой компримирования СОг, подключенной к газоводяному пульту плазмотрона. The second task is solved by the fact that in a device for producing ingots of low-carbon ferrochrome containing rail tracks with a composition of molds in the place of metal casting, a self-propelled carriage, a fixed vertical movement drive, a lined water-cooled metal cover with branch pipes for exhaust gas, as well as with a through hole in which an indirect plasma torch is installed, electrical cabinets, power transformers, a compressor, a pump, a gas-water panel, a control panel, a block for pouring the melt into molds, according to the invention, the device contains two melting furnaces, an installation plasma processing of the melt, the unit for settling and downloading the slag and the unit for pouring the melt into molds, connected in series by rail tracks, on which a self-propelled carriage with a ladle equipped with a slide gate is installed, while the installation for plasma processing of the melt contains a platform equipped with a rail bed, longitudinal axes which coincide with the longitudinal axes of the rail tracks, and the drive of its fixed vertical movement together with the trolley and the bucket, with the possibility of connecting the bucket with a lined water-cooled metal cover fixed on the edge of the stand, in the through hole of which a p lasmatron of indirect action, moreover, the cut of the nozzle of the plasmatron protrudes from the cover downwards with the possibility of immersion in the ferrochrome melt in the ladle to a depth of 2-4 diameters of the nozzle of the plasmatron; electrical cabinets, power transformers, a compressor, a pump, a gas-water console, a control panel, a device are also installed on the stand rapid analysis of the composition of the melt and a lined metal cover with the ability to install and remove it on / from the ladle, while the exhaust gas branch pipes installed on the lined water-cooled metal cover are connected in series with pipelines with waste gas treatment and utilization systems, CO2 release systems, CO2 cooling and a system compression of CO2 connected to the gas-water console of the plasmatron.
Устройство, в соответствии с настоящим изобретением, содержит рельсовые пути с изложницами в месте разливки металла, самодвижущуюся тележку, привод фиксированного вертикального перемещения, футерованную водоохлаждаемую металлическую крышку с патрубками для отходящего газа и плазмотроном косвенного действия. The device in accordance with the present invention contains rail tracks with molds in the place of metal casting, a self-propelled carriage, a fixed vertical movement drive, a lined water-cooled metal cover with branch pipes for exhaust gas and an indirect plasmatron.
Основными отличительными особенностями устройства является наличие неподвижно закрепленной на стенде футерованной водоохлаждаемой металлической крышки, фиксированное положение которой позволяет подсоединить патрубки отходящего газа, расположенные в крышке, к последовательно расположенным системам очистки и утилизации отходящего газа, к системам выделения и охлаждения углекислого газа, к системе компримирования охлажденного углекислого газа, которая подключена к газоводяному пульту плазмотрона. Использование указанной совокупности признаков позволяет замещать часть воздуха, используемого для генерирования плазменной струи, на углекислый газ, полученный из утилизированного отходящего газа в процессе обработки расплава феррохрома, что улучшает экологические показатели устройства и повышает качество получаемого металла. The main distinguishing features of the device are the presence of a lined water-cooled metal cover fixed on the stand, the fixed position of which makes it possible to connect the exhaust gas pipes located in the cover to successively located waste gas treatment and disposal systems, to carbon dioxide extraction and cooling systems, carbon dioxide, which is connected to the gas-water console of the plasmatron. The use of this set of features makes it possible to replace part of the air used to generate the plasma jet with carbon dioxide obtained from the utilized waste gas during the processing of the ferrochrome melt, which improves the environmental performance of the device and improves the quality of the metal obtained.
Благодаря погружению сопла плазмотрона в расплав в процессе его продувки на глубину от 2 до 4 диаметров сопла плазмотрона осуществляется эффективное перемешивание расплава. Газодинамика процесса продувки на глубине менее 2 диаметров сопла плазмотрона недостаточна для перемешивание нижних слоев расплава. Увеличение глубины погружения сопла плазмотрона свыше 4 его диаметров, с одной стороны, ведет к повышению теплопотерь в плазмотрон, а с другой стороны, возрастают теплопотери расплава. Оптимальная глубина погружения плазмотрона в расплав обеспечивает эффективное удаление углерода и примесей из расплава феррохрома при соблюдении заданных параметров расхода и состава плазмообразующего газа. Due to the immersion of the plasma torch nozzle into the melt during its blowing to a depth of 2 to 4 diameters of the plasma torch nozzle, effective mixing of the melt is carried out. The gas dynamics of the blowing process at a depth of less than 2 diameters of the plasma torch nozzle is insufficient for mixing the lower layers of the melt. An increase in the immersion depth of the nozzle of the plasmatron over 4 of its diameters, on the one hand, leads to an increase in heat loss to the plasmatron, and on the other hand, the heat loss of the melt increases. The optimal immersion depth of the plasmatron in the melt ensures effective removal of carbon and impurities from the ferrochrome melt, while observing the specified parameters of the flow rate and composition of the plasma-forming gas.
Наличие двух плавильных печей с разнесенными во времени циклами каждой печи от загрузки слитков высокоуглеродистого феррохрома, получения расплава и до сливания его в ковш, в целом повышает производительность установки, т.к. цикл работы одной печи соизмерим с длительностью процессов получения расплава низкоуглеродистого феррохрома, отстаивания расплава феррохрома, удаления шлака и слива низкоуглеродистого феррохрома в изложницы. The presence of two melting furnaces with separated in time cycles of each furnace from loading ingots of high-carbon ferrochrome, obtaining a melt and pouring it into a ladle, in general, increases the productivity of the installation, because the cycle of operation of one furnace is commensurate with the duration of the processes of obtaining a melt of low-carbon ferrochrome, sedimentation of the melt of ferrochrome, removal of slag and discharge of low-carbon ferrochrome into molds.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - график изменения концентрации основных компонентов расплава в зависимости от температуры; на фиг. 2 - схема устройства получения слитков низкоуглеродистого феррохрома. The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 - graph of changes in the concentration of the main components of the melt depending on temperature; in fig. 2 is a diagram of a device for producing low-carbon ferrochrome ingots.
Заявленный способ реализуется следующим образом. The claimed method is implemented as follows.
Слитки высокоуглеродистого феррохрома загружают и плавят в плавильной печи. Полученный расплав феррохрома переливают в ковш. The high carbon ferrochrome ingots are charged and melted in a smelting furnace. The resulting ferrochrome melt is poured into a ladle.
В ковше расплав высокоуглеродистого феррохрома продувают высокотемпературной плазменной струей, образованной смесью природного газа и воздуха. На протяжении продувки проводят контроль расхода плазмообразующего газа и состав расплава феррохрома. Газ, отходящий в процессе продувки, направляют на очистку и утилизацию, из отходящего после утилизации газа выделяют СО2, который охлаждают и компримируют до заданных значений и подают для генерирования плазменной струи. На основании данных контроля состава расплава феррохрома в смесь природного газа, воздуха и СОг дополнительно вводят регулируемое количество кислорода. Обработку расплава плазменной струей осуществляют до достижения значения углерода 0,05% и менее. По окончании обработки расплав отстаивают, а поскольку плотность шлака S1O2 в 2-4 раза меньше плотности расплава феррохрома, то весь шлак за время отстаивания всплывает и концентрируется на поверхности расплава. Затем шлак скачивают, а расплав низкоуглеродистого феррохрома разливают в изложницы. In a ladle, a high-carbon ferrochrome melt is blown through with a high-temperature plasma jet formed by a mixture of natural gas and air. During the purge, the flow rate of the plasma-forming gas and the composition of the ferrochrome melt are monitored. The exhaust gas during the purging process is sent for cleaning and utilization, CO2 is isolated from the exhaust gas after utilization, which is cooled and compressed to predetermined values and supplied to generate a plasma jet. Based on the data from the control of the composition of the ferrochrome melt, a controlled amount of oxygen is additionally introduced into the mixture of natural gas, air and CO2. The treatment of the melt with a plasma jet is carried out until a carbon value of 0.05% or less is reached. At the end of the treatment, the melt is defended, and since the density of the slag S1O2 is 2-4 times less than the density of the ferrochrome melt, then all the slag floats up during settling and concentrates on the surface of the melt. Then the slag is downloaded, and the melt of low-carbon ferrochrome is poured into molds.
Пример конкретного выполнения способа. An example of a specific implementation of the method.
В плавильную индукционную печь загружают в виде слитков 8т высокоуглеродистого феррохрома марки ФХ850 с содержанием следующих компонентов, %: Сг-65; С - 8,5; Si -2; S- 0,065; Р - 0,05. В результате плавления получают расплав высокоуглеродистого феррохрома. Полученный расплав переливают из индукционной печи в ковш, который подают на плазменную обработку. Расплав высокоуглеродистого феррохрома продувают плазменной струей, содержащей смесь воздуха и природного газа. Расход воздуха и природного газа соответственно составляет 0,12 кг/сек и 0,01кг/сек. На протяжении всего времени обработки контролируют расход компонентов плазмообразующего газа и состав расплава феррохрома. Отходящий газ очищают, утилизируют, далее выделяют двуокись углерода СОг, охлаждают, компримируют ее и в количестве 0,1 кг/сек подают в плазменную струю, одновременно туда же добавляют кислород для повышения эффективности удаления углерода из расплава. При достижении концентрации углерода в расплаве 0,05% обработку расплава плазменной струей прекращают. Затем расплав отстаивают в течение около 20 мин. Поскольку плотность шлака в несколько раз меньше плотности расплава феррохрома, то шлак за время отстаивания всплывает. Образовавшийся на поверхности расплава слой шлака в виде двуокиси кремния скачивают. В итоге получили 7,2т низкоуглеродистого расплава феррохрома марки ФХ005 состава Cr=72,5%; Fe=27,5%, без примесей, которые в газообразном состоянии ушли на утилизацию, а кремний перешел в оксид кремния и был удален в виде шлака. Далее полученный расплав низкоуглеродистого феррохрома разливают в изложницы для кристаллизации и получения слитков. На фиг.1 изображено изменение состояния основных компонентов расплава (кроме СО) которые имеют преимущественные массовые значения, а остальные компоненты с малыми концентрациями переходят в газообразное состояние и удаляются в виде отходящего газа. The induction melting furnace is loaded in the form of 8t ingots of high-carbon ferrochrome grade FKh850 containing the following components,%: Cr-65; C - 8.5; Si -2; S 0.065; P - 0.05. As a result of melting, a high-carbon ferrochrome melt is obtained. The resulting melt is poured from an induction furnace into a ladle, which is fed to plasma treatment. The high-carbon ferrochrome melt is blown with a plasma jet containing a mixture of air and natural gas. The consumption of air and natural gas is respectively 0.12 kg / sec and 0.01 kg / sec. Throughout the entire processing time, the consumption of the components of the plasma-forming gas and the composition of the ferrochrome melt are monitored. The exhaust gas is purified, utilized, then carbon dioxide COg is emitted, cooled, compressed and fed into the plasma jet in an amount of 0.1 kg / sec, while oxygen is added thereto to increase the efficiency of carbon removal from the melt. When the carbon concentration in the melt reaches 0.05%, the plasma jet treatment of the melt is stopped. The melt is then allowed to stand for about 20 minutes. Since the density of the slag is several times less than the density of the ferrochrome melt, the slag floats up during settling. The slag layer formed on the surface of the melt in the form of silicon dioxide is downloaded. As a result, 7.2 tons of low-carbon melt of ferrochrome grade FKh005 were obtained with Cr = 72.5%; Fe = 27.5%, without impurities, which in a gaseous state went for utilization, and silicon passed into silicon oxide and was removed in the form of slag. Next, the obtained melt of low-carbon ferrochrome is poured into molds for crystallization and production of ingots. Figure 1 shows a change in the state of the main components of the melt (except CO), which have predominant mass values, and the remaining components with low concentrations pass into a gaseous state and are removed in the form of off-gas.
При обработке высокоуглеродистого феррохрома согласно изобретению, в расплаве при температуре 1300°К образуется оксид углерода СО (на фиг.1 не показано). С повышением температуры расплава концентрация СО постепенно увеличивается от 1,11 моль/кг до 6,5моль/кг и он полностью удаляется из расплава в газообразном состоянии. When processing high-carbon ferrochrome according to the invention, carbon monoxide CO is formed in the melt at a temperature of 1300 ° K (not shown in Fig. 1). With an increase in the melt temperature, the CO concentration gradually increases from 1.11 mol / kg to 6.5 mol / kg, and it is completely removed from the melt in a gaseous state.
Также за время продувки расплава, согласно данным экспресс-анализа, установлено, что разлагаются следующие соединения и примеси. Also, during the blowing of the melt, according to the data of the express analysis, it was found that the following compounds and impurities decompose.
Азот N2 В газообразном виде удаляется из расплава. Его концентрация при температуре 1300°К составляет 0,14 моль/кг и увеличивается до 1,27моль/кг при температуре 2200°К. Nitrogen N 2 In gaseous form is removed from the melt. Its concentration at 1300 ° K is 0.14 mol / kg and increases to 1.27 mol / kg at 2200 ° K.
Одно из соединений, имеющих ничтожно малое количество, Сг2Сз образуется при температуре 1500°К с концентрацией 0,5моль/кг, а при температуре 1900°К распадается. Углерод окисляется до оксида углерода СО и в газообразном состоянии удаляется, а при температуре 2000°К образуется чистый хром Сг с концентрацией 10,1 моль/кг. One of the compounds with a negligible amount, Cr 2 Cs, is formed at a temperature of 1500 ° K with a concentration of 0.5 mol / kg, and decomposes at a temperature of 1900 ° K. Carbon is oxidized to carbon monoxide CO and removed in a gaseous state, and at a temperature of 2000 ° K pure chromium Cr with a concentration of 10.1 mol / kg is formed.
Концентрация соединений серы в виде H2S в диапазоне температур от 1200°К до 2200°К составляет 0,002моль/кг. The concentration of sulfur compounds in the form of H 2 S in the temperature range from 1200 ° K to 2200 ° K is 0.002 mol / kg.
Конденсированный углерод существует при температуре 700°К с концентрацией 0,15моль/кг, а при температуре 1600°К газифицируется, соединяется с кислородом и, в виде оксида углерода СО, удаляется из расплава в газообразном состоянии. Condensed carbon exists at a temperature of 700 ° K with a concentration of 0.15 mol / kg, and at a temperature of 1600 ° K it gasifies, combines with oxygen and, in the form of carbon monoxide CO, is removed from the melt in a gaseous state.
Устройство для получения слитков низкоуглеродистого феррохрома включает две плавильные печи 1, установку 2 плазменной обработки расплава высокоуглеродистого феррохрома, блок 3 отстаивания и скачивания шлака и блок 4 разливки расплава низкоуглеродистого феррохрома в изложницы, при этом плавильные печи 1, установка 2, блок 3 и блок 4 последовательно соединены между собой рельсовыми путями 5. На рельсовых путях 5 установлены две самодвижущиеся тележки 6 с ковшами 7, снабженными шиберным затвором (вторая тележка, второй ковш и шиберные затворы на фиг.2 не показаны). Установка 2 плазменной обработки расплава содержит платформу 8 с рельсовым полотном 9, при этом продольные оси рельсового полотна 9 совпадают с продольными осями рельсовых путей 5. Платформа 8 оборудована приводом 10, предназначенным для ее фиксированного вертикального перемещения совместно с тележкой 6 и установленным на ней ковшом 7. The device for producing ingots of low-carbon ferrochrome includes two melting furnaces 1, a unit 2 for plasma treatment of a melt of high-carbon ferrochrome, a unit 3 for settling and downloading slag and a unit 4 for casting a melt of low-carbon ferrochrome into molds, while melting furnaces 1, unit 2, unit 3 and unit 4 are connected in series by rail tracks 5. On the rail tracks 5 there are two self-propelled bogies 6 with buckets 7 equipped with a slide gate (the second bogie, the second bucket and slide gates are not shown in Fig. 2). Installation 2 for plasma processing of the melt contains a platform 8 with a rail bed 9, while the longitudinal axes of the rail bed 9 coincide with the longitudinal axes of the rail tracks 5. The platform 8 is equipped with a drive 10 designed for its fixed vertical movement together with the trolley 6 and the bucket 7 installed on it ...
Установка 2 плазменной обработки расплава также включает стенд 11, на краю которого неподвижно закреплена футерованная водоохлаждаемая металлическая крышка 12. В сквозном отверстии крышки 12 установлен плазмотрон 13 косвенного действия таким образом, что срез его сопла выступает из крышки 12 вниз с возможностью погружения в расплав феррохрома в ковше 7 на глубину 2-4 диаметров сопла плазмотрона 13. Стенд 11 также содержит оборудование 14 для обеспечения эксплуатации плазмотрона 13 в заданных режимах, включающее электрические шкафы, силовые трансформаторы, компрессор, насос, пульт управления, устройство экспресс-анализа состава расплава и газоводяной пульт 15. На стенде 11 имеется футерованная металлическая крышка 16 и средство (не показано) ее установки и снятия с ковша 7. Installation 2 for plasma processing of the melt also includes a stand 11, on the edge of which a lined water-cooled metal cover is fixedly fixed 12. An indirect plasmatron 13 is installed in the through hole of the cover 12 in such a way that the cut of its nozzle protrudes from the cover 12 downward with the possibility of immersion into the ferrochrome melt into ladle 7 to a depth of 2-4 diameters of the nozzle of the plasmatron 13. Stand 11 also contains equipment 14 for ensuring the operation of the plasmatron 13 in the specified modes, including electrical cabinets, power transformers, compressor, pump, control panel, device for express analysis of the composition of the melt and gas-water console 15. On the stand 11 there is a lined metal cover 16 and a means (not shown) for its installation and removal from the bucket 7.
На футерованной водоохлаждаемой металлической крышке 12 смонтированы патрубки 17 отходящего газа, последовательно соединенные трубопроводами 18 с системой 19 очистки отходящего газа, системой 20 утилизации очищенного отходящего газа, системой 21 выделения СО2, системой 22 охлаждения СОг и системой 23 компримирования охлажденного СО2, подключенной трубопроводом 24 к газоводяному пульту 15. On the lined water-cooled metal cover 12, exhaust gas pipes 17 are mounted, connected in series by pipelines 18 with an exhaust gas cleaning system 19, a purified exhaust gas utilization system 20, a CO2 evolution system 21, a CO2 cooling system 22 and a cooled CO2 compression system 23 connected by a pipeline 24 to gas-water control panel 15.
Устройство также содержит дополнительную тележку с ковшом, аналогичную тележке 6 с ковшом 7 (не показано). The device also contains an additional carriage with a bucket, similar to the carriage 6 with a bucket 7 (not shown).
Устройство работает следующим образом. The device works as follows.
В одну из плавильных печей 1 загружают в виде слитков высокоуглеродистый феррохром. Загруженный материал плавят с образованием расплава высокоуглеродистого феррохрома, который переливают в ковш 7, закрепленный на само движущейся тележке 6. High-carbon ferrochrome is loaded into one of the melting furnaces 1 in the form of ingots. The loaded material is melted to form a high-carbon ferrochrome melt, which is poured into a ladle 7, fixed on a self-moving carriage 6.
Одновременно с началом плавки слитков в первой плавильной печи, начинают загрузку второй плавильной печи. А после слива расплава из первой печи начинают ее повторную загрузку и плавление слитков феррохрома, одновременно контролируют получение расплава во второй печи. Плавильные печи постоянно работают со смещенными относительно друг друга временными режимами загрузки, плавления и слива расплава в ковш. Simultaneously with the beginning of the melting of the ingots in the first melting furnace, the loading of the second melting furnace is started. And after draining the melt from the first furnace, its re-loading and melting of ferrochrome ingots are started, while the production of melt in the second furnace is controlled. The melting furnaces are constantly working with time modes of loading, melting and pouring of the melt into the ladle shifted relative to each other.
По рельсовым путям 5 тележку 6 с ковшом 7 перемещают на рельсовое полотно 9, размещенное на платформе 8. С помощью привода 10 платформу 8 поднимают вертикально вверх до момента стыковки ковша 7 с футерованной водоохлаждаемой металлической крышкой 12. Включают оборудование 14, запускают плазмотрон 13 и начинают продувку расплава высокоуглеродистого феррохрома плазменной струей, состоящей из смеси воздуха и природного газа. В процессе обработки расплава сопло плазмотрона 13 находится ниже крышки 12 и погружено в расплав на расстояние, составляющее 2-4 диаметров сопла плазмотрона 13. Образующийся при продувке отходящий газ через патрубки 17 направляют по трубопроводу 18 в систему 19 очистки и систему 20 утилизации отходящего газа, систему 21 выделения углекислого газа из очищенного и утилизированного отходящего газа, систему 22 охлаждения СОг, систему 23 компримирования охлажденного СО2. Компримированный углекислый газ с заданными значениями температуры и давления по трубопроводу 24 направляют в газоводяной пульт 15 в качестве плазмообразующего газа для генерирования плазменной струи. Along the track 5, the trolley 6 with the bucket 7 is moved to the rail 9, placed on the platform 8. With the help of the drive 10, the platform 8 is lifted vertically up until the bucket 7 is docked with the lined water-cooled metal cover 12. The equipment 14 is switched on, the plasmatron 13 is started and blowing a high-carbon ferrochrome melt with a plasma jet consisting of a mixture of air and natural gas. In the process of melt processing, the nozzle of the plasmatron 13 is located below the cover 12 and is immersed in the melt at a distance of 2-4 diameters of the nozzle of the plasmatron 13. The exhaust gas generated during blowing through the pipes 17 is directed through the pipeline 18 to the cleaning system 19 and the exhaust gas utilization system 20, a system 21 for extracting carbon dioxide from the purified and utilized waste gas, a system 22 for cooling CO2, a system for compressing cooled CO2. Compressed carbon dioxide with predetermined values of temperature and pressure is directed through the pipeline 24 to the gas-water control panel 15 as a plasma-forming gas for generating a plasma jet.
На протяжении всего времени обработки расплава феррохрома плазменной струей осуществляют контроль его состава с помощью устройства экспресс-анализа. Для достижения компонентов расплава феррохрома заданных значений, в плазмообразующий газ дополнительно вводят регулируемое количество кислорода. А при достижении концентрации углерода в расплаве 0,05% и менее, плазмотрон 13 выключают. Throughout the entire processing time of the ferrochrome melt with a plasma jet, its composition is monitored using an express analysis device. To achieve the specified values of the ferrochrome melt components, a controlled amount of oxygen is additionally introduced into the plasma-forming gas. And when the concentration of carbon in the melt reaches 0.05% or less, the plasmatron 13 is turned off.
Платформу 8 с ковшом 7 приводом 10 опускают вниз. На ковш 7 с помощью специального механизма устанавливают футерованную металлическую крышку 16 и тележку 6 с ковшом 7 по рельсовым путям 5 перемещают в блок 3 отстаивания и скачивания шлака. После отстаивания шлак скачивают, а тележку 6 с ковшом 7 расплава низкоуглеродистого феррохрома перемещают по рельсовым путям 5 в блок 4, в котором расплав разливают в изложницы. Platform 8 with bucket 7 by drive 10 is lowered down. A lined metal cover 16 is installed on the ladle 7 using a special mechanism, and the trolley 6 with the ladle 7 is moved along the rail tracks 5 to the block 3 for settling and downloading the slag. After settling, the slag is downloaded, and the trolley 6 with a ladle 7 of the low-carbon ferrochrome melt is moved along the track 5 to block 4, in which the melt is poured into molds.
С ковша 7, освободившегося после разливки расплава в изложницы, снимают крышку 16 и возвращают ее на стенд 11, а ковш 7 с помощью подъемного крана переставляют на рельсовые пути 5 под вторую плавильную печь для последующего наполнения расплавом высокоуглеродистого феррохрома, полученного в ней за время цикла обработки высокоуглеродистого расплава феррохрома, полученного в первой печи, и разливки расплава низкоуглеродистого феррохрома в изложницы. Далее процесс повторяется. Cover 16 is removed from the ladle 7, which was released after pouring the melt into the molds, and returned to stand 11, and the ladle 7 is moved with the help of a crane to the rail tracks 5 under the second melting furnace for subsequent filling with the melt of high-carbon ferrochrome obtained in it during the cycle processing of high-carbon ferrochrome melt obtained in the first furnace, and casting a low carbon ferrochrome melt into molds. Then the process is repeated.
Реализация изобретения обеспечивает получение высококачественного низкоуглеродистого феррохрома марки ФХ005 состава Cr=72,5%; Fe=27,5%, без примесей, повышение экономических и экологических составляющих процесса в результате применения плазменной технологии с использованием части подготовленного отходящего газа для генерирования плазменной струи, а также за счет эксплуатации двух плавильных печей гарантирует непрерывность технологических режимов и высокий уровень к.п.д. устройства. The implementation of the invention provides for the production of high-quality low-carbon ferrochrome grade FH005 with the composition Cr = 72.5%; Fe = 27.5%, without impurities, an increase in the economic and environmental components of the process as a result of the use of plasma technology using part of the prepared exhaust gas to generate a plasma jet, as well as due to the operation of two melting furnaces, guarantees the continuity of technological modes and a high level of efficiency. .d. devices.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ получения слитков низкоуглеродистого феррохрома, включающий обработку расплава металла углеводородсодержащей плазменной струей с заданным соотношением окислительно-восстановительных компонентов, разливку металла в изложницу, отличающийся тем, что в качестве расплава металла используют расплав высокоуглеродистого феррохрома с содержанием углерода от 8 до 9%, причем на начальном этапе обработки расплава феррохрома в качестве плазмообразующего газа используют смесь природного газа и воздуха, при этом отходящий газ направляют на очистку и утилизацию, после утилизации из отходящего газа выделяют СОг, охлаждают и компримируют его до заданных значений температуры и давления и подают в плазмообразующий газ для генерирования плазменной струи, а, в зависимости от контролируемого состава расплава феррохрома, в плазмообразующий газ дополнительно вводят регулируемое количество кислорода, причем в процессе обработки расплава определяют содержание углерода в феррохроме и, при достижении значения углерода 0,05% и менее, обработку завершают, расплав подают на отстаивание, шлак после отстаивания скачивают и расплав разливают в изложницы. 1. A method for producing ingots of low-carbon ferrochrome, including processing a metal melt with a hydrocarbon-containing plasma jet with a given ratio of redox components, pouring metal into a mold, characterized in that a high-carbon ferrochrome melt with a carbon content of 8 to 9% is used as a metal melt, and at the initial stage of processing the ferrochrome melt, a mixture of natural gas and air is used as a plasma-forming gas, while the exhaust gas is sent for cleaning and utilization, after utilization, COg is released from the exhaust gas, cooled and compressed to the specified temperature and pressure values, and fed into the plasma-forming gas to generate a plasma jet, and, depending on the controlled composition of the ferrochrome melt, a controlled amount of oxygen is additionally introduced into the plasma-forming gas, and during the melt processing the carbon content in the ferrochrome is determined and, when the value carbon content 0.05% or less, the treatment is completed, the melt is fed for settling, the slag after settling is downloaded and the melt is poured into molds.
2. Устройство для получения слитков низкоуглеродистого феррохрома, содержащее рельсовые пути с составом изложниц в месте разливки металла, самодвижущуюся тележку, привод фиксированного вертикального перемещения, футерованную водоохлаждаемую металлическую крышку с патрубками для отходящего газа, а также со сквозным отверстием, в котором установлен плазмотрон косвенного действия, электрические шкафы, силовые трансформаторы, компрессор, насос, газоводяной пульт, пульт управления, блок разливки расплава в изложницы, отличающееся тем, что устройство содержит две плавильные печи, установку плазменной обработки расплава, блок отстаивания и скачивания шлака и блок разливки расплава в изложницы, последовательно соединенные между собой рельсовыми путями, на которых установлена самодвижущаяся тележка с ковшом, снабженным шиберным затвором, при этом установка плазменной обработки расплава содержит платформу, снабженную рельсовым полотном, продольные оси которого совпадают с продольными осями рельсовых путей, и приводом ее фиксированного вертикального перемещения совместно с тележкой и ковшом, с возможностью соединения ковша с неподвижно закрепленной на краю стенда футерованной водоохлаждаемой металлической крышкой, в сквозном отверстии которой установлен плазмотрон косвенного действия, причем срез сопла плазмотрона выступает из крышки вниз с возможностью погружения в расплав феррохрома в ковше на глубину 2- 4 диаметров сопла плазмотрона, на стенде также установлены электрические шкафы, силовые трансформаторы, компрессор, насос, газоводяной пульт, пульт управления, устройство экспресс-анализа состава расплава и футерованная металлическая крышка с возможностью установки и снятия ее на/с ковша, при этом установленные на футерованной водоохлаждаемой металлической крышке патрубки отходящего газа последовательно соединены трубопроводами с системами очистки и утилизации отходящего газа, системами выделения СО2, охлаждения СО2 и системой компримирования СО2, подключенной к газоводяному пульту плазмотрона. 2. A device for producing ingots of low-carbon ferrochrome, containing rail tracks with a composition of molds in the place of metal casting, a self-propelled carriage, a fixed vertical movement drive, a lined water-cooled metal cover with branch pipes for exhaust gas, as well as with a through hole in which an indirect plasmatron is installed , electrical cabinets, power transformers, compressor, pump, gas-water control panel, control panel, unit for pouring the melt into molds, characterized in that the device contains two melt furnaces, a plasma treatment unit for the melt, a unit for settling and downloading slag and a unit for pouring melt into molds, connected in series by rail tracks, on which a self-propelled bogie with a bucket equipped with a slide gate is installed, while the plasma melt processing unit contains a platform equipped with a rail bed, the longitudinal axes of which coincide with the longitudinal axes of the rail new ways, and the drive of its fixed vertical movement together with the trolley and the bucket, with the possibility of connecting the bucket with a lined water-cooled metal cover fixed on the edge of the stand, in the through hole of which an indirect plasmatron is installed, and the cut of the plasmatron nozzle protrudes from the cover downward with the possibility of immersion into the ferrochrome melt in a ladle to a depth of 2- 4 diameters of the plasma torch nozzle, the stand also contains electrical cabinets, power transformers, a compressor, a pump, a gas-water console, a control panel, a device for express analysis of the melt composition and a lined metal cover with the ability to install and remove it on / from the ladle, while installed on lined water cooled metal cover gas exhaust pipes connected in series with the piping systems and purification of waste-gas separation systems CO 2, cooling the CO 2 and CO 2 compression system connected to the gas-panel plasma torch.
PCT/RU2020/000231 2020-04-29 2020-04-29 Method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and device for the implementation thereof WO2021221530A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2020/000231 WO2021221530A1 (en) 2020-04-29 2020-04-29 Method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and device for the implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2020/000231 WO2021221530A1 (en) 2020-04-29 2020-04-29 Method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and device for the implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021221530A1 true WO2021221530A1 (en) 2021-11-04

Family

ID=78373743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000231 WO2021221530A1 (en) 2020-04-29 2020-04-29 Method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and device for the implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021221530A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084105A1 (en) * 1982-09-22 1984-04-07 Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина Method of casting ferroalloys
JPH1099962A (en) * 1996-09-30 1998-04-21 Hitachi Metals Ltd Manufacture of cast ingot
CA2431136A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-20 Netanya Plasmatec Ltd. Treating molten metals by moving electric arc
RU2295421C2 (en) * 2005-01-24 2007-03-20 Анатолий Тимофеевич Неклеса Steel ingot producing method
RU2325968C2 (en) * 2006-03-24 2008-06-10 Анатолий Тимофеевич Неклеса Device to process ingot head part in mould

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1084105A1 (en) * 1982-09-22 1984-04-07 Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина Method of casting ferroalloys
JPH1099962A (en) * 1996-09-30 1998-04-21 Hitachi Metals Ltd Manufacture of cast ingot
CA2431136A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-20 Netanya Plasmatec Ltd. Treating molten metals by moving electric arc
RU2295421C2 (en) * 2005-01-24 2007-03-20 Анатолий Тимофеевич Неклеса Steel ingot producing method
RU2325968C2 (en) * 2006-03-24 2008-06-10 Анатолий Тимофеевич Неклеса Device to process ingot head part in mould

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Emi Steelmaking technology for the last 100 years: toward highly efficient mass production systems for high quality steels
RU2160316C2 (en) Method of making stainless steels
Iwasaki et al. Change and development of steel-making technology
RU2006101983A (en) METHOD AND INSTALLATION FOR PRODUCING ALLOYED METAL MELT
CN110073161B (en) Electric stove
Toulouevski et al. Electric Arc Furnace with Flat Bath: Achievements and Prospects
JP2013095947A (en) Method for producing high cleanliness steel
ATE18437T1 (en) PROCESS AND EQUIPMENT FOR DIRECT PRODUCTION OF LIQUID IRON.
WO2021221528A1 (en) Method of producing ingots of low-carbon ferromanganese
WO2021221530A1 (en) Method for producing ingots of low-carbon ferrochrome and device for the implementation thereof
JP2016501987A (en) Pig iron processing apparatus and method
CN113748218B (en) Apparatus and method for continuous desulfurization of liquid molten metal
JP3189096B2 (en) Method for producing steel in liquid bath and apparatus for carrying out the method
JP2006183103A (en) Method for melting low carbon aluminum-killed steel
CN2801793Y (en) Morable desulforization reaction device
Sone et al. Progress and future prospect of the steelmaking technology
Zhu Theory and Practice of CO2 Utilization in Steelmaking
RU47360U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE OF PRODUCTION OF STEEL
JP7420322B1 (en) Molten steel denitrification method
JPS59197532A (en) Dry refining of blister copper
US20230323491A1 (en) Process for producing raw steel and aggregate for production thereof
JPH09263811A (en) Method for melting tinned steel plate scrap
WO2024038715A1 (en) Method for denitrifying melted steel
CN112176149B (en) Liquid metal refining device, liquid metal smelting system and refining method
CN114085939B (en) Smelting method of carbon-free sponge iron

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20934224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20934224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1