CS199234B2 - Furnace charge for producing 45%-95% ferrosilicon - Google Patents

Furnace charge for producing 45%-95% ferrosilicon Download PDF

Info

Publication number
CS199234B2
CS199234B2 CS721729A CS172972A CS199234B2 CS 199234 B2 CS199234 B2 CS 199234B2 CS 721729 A CS721729 A CS 721729A CS 172972 A CS172972 A CS 172972A CS 199234 B2 CS199234 B2 CS 199234B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
silicon
silica
iron
furnace
coarse
Prior art date
Application number
CS721729A
Other languages
English (en)
Inventor
Benjamin J Wilson
Richard J Mcclincy
James H Downing
Original Assignee
Benjamin J Wilson
Richard J Mcclincy
James H Downing
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 Benjamin J Wilson, Richard J Mcclincy, James H Downing filed Critical Benjamin J Wilson
Publication of CS199234B2 publication Critical patent/CS199234B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/04Making ferrous alloys by melting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Vynález se týká pecní vsázky pro výrobu 45% až 95% ferosilicia v elektrické peci, složené z aglomerované homogenní směsi z rozmělněného materiálu obsahujícího železo, z rozmělněného kysličníku křemičitého, z uhlíkatého redukčního činidla v množství stechiometrický požadovaném pro redukci . kysličníku křemičitého ' na elementární křemík a kysličník uhelnatý, z plnidla o hustotě 0,965 kg/dm1 * 3 a z pojidla.
Feyosilicium se vyrábí naplněním kovového Železa, kysličníku křemičitého a ' uhlíkatého redukčního činidla do obloukové elektrické pece se zakrytým obloukem, kde se dosáhne teplem oblouku účinné redukce re-, dukovatelných přísad na slitinu železa a křemíku. Používalo se dosud jako vsázky pece ’ rozmanitých aglomerátů, obsahujících jemně rozptýlený kysličník křemičitý smíchaný s materiálem obsahujícím kovové železo a dále uhlíkaté redukční činidlo. Přesný obsah uhlíku, stechiometrický požadovaný pro redukci veškerého kysličníku křemičitého přítomného ve vsázce, se poněkud mění v závislosti na procentovém podílu křemíku požadovaném v konečné slitině.
Přesto, že se pro přípravu vsázky pro výrobu . ferosilicia používalo dosud nejrůznějších postupů, například smíšení všech přísad slitiny ve vhodných poměrech na aglo199234 merovanou vsázku, udržování přísady ve volně smíšeném stavu nebo smíšení. všech přísad s výjimkou kysličníku křemičitého, který se později může přidat do pece .. odděleně od aglomerátů, je celková . výroba slitin železa a křemíku, obzvláště s vysokým obsahem křemíku, spojena s nadměrně vysokou spotřebou . energie, . nízkým množstvím znovu ' získaného křemíku a nežádoucím vývinem . kouře. Redukce kysličníku křemičitého uhlíkem kromě toho zahrnuje přechodné reakce, kterými se kysličník křemičitý redukuje na plynný kysličník křemičitý, o němž se předpokládá, že jeho nepřiměřené množství .v chladnější oblasti reaktoru způsobuje zpevnění vsázky usazováním viskózního kysličníku křemičitého. To vede k nesnázím při prohrabování a přivádění směsi v peci, které snižují celkové výtěžky Žádané ferosiliclové slitiny. K omezení těchto těžkostí se přidává do vsázky velké množství vhodného plnidla, jako jsou dřevěné třísky.
Je jíž známo čelit . uvedeným nesnázím tím, že se kysličníku křemičitého užije v podobě směsi částic různé velikosti, z .nichž asi polovina projde sítem o velikosti ok 0,075 mm a zbytek projde sítem o velikosti ok 0,55 mm, Tato směs je však spojitá, to znamená, že z. neexistuje skok mezi velikostmi jemných &ččástic a velikostmi hrubých částic.
Dále bylo navrženo, užít kysličníku křemičitého v , podobě částic ve xelikostí od 5 do 15 íma.
V obou případech pak jde o vytvoření pelet ve dvou vrstvách, obsahujících různé podíly · uhlíku, takže je třeba připravit dvě oddělené směsi , pro vytvoření těchto pelet.
Vynález proto vychází z' úlohy připravit homogenní , aglomerovanou ferosiliciovou vsázku pro použití v, elektrické obloukové peci pro výrobu ferosilíciových slitin. Tato vsázka má vést k nižší spotřebě energie ak , nižšímu opotřebení elektrody na tunu vyrobené slitiny, a to za současného zabezpečení vyššího · zpětného získání křemíku částečně způsobeného nižšími kouřovými · ztrátami, vyloučením velkého množství dřevěných, třísek nebo podobného materiálu a zlepšením provozu pece.
Vynález je tedy zaměřen na výrobu ferosiliciových slitin technikou zakrytého oblouku · za použití vsázky, která je zaměřena na účinnější zužitkování plynného kysličníku křemičitého, vyvinutého v peci během výroby slitiny, a na homogenní rozdělení částicového materiálu obsahujícího železo v reakčním pásmu pece.
Podstata vynálezu záleží v tom, že kysličník křemičitý je ve tvaru dvou frakcí, a to jednak· · jemné frakce o- · velikosti částic 0,037 milimetrů až 0,30 mm, jednak hrubé frakce o velikosti částic mezi 0,16 až 1,27 cm, přičemž hmotnostní poměr jemné frakce k · hrubé frakci je 1/2 · :1 až 2 :1.
Novost pecní vsázky podle vynálezu záleží tedy v použití · dvou , forem kysličníku křemičitého, jemné frakce a hrubé frakce, smíšených s částicovým · železem včetně částicového uhlíkatého redukčního činidla. Podle předpokladu reaguje hmota jemné frakce · kysličníku křemičitého s uhlíkatým redukčním , činidlem za vytvoření karbidu křemíku · a · kysličníku , uhelnatého, zatímco· hrubá frakce · podle předpokladu reaguje s takto vytvořeným karbidem křemíku za vytvoření· kysličníku křemnatého, který , zase dále reaguje s karbidem křemíku pro uvolnění · křemíku pro reakci s · materiálem obsahujícím železo.
Rozdělení kysličníku křemičitého na dvě · oddělené · frakce umožňuje, aby reaktivní činidla pro křemíkovou reakci byla přítomna· v reakčním pásmu pece · ve formě · vhodné pro úspěšnou výrobu křemíku. Zvýšení výtěžku křemíku -způsobeného aglomerovanou vsázkou připravenou podle vynálezu je částečně přisuzováno účinné reakci velkého recirkulujícího množství · plynného kysličníku , křemnatého, · vyplývající · z účinnějšího využití kysličníku křemnatého v jeho reakci s karbidem · křemíku za tvorby křemíku.
Cásticový materiál obsahující železo v každém aglomerátů zabezpečuje homogenní rozdělení železa v reakčním , pásmu pece.
Toto rozdělení do okolí je ideálně vhodné pro reakci Železa a křemíku na ferosiliciovou slitinu a snižuje spotřebu energie i o4 potřebení elektrody použité na jednotkové množství slitiny.
Množství materiálu obsahujícího železo v aglomerované vsázce je rozdílné a závisí na • procentu křemíku požadovaném ve · ferosilicíové slitině, která má být vyrobena. . Tento křemík se může pohybovat mezi asi 45 hmotnostními procenty až 95 hmotnostními procenty slitiny. Materiál obsahující železo může být rozemlet . na prášek a důkladně smíšen s jinými přísadami, takže při jeho naplnění do pece bude tam · železo homogenně rozptýleno. Přesná velikost částic materiálu obsahujícího' železo je · celkem libovolná, ale přednostně se pohybuje okolo velikosti 0,25 mm a menší.
Obsah · uhlíku ve vsázce je rovněž proměnlivý a závisí na požadované ferosiliciové slitině. Například stanovený uhlíkový obsah · vsázky se může · pohybovat.’. mezi minimem okolo 85 % stechiometrického množství nezbytného pro redukci veškerého kysličníku křemičitého podle reakce
SiOž + 2C - Si + 2 CO pro výrobu 95% ferosilicia a maximá okolo 120 % stechiometrického· množství nezbytného pro redukci veškerého kysličníku křemičitého podle stejné reakce pro výrobu 45% ferosilicia. Velikost uhlíkatého redukovadla · je celkem libovolná, ale . musí být dostatečně · malá pro důkladné smíšení s jemným kysličníkem křemičitým. Doporučuje se velikost 0,25 mm nebo menší. Uhlí, koks a podobně jsou vhodná uhlíkatá redukční činidla.
Velikost hrujjé frakce roztříděného· kysličníku křemičitého se pohybuje · asi od 0,16. · cm asi do 1,27 cm, zatímco jemnější frakce · má velikost 0,30 mm. · nebo menší, přednostně asi 0,15 mm. Poměr jemné frakce · k hrubé frakci se pohybuje mezi asi 1/2 a asi 2.
Volba plnidla o malé hustotě je libovolná a může záviset na takových · faktorech jako je dostupnost, cena, chemická čistota, snadnost použití a obsah uhlíku. Jeden z nejdůležitějších · požadavků je, že plnidlo musí · mít · malou hustotu, aby mohlo být smíšeno · s .. jinými přísadami vsázky, celá násada má mít sypnou hmotnost 0,96 kg/dm3 nebo měně, .· s · výhodou 0,8 kg/dm3 nebo méně.
Smíšení těchto reakčních přísad ve vhodných poměrech · vytváří · aglomerovanou a homogenní vsázku nízké hustoty, která po zavedení do elektrické pece vytvoří ferosiliciovou slitinu technikou se zakrytým obloukem při vysokém snížení energie vynaložené na jednotkové množství slitiny. Další úspora může být realizována snížením strávení elektrody a snížením množství plnidel obvykle potřebných při komerčním způsobu, · který se dnes používá pro výrobu ferosilicia.
Příklad
Aglomerovaná vsázka pece byla připravena vzájemným, smícháním těchto materiálů:
1. 58,0 hmotnostních dílů Tildenovy železné rudy, obsahu jící 37,31 % Fe a 44,40 % SiOž, mleto'· na ' velikost ok 0,149 mm , a jemněji,
2. 84,0 hmotnostních dílů jemné frakce kysličníku křemičitého, mleto na velikost ok 0,074 mm podle Tylera a jemněji, .
3. 84,0 hmotnostních dílů ' hrubé frakce křemíku o velikosti 'asi , 0,62 cm až 0,33 cm,
4. 93,0 hmotnostních dílů uhlí obsahujícího 79,7 hmotnostního % vázaného uhlíku, 15,0' hmot. % těkavých látek, 4,5 hmot. % popela, mleto na velikost ok 0,074 mm a jemněji,
5. 15,0 hmotnostních dílů suché slámy velikosti asi 2,54 cm,
6. 87,0 'hmotnostních 'dílů kapalného pojivá, , složeného z 6 hmot. % pevné ' složky ligninu a 95 hmot. % vody.
Tyto materiály dávaly uhlíkový , obsah rovný 98,0 % teoretického uhlíku potřebného pro redukci podle následujícího reakčního schématu:
síO2 + 2 c -> ' sí + 2 eo
Výše zmíněné materiály byly předem' , smíšeny a naplněny do vytlačovacího stroje šroubového typu , o průměru 15,24 cm k získání čtvercových vytlačených kusů , o velikosti 4 cm2 libovolné délky do 15,24 cm. Po . osušení na obsah vlhkosti asi 5 hmot. % byla ' nalezena u aglomerované ' vsázky sypná hmotnost mezi 0,56 kg/dm3 a 0,64 kg/dm3.
Aglomerovaná vsázka 'byla potom umístěna do jednofázové elektrické pece na 40 kW, obsahující isolovaný grafitový .kelímek o průměru 25,4 'cm a . hloubce 25,4 cm. ' Příkon pece byl dodáván dvěma vertikálně umístěnými grafitovými elektrodami o průměru ' 3,81 cm, které' byly uloženy ve vsázce ' tak, aby utvořily reakční pásmo se zakrytým obloukem.
Přísady ve vsázce byly potom podrobeny redukci ' v elektrické peci se zakrytým obloukem a vyrobená . ferosiliciová 'slitina obsahovala asi 75 hmot. % křemíku.
Energii potřebnou na 1 ' kg křemíku, spotřebu elektrody 'na . tunu vyrobené slitiny a ' procenta křemíku opět získaného ze vsázky ukazuje tabulka II ' jako směs G.
Pro srovnání bylo vyrobeno 75% ferosilicium použitím stejné' pece a výše uvedeným postupem, s výjimkou toho, že obvyklá sypká směs a odlišně připravené aglomerované směsi nahradily ' aglomerovanou' vsázku připravenou podle tohoto' vynálezu. Tabulka I ukazuje skladbu těchto směsí, které jsou uvedeny pod A až F.
Směs A ' představuje obvyklou vsázku ve tvaru sypké směsi.
Směs B je podobná 'vsázce připravené podle ' vynálezu, s výjimkou toho, že ' bylo použito kysličníku ' křemičitého pouze .. jedné velikosti.
Směs C neobsahuje žádné plnidlo nebo hrubý kysličník křemičitý a ' byla získána granulováním spíše' než vytlačováním. Takto vyrobené pelety jsou menší velikosti a hustoty než při' vytlačování ve směsi G.
Směs ' D ' byla . připravena podle , vynálezu za použití pilin jako plnidla.
Směs E byla připravena podle vynálezu za použití rozdrcené dřeně kukuřičného sladu jako ' plnidla.
Směs F byla připravena s hrubými frakcemi kysličníku křemičitého, které byly zavedeny do ' pece . ' odděleně od aglomerované vsázky, ale ve stejné době. .
Směs G byla připravena, jak 'je výše uvedeno.
. Tabulka II ukazuje ' spotřebu ' elektrické energie na 1 kg křemíku, procenta zpět získaného křemíku a rychlost stravování elektrody na tunu 75% vyrobené slitiny ferosilicia ' pro každou ze směsí A až.G. Tyto údaje představují průměr měření pro všechny odpichy z pece za počáteční spouštěcí ' dobou pro každou směs.
Výsledky uvedené v tabulce · II ukazují, že vsázky připravené podle vynálezu zajišťují maximální zpětné získání křemíku, zatímco vedou k minimální spotřebě energie . požadované pró výrobu a k minimálnímu strávení elektrody na čistou tunu vyrobené slitiny. Jiný důležitý ' klad dosažený vsázkami připravenými podle vynálezu. . ' záleží v tom, že ' pec má lepší celkový výkon.
Tabulka I
Pec pro 75% ferosilicium kysličník křemičitý želez, šrot
směs hmot. % velikost hmot. % velikost hmot. % velikost
A 46,7 1,3 X 0,6 cm 5,9 max. 0,840 milimetrů
B 49,8 max. 0,074 mm ' — '
C 52,4 max. 0,074 mm — .. .—
D 25,1 max. 0,074 mm 25,2 0,6 X 0,3 cm —-
E 25,2 max. 0,074 mm 25,2 0,6 X 0,3 cm . —
F 51,3 0,6 X 0,3 cm
G připraveno jak je popsáno v příkladu
železná ruda s 44,4 hmot. %
SIOž a 37,3 hmot. % Fe směs hmot. % velikost
Uhlí, obsahující 79,7 hmot. % vázaného uhlíku, 15,0 hmot. % těkavých látek, a 4,5 hmot. % popela hmot. % velikost
A 18,0 1,3 X 0,6 cm
в 16,0 max. 0,149 mm 28,6 max. 0,074 mm
c 18,2 max. 0,149 mm 29,4 max. 0,074 mm
D 17,4 max. 0,149 mm 27,5 max. 0,074 mm
E 17,1 max. 0,149 mm 27,9 max. 0,074 mm
F 15,5 max. 0,149 mm 27,7 max. 0,074 mm
plnidlo aglomerační metoda
směs hmot. % druh
A 29,4 dřevěné třísky žádná
В 5,4 sláma vytlačování
C žádné granulováno
D 4,8 piliny vytlačování
E 4,5 dřeň kukuřičného klasu vytlačování
F 5,5 sláma vytlačování
Tabulka II
směs volty ampéry kW kWh
A 61 644 40,5 171
В 66 599 41,3 240
C 71 630 45,4 180
D 73 604 45,7 180
E 73 614 45,2 180
F 55 772 43,7 240
G 67 667 46,5 240
směs kWh/kg Si % znovuzískaného kg elektrody/
křemíku /tuna slitiny
A 22,2 77,6 463
В 18,5 77,4 227
c 15,5 74,8 254
D 16,1 86,7 271
E 17,2 84,6 244
F 23,2 61,6 282
G 14,6 82,9 144
PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    Pecní vsázka pro výrobu 45% až 95% ferosillcia v elektrické peci, složené z aglomerované homogenní směsi z rozmělněného materiálu obsahujícího železo, z rozmělněného kysličníku křemičitého, z uhlíkatého redukčního činidla v množství stechiometricky požadovaném pro redukci kysličníku křemičitého na elementární křemík a kysličník uhelnatý, z plnidla o hustotě 0,965 kg/dm3 a z pojidla, vyznačující se tím, že kysličník křemičitý je ve tvaru dvou frakcí, a to jednak jemné frakce o velikosti částic 0,037 mm až 0,30 mm, jednak hrubé frakce o velikosti částic mezi 0,16 až 1,27 cm, přičemž hmotnostní poměr jemné frakce к hrubé frakci je mezi 1/2:1 až 2:1.
CS721729A 1971-03-17 1972-03-15 Furnace charge for producing 45%-95% ferrosilicon CS199234B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12543571A 1971-03-17 1971-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS199234B2 true CS199234B2 (en) 1980-07-31

Family

ID=22419708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS721729A CS199234B2 (en) 1971-03-17 1972-03-15 Furnace charge for producing 45%-95% ferrosilicon

Country Status (17)

Country Link
US (1) US3704114A (cs)
JP (1) JPS5844733B2 (cs)
AU (1) AU463115B2 (cs)
BE (1) BE780817R (cs)
BR (1) BR7201503D0 (cs)
CS (1) CS199234B2 (cs)
DE (1) DE2211842C3 (cs)
ES (1) ES400833A2 (cs)
FR (1) FR2129716A6 (cs)
GB (1) GB1369308A (cs)
IT (1) IT965765B (cs)
LU (1) LU64972A1 (cs)
NO (1) NO129801B (cs)
PL (1) PL95382B1 (cs)
SE (1) SE388214B (cs)
YU (1) YU36543B (cs)
ZA (1) ZA721807B (cs)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO129623B (cs) * 1972-01-25 1974-05-06 Elkem Spigerverket As
US3768997A (en) * 1972-05-22 1973-10-30 Mead Corp Process for producing low carbon silicomanganese
DE3009808C2 (de) * 1980-03-14 1982-02-18 Coc-Luxembourg S.A., Luxembourg Verfahren zur Herstellung von silicium- und kohlenstoffhaltigen Rohstoff-Formlingen und Verwendung der Rohstoff-Formlinge
US4309216A (en) * 1980-03-26 1982-01-05 Union Carbide Corporation Low density compacts of prepared mix for use in the production of silicon and ferrosilicon
US4395285A (en) * 1980-03-26 1983-07-26 Elkem Metals Company Low density compacts of prepared mix for use in the production of silicon and ferrosilicon
HU187645B (en) * 1982-02-18 1986-02-28 Vasipari Kutato Fejleszto Process for the production of complex ferro-alloys of si-base
SE436124B (sv) * 1982-09-08 1984-11-12 Skf Steel Eng Ab Sett att framstella ferrokisel
US4659022A (en) * 1985-04-10 1987-04-21 Kennecott Corporation Production of silicon carbide with automatic separation of a high grade fraction
EP0409853B1 (en) * 1988-03-11 1994-12-07 Deere & Company Production of manganese carbide and ferrous alloys
JPH0388245U (cs) * 1989-12-25 1991-09-10
NO178346C (no) * 1993-09-13 1996-03-06 Sydvaranger As Framgangsmåte for framstilling av ferrosilisium
US5772728A (en) * 1994-03-30 1998-06-30 Elkem Asa Method for upgrading of silicon-containing residues obtained after leaching of copper-containing residues from chlorosilane synthesis
EP2176435A1 (en) * 2007-08-07 2010-04-21 Dow Corning Corporation Method of producing metals and alloys by carbothermal reduction of metal oxides
CN103154288A (zh) 2010-05-20 2013-06-12 道康宁公司 制备铝-硅合金的方法和系统
RU2522876C1 (ru) * 2012-12-03 2014-07-20 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" Способ переработки титановых шлаков

Also Published As

Publication number Publication date
AU4004572A (en) 1973-09-20
LU64972A1 (cs) 1972-12-07
BE780817R (fr) 1972-09-18
NO129801B (cs) 1974-05-27
GB1369308A (en) 1974-10-02
DE2211842A1 (de) 1972-11-09
DE2211842B2 (de) 1978-11-09
SE388214B (sv) 1976-09-27
AU463115B2 (en) 1975-06-30
YU69172A (en) 1982-02-25
JPS5844733B2 (ja) 1983-10-05
IT965765B (it) 1974-02-11
ES400833A2 (es) 1975-04-16
BR7201503D0 (pt) 1973-05-15
US3704114A (en) 1972-11-28
FR2129716A6 (cs) 1972-10-27
PL95382B1 (pl) 1977-10-31
YU36543B (en) 1984-02-29
ZA721807B (en) 1972-12-27
JPS57169031A (en) 1982-10-18
DE2211842C3 (de) 1979-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3660298A (en) Furnace charge for use in the production of silicon metal
CS199234B2 (en) Furnace charge for producing 45%-95% ferrosilicon
US2855290A (en) Method of reducing iron oxide to sponge iron
GB2084122A (en) Preparation of silicon from quartz and carbon
US3150958A (en) Process for the reduction of metals from oxide
CN111847409A (zh) 一种利用磷矿粉生产磷矿粉球的方法
US4536379A (en) Production of silicon carbide
JPS60255937A (ja) 非焼成塊成鉱の製造法
US2912317A (en) Granular fertilizer and process of producing same
US3704094A (en) Process for the production of elemental silicon
US3635694A (en) Method of manufacturing manganese oxide pellets
US3097945A (en) Process of agglomerating fines of materials containing iron of which a portion has been completely reduced
US3194673A (en) Hydraulic cement and process for making same
US3431103A (en) Process for the manufacture of ferrosilicon
JPS55125240A (en) Sintering method for finely powdered starting material for iron manufacture
JPS6040192A (ja) 冶金用コ−クスの製造方法
JPH0480327A (ja) 焼結原料の事前処理方法
US4224119A (en) In-cell manganese ore reduction
JPS63111133A (ja) 鉄鉱石の焼結法
US2328573A (en) Slakable lime in pebble form and method of producing the same
US4379108A (en) Strengthening phosphate shale briquettes
CA1309570C (en) Phosphate feed material for phosphorus electric furnaces
KR100687250B1 (ko) 분정광을 포함하는 코크스 브리케트 및 그 제조방법
US1835460A (en) Preparing coked agglomerates
Fine et al. Iron ore pellet binders from lignite deposits