EA007824B1 - Method for fire refining of metals in the thermodynamically equilibrium system of a dip-gas medium - Google Patents
Method for fire refining of metals in the thermodynamically equilibrium system of a dip-gas medium Download PDFInfo
- Publication number
- EA007824B1 EA007824B1 EA200600919A EA200600919A EA007824B1 EA 007824 B1 EA007824 B1 EA 007824B1 EA 200600919 A EA200600919 A EA 200600919A EA 200600919 A EA200600919 A EA 200600919A EA 007824 B1 EA007824 B1 EA 007824B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- metal
- melt
- metals
- refining
- gases
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 abstract 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000016571 aggressive behavior Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012932 thermodynamic analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/006—Pyrometallurgy working up of molten copper, e.g. refining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам огневого рафинирования металлов и предназначено для получения металлов заданной химической чистоты.The invention relates to methods for fire refining of metals and is intended to produce metals of a given chemical purity.
Наиболее распространен способ огневого рафинирования металлов продуванием расплава металла в ванне печи различными газами, чаще всего воздухом (4) и тот же способ, только с применением предварительного нагрева окислителя-воздуха в рекуператорах отходящими горячими газами (5). Процесс обычно делится на две стадии:The most common method of fire refining of metals is by blowing a metal melt in a furnace bath with various gases, most often with air (4) and the same method, only with the use of preheating of the oxidizer-air in recuperators with hot exhaust gases (5). The process is usually divided into two stages:
1. Раскисление расплава металла путем продува раскислителем в течение длительного времени.1. The deoxidation of the molten metal by blowing with a deoxidizing agent for a long time.
2. Восстановление переокисленного металла восстановителем. Кроме того, производят удаление шлаков как до восстановления, так и после.2. Reduction of the reoxidized metal with a reducing agent. In addition, slag is removed as before and after recovery.
Этот способ разделяется на подачу раскисляющих газов к поверхности расплава и внутрь расплава. Подача раскислителя внутрь расплава сложней, но значительно эффективней. Газ подается либо через фурмы боковые - ниже поверхности расплава, либо через погружные фурмы, доставляющие газ ко дну ванны расплава. Этим достигается более интенсивное перемешивание, переходящее в барботаж, и более интенсивная доставка молекул раскислителя во всю толщу расплава.This method is divided into the supply of deoxidizing gases to the surface of the melt and inside the melt. The supply of a deoxidizer into the melt is more complicated, but much more efficient. Gas is supplied either through lateral tuyeres — below the surface of the melt, or through submerged tuyeres that deliver gas to the bottom of the molten bath. This achieves a more intensive mixing, turning into sparging, and more intensive delivery of deoxidizing molecules throughout the entire melt.
Чем больше перемешивание, тем эффективнее рафинирование.The more mixing, the more effective the refining.
Недостатком существующих способов является необходимость продувки толстого слоя жидкого расплава, что приводит к большим срокам продувки. Но даже увеличение сроков продувки не приводит к полному соприкосновению раскислителя и восстановителя с подавляющим числом атомов примесей и раскисляемого металла, что возможно сделать в предлагаемом способе.The disadvantage of the existing methods is the need to purge a thick layer of liquid melt, which leads to long periods of purging. But even an increase in the purging time does not lead to full contact between the deoxidizer and the reducing agent with the overwhelming number of impurity atoms and the metal to be deoxidized, which can be done in the proposed method.
Особенно это видно на примере меди. Огневое рафинирование вторичной загрязненной меди не приводит к получению меди - М1, продукта, необходимого для электротехнической промышленности.This is especially evident in the example of copper. Fire refining of secondary contaminated copper does not lead to the production of copper - M1, a product necessary for the electrical industry.
После огневого рафинирования меди производят электролитическое, что приводит к увеличению ее стоимости.After fire refining copper produce electrolytic, which leads to an increase in its value.
Кроме того, необходимость в длительной продувке требует увеличения размеров рафинировочных агрегатов при малой производительности. Это увеличивает затраты на проведение процесса по сравнению с предлагаемым способом.In addition, the need for prolonged purging requires an increase in the size of the refining units with low productivity. This increases the cost of the process compared with the proposed method.
Известен способ обработки алюминиевого расплава парами (3). Основа этого способа - вдувание паров ССЬ4 в смеси с инертным газом через плазмотрон, рабочая часть которого заглублена в расплав. Здесь достигаются высокие температуры диссоциированных паров и за счет этого процесс ускоряется и углубляется.The known method of processing aluminum melt in pairs (3). The basis of this method is the injection of CCH4 vapor in a mixture with an inert gas through a plasma torch, the working part of which is recessed into the melt. Here, high temperatures of dissociated vapors are achieved and, as a result, the process is accelerated and deepened.
Недостаток этого процесса - необходимость продувки толстого слоя расплава, как в обычных барботажных процессах с погружной фурмой.The disadvantage of this process is the need to blow a thick layer of melt, as in conventional bubbling processes with a submerged tuyere.
Также известен способ рафинирования меди (2). В этом способе используется вакуумирование с одновременным перегревом расплава. Это позволяет уменьшить содержание газов и других примесей за счет увеличения упругости паров меди. В остальном он не отличается от вышеописанных способов (4) и (5), и, соответственно, обладает всеми присущими им недостатками. Кроме того, есть следующие недостатки данного способа. Применение вакуума ограничивает размеры агрегата, его производительность и приводит к значительному удорожанию получаемого этим способом металла. Этот способ предусматривает рафинирование меди высокой чистоты М0 и М1, так как рафинирование ведётся остаточными разреженными в вакууме газами. Рафинирование загрязненной меди требует ввода большого количества рафинирующих газов, что невозможно при вакуумировании.Also known is the method of copper refining (2). This method uses a vacuum with simultaneous overheating of the melt. This allows to reduce the content of gases and other impurities by increasing the elasticity of copper vapor. Otherwise, it does not differ from the above methods (4) and (5), and, accordingly, has all the inherent disadvantages. In addition, there are the following disadvantages of this method. The use of vacuum limits the size of the unit, its performance and leads to a significant appreciation of the metal obtained by this method. This method involves refining copper of high purity M0 and M1, since refining is carried out by residual rarefied gases in vacuum. Refining of polluted copper requires the input of a large amount of refining gases, which is impossible when evacuating.
Предлагаемый способ лишен этих недостатков. Кроме того, применение повышенной температуры металла, в отличие от рафинирования в вакууме, преследует цель не только повышения расплава, но и установление температурного баланса в камере. Это позволяет вести устойчивый процесс деления капель расплава на более мелкие, почти до бесконечности увеличивая тем самым активную поверхность жидкого металла для реакций окисления-востановления. Что позволяет рафинировать металл на 2-3 порядка быстрее и эффективнее вышеописанных способов.The proposed method is devoid of these disadvantages. In addition, the use of elevated temperature of the metal, in contrast to the refining in vacuum, aims not only to increase the melt, but also to establish the temperature balance in the chamber. This allows a steady process of dividing the melt droplets into smaller ones, thereby increasing the active surface of the liquid metal for oxidation-reduction reactions almost to infinity. That allows you to refine the metal by 2-3 orders of magnitude faster and more efficiently of the methods described above.
Наиболее близким аналогом предлагаемого способа огневого рафинирования является способ (1). Он предусматривает подачу под давлением струй газа-окислителя под небольшим углом в направлении движения потока медьсодержащего материала. Окислитель, подаваемый под давлением, дробя поток на капли, ускоряет движение падения материала, который, в основном не успев прореагировать с окислителем, падает на зеркало расплава. Кроме того, концентрическое расположение фурм вокруг потока неизбежно приведет к разной величине капель от периферии круга к его центру, что также уменьшит эффект процесса. Для того чтобы окисление-восстановление осуществлялось в достаточной мере, камера в способе (1) должна иметь очень большую высоту, в объеме которой почти невозможно поддерживать достаточную температуру реакции. Кроме того, струи газа окислителя, имея большую первоначальную скорость, ударяясь в поток жидкого расплава, быстро её теряют. Остаётся скорость падения, равная скорости падения расплава, на которую влияют только силы тяготения. При этом неизбежно многократное уменьшение процесса дробления капель расплава на более мелкие капли, и получится это из-за уменьшения соударений капель за счёт упорядочивания их падения. Поэтому простой процесс смешивания, описанный в (1), приводит только к частичному дроблению расплава в мельчайшие капли, оставляя большую часть капель крупными. Соответственно, металл внутри крупных капель не может прореагироThe closest analogue of the proposed method of fire refining is method (1). It provides for the injection of jets of oxidant gas under pressure at a small angle in the direction of flow of the copper-containing material. The oxidant supplied under pressure, splitting the flow into droplets, accelerates the movement of the fall of the material, which, mostly without having time to react with the oxidant, falls on the melt mirror. In addition, the concentric arrangement of the tuyeres around the flow will inevitably lead to different sizes of droplets from the periphery of the circle to its center, which will also reduce the effect of the process. In order for the oxidation-reduction to be carried out sufficiently, the chamber in method (1) must have a very large height, within which it is almost impossible to maintain a sufficient reaction temperature. In addition, the jets of the oxidant gas, having a large initial velocity, hitting the liquid melt stream, quickly lose it. There remains a fall rate equal to the fall rate of the melt, which is influenced only by the forces of aggression. In this case, a multiple reduction of the process of splitting the melt drops into smaller drops is inevitable, and this will turn out to be due to the reduction of the collisions of the drops due to the ordering of their fall. Therefore, the simple mixing process described in (1) only leads to partial crushing of the melt into the smallest droplets, leaving most of the droplets large. Accordingly, the metal inside the large droplets cannot react.
- 1 007824 вать с газами.- 1 007824 vat with gases.
Предлагаемый способ лишен этих недостатков. В нем полностью используются силы гравитации и схема противотока газов и расплава с однородным дроблением подаваемого тонкого слоя металла. Упругость газов, встречающих расплав, позволяет удерживать капли материала в зоне действия капельногазовой смеси столько, сколько необходимо для полного проведения реакции в компактной камере. При этом нижние капли при падении встречают снизу давление газа, приостанавливаются и соударяются с верхними каплями, неизбежно дробясь на мелкие капли до мельчайших, что увеличивает общую реагирующую с газом поверхность расплава почти до бесконечности и позволяет добиться требуемого рафинирования металла.The proposed method is devoid of these disadvantages. It fully utilizes the forces of gravity and the backflow of gases and melts with uniform crushing of the supplied thin metal layer. The elasticity of the gases meeting the melt makes it possible to keep the material droplets in the zone of the droplet gas mixture as much as is necessary to complete the reaction in a compact chamber. In this case, the lower drops meet the pressure of the gas from the bottom, stop and collide with the upper drops, inevitably splitting into small drops to the smallest, which increases the total surface of the melt reacting with the gas and allows to achieve the required metal refining.
Задачей изобретения является наиболее быстрая доставка атомов раскислителей и восстановителей к максимально большему количеству атомов рафинируемого металла. На основе этого происходит наиболее полное удаление из расплава металла имеющихся примесей и своевременный вывод переработанных шлаков из процесса рафинирования. Решение указанных задач позволяет получить технический результат изобретения, отличающий предлагаемый способ от аналогов.The objective of the invention is the most rapid delivery of atoms of deoxidizers and reducing agents to the maximum possible number of atoms of the metal being refined. Based on this, the most complete removal of the existing impurities from the metal melt and the timely removal of the processed slags from the refining process occurs. The solution of these problems allows to obtain a technical result of the invention, which distinguishes the proposed method from analogues.
Техническим результатом изобретения является достижение необходимой чистоты металла, т.е. получение нужного качества без дополнительных циклов переработки. В частности при огневом рафинировании меди получение меди М1 по ГОСТ РФ 859-2001 с содержанием суммы меди Си с серебром Ад 99,90%, продукта, необходимого для электротехнической промышленности, без дополнительного электролитического рафинирования.The technical result of the invention is to achieve the required purity of the metal, i.e. obtaining the desired quality without additional processing cycles. In particular, in case of fire refining of copper, obtaining copper M1 according to GOST RF 859-2001 with the content of the sum of copper C and silver Ad 99.90%, the product required for the electrical industry, without additional electrolytic refining.
Главное условие устойчивости предлагаемого процесса - температурный баланс в камере огневого рафинирования.The main condition for the stability of the proposed process is the temperature balance in the fire refining chamber.
Подаваемые раскислители и восстановители должны быть не просто подогретыми, а нагретыми до температур, которые гарантируют от преждевременного остывание расплав рафинируемого металла. Сумма тепла, получаемого с вводимым веществом, и тепла от окисления должна быть не менее суммы тепла, теряемого в это время расплавом.Supplied deoxidizers and reducing agents should be not just preheated, but heated to temperatures that ensure that the melt of refined metal is cooled from premature cooling. The amount of heat received from the injected substance and the heat from oxidation should be no less than the sum of heat lost at this time by the melt.
Наиболее предпочтительна температура вводимого вещества не менее температуры плавления рафинируемого металла.The most preferred temperature of the injected substance is not less than the melting point of the metal being refined.
Такой температурный баланс позволит дробить рафинируемый металл на мельчайшие капли и перемешивать его с подаваемыми раскислителями и восстановителями в взвешенном состоянии, доводя смесь капли-газ до густого тумана. При этом обеспечивается достаточно длительное прохождение капель металла через этот капельно-газовый туман.Such a temperature balance will allow the refined metal to be broken up into the smallest droplets and mixed with the supplied deoxidizers and reducing agents in a suspended state, bringing the drop-gas mixture to thick fog. This ensures a sufficiently long passage of metal droplets through this droplet-gas mist.
Глубокое соприкосновение газа с каплями металла позволит ускорить процесс рафинирования в несколько раз и значительно увеличить выведение примесей в шлак и возгоны. В предлагаемом способе соотношение секундной массы подаваемого тонкого слоя металла и соответствующего по массе секундного столба капельно-газовой смеси различается по объёму не менее чем на три порядка. Газ будет реагировать на поверхности каждой мелкой капли, которая постоянно дробится до выхода из зоны действия упругого газа. В связи с этим теоретически возможный предел удаления примесей, основанный на термодинамическом анализе их поведения по сродству к кислороду, становится более достижимым.Deep contact of gas with metal drops will speed up the refining process several times and significantly increase the removal of impurities in the slag and sublimates. In the proposed method, the ratio of the second mass of the supplied thin metal layer and the drop-gas mixture corresponding in mass to the second column varies in volume by at least three orders of magnitude. The gas will react on the surface of each small droplet, which is constantly crushed to exit from the zone of action of the elastic gas. In this connection, the theoretically possible limit for the removal of impurities, based on a thermodynamic analysis of their behavior with respect to oxygen affinity, becomes more achievable.
Например, по меди минимальные концентрации в предлагаемом способе значительно меньше, чем фактически достигалось в уже существующих аналогичных процессах. При этом величина концентрации окислов примесей в шлаке продолжает являться важным фактором воздействия на химические реакции процесса. Для значительного уменьшения этого фактора предусматриваются присадки-флюсование. Применение недостаточно высоких температур в процессе приведет к уменьшению жидкотекучести металла и резкому уменьшению дробления и измельчения капель и падению эффективности реакции. Температурный баланс является условием ускоренного дробления капель расплава с процессом окислениявосстановления на поверхности каждой капли, приводящим к эффективному проведению реакций, и является существенным признаком предлагаемого способа.For example, for copper, the minimum concentrations in the proposed method are significantly lower than actually achieved in existing similar processes. At the same time, the concentration of oxides of impurities in the slag continues to be an important factor influencing the chemical reactions of the process. For a significant reduction of this factor, fluxing additives are provided. The use of insufficiently high temperatures in the process will lead to a decrease in the fluidity of the metal and a sharp decrease in the fragmentation and grinding of droplets and a decrease in the efficiency of the reaction. Temperature balance is a condition for the accelerated crushing of melt droplets with the oxidation process of recovery on the surface of each droplet, leading to effective reactions, and is an essential feature of the proposed method.
Металл, предназначенный для рафинирования, поставляется в расплавленном виде из печи или ковша 1 в специальную камеру рафинирования 6, показанную на схеме. При непрерывном процессе металл можно подавать через миксер.The metal intended for refining is supplied in molten form from a furnace or a ladle 1 to a special refining chamber 6 shown in the diagram. In a continuous process, the metal can be fed through a mixer.
Из емкости с расплавом металл подается в выемку лотка 2. Лоток выполнен широким по ширине камеры. Струя металла, попав в выемку лотка, переполняет ее и тонкой широкой полосой сливается в камеру 6. Винт 3 регулирует толщину полосы слива металла.From the tank with the melt, the metal is fed into the notch of tray 2. The tray is made wide across the width of the chamber. A jet of metal, hitting the recess of the tray, overflows it and a thin wide strip merges into the chamber 6. Screw 3 adjusts the thickness of the metal discharge band.
Жидкий металл, падая с лотка по всей его ширине, встречает газы, подаваемые боковыми фурмами 4, расположенными в два ряда в шахматном порядке. Регулируя давление в боковых фурмах, регулируется относ металла в глубину камеры. Этим можно менять длительность процесса в камере.Liquid metal, falling from the tray across its width, meets the gases supplied by the side tuyeres 4, arranged in two rows in a staggered manner. By adjusting the pressure in the side tuyeres, the ratio of the metal to the depth of the chamber is regulated. This can change the duration of the process in the chamber.
Подина камеры исполнена с уклоном.The bottom of the camera is made with a slope.
Поэтому воздействие газов из подовых фурм 5, расположенных также в шахматном порядке, на капли металла, при одинаковом давлении, несколько падает пропорционально уклону.Therefore, the effect of gases from the bottom tuyeres 5, also staggered, on the metal drops, with the same pressure, somewhat decreases in proportion to the slope.
Металл после падения на подину стекает в приямок 9, где отслаивается с образованием шлака. Шлак через (не показанное на схеме) окно периодически снимается.Metal after falling on the hearth flows into the pit 9, where it peels off with the formation of slag. Slag through (not shown in the diagram) window is periodically removed.
При необходимости в приямке выполняется стенка, не доходящая до дна. Тогда в сливной лоток 8If necessary, a pit is made in the pit that does not reach the bottom. Then in the drain tray 8
- 2 007824 металл будет попадать только отстоявшийся со дна, а шлак отсечется стенкой (стенка на схеме не показана, так как камеру можно выполнять и без нее).- 2 007824 metal will fall only from the bottom, and the slag will be cut off by a wall (the wall in the diagram is not shown, since the camera can be performed without it).
Газы в фурмы подаются нагретые до температуры, необходимой для поддержания температурного баланса в камере. При необходимости в них добавляются присадки в виде пыли или расплава.Gases in the tuyeres are heated to the temperature required to maintain the temperature balance in the chamber. If necessary, additives are added in the form of dust or melt.
Нагрев газов осуществляется через систему рекуператоров. Окончательный нагрев производится плазмотронами. При этом газы частично диссоциируют на ионы и становятся более активными.Heating of gases is carried out through a system of heat exchangers. The final heating is done by plasma torches. In this case, the gases partially dissociate into ions and become more active.
Выброс использованных газов происходит через окно 7. Возможен кругооборот горячих газов с добавкой кислорода и присадок и стравливания полученных излишних газов.Emission of used gases occurs through the window 7. Circulation of hot gases with the addition of oxygen and additives and the release of the resulting excess gases is possible.
В зависимости от рафинируемого металла, если нет возможности совместить процессы окисления и восстановления, потребуются две камеры. Одна для окисления, вторая для восстановления металла.Depending on the metal being refined, if it is not possible to combine the processes of oxidation and reduction, two chambers will be required. One for oxidation, the second for metal recovery.
При быстром окислении металла и его восстановлении и где удаление шлака перед восстановлением не играет большой роли, эти процессы можно совместить в одной камере. Для этого необходимо увеличить длину камеры и разделить ряды подовых фурм на пакеты. Соответственно в первые пакеты подавать окислительные газы с необходимыми присадками, а в последующие, восстановительные, также с необходимыми присадками.With the rapid oxidation of the metal and its recovery, and where slag removal before recovery does not play a big role, these processes can be combined in one chamber. To do this, increase the length of the chamber and divide the rows of bottom tuyeres into packages. Accordingly, in the first packages to apply oxidizing gases with the necessary additives, and in the subsequent, reducing, also with the necessary additives.
В результате предложенным способом по сравнению с аналогами достигаются следующие преимущества:As a result, the proposed method in comparison with analogues achieved the following advantages:
1. За счет полного перемешивания мелких капель металла с газами окислителя и восстановителя, расплавом и пылью присадок рафинирование ускоряется в несколько раз и извлечение примесей улучшается на порядок, имея при соблюдении температурного баланса устойчивость процесса.1. Due to the complete mixing of small droplets of metal with gases of an oxidizing agent and a reducing agent, melt and dust of additives, refining is accelerated several times and the removal of impurities improves by an order of magnitude, while maintaining the stability of the process while maintaining temperature balance.
2. Процесс рафинирования легко управляем за счет применения боковых фурм с изменяемым режимом дутья. При этом давление в подовых фурмах также можно менять.2. The refining process is easily controlled by the use of side tuyeres with variable blow mode. The pressure in the bottom tuyere can also be changed.
3. Значительно уменьшается материалоемкость агрегатов по сравнению с существующими способами.3. The material consumption of aggregates is significantly reduced compared to existing methods.
Литература.Literature.
1. ОБ 1165514 (ТНЕ ΒΚΙΤΙ8Η ΙΚΟΝ ΑΝΌ 8ТЕЕБ РЕ8ЕАКСН ΑδδΟΟΙΑΤΙΟΝ), 01.10.1969, формула п.1.1. ABOUT 1165514 (THE ΒΚΙΤΙ8Η ΙΚΟΝ ΑΝΌ 8TEEB PE8AXX ΑδδΟΟΙΑΤΙΟΝ), 10/01/1969, formula 1.
2. И8 248224 А (Гутов Л. А. и др.) 16.12.1969, формула.2. I8 248224 A (Gutov L. A. et al.) 12/16/1969, formula.
3. В.Л.Найдек, А.В. Наривский “Технологии рафинирования алюминиевых расплавов газореагентными средами”, журнал “Металл и литье Украины”, 2004, №1-2.3. V.L.Naydek, A.V. Narivsky “Technologies of refining aluminum melts by gas-reagent media”, “Metal and Casting of Ukraine” magazine, 2004, №1-2.
4. Аглицкий В. А. “Пирометаллургическое рафинирование меди”. - М.: Металлургия, 1971, с.188197.4. Aglitsky V. A. “Pyrometallurgical refining of copper”. - M .: Metallurgy, 1971, p. 181919.
5. В.А.Козлов, С.С.Набойченко, Б.Н.Смирнов, “Рафинирование меди”. - М.: Металлургия, 1992, с.40-44.5. V.A. Kozlov, S.S.Naboichenko, B.N.Smirnov, “Copper refining”. - M .: Metallurgy, 1992, pp.40-44.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132266/02A RU2265672C2 (en) | 2003-11-05 | 2003-11-05 | Method of fire refining of metals in thermodynamically equilibrium system of drop-and-gas medium |
| PCT/RU2004/000427 WO2005045079A1 (en) | 2003-11-05 | 2004-10-28 | Method for fire refining of metals in the thermodynamically equilibrium system of a drip-gas medium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200600919A1 EA200600919A1 (en) | 2006-08-25 |
| EA007824B1 true EA007824B1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=34568052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200600919A EA007824B1 (en) | 2003-11-05 | 2004-10-28 | Method for fire refining of metals in the thermodynamically equilibrium system of a dip-gas medium |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA007824B1 (en) |
| GB (1) | GB2422847B (en) |
| RU (1) | RU2265672C2 (en) |
| SE (1) | SE0501636L (en) |
| WO (1) | WO2005045079A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665654C1 (en) * | 2014-11-04 | 2018-09-03 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | METHOD OF DEOXIDIZING OF Al-Nb-Ti ALLOY |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660788C1 (en) * | 2017-09-27 | 2018-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет" | Cleaned of impurities germanium ingot production method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB949610A (en) * | 1959-03-18 | 1964-02-12 | British Iron Steel Research | Improvements in or relating to the processing of metals |
| SU248224A1 (en) * | 1967-07-04 | 1969-07-10 | Л. А. Гутов, | L.M. POSTNOE, G.I. Bessennyi, I- F. Shabashov, L.N. Sergeev and A.I. Suvorov |
| GB1165514A (en) * | 1968-05-29 | 1969-10-01 | British Iron Steel Research | Improvements in or relating to the processing of metals. |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB840811A (en) * | 1956-02-08 | 1960-07-13 | Union Carbide Corp | Process for refining pig iron |
| SU393317A1 (en) * | 1971-10-01 | 1973-08-10 | CEjVl. Cl. С 2ic 7 / 00УДК 669.046.55 (088.8) Authors of the invention N. V. Molochnikov, V. I. Yavoisky, D. I. Borodin, V. T. Timofeev, E. V. LovchikoESky, A. V. Yvoisky, A. V. Vasilivitsky, V. M. Volyrkik, E. A. Ivanov, and P. N. Kreindlin | |
| GB2109008B (en) * | 1981-10-07 | 1985-05-09 | Capper Pass Limited | Refining non-ferrous alloys |
| GB8620141D0 (en) * | 1986-08-19 | 1986-10-01 | Warner N A | Gas treatment of metallurgical melts |
| CN1226431C (en) * | 2003-08-21 | 2005-11-09 | 上海交通大学 | Efficient aluminium melt spray dehydrogenating method |
-
2003
- 2003-11-05 RU RU2003132266/02A patent/RU2265672C2/en not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-10-28 GB GB0610947A patent/GB2422847B/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-28 EA EA200600919A patent/EA007824B1/en not_active IP Right Cessation
- 2004-10-28 WO PCT/RU2004/000427 patent/WO2005045079A1/en active Application Filing
-
2005
- 2005-07-05 SE SE0501636A patent/SE0501636L/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB949610A (en) * | 1959-03-18 | 1964-02-12 | British Iron Steel Research | Improvements in or relating to the processing of metals |
| SU248224A1 (en) * | 1967-07-04 | 1969-07-10 | Л. А. Гутов, | L.M. POSTNOE, G.I. Bessennyi, I- F. Shabashov, L.N. Sergeev and A.I. Suvorov |
| GB1165514A (en) * | 1968-05-29 | 1969-10-01 | British Iron Steel Research | Improvements in or relating to the processing of metals. |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Khudyakov I.F. i dr. Metallurgiya medi, nikelya i kobal'ta. T. 1, M.: Metallurgiya, 1977, c.219-222 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665654C1 (en) * | 2014-11-04 | 2018-09-03 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | METHOD OF DEOXIDIZING OF Al-Nb-Ti ALLOY |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2265672C2 (en) | 2005-12-10 |
| RU2003132266A (en) | 2005-04-20 |
| EA200600919A1 (en) | 2006-08-25 |
| GB2422847A (en) | 2006-08-09 |
| WO2005045079A1 (en) | 2005-05-19 |
| GB0610947D0 (en) | 2006-07-12 |
| GB2422847B (en) | 2008-02-06 |
| SE0501636L (en) | 2005-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU982546A3 (en) | Method for refining molten aluminium and its alloys | |
| US7951220B2 (en) | Method for recovering molybdenium, nickel, cobalt or their mixtures from used or regenerated catalysts | |
| JPH0147532B2 (en) | ||
| EA007824B1 (en) | Method for fire refining of metals in the thermodynamically equilibrium system of a dip-gas medium | |
| US5451247A (en) | Process for removing tin, arsenic and antimony from molten lead | |
| RU2146650C1 (en) | Method of refining silicon and its alloys | |
| RU2517626C1 (en) | Method of producing especially-low-carbon steel | |
| RU2296166C2 (en) | Metal direct reduction method from dispersed raw ore material method and apparatus for performing the same | |
| KR900004158B1 (en) | Process for the removal of contaminating elements from pig-iron steel other metals and metal alloys | |
| RU2266337C1 (en) | Method of making steel in electric-arc steel melting furnace | |
| EP1989336B1 (en) | Reactor intended for titanium production | |
| US2523475A (en) | Method of reducing the carbon content of steel | |
| RU2252265C1 (en) | Exothermic mixture for steel deoxidation, refining, inoculation and alloying | |
| RU2123052C1 (en) | Process of steel melting | |
| KR890003973B1 (en) | Process to produce low hydrogen steel | |
| RU2333259C1 (en) | Doping technique of noncorrosive steel by nitrogen | |
| RU2227169C1 (en) | Method of smelting of copper and copper alloys | |
| RU2004597C1 (en) | Process of melting steel in electric arc furnace | |
| SU855007A1 (en) | Method of producing specially pure steel | |
| JPH0254715A (en) | Method for treating degassing in molten steel | |
| RU2103379C1 (en) | Method of smelting low-carbon steels | |
| SU1060307A1 (en) | Method of cleaning tap-hole | |
| RU2038398C1 (en) | Method for production of aluminium alloy | |
| RU2286393C1 (en) | Method for reducing of steel in ladle | |
| RU2083326C1 (en) | Method of manufacture of consumable electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ BY KZ |