EA016426B1 - Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома - Google Patents

Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома Download PDF

Info

Publication number
EA016426B1
EA016426B1 EA201101615A EA201101615A EA016426B1 EA 016426 B1 EA016426 B1 EA 016426B1 EA 201101615 A EA201101615 A EA 201101615A EA 201101615 A EA201101615 A EA 201101615A EA 016426 B1 EA016426 B1 EA 016426B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
carbon
ore
chromium
briquettes
fraction
Prior art date
Application number
EA201101615A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201101615A1 (ru
Inventor
Фазыл Каюмович ШАДИЕВ
Джубатхан Джумаханович ИЗБЕМБЕТОВ
Манат Жаксыбергенович ТОЛЫМБЕКОВ
Original Assignee
Фазыл Каюмович ШАДИЕВ
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 Фазыл Каюмович ШАДИЕВ filed Critical Фазыл Каюмович ШАДИЕВ
Publication of EA016426B1 publication Critical patent/EA016426B1/ru
Publication of EA201101615A1 publication Critical patent/EA201101615A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5264—Manufacture of alloyed steels including ferro-alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
    • 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
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • 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
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
    • C22B34/32—Obtaining chromium
    • 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
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • C21C2007/0062—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires with introduction of alloying or treating agents under a compacted form different from a wire, e.g. briquette, pellet
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0025—Adding carbon material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству ферросплавов, а именно к способам получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительной электропечи. Достигаемым техническим результатом является вовлечение в производственный процесс некондиционных по крупности материалов - хромовой руды и углеродсодержащего восстановителя, улучшение экологической ситуации. Для достижения указанного результата фракцию хромовой руды с размерами кусков менее 10 мм (отсев руды) и фракцию углеродсодержащего восстановителя (фракцию менее 5 мм) смешивают в соотношении 1: (0,3-0,5) и далее подают в брикетный пресс. Брикеты получают при давлении 25-50 МПа. Используют хромовую руду, содержащую, мас.%: CrO44,0-56,0; SiO4,0-12,0 и углеродсодержащий восстановитель, содержащий 86% твердого углерода. Полученные брикеты далее загружают в бункер, из которого эти брикеты поступают в электропечь. Туда же подают кварцит с таким расчетом, чтобы соотношение брикетов и кварцита составляло, мас.%:

Description

Изобретение относится к производству ферросплавов, а именно к способам получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительной электропечи.
В настоящее время известен способ получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительных печах, в котором шихту готовят из хромовой руды, углеродистого восстановителя и кремнеземсодержащего флюса. При этом используют руду с размерами кусков 10-80 мм и углеродсодержащий восстановитель фракции более 5 мм. Шихту периодически загружают на колошник и выпускают из печи полученный металл и шлак. После отделения от шлака металл разливают в изложницы (Рысс М.А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 199-212).
Для данного способа характерно следующее:
низкая скорость процесса восстановления хрома при выплавке высокоуглеродистого феррохрома, вследствие того, что в кремнеземистой хромовой руде содержится 30-35% Сг2О3 и 10-20% 8ίΟ2. Оксид кремния при температуре расплавления образует на поверхности кусков хромовой руды вязкую пленку, которая препятствует взаимодействию оксидов хрома с углеродистым восстановителем и газообразным монооксидом углерода. Кремнеземистый флюс усиливает действие кремнезема хромовой руды, так как препятствует контакту хромшпинелидов руды с углеродистым восстановителем и газообразным СО. Хром в тугоплавких хромшпинелидах хромовой руды не образует с кремнеземом жидкой фазы, из которой может происходить восстановление хрома. В результате замедления восстановительных реакций из хромшпинелидов хром не восстанавливается в верхних горизонтах ванны печи. Твердые частицы руды в большом количестве поступают в нижние горизонты и выносятся из печи с жидким шлаком.
Механизм восстановления хрома из хромовой руды заключается в том, что твердый углерод кокса в местах контакта с кусковой хромовой рудой взаимодействует с оксидами железа и хрома, входящими в состав руды. В процессе нагрева происходит диффузия углерода в объем хромшпинелида с образованием газообразного СО, карбидов хрома и железа. Одновременно с этим зона контакта кокса с хромовой рудой обогащается тугоплавкими оксидами пустой породы (8ίΟ2, МдО, А12О3) преимущественно 8ίΟ2, которые создают, так называемый, шлакометаллический барьер между коксом и хромшпинелидами, при этом скорость процесса восстановления хрома резко снижается.
Низкая скорость процесса восстановления хрома из кремнеземистой хромовой руды в шихте с кремнеземсодержащим флюсом в ходе выплавки феррохрома в рудовосстановительных печах приводит к увеличению продолжительности процесса плавки и повышению удельного расхода электроэнергии на выплавку феррохрома, увеличению выхода шлака.
Известен способ выплавки феррохрома, при котором используют в качестве компонентов шихты хромовую руду фракции 10-80 мм, углеродистый восстановитель фракции более 5 мм и кремнеземсодержащий флюс в виде шлакометаллического отхода собственного производства. Шихту плавят в электропечи с получением феррохрома и шлака (Рысс М. А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 199-212).
Для данного способа характерно следующее:
высокое содержание оксида хрома в отвальном шлаке, так как при получении высокоуглеродистого феррохрома шихта, состоящая из хромовой руды, углеродистого восстановителя и флюса, обладает низкой скоростью взаимодействия хромитов с восстановителем из-за ошлаковывания хромитов кремнеземистым флюсом и кремнеземом пустой породы хромовой руды в процессе плавки в рудовосстановительных печах.
При использовании кремнеземистых хромовых руд на частицах хромшпинелидов в верхних горизонтах ванны печи образуется шлаковый изолирующий барьер. Кроме того, хромшпинелиды обладают высокой температурой плавления и низкой скоростью взаимодействия с кремнеземом, поэтому при нагреве хромовой руды с кремнеземистым флюсом затрудняется образование жидкой фазы, из которой может происходить восстановление хрома.
Низкая скорость процесса восстановления хрома из кремнеземистой хромовой руды, содержащей 30-33% хрома и 10-20% 8ίΟ2, в ходе выплавки феррохрома в рудовосстановительных печах приводит к повышению продолжительности плавки и увеличению удельного расхода электроэнергии для получения феррохрома. Этому способствует то обстоятельство, что в процессе выплавки высокоуглеродистого феррохрома частицы хромовой руды становятся непроницаемы для СО, который образуется в нижних горизонтах ванны печи.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ выплавки высокоуглеродистого ферросплава (патент РФ № 2115627, МПК С0Ю 37/00, С22В 1/00, С 22В 1/16, 1998).
Этот способ включает загрузку в электропечь кусков хромовой руды размерами 10-80 мм, углеродсодержащий восстановитель фракции более 5 мм, шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома и шлак низкоуглеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродистый восстановитель 10-15
Шлакометаллический отход 5-15
Шлак низкоуглеродистого феррохрома 1-10
Хромовая руда остальное
- 1 016426
Шихту загружают в электрическую рудовосстановительную печь, поддерживая в ванне печи слой высотой 1,5-2,5 м. В состав шихты входит хромовая руда, содержащая, мас.%: 31-33 - Сг20з; 15-17 - δί02; коксик с содержанием углерода 86%, флюс - шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома, содержащий мас.%: 50 - 8ί02; 20 - МдО; 10 - А1203; 20 - металлических включений высокоуглеродистого феррохрома, шлак низкоуглеродистого феррохрома, с содержанием, мас.%: 40-50 СаО; 25-30 δί02; 5-15 Сг2О3; 4-5 А12О3; 8-12 МдО; 1-3 РеО. Компоненты шихты подают в бункеры электропечи. Шихту периодически загружают на колошник печи, преимущественно после выпуска расплавов и оседания шихты на колошнике. В печи шихта за счет тепла электроэнергии расплавляется с образованием металла и шлака. Последние периодически выпускают из печи.
Для данного способа характерны: необходимость предварительного отсева мелких фракций и использование только крупных кусков компонентов шихты, что приводит к образованию на территории заводов больших скоплений указанных мелких фракций, к ухудшению экологической ситуации.
Кроме того, использование бедных хромовых руд, содержащих около 30% Сг2О3, приводит к увеличению выхода шлака, снижению удельной производительности печи.
Решаемой задачей является вовлечение в производственный процесс некондиционных по крупности материалов - хромовой руды с размерами кусков менее 10 мм и углеродсодержащего восстановителя фракции менее 5 мм.
Достигаемым техническим результатом является вовлечение в производственный процесс некондиционных по крупности материалов - хромовой руды и углеродсодержащего восстановителя, улучшение экологической ситуации.
Для достижения указанного результата фракцию хромовой руды с размерами кусков менее 10 мм (отсев руды) и фракцию углеродсодержащего восстановителя (фракцию менее 5 мм) смешивают в соотношении 1: (0,3-0,5) и далее подают в брикетный пресс. Брикеты получают при давлении 25-50 МПа. Используют отсев хромовой руды, содержащий, мас.%: 44,0-56,0 - Сг2О3; 4,0-12,0 - δί02 и углеродсодержащий восстановитель, содержащий 86% твердого углерода.
Полученные брикеты далее загружают в бункер, из которого эти брикеты поступают в электропечь. Туда же подают кварцит с таким расчетом, чтобы соотношение брикетов и кварцита составляло, мас. %: брикеты 93,7-96,2 кварцит 3,8-6,3, что в сумме равно 100%.
Смесь, составленную из брикетов и кварцита, плавят с получением феррохрома и шлака.
Совместное присутствие в брикетах хромовой руды и углеродистого восстановителя способствует более эффективному использованию последнего, так как процесс восстановления железа и хрома протекает внутри этих брикетов при многократно развитой поверхности реагирования фаз.
Пример 1.
Используют отсев хромовой руды с размерами частиц менее 10 мм, содержащий, мас.%: 44,0 Сг2О3; 4,0 - δί02. Эту руду смешивают с углеродистым восстановителем фракции 0-5 мм, в котором присутствует 86% твердого углерода. Смесь увлажняют и прессуют из нее брикеты при давлении 25-50 МПа. Компоненты смеси берут в соотношении 1:0,3. Брикеты загружают в электропечь совместно с кварцитом в количестве, мас.%:
брикеты 93,7 кварцит 6,3.
Смесь плавят с получением феррохрома и шлака.
Пример 2.
Используют хромовую руду (фракцию 0-10 мм), содержащую, мас.%: 56 - Сг2О3; 12,0 - δί02. Эту руду смешивают с углеродистым восстановителем фракции 0-5 мм, в котором находится 86% твердого углерода. Смесь увлажняют и прессуют из нее брикеты при давлении 25-50 МПа. Компоненты смеси берут в соотношении 1:0,5. Готовые брикеты загружают в электропечь совместно с кварцитом в количестве, мас.%:
брикеты 96,2 кварцит 3,8.
Смесь плавят с получением феррохрома и шлака.
Таким образом, использование предлагаемого способа улучшает технико-экономические показатели процесса выплавки и решает проблему улучшения экологической ситуации.

Claims (3)

1. Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома, включающий загрузку в электропечь компонентов шихты - хромовой руды, восстановителя и кварцсодержащего материала, плавление шихты, выпуск шлака и металла, отделение металла от шлака и разливку металла, отличающийся тем, что используют фракцию хромовой руды с размерами частиц менее 10 мм и углеродсодержащий восстановитель с размерами частиц менее 5 мм, которые смешивают в соотношении 1:(0,3-0,5) и далее из смеси го
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в печь подают компоненты шихты при следующем их соотношении, мас.%
Брикеты 93,7-96,2
Кварцит 3,8-6,3
- 2 016426 товят брикеты, а в качестве флюса применяют кварцит.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют руду, содержащую 44-56% Сг2О3 и 4-12% 81О2.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
EA201101615A 2010-10-27 2011-04-07 Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома EA201101615A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ20101327 2010-10-27
PCT/KZ2011/000006 WO2012057593A1 (ru) 2010-10-27 2011-04-07 Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA016426B1 true EA016426B1 (ru) 2012-04-30
EA201101615A1 EA201101615A1 (ru) 2012-04-30

Family

ID=45994124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201101615A EA201101615A1 (ru) 2010-10-27 2011-04-07 Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома

Country Status (5)

Country Link
CN (1) CN102686758B (ru)
EA (1) EA201101615A1 (ru)
FI (1) FI20126085A (ru)
UA (1) UA103121C2 (ru)
WO (1) WO2012057593A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA030670B1 (ru) * 2016-05-20 2018-09-28 Фазыл Каюмович ШАДИЕВ Способ получения брикетов для производства феррохрома

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115161469A (zh) * 2022-07-21 2022-10-11 山西太钢万邦炉料有限公司 一种高比例南非粉铬矿球团的生产方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1024692A (en) * 1962-01-24 1966-03-30 Techmet Ltd Production of ferro-chrome alloys
US4053307A (en) * 1976-01-16 1977-10-11 Showa Denko K. K. Process for manufacture of high-chromium iron alloy
RU2083693C1 (ru) * 1995-06-01 1997-07-10 Акционерное общество закрытого типа "Урал-ВИМ" Способ получения хромовых брикетов для производства феррохрома
RU2115627C1 (ru) * 1997-05-06 1998-07-20 Открытое акционерное общество Челябинский электрометаллургический комбинат Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома
RU2241057C1 (ru) * 2003-04-09 2004-11-27 ОАО "Серовский завод ферросплавов" Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома
RU2008150098A (ru) * 2008-12-17 2010-06-27 Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) (RU) Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215522A (en) * 1960-11-22 1965-11-02 Union Carbide Corp Silicon metal production

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1024692A (en) * 1962-01-24 1966-03-30 Techmet Ltd Production of ferro-chrome alloys
US4053307A (en) * 1976-01-16 1977-10-11 Showa Denko K. K. Process for manufacture of high-chromium iron alloy
RU2083693C1 (ru) * 1995-06-01 1997-07-10 Акционерное общество закрытого типа "Урал-ВИМ" Способ получения хромовых брикетов для производства феррохрома
RU2115627C1 (ru) * 1997-05-06 1998-07-20 Открытое акционерное общество Челябинский электрометаллургический комбинат Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома
RU2241057C1 (ru) * 2003-04-09 2004-11-27 ОАО "Серовский завод ферросплавов" Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома
RU2008150098A (ru) * 2008-12-17 2010-06-27 Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) (RU) Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA030670B1 (ru) * 2016-05-20 2018-09-28 Фазыл Каюмович ШАДИЕВ Способ получения брикетов для производства феррохрома

Also Published As

Publication number Publication date
FI20126085A (fi) 2012-10-18
WO2012057593A1 (ru) 2012-05-03
UA103121C2 (ru) 2013-09-10
EA201101615A1 (ru) 2012-04-30
CN102686758B (zh) 2014-07-09
CN102686758A (zh) 2012-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101561930B1 (ko) 용광로, 철강 제조장치 및 철강 제조방법
JP5094879B2 (ja) 電気アーク炉中でのクロム含有量の多いスラグの還元方法
CN102181610B (zh) 用于半钢炼钢的复合造渣剂及其使用方法
RU2005135628A (ru) Состав кондиционера для шлака, способ его получения и способ его применения при получении стали
CN101935740B (zh) Lf精炼炉用白渣精炼剂及其制备方法
CN100535155C (zh) 高强度灰铸铁的生产方法
WO2010041770A1 (ja) 含炭非焼成ペレットを用いる高炉操業方法
CN110453025A (zh) 一种高钙含钒钢渣冶炼富钒生铁的方法
CN102191348B (zh) 一种氧化球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置
EA016426B1 (ru) Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома
CN102181776B (zh) 一种还原球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置
RU2573847C1 (ru) Способ выплавки стали в электрических печах
CN106467936B (zh) 一种硅钙铁合金的制备方法
JPH0621316B2 (ja) フエロクロムの製造方法
CN105506219A (zh) 一种钢液炉外化学加热用无铝发热剂及制备方法
CN102373313A (zh) 电炉冶炼不锈钢造渣的方法
Madias A Review of the production of ferromanganese in blast furnace
Zaharia et al. Recycled and renewable materials as resources for electric arc furnace steelmaking
RU2515403C1 (ru) Способ производства стали в дуговой сталеплавильной печи
JP4415690B2 (ja) 焼結鉱の製造方法
CN115976297A (zh) 短流程冶炼高表面质量不锈钢快速成渣的方法
CA3221620A1 (en) Iron briquettes
CN117418104A (zh) 一种含钼钢钼合金化原料的制备方法及其应用
AU2009257044B2 (en) Process for producing a foamed slag on austenitic stainless melts in an electric arc furnace
CN102899452A (zh) 复合锰矿粉代替锰合金直接炼钢的应用