RO120854B1 - Process and installation for melt electrolysis, for obtaining iron alloys, as well as inert anodes for electrolysis of metal melts - Google Patents
Process and installation for melt electrolysis, for obtaining iron alloys, as well as inert anodes for electrolysis of metal melts Download PDFInfo
- Publication number
- RO120854B1 RO120854B1 ROA200400662A RO200400662A RO120854B1 RO 120854 B1 RO120854 B1 RO 120854B1 RO A200400662 A ROA200400662 A RO A200400662A RO 200400662 A RO200400662 A RO 200400662A RO 120854 B1 RO120854 B1 RO 120854B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- electrolyte
- indicative
- electrolysis
- refractory
- cao
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Invenția se referă la un procedeu și la o instalație de obținere a aliajelor pe bază de fier, prin electroliză în topituri, precum și la anozii inerți cu care este echipată cuva de electroliză a topiturilor.The invention relates to a process and an installation for obtaining iron-based alloys, by electrolysis in melts, as well as to the inert anodes with which the molten electrolysis tank is equipped.
Sunt cunoscute procedee de extragere directă a fierului din minereuri care constau în reducerea oxizilor de fier în stare solidă la o temperatură sub cea de sinterizare a minereurilor (950’ -1100’C) reducere care depinde de caracteristicile mediului reducător, de temperatură și de presiune. Produsul obținut, buretele de fier este folosit în oțelării ca materie primă la încărcarea cuptoarelor electrice, dar și la furnal ca palete prereduse.Methods of direct extraction of iron from ores consisting of reducing iron oxides in solid state at a temperature below that of sintering ores (950 '-1100'C) are known which depend on the characteristics of the reducing environment, temperature and pressure. . The product obtained, the iron sponge is used in steelworks as a raw material for charging electric ovens, but also in the furnace as pre-cast pallets.
Se cunoaște, de asemenea, procedeul Krupp, din care rezultă fier sub formă de lupe.Also known is the Krupp process, which results in iron in the form of magnifying glasses.
Aceste procedee nu reușesc să coboare conținutul de carbon al oțelurilor elaborate sub 0,02%.These processes fail to lower the carbon content of steels manufactured below 0.02%.
Sunt cunoscute instalații pentru obținerea aliajelor pe bază de fier care cuprind furnale, instalații de reducere pentru obținerea buretelui de fier sau a lupelor, convertizoare cu insuflare de oxigen sau cuptoare electrice cu arc.There are known installations for obtaining iron-based alloys that include blast furnaces, reduction installations for obtaining the iron sponge or the magnifying glass, oxygen blowing converters or electric arc furnaces.
Aceste instalații sunt însă complexe și poluante.However, these installations are complex and polluting.
Suntcunoscuți, de asemenea, anozi carbonici precopți care fac parte din echipamentul instalațiilor de electroliză în topituri pentru fabricarea aluminiului. Acești anozi trebuie să fie schimbați periodic, după ce s-au consumat în proporție de 2/3 sau 3/4 din mărimea inițială. Uneori, la acești anozi, datorită șocului termic, apar exfolieri la capetele inferioare sau fisuri caz în care se impune înlocuirea acestora.Also known are precooked carbon anodes that are part of the equipment of electrolysis installations in smelting for the manufacture of aluminum. These anodes should be changed periodically, after they have been consumed in the proportion of 2/3 or 3/4 of the original size. Sometimes, at these anodes, due to the heat shock, exfoliations appear at the lower ends or cracks in case they need to be replaced.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în obținerea unor aliaje feroase de calitate superioară, în special a oțelurilor cu conținut scăzut de carbon direct din elaborare, în condiții de poluare cât mai redusă și cu ajutorul unei instalații simple și sigure în exploatare.The technical problem solved by the invention consists in obtaining high quality ferrous alloys, in particular of low carbon steels directly from the elaboration, under the least pollution conditions and with the help of a simple and safe installation in operation.
Procedeul conform invenției rezolvă problema tehnică propusă prin aceea că prevede încălzirea treptată cu flacără de gaz metan a unei cuve de electroliză, pentru a se obține în final, o temperatură de minimum 1250’C, cuvă în care se introduce un oțel extramoale elaborat în cuptor electric cu arc trifazic, cu compoziția chimică în procente masice: C < 0,05%; Mn < 0,25%; Si < 0,20%; P < 0,020%; S < 0,025%; Al < 0,06%; iar suma S, P, Ni, Cr, Al să fie > 0,6%, oțel care reprezintă cantitatea de metal menținută permanent în cuva de electroliză pe toată durata exploatării ei, reprezentând catodul lichid cu înălțimea de la 30 la 200 mm, în cuvă fiind introdus, de asemenea, un electrolit care să umple cuva, astfel încât înălțimea de la suprafața catodului lichid la talpa anozilor, care reprezintă distanța interpolare, să fie cuprinsă între 40 și 400 mm, la care se mai adaugă înălțimea de introducere parțială a anozilor în electrolit de la 50 la 200 mm, după care cuva de electroliză este conectată la instalația electrică și are loc electroliza la o temperatură de 1500...1560°C, după electroliză aliajul obținut fiind extras din cuvă cu ajutorul unei oale vidate și descărcat într-o altă oală în care are loc elaborarea secundară a aliajului care este supus apoi rafinării și alierii pentru a obține marca de oțel dorită.The process according to the invention solves the proposed technical problem by providing for the gradual heating with flame of methane gas of an electrolysis tank, in order to finally obtain a temperature of at least 1250'C, a tank in which an extramural steel made in the oven is introduced. electric with three-phase arc, with chemical composition in mass percentages: C <0.05%; Mn <0.25%; If <0.20%; P <0.020%; S <0.025%; Al <0.06%; and the sum S, P, Ni, Cr, Al be> 0.6%, steel representing the amount of metal permanently maintained in the electrolysis tank throughout its operation, representing the liquid cathode with the height from 30 to 200 mm, in the electrolyte filling the tank is also introduced, so that the height from the surface of the liquid cathode to the anode sole, which represents the interpolar distance, is between 40 and 400 mm, to which is added the partial insertion height of electrolyte anodes from 50 to 200 mm, after which the electrolysis tank is connected to the electrical installation and the electrolysis takes place at a temperature of 1500 ... 1560 ° C, after the electrolysis the obtained alloy is extracted from the tank using a vacuum pot and unloaded into another pot where the secondary alloying takes place which is then subjected to refining and alloying to obtain the desired steel mark.
Instalația pentru realizarea procedeului conform invenției are în componență o cuvă de electroliză prevăzută cu o boltă formată din sectoare mobile și independente unul de altul, susținute de un inel metalic, iar în interiorul unui sector de boltă sunt dispuse inele de etanșare răcite prin circulație de apă.The installation for carrying out the process according to the invention comprises an electrolysis tank provided with a vault formed by mobile sectors and independent of each other, supported by a metal ring, and within a vault sector are sealed rings cooled by water circulation. .
Anozii inerți care intră în componența cuvei de electroliză a instalației conform invenției sunt constituiți dintr-un bloc carbonic precopt; bloc metalic compact sau din materiale ceramice rezistive încastrate într-un container metalic realizat din plăci refractare acoperite prin pulverizare cu un strat de protecție format din: MoSi2, WSi2 sau ZrBe13, Zr2Be17, NbBe12, Nb2Be17, Nb2Be19, TaBe12, Ta2Be17, ca și de tipul TiB2, ZrB2. Pentru etanșare se folosește masă carbonică ștampată.The inert anodes that form part of the electrolysis tank of the installation according to the invention are constituted by a precocious carbon block; compact metal block or of resistive ceramic materials embedded in a metal container made of spray-coated refractory plates with a protective layer consisting of: MoSi 2 , WSi 2 or ZrBe 13 , Zr 2 Be 17 , NbBe 12 , Nb 2 Be 17 , Nb 2 Be 19 , TaBe 12 , Ta 2 Be 17 , as of type TiB 2 , ZrB 2 . For sealing, use carbon stamped mass.
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Procedeul și instalația conform invenției prezintă următoarele avantaje:1The process and installation according to the invention have the following advantages: 1
- permite obținerea unor aliaje de calitate superioară, de exemplu a unor oțeluri cu conținut redus de carbon, într-un flux tehnologic simplificat;3- it allows to obtain high quality alloys, for example of low carbon steels, in a simplified technological flow; 3
- elimină necesitatea sectorului de furnale cu instalațiile aferente, a instalațiilor de reducere directă și a convertizoarelor cu insuflare de oxigen sau a cuptoarelor electrice cu arc;5- eliminates the need for the blast furnace sector with related installations, direct reduction installations and oxygen blowers or electric arc furnaces; 5
- asigură o bună protecție a mediului înconjurător prin prevenirea emisiilor poluante, îmbunătățind condițiile de muncă, în conformitate cu reglementările Ageției Europene de 7 Mediu și ale Biroului de Prevenire și Control Integral al Poluării.- ensures good protection of the environment by preventing polluting emissions, improving working conditions, in accordance with the regulations of the 7th European Age and the Office of Comprehensive Pollution Prevention and Control.
Invenția va fi prezentată în continuare în legătură și cu figura care reprezintă o sec- 9 țiune în plan vertical prin instalația de electroliză în topituri, conform invenției.The invention will be further presented in relation to the figure representing a vertical section through the melt electrolysis installation, according to the invention.
Procedeul conform invenției prevede introducerea într-o cuvă de electroliză a compo- 11 nenților electrolitului, precum și a minereurilor de fier și/sau a aglomeratului de fier în stare topită sau în stare solidă, dar în acest ultim caz are un consum mai mare de energie impli- 13 când, de asemenea, dificultățile inerente ale topirii.The process according to the invention provides for the introduction in an electrolysis tank of the components of the electrolyte, as well as of the iron ores and / or of the iron agglomerate in molten or solid state, but in the latter case it has a higher consumption of energy involves 13 when also the inherent difficulties of melting.
în cazul utilizării electrolitului topit, componenții dozați ai electrolitului sunt topiți în 15 cuptor electric cu arc trifazic, sau în cuptor rotativ încălzit cu combustibil, printr-un arzător montat frontal, în axa cuptorului. 17In the case of using molten electrolyte, the dosed components of the electrolyte are melted in 15 three-phase electric arc furnace, or in rotary fuel heated oven, through a front-mounted burner in the axis of the furnace. 17
Odată topit, electrolitul este deversat din cuptor într-o oală ce turnare, din care apoi este deșarjat în cuvele de electroliză. 19Once melted, the electrolyte is discharged from the furnace into a casting pot, from which it is then discharged into electrolysis tanks. 19
Minereurile de fier și/sau aglomeratul de fier parcurg același flux ca și al electrolitului cu precizarea că, pentru stocarea și omogenizarea termică și compozițională a minereurilor, 21 de fier și/sau a aglomeratului topit, conform invenției există un melanjor, încălzit cu combustibil, cu care cuvele de electroliză sunt aprovizionate în mod ritmic. 23 în continuare, aliajul lichid obținut în cuvele de electroliză, conform unui grafic riguros respectat, este extras cu ajutorul unei oale de extracție prin vidare. 25The iron ores and / or the agglomerate of iron travel the same flux as the electrolyte, specifying that for the storage and thermal and compositional homogenization of the ores, 21 of the iron and / or molten agglomerate, according to the invention there is a mixer, heated with fuel, with which electrolysis tanks are supplied rhythmically. 23 Next, the liquid alloy obtained in the electrolysis tanks, according to a rigorously respected graph, is extracted by means of a vacuum extraction pot. 25
Aliajul lichid este trecut într-o instalație pentru dezoxidare și aliere, apoi la o instalație de vidare, dacă este necesar, după care turnarea se poate face cu ajutorul unei instalații de 27 turnare continuă, sau în lingotiere sau în piese, după care fluxul tehnologic își urmează cursul normal. 29 în procesele metalurgice apar două faze lichide: baia metalică și zgura.The liquid alloy is passed to a plant for deoxidization and alloying, then to a vacuum plant, if necessary, after which the casting can be done with the aid of a 27 continuous casting plant, or in ingots or parts, after which the technological flow is following its normal course. 29 in the metallurgical processes two liquid phases appear: the metallic bath and the slag.
Aceste faze sunt nemiscibile din cauza diferenței mari de densitate. 31 în structura lor, zgurele metalurgice cuprind sisteme cu mai mulți constituenți.These phases are immiscible due to the large difference in density. 31 in their structure, the metallurgical slags comprise systems with several constituents.
în general, zgura este formată dintr-o topitură de oxizi proveniți din sterilul minereu- 33 rilor, din fondanți, din cenușa combustibililor, din procesele de oxidare sau de reducere etc.Generally, slag is formed by a melt of oxides from mineral tailings, fluxes, fuel ash, oxidation or reduction processes, etc.
Ca urmare, zgura are un rol tehnologic important, influențând desfășurarea tuturor 35 proceselor fizico-chimice din metalurgie.As a result, slag plays an important technological role, influencing the development of all 35 physico-chemical processes in metallurgy.
Analiza roentgenostructurală a topiturilor de carbonați, sulfați și nitrați, a dovedit pre- 37 zența acelorași cationi și anioni ca și în stare solidă.Roentgenostructural analysis of molten carbonates, sulphates and nitrates, proved the presence of the same cations and anions as in solid state.
Cercetările au arătat că toți constituenții zgurelor metalurgice (oxizi, silicați, aluminați, 39 fosfați etc.), au în stare solidă structuri ionice. Este normal să se considere că, prin topirea zgurelor, se păstrează caracterul lor ionic, tocmai datorită unor proprietăți ca: viscozitate con- 41 ductibilitate electrică, conductibilitatea termică, tensiune superficială, temperatura de topire, căldura de topire etc. 43Research has shown that all constituents of metallurgical slags (oxides, silicates, aluminaes, 39 phosphates, etc.) have solid ionic structures. It is normal to consider that, by melting the slags, their ionic character is preserved, precisely because of properties such as: viscosity, electrical conductivity, thermal conductivity, surface tension, melting temperature, melting heat, etc. 43
Dintre proprietățile zgurelor metalurgice lichide, un interes deosebit îl prezintă conductibilitatea electrică și capacitatea lor de a se electroliza, dovedind direct caracterul lor 45 electrolitic.Of the properties of liquid metallurgical slags, a special interest is the electrical conductivity and their ability to electrolyze, proving directly their 45 electrolytic character.
Faptul că zgurele topite sunt bune conducătoare de electricitate, a permis elaborarea 47 oțelului, a fluxurilor de sudură și a oricărui tip de zgură albă sau carbidică, în cuptor electric cu arc trifazic, precum și retopirea electrică sub zgură a oțelurilor și a aliajelor. 49The fact that molten slags are good conductors of electricity, allowed the development of 47 steel, welding flows and any type of white or carbide slag, in three-phase arc electric furnace, as well as the electric re-melting of steels and alloys. 49
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Numeroase date experimentale dovedesc că zgurele topite cu o conductibilitate electrică cuprinsă între 20 și 449 O'1m'1, adică de același ordin de mărime, ca și conductibilitatea electrică a sărurilor topite și în general al electroliților tipici.Numerous experimental data show that molten slags with an electrical conductivity of between 20 and 449 O ' 1 m' 1 , ie of the same order of magnitude, as the electrical conductivity of the molten salts and in general of the typical electrolytes.
Asemănarea zgurelor metalurgice topite cu sărurile topite, mai constă și în creșterea însemnată a conductibilității electrice a zgurelor cu creșterea temperaturii.The resemblance of the metallurgical slags melted with the molten salts, also consists in the significant increase of the electrical conductivity of the slags with the increase of the temperature.
Zgurele metalurgice topite prezintă, o conductibilitate ionică, iar unele zguri au o conductibilitate electronică, astfel încât se comportă ca niște semiconductor!.The molten metallurgical slags have an ionic conductivity, and some slags have an electronic conductivity, so they behave like semiconductors!
Cercetări și mai recente au arătat că în zguri cu conținut înalt de oxizi de fier, valoarea ridicată a conductibilității electrice se datorează suprapunerii peste conductibilitatea ionică a unei conductibilități electronice importante, datorată tocmai prezenței oxizilordefier. într-adevăr, cercetările au dovedit că topiturile de oxizi de fier FeO-Fe2O3, au o conductibilitate electrică mult mai mare, decât a altor zguri metalurgice, atingând 20.000 Q'1m'1, la temperatura de 1400°C.Even more recent research has shown that in slags with a high content of iron oxides, the high value of the electrical conductivity is due to the superposition over the ionic conductivity of an important electronic conductivity, due precisely to the presence of oxysilordefier. Indeed, research has shown that FeO-Fe 2 O 3 iron oxide melts have a much higher electrical conductivity than other metallurgical slags, reaching 20,000 Q ' 1 m' 1 , at 1400 ° C.
în zgurele metalurgice lichide sunt prezenți cationii simpli ai unor metale (Fe2+; Mn2+; Ca2+; Mg2+ etc), anioni simpli (O2'; S2 ), și anioni complecși (SiO4’; SixOy2'; AIO2etc).In the liquid metallurgical slags are present the simple cations of some metals (Fe 2+ ; Mn 2+ ; Ca 2+ ; Mg 2+ etc), simple anions (O 2 '; S 2 ), and complex anions (SiO 4 '; SixOy 2 '; AIO2etc).
Minereurile de fier care reprezintă materia primă de bază a acestui procedeu și a cărei compoziție chimică obligatorie este în procente masice; Fe > 60%; AI2O3 < 2%; CaO î 1%; MgO i 0,7%; SiO2 <; 8%; Mn i 0,5%; P < 0,04%; S <, 0,05%; As < 0,02%, produc prin topire o zgură metalurgică cu un conținut înalt de oxizi de fier și cu proprietățile enumerate anterior.Iron ores which are the basic raw material of this process and whose chemical composition is compulsory is in mass percentages; Fe>60%; AI 2 O 3 <2%; CaO 1%; MgO and 0.7%; SiO 2 <;8%; Mn and 0.5%; P <0.04%; S <0.05%; As <0.02%, they produce by melting a metallurgical slag with a high content of iron oxides and with the properties listed above.
în diagrama de echilibru a sistemului fier - oxigen, diferitele domenii în care este împărțit întregul câmp al diagramei corespund soluțiilor de oxigen în fier, în toate stările alotropice ale fierului, α, γ, δ, trasându-se domeniile fazelor pornind de la oxidul superior, oxidul feric Fe2O3 la oxidul fero-feric Fe3O4 către oxidul inferior oxidul feros FeO, determinându-se punctele caracteristice ale diagramei. într-o cuvă de electroliză, minereurile de fier topite și/sau aglomeratul de fier topit interacționează cu electrolitul în spațiul interpolarși disociază în ioni de fier, mangan etc. care se îndreaptă sub acțiunea câmpului electric spre catodul lichid și ionii negativi de oxigen etc. care se degajă la anod.In the balance diagram of the iron-oxygen system, the different domains in which the whole field of the diagram is divided correspond to the solutions of oxygen in iron, in all the allotropic states of iron, α, γ, δ, tracing the phase domains starting from the upper oxide. , the ferric oxide Fe 2 O 3 to the ferrous ferric oxide Fe 3 O 4 towards the lower oxide the ferrous oxide FeO, determining the characteristic points of the diagram. In an electrolysis tank, the molten iron ore and / or the molten iron agglomerate interact with the electrolyte in the interpolar space and dissociate into iron, manganese ions. which are directed under the action of the electric field towards the liquid cathode and the negative oxygen ions, etc. which is released at the anode.
Determinarea temperaturii de topire a Fe2O3 este dificilă, deoarece acest oxid are tensiunea de disociere mare la temperaturi înalte și se descompune, formând o topitură cu o compoziție intermediară între Fe2O3 și Fe3O4 astfel că la temperaturi mai mari de 1455°C faza Fe2O3 dispare ca fază independentă.Determining the melting temperature of Fe 2 O 3 is difficult because this oxide has high dissociation voltage at high temperatures and decomposes, forming a melt with an intermediate composition between Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 so that at higher temperatures 1455 ° C Fe 2 O 3 phase disappears as an independent phase.
S-a constatat că stabilitatea oxizilor descrește de la FeO spre Fe2O3, Fe2O3 având tensiunea de disociere maximă, iar FeO tensiunea de disociere minimă.It was found that the stability of the oxides decreases from FeO to Fe 2 O 3 , Fe 2 O 3 having the maximum dissociation voltage, and FeO the minimum dissociation voltage.
Pornind de la oxidul feric pur în mod schematic procesul de reducere în cuva de electroliză poate fi scris astfel: 7? Fe2O3 = Fe + % O2 și, ca urmare, cationul de fier se duce la catod, iar anionul de oxigen la anod.Starting from pure ferric oxide schematically the process of reduction in the electrolysis tank can be written as follows: 7? Fe 2 O 3 = Fe +% O 2 and, as a result, the iron cation goes to the cathode and the oxygen anion to the anode.
Pentru desfășurarea procesului de electroliză, în condiții optime în cuvă sunt introduse minereurile de fier topite și/sau aglomeratul topit astfel că energia necesară, pentru încălzirea lor până la topire, este consumată în cuptorul electric cu arc.In order to carry out the electrolysis process, in the optimum conditions, the molten iron ores and / or the molten agglomerate are introduced in the basin so that the necessary energy, for heating them up to the melting point, is consumed in the electric arc furnace.
Conform invenției, în tabelul 1 sunt prezentate compozițiile chimice obligatorii ale minereurilor de fier, fluorinei, cuarțitei, bauxitei, magnezitei, calcarului, arsurii defier rezultată de la laminarea, forjarea, sau flamarea lingourilor de oțel, ca și a zgurei sudate rezultată de pe vetrele cuptoarelor de încălzire de la laminoare, după aplicarea procesului de înnobilare a lor, a concentratelor de fier cu granulație fină de la îmbogățirea minereurilor de fier, a varului ars și a aglomeratului de fier, care determină desfășurarea procesului tehnologic la parametrii optimi, atât din punct de vedere al consumurilor specifice de materiale, cât și al consumului de energie.According to the invention, in table 1 are presented the obligatory chemical compositions of iron ores, fluorine, quartzite, bauxite, magnesite, limestone, burning deflection resulting from the lamination, forging, or flaming of steel ingots, as well as welded slag from glass. the heating ovens from the mills, after applying their process of ennobling, of the fine-grained iron concentrates from the enrichment of the iron ores, of the burned lime and of the agglomerate of iron, which determines the technological process to the optimal parameters, both from the point in view of the specific consumption of materials, as well as of the energy consumption.
co in b-co in b-
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Fluxul tehnologic conform invenției, prezentat în figură, cuprinde niște depozite de materii prime pentru minereurile de fier brute fluorină, cuarțită, bauxită, magnezită, calcar, arsură de fier, zgură sudată, concentrate de fier cu granulație fină de la îmbogățirea minereurilor.The technological flow according to the invention, shown in the figure, comprises some deposits of raw materials for fluorine, quartz, bauxite, magnesite, limestone, iron burn, welded slag, fine-grained iron concentrates since the enrichment of the ores.
Depozitele au rolul de stocare a acestor materii prime, asigurând funcționarea cuvelor de electroliză pe o perioadă de 30 de zile.Deposits have the role of storing these raw materials, ensuring the functioning of electrolysis tanks for a period of 30 days.
Materiile prime sunt transportate cu mijloace de transport, precum: vagoane de cale ferată, mineraliere pe cale maritimă sau fluvială și aduse într-o stație de descărcare, după care sunt dirijate spre spațiile de depozitare.The raw materials are transported by means of transport, such as: railway wagons, minerals by sea or river and brought to a unloading station, after which they are directed to the storage areas.
în general, transportul de la stația de descărcare la depozite și la buncărele de lucru se realizează cu benzi transportoare.Generally, transport from the unloading station to warehouses and work bunkers is carried out with conveyor belts.
Procesul tehnologic pentru electroliza în topituri în cuva de electroliză cuprinde etapele descrise în continuare.The technological process for electrolysis in melts in the electrolysis tank comprises the steps described below.
Pregătirea cuvei pentru o nouă electrolizăPreparation of the tank for a new electrolysis
După încheierea lucrărilor de căptușire cu material refractar ceramic și material refractar metalic, se execută controlul și recepția lor.After finishing the lining works with ceramic refractory material and metal refractory material, their control and reception are executed.
Se face apoi curățirea cuvei în interiorul ei și se trece la încălzirea treptată cu flacără de gaz metan, pentru a se obține în final o temperatură de minimum 1250 C.Then the tank is cleaned inside and it is gradually heated with methane gas flame, in order to obtain a minimum temperature of 1250 C.
Sistemul de încălzire este similar cu cel practicat la încălzirea oalelor de turnare, în care urmează să se facă deșarjarea oțelului elaborat în cuptorul electric cu arc.The heating system is similar to the one practiced when heating the casting pots, in which the steel developed in the electric arc furnace is to be unloaded.
Elaborarea oțeluluiElaboration of steel
Oțelul care se elaborează în cuptorul electric cu arc este un oțel extramoale, cu compoziția chimică în procente masice: C < 0,05%; Mn < 0,25%; Si < 0,20%; S < 0,025%; Al < 0,06%. Suma S, P, Ni, Cr, Al trebuie să fie < 0,6%.The steel that is made in the electric arc furnace is an extramural steel, with the chemical composition in mass percentages: C <0.05%; Mn <0.25%; If <0.20%; S <0.025%; At <0.06%. The sum of S, P, Ni, Cr, Al must be <0.6%.
Oțelul elaborat reprezintă cantitatea de metal menținută permanent în cuva de electroliză, pe toată durata exploatării reprezentând catodul lichid cu o înălțime de la 30 mm la 200 mm.The elaborated steel represents the amount of metal permanently maintained in the electrolysis tank, during the entire operation representing the liquid cathode with a height from 30 mm to 200 mm.
Elaborarea oțelului extramoale se face prin procedee în sine cunoscute.The production of extramural steel is done by known processes.
Pregătirea și elaborarea electrolituluiElectrolyte preparation and elaboration
Se alege tipul de electrolit și se face calculul de șarjă, pentru determinarea cantităților de materii prime. Cantitatea necesară de electrolit lichid, reprezintă cantitatea ce umple cuva, astfel ca înălțimea de la suprafața catodului lichid la talpa anozilor, care reprezintă distanța interpolară, să fie cuprinsă între 40 și 400 mm, la care se mai adaugă înălțimea de introducere parțială a anozilor în electrolit de la 50 la 200 mm.The type of electrolyte is chosen and the batch calculation is made to determine the quantities of raw materials. The required amount of liquid electrolyte, represents the quantity that fills the tank, so that the height from the surface of the liquid cathode to the soles of the anodes, which represents the interpolar distance, should be between 40 and 400 mm, to which is added the height of partial insertion of the anodes in electrolyte from 50 to 200 mm.
Alcătuirea stivelor de minereu, cât și sortarea și omogenizarea lor din punct de vedere compozițional au loc într-o stație de sortare de unde minereul se depozitează într-un buncăr de lucru. Celelalte materiale: fluorină, bauxită, magnezită, varul ars; aglomeratul cu baza fier, arsura de fier și zgură sudată înnobilate și concentratele de fier sunt aduse de asemenea în niște buncăre de lucru.The formation of ore stacks, as well as their sorting and homogenization from a compositional point of view, take place in a sorting station from where the ore is stored in a working bunker. Other materials: fluorine, bauxite, magnesite, burnt lime; the iron-based agglomerate, the welded iron burner and welded slag and the iron concentrates are also brought into work bunkers.
Materiile prime din buncărele de lucru sunt supuse operațiilor de pregătire care constau în: sortarea pe grătare, concasare, ardere, răcire, măcinare, separare magnetică și sortare după dimensiuni în ciururi vibratoare.The raw materials in the work bunkers are subjected to the preparation operations consisting of: sorting on grating, crushing, burning, cooling, grinding, magnetic separation and sorting by size in vibrating screens.
Minereurile de fier sortate și omogenizate, cuarțită, bauxită, magnezită, cu excepția fluorinei, sunt trecute din buncărele de lucru peste niște grătare mobile cu ochiuri de o 80 mm. De pe aceste grătare fracțiunile + 80 mm, ca și fluorină din buncărul de lucru, trec în niște concasoare cu fălci.Sorted and homogenized iron ores, quartz, bauxite, magnesite, with the exception of fluorine, are passed from working bunkers over mobile grills with 80 mm mesh. From these grates, the fractions + 80 mm, like fluorine in the working bunker, pass into jaw crushers.
Fracțiunile- 80 mm de pe grătarele mobile, trec pe niște ciururi vibratoare, ca și fracțiunile - 40 mm, care rezultă de la concasoarele cu fălci.Fractions - 80 mm from the mobile grills, pass through vibrating screens, as do the fractions - 40 mm, which results from the jaw crushers.
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Fracțiunile + 40 mmsunt recirculate la concasoarele cu fălci. 1The fractions + 40 mm are recycled to the jaw crushers. 1
Fracțiunile - 40 mm de la ciururile vibratoare, trec în niște concasoare conice și apoi pe niște ciururi vibratoare, care au ochiuri de 0 10 mm. 3Fractions - 40 mm from vibrating screens, pass into conical crushers and then onto vibrating screens, which have 0 10 mm mesh. 3
Fracțiunile + 10 mm sunt trecute în niște buncăre de așteptare, iar fracțiunile -10 mm sunt dirijate la instalație de aglomerare și de peletizare, în funcție de granulațiile lor, pro- 5 bleme cunoscute în practica industrială. Din depozit calcarul cu granulație cuprinsă între 0 60 și 80 mm este adus la o fabrică de var pe benzi transportatoare, unde cu ajutorul unui skip 7 este încărcat în partea superioară a unui cuptor de ardere.The fractions + 10 mm are passed in waiting bunkers, and the fractions -10 mm are directed to the agglomeration and pelletizing plant, according to their granulations, 5 problems known in industrial practice. From the warehouse the granulation limestone between 0 60 and 80 mm is brought to a lime factory on conveyor belts, where with the help of a skip 7 it is loaded at the top of a combustion furnace.
Cuptorul este încălzit cu gaz metan, atingându-se o temperatură de 1250’C în zona 9 arzătoarelor, astfel că la coborârea sa, calcarul este disociat, obținându-se varul ars, procedeu cunoscut. 11The furnace is heated with methane gas, reaching a temperature of 1250'C in the zone 9 of the burners, so that on its descent, the limestone is dissociated, obtaining the burnt lime, known process. 11
Varul ars este răcit și este adus cu chibla în buncărul de lucru.The burned lime is cooled and is brought with the chitter to the working bunker.
Din buncărul de lucru varul ars este trecut printr-un concasor cu fălci și de aici cade 13 pe un ciur vibrator, din care fracțiunea + 40 mm este recirculată la concasorul cu fălci, iar fracțiunea - 40 mm este divizată în părți egale. 15From the working bunker the burned lime is passed through a jaw crusher and from here 13 falls on a vibrating sieve, from which the fraction + 40 mm is recirculated to the jaw crusher, and the fraction - 40 mm is divided into equal parts. 15
Prima parte este dirijată la buncărul de așteptare, iar partea a doua a varului ars este trecută la o moară cu ciocane și apoi pe ciurul vibrator, de unde fracțiunea + 3 mm este recir- 17 culată la moara cu ciocane, iar fracțiunea - 3 mm este dirijată la instalația de aglomerare, unde o parte intră în încărcătura de aglomerare, iar o parte este utilizată sub formă de lapte 19 de var ca liant pentru aglomerare în cel de-al doilea amestecător - tambur.The first part is directed to the waiting hopper, and the second part of the burned lime is passed to a hammer mill and then to the vibrating sieve, where the fraction + 3 mm is recirculated to the hammer mill, and the fraction - 3 mm it is directed to the agglomeration plant, where a part enters the agglomeration load, and a part is used in the form of 19 lime milk as a binder for agglomeration in the second mixer - drum.
Arsura de fier și zgura sudată urmează o procesare într-o instalație de înnobilare, 21 constând în arderea lor într-un cuptor rotativ la temperatura de 700°C, după care ele trec întrun răcitor tubular și apoi într-o moară cu ciocane, de unde cade pe un ciur vibrator. 23The iron burn and the welded slag are processed in an ennobling plant, 21 consisting of their burning in a rotary oven at 700 ° C, after which they pass through a tubular cooler and then into a hammer mill, by where it falls on a vibrating sieve. 2. 3
Fracțiunea + 1 mm este recirculată în moara cu ciocane, iar fracțiunea -1 mm este trecută printr-un separator magnetic, care lucrează uscat și de unde grăunții magnetici sunt 25 trimiși la buncărul de lucru și de aici sunt dirijați la instalația de aglomerare.The fraction + 1 mm is recirculated in the hammer mill, and the fraction -1 mm is passed through a magnetic separator, which works dry and from where the magnetic grains are sent to the working hopper and from here they are directed to the agglomeration plant.
Sterilul (grăunții nemagnetici), este dirijat la haldă. 27The tailings (non-magnetic grains) are directed to the landfill. 27
Din buncărele de așteptare,materialele trec în niște dozatoare automate cu sistem gravimetric cu bandă cântar, după care materialele dozate în cantitățile respective, corespun- 29 zând compoziției în procente masice a încărcăturii pentru electrolit, trec într-un cărucior dozator, după care materialele dozate sunt deversate într-o chiblă. 31From the waiting bunkers, the materials pass into automatic dispensers with gravimetric system with weighing tape, after which the materials dosed in the respective quantities, corresponding to the composition in mass percent of the charge for the electrolyte, pass into a dosing trolley, after which the dosed materials they are discharged into a hump. 31
Chibla este așezată pe platforma unui cărucior.The chibla is placed on the platform of a stroller.
Căruciorul platformă este dirijat într-un cuptor tunel încălzit la o temperatură de 300°C33 cu arzătoare montate în bolta cuptorului, pentru eliminarea umidității din încărcătură, astfel că materialele au la ieșirea din cuptorul tunel urme de umiditate în procente masice.35The platform trolley is driven in a tunnel furnace heated to a temperature of 300 ° C33 with burners mounted in the furnace vault, in order to remove moisture from the load, so that the materials have at the exit of the tunnel furnace traces of moisture in mass percentages.35
După ieșirea din cuptorul tunel, chibla este ridicată de cârligul macaralei și este dirijată către cuptorul electric cu arc trifazic.37 întrucât încărcarea cuptorului electric se face în partea superioară, el este construit cu boltă pivotantă, ce permite ridicarea și rotirea ei și a suporturilor de electrozi.39 în acest moment, zgura de pe suprafața oțelului lichid este îndepărtată în totalitate cu ajutorul driglei, (operație cunoscută), după care bolta cuptorului electric este ridicată și 41 rotită.After exiting the tunnel kiln, the chivel is lifted by the crane hook and is directed to the three-phase electric arc furnace.37 As the charging of the electric furnace is done at the top, it is constructed with a pivoting vault, which allows it to be lifted and rotated and of the mounting brackets. electrodes.39 At this time, the slag on the surface of the liquid steel is completely removed with the help of the drigle (known operation), after which the vault of the electric furnace is lifted and 41 rotated.
Chibla ajunsă deasupra cuptorului electric cu încărcătura este deversată în porții, cu 43 ajutorul axului central, care coboară peste baia de oțel; de fiecare dată bolta revine la locul ei și cuptorul electric este conectat la rețeaua electrică, după fiecare nouă încărcătură, până 45 la topirea ei în totalitate.The chibla reached above the electric oven with the load is discharged in portions, with the help of the 43 central axis, which descends over the steel bath; each time the vault returns to its place and the electric furnace is connected to the electrical grid, after each new charge, up to 45 at its total melting.
După ce temperatura oțelului a atins 1530° ± 30°C se trece la deșarjarea oțelului 47 extramoale și a electrolitului într-o oală de turnare încălzită în prealabil la temperatura de minimum 1250°C și dirijată către cuva de electroliză, unde are loc deversarea și conectarea 49 cuvei la rețeaua electrică transformator-redresor.After the steel temperature has reached 1530 ° ± 30 ° C, the extruded steel 47 and the electrolyte are discharged into a pre-heated casting pot at a minimum temperature of 1250 ° C and directed to the electrolysis tank, where the discharge and connecting the 49 vats to the transformer-rectifier electrical network.
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Pregătirea și topirea minereurilor de fier și/sau a aglomeratului de fierPreparation and smelting of iron ores and / or iron agglomerate
Concomitent cu pregătirea și elaborarea oțelului extramoale și a electrolitului se execută și pregătirea și topirea minereurilor de fier și/sau a aglomeratului de fier.Simultaneously with the preparation and elaboration of the extramural steel and the electrolyte, the preparation and smelting of iron ores and / or the agglomerate of iron is also performed.
Aceleași operații de pregătire decurg și pentru minereurile de fier și/sau pentru aglomeratul de fier, cu precizarea că, după ce chibla cu minereurile de fier și/sau aglomeratul de fier iese din cuptorul tunel, chibla este dirijată către alt cuptor electric arc trifazic, unde este deversată, prin așezarea chiblei pe bordura superioară a cuptorului electric, după ce bolta privotantă a fost ridicată și rotită.The same preparatory operations also occur for iron ores and / or iron agglomerate, specifying that, after chipping with the iron ores and / or the iron agglomerate exits the tunnel furnace, the chib is directed to another three-phase arc furnace, where it is discharged, by placing the cable on the upper edge of the electric oven, after the protective vault has been raised and rotated.
După așezarea chiblei, axul central al ei coboară, permițând golirea încărcăturii în cuptorul electric. După ce chibla este ridicată de cârligul macaralei, bolta cu suporturi de electrozi este rotită și așezată pe cuptor.After placing the target, its central axis descends, allowing the charge to be emptied into the electric oven. After the chisel is lifted by the crane hook, the vault with electrode supports is rotated and placed on the oven.
Se începe topirea prin coborârea electrozilor, conectându-se cuptorul la rețeaua electrică cu ajutorul întrerupătorului de tensiune înaltă.The melting begins by lowering the electrodes, connecting the furnace to the mains with the help of the high voltage switch.
După ce topitură are temperatura de 1530’ ± 30’ se trece la deversarea ei într-o oală de turnare, încălzită în prealabil la temperatura de minim 1250’C.After the melt has a temperature of 1530 '± 30', it is poured into a pouring pot, previously heated to a minimum temperature of 1250 ° C.
Oala de turnare este susținută de cârligul principal al macaralei, iar pentru bascularea ei se folosește al doilea cârlig al macaralei.The casting pot is supported by the main hook of the crane, and for its tilting the second hook of the crane is used.
Prin urmare, oala de turnare încărcată cu topitură de minereu de fier și/sau glomerat de fier, este dirijată, către melanjor, unde are loc deversarea topiturii prin gura melanjorului.Therefore, the casting pot loaded with iron ore melt and / or iron glomerate, is directed to the mixer, where the melt is poured through the mixer mouth.
Melanjorul este basculant, de formă cilindrică și este căptușit cu material refractar.The mixer is tilting, cylindrical in shape and is lined with refractory material.
Rolul lui este de stocare, omogenizare și asigurarea temperaturii în limite câît mai strânse a topiturii.Its role is to store, homogenize and ensure the temperature within the melt as tight as possible.
Prin deschiderea și bascularea a melanjorului, se face evacuarea topiturii într-o oală de turnare și dirijată către cuva de electroliză, pentru începerea procesului de electroliză.By opening and tilting the mixer, the melt is evacuated in a casting pot and directed to the electrolysis tank, to begin the electrolysis process.
Alimentarea cuvei cu topitură de minereu de fier se face în ritm constant, conform unui grafic stabilit experimental.The iron ore melting tank is fed at a constant rate, according to an experimentally established graph.
Parametrii de funcționare a cuvei de electrolizăThe operating parameters of the electrolysis tank
Parametrii principali ce trebuie urmăriți pentru controlul, corectarea și supravegherea procesului de electroliză, pentru a se atinge un mers optim, adică o funcționare stabilă din punct de vedere termic și al compoziției băii, la un randament cât mai înalt posibil, ceea ce corespunde și la un consum energetic optim sunt:The main parameters to be followed for the control, correction and supervision of the electrolysis process, in order to achieve an optimum gait, that is to say a thermally stable operation and of the bath composition, at the highest possible performance, which corresponds to the optimal energy consumption are:
- intensitatea electrică;- electric intensity;
- tensiunea electrică;- the electrical voltage;
- înălțimea aliajului înainte de extracție;- the height of the alloy before extraction;
- compoziția chimică a electrolitului;- the chemical composition of the electrolyte,
- concentrația minereurilor de fier și/sau a aglomeratului în baie ;- concentration of iron ore and / or agglomerate in the bath;
- temperatura băii de electroliză.- the temperature of the electrolysis bath.
Pentru aprecierea corectă a producției de aliaj obținută, se utilizează corelația acesteia cu înălțimea de metal remanent în cuvă.For the correct appreciation of the obtained alloy production, its correlation with the height of metal remaining in the tank is used.
Extracția aliajului topitExtraction of molten alloy
Extracția aliajului lichid se face după un grafic stabilit pe bază de experimentări în funcție de capacitatea cuvei de electroliză.The extraction of the liquid alloy is done according to a graph established on the basis of experiments depending on the capacity of the electrolysis tank.
Extracția din cuvă a aliajului topit se face cu ajutorul unei oale de extracție construită dintr-o carcasă metalică și are un capac cu închidere etanșă.The extraction of the molten alloy from the tank is made using an extraction pot constructed from a metal housing and has a sealed lid.
Este căptușită cu material refractar, rezistent la acțiunea și temperatura oțelului lichid. De asemenea, prezintă un racord la sistemul de vidare legat la componente ale instalației de vidare, și un tub plonjor de aspirație executat din oxid de zirconiu.It is lined with refractory material, resistant to the action and temperature of liquid steel. It also has a connection to the vacuum system connected to components of the vacuum system, and a suction tube made of zirconium oxide.
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Oala vidată este dirijată către cuva de electroliză, unde are loc introducerea tubului1 plonjor de aspirație și admisia aliajului topit în incinta vidată a oalei.The drained pot is directed to the electrolysis tank, where the suction tube 1 is inserted and the molten alloy is admitted into the drained chamber of the pot.
După extracția aliajului, oala vidată este descărcată în oala instalației LF, care este3 dirijată către o instalație LF, unde are loc etapa de elaborare secundară, așa-numita metalurgie în oală, unde aliajul este supus procesului de rafinare și aliere , pentru o anumită marcă 5 de oțelAfter extraction of the alloy, the empty pot is unloaded into the pot of the LF plant, which is 3 directed to a LF plant, where the secondary elaboration stage takes place, the so-called metallurgy in the pot, where the alloy is subjected to the process of refining and alloying, for a certain brand. 5 steel
Tratarea și prelucrarea oțelului7 în continuare, conform fluxului tehnologic, oțelul lichid poate fi tratat sub vid prin recirculare într-o incintă în prealabil vidată, sau să fie netratat, după care urmează turnarea oțe-9 lului direct în piese, sau turnarea oțelului sub formă de lingouri, sau de semifabricate sub formă de blumuri turnate, continuu, sau retopirea electrică a blumurilor, sau forjarea lingou- 11 rilor REZ sub formă de semifabricate, sau deformate plastic la cald, respectiv la rece a acestora în produse finite (produse plate, lungi sau tubulare), în funcție de compoziția chimică a 13 oțelului și de forma produsului ce urmează a fi realizat.Treatment and processing of steel 7 further, according to the technological flow, the liquid steel can be treated under vacuum by recirculation in a pre-emptied enclosure, or be left untreated, followed by the casting of the 9-steel directly into the parts, or the casting of the steel in the form of ingots, or semi-finished products in the form of molds, continuous, or the electric repainting of the blums, or forging of the REZ ingots in the form of semi-finished, or cold-deformed plastics, respectively cold, in finished products (flat products, depending on the chemical composition of the 13 steel and the shape of the product to be made.
Operațiile de aglomerare și de peletizare a fracțiilor-10 mm a minereurilor de fier, 15 concentratelor de fier, arsuri de fier, zgurei sudate, a celorlalte materiale și a returului de la aglomerare, sunt cunoscute având loc pe bandă continuă cu aspirația aerului. 17The agglomeration and pelletizing operations of the 10-mm fractions of iron ores, 15 iron concentrates, iron burns, welded slag, other materials and the return from the agglomeration are known to take place on a continuous band with the air aspiration. 17
Instalația de aglomerare cuprinde 2 subsecții, din care o subsecție de pregătire, care include niște buncăre de lucru și o stație de pregătirea materiilor prime și dozarea încărcă- 19 turii, și o subsecție de aglomerare, care include o mașină de aglomerare. Buncărele de lucru stochează fracțiunile -10 mm din: 21The agglomeration plant comprises 2 subsections, of which a preparation subsection, which includes work bunkers and a raw material preparation and loading station, and an agglomeration subsection, which includes an agglomeration machine. Working bunkers store fractions -10 mm from: 21
- minereuri de fier;- iron ore;
- fluorină;23- fluorine; 23
- cuarțită ;- quartzite;
- bauxită;25- bauxite; 25
- magnezită;- magnesite;
- concentratele de fier cu granulatie fină, de la îmbogățirea minereurilor de fier;27- fine-grained iron concentrates, from the enrichment of iron ores; 27
- returul pentru încărcătură de la aglomerare, dirijat la buncărul de lucru.- return for loading from the agglomeration, directed to the work hopper.
De asemenea, mai sunt stocate:29Also stored are: 29
- arsura de fier, fracțiunea -1 mm;- iron burn, -1 mm fraction;
- zgura sudată, fracțiunea -1 mm;31- welded slag, fraction -1 mm, 31
- varul ars, fracțiunea - 3 mm;- burnt lime, fraction - 3 mm;
- cocsul mărunt, granulația < 3 mm;33- small coke, grain size <3 mm, 33
- antracitul mărunt, granulația < 3 mm;- small anthracite, granulation <3 mm;
- returul pentru pat de la aglomerare, fracțiunile 10-25 mm, dirijat la buncărul de 35 lucru.- return for the bed from the agglomeration, fractions 10-25 mm, directed to the bunker of 35 work.
Materiile prime pentru aglomerare, sunt aduse în buncărele de lucru cu ajutorul trans-37 portoarelor cu bandă cu cărucioare de descărcare.The raw materials for agglomeration are brought into the work bunkers by means of trans-37 conveyors with unloading trolleys.
Din buncărele de lucru, materialele trec în dozatoarele automate cu sistem gravime- 39 trie cu bandă cântar, în cantitățile stabilite cuprinse în rețeta de fabricație și apoi sunt preluate de căruciorul dozator. 41From the work bunkers, the materials pass into the automatic gravity dosing system - 39 with a weighing tape, in the established quantities contained in the manufacturing recipe and then taken over by the metering trolley. 41
Din căruciorul dozator, încărcătura este deversată pe un transportor cu bandă, care o duce la instalația de amestec, compusă din două amestecătoare tambur. 43 în primul amestecător - tambur cu melc se face numai o umezire parțială cu 5% apă față de masa încărcăturii, iar restul de apă între 5 și 18% se realizează în cel de-al doilea 45 amestecător - tambur.From the metering trolley, the load is discharged onto a conveyor belt, which takes it to the mixing plant, composed of two drum mixers. 43 in the first mixer - snail drum, only a partial wetting with 5% water is made with respect to the weight of the load, and the remaining water between 5 and 18% is made in the second 45 mixer - drum.
în aceste condiții, permeabilitatea la gaze a încărcăturii exprimată în unități de volum 47 de aer, care trece printr-o unitate de suprafață a încărcăturii în timp de o secundă trebuie să aibă valori între 0,5 și 1,0 m3/m2s, ceea ce corespunde unei viteze a aerului de 0,5-1,0 m/s. 49Under these conditions, the gas permeability of the load expressed in units of volume 47 of air passing through a surface unit of the load for one second must have values between 0.5 and 1.0 m 3 / m 2 s, which corresponds to an air velocity of 0.5-1.0 m / s. 49
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Apa pentru umezirea încărcăturii este adusă prin țevi de oțel de θ25,4 mm, centrată în axul amestecatoarelor cu găuri de 0 0,5 mm în cazul primului amestecător și cu găuri de ®2 mm în cazul celui de-al doilea.The water for dampening the load is brought through θ25.4 mm steel pipes, centered in the shaft of mixers with holes of 0,5 mm in the case of the first mixer and with holes of 2 mm in the case of the second.
în cel de-al doilea amestecător - tambur se introduce și laptele de var, printr-o țeavă de oțel de o25,4 mm, în cantitate de 2 - 4% față de masa încărcăturii.In the second mixer - lime milk is also introduced, through a steel pipe of 25.4 mm, in an amount of 2 - 4% compared to the weight of the load.
Din al doilea amestecător - tambur, încărcătura de aglomerat este trimisă la mașina de aglomerare printr-un dispozitiv de alimentare cu jgheab pendular, care se deplasează continuu înainte și înapoi distribuind materialul pe întreaga lățime a buncărului aflat deasupra alimentatorului cu tambur, care este așezat deasupra benzii de aglomerare.From the second mixer - drum, the particle load is sent to the agglomeration machine through a pendulum gutter feeding device, which moves continuously back and forth, distributing the material over the entire width of the hopper above the drum feeder, which is on top of the drum. the agglomeration band.
Lățimea buncărului și a alimentatorului cu tambur corespunde lățimii cărucioarelor mașinii de aglomerare.The width of the hopper and the drum feeder corresponds to the width of the trolley carriers.
înaintea buncărului, pentru încărcătura destinată aglomerării, este prevăzut un buncăr pentru materialul de pat, încărcat cu returul de la aglomerare, fracțiunea 10-25 mm, adus din buncărul de lucru pe benzi de transport, astfel ca patul să corespundă la cca. 20 kg material pentru 1 m2 de grătar cu bare.In front of the bunker, for the load for the agglomeration, a bunker is provided for the bed material, loaded with the return from the agglomeration, the fraction 10-25 mm, brought from the working hopper on conveyor belts, so that the bed corresponds to approx. 20 kg material for 1 m 2 of barbecue with bars.
Rostul materialului de pat este să acopere spațiile dintre bare. Apoi, peste pat se depune încărcătura destinată aglomerării.The point of the bedding material is to cover the spaces between the bars. Then, over the bed, the cargo destined for congestion is deposited.
încărcătura pentru aglomerare se încarcă într-un strat cu o grosime de 200 -250 mm.the load for the agglomeration is loaded in a layer with a thickness of 200-250 mm.
Fundul cărucioarelor mobile este format, așa cum s-a arătat anterior, din barele grătarului de aglomerare sub care se află camerele de aspirație și cu ajutorul unui exhaustor se creează în ele o depresiune între 500 și 1000 mm coloană de apă.The bottom of the moving trolleys is formed, as previously shown, from the bars of the agglomeration grid under which the suction chambers are located and with the help of an exhaust fan, a depression between 500 and 1000 mm water column is created in them.
Amorsarea aprinderii încărcăturii se face cu un cuptor de aprindere, ce se găsește deasupra benzii, dotat cu arzătoare amplasate în bolta cuptorului.The ignition of the load is started by means of an ignition oven, which is located above the belt, equipped with burners located in the oven vault.
Combustibilul folosit la aglomerare fie, că este cocsul măruntsau antracitul mărunt, au o granulație 3 mm și reprezintă între 3 și 7% din masa încărcăturii.The fuel used in the agglomeration either, because it is the coke minced or the small anthracite, has a granulation 3 mm and represents between 3 and 7% of the mass of the load.
Arderea combustibilului se face cu un exces de aer între 2,5 și 3,5 .The combustion of the fuel is done with an excess of air between 2.5 and 3.5.
După terminarea procesului de aglomerare pe bandă la capătul camerelor de aspirație, cărucioarele de pe calea de rulare descarcă aglomeratul, după care se întorc prin partea inferioară a benzii, pe linia de mers în gol, la capătul de încărcare. Mașina de aglomerare are o roată stelată de antrenare și o roată de întoarcere.After the conglomeration process is completed on the tape at the end of the suction chambers, the carriages on the treadmill unload the conglomerate, and then return through the lower part of the belt, on the empty running line, at the loading end. The agglomeration machine has a star drive wheel and a turning wheel.
Aglomeratul cade pe un plan înclinat, într-un concasor format dintr-un cilindru prevăzut cu dinți și apoi trece pe o instalație de ciuruire la cald, alcătuită dintr-un grătar înclinat cu bare fixe sub care este instalat un ciur vibrator transportor Schenk, care realizează separarea fracțiunii - 25 mm, reprezentând returul fierbinte. Acesta este trecut mai întâi, prin răcitor și apoi cade pe un ciur vibrator, unde se separă fracțiunea + 10 mm, care reprezintă returul pentru pat și este dirijat la buncărul de lucru și fracțiunea - 10 mm, care reprezintă returul pentru încărcătură și este dirijat la buncărul de lucru. Aglomeratul, reprezentând fracțiunea 25 mm, cu o temperatură de 600 -700°C este trecut într-un răcitor liniar tip bandă transportoare și este dirijat spre buncărul de lucru sau este dirijat direct spre încărcare, în chiblă.The agglomerate falls on a sloping plane, into a crusher consisting of a cylinder fitted with teeth and then passes through a hot sieve plant, consisting of a sloping grate with fixed bars under which a Schenk conveyor vibrating sieve is installed, which realizes the separation of the fraction - 25 mm, representing the hot return. It is first passed through the cooler and then falls on a vibrating screen, where the fraction + 10 mm separates, which represents the return for the bed and is directed to the working hopper and the fraction - 10 mm, which represents the return for the load and is directed at the work bunker. The agglomerate, representing the 25 mm fraction, with a temperature of 600-700 ° C, is passed in a linear conveyor belt type cooler and is directed to the working hopper or is directed directly to the load, in the sieve.
Chibla este așezată pe un cărucior platformă pentru transportul ei.The chibla is placed on a platform trolley for its transport.
După încărcarea chiblei căruciorul platformă este transportat la cuptorul electric cu arc pentru topire.After loading the target, the platform stroller is transported to the electric arc furnace for melting.
Gazele arse rezultate în procesul de aglomerare sunt aspirate în conducta principală de gaz, depunându-se praful conținut în ciclonul, ca în final gazele epurate să aibă un conținut de praf sub 100 mg/m3n.The flue gases resulting from the agglomeration process are sucked into the main gas pipeline, depositing the dust contained in the cyclone, so that finally the purified gases have a dust content below 100 mg / m 3 n.
Praful colectat este reintrodus în procesul de aglomerare.The collected dust is reintroduced in the agglomeration process.
în tabelul 2 sunt prezentate 15 tipuri de electroliți cu indicativul de la A la O, în care electroliții sunt formați din componenți oxidici ca: SiO2, CaO, MgO, AI2O3, iar la unii dintre ei este prezentă și florura de calciu (CaF2), cu precizarea că toți componenți electroliților sunt exprimați în procente masice.In Table 2 are presented 15 types of electrolytes with the indicative from A to O, in which the electrolytes are formed of oxide components such as: SiO 2 , CaO, MgO, AI 2 O 3 , and some of them are present calcium calcium (CaF 2 ), specifying that all electrolyte components are expressed in mass percentages.
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Băile de electroliză conțin în procente masice între 5 și 100% minereuri de fier topite 1 și /sau aglomerat topit, iar restul îl reprezintă electrolițul topit.Electrolysis baths contain in mass percentages between 5 and 100% molten iron ore 1 and / or molten agglomerate, and the rest is the molten electrolyte.
Temperatura de lucru a electrolitului topit este superioară aliajului cu baza fier depus 3 la catod și este situată între 1500’ și 1560’C.The working temperature of the molten electrolyte is higher than the alloy with the iron base deposited 3 at the cathode and is located between 1500 'and 1560'C.
în desfășurarea procesului de electroliză trebuie executate măsurători la intervale de 5 timp bine definite, care includ: temperatura în cuva de electroliză, compoziția chimică a electrolitului, înălțimea aliajului, concentrația minereurilor de fier și/sau a aglomeratului de fier în 7 baie, tensiunea electrică și intensitatea curentului în cuvă.During the electrolysis process, measurements must be performed at 5 well-defined intervals, which include: temperature in the electrolysis tank, chemical composition of the electrolyte, the height of the alloy, the concentration of iron ores and / or the iron agglomerate in 7 baths, the electrical voltage and the current intensity in the tank.
Acești parametri ajută la determinarea corectă a stării tehnologice a cuvei și permite 9 luarea unor măsuri de corectare și supraveghere a procesului de electroliză, pentru a se atinge un mers optim, adică o funcționare stabilă din punct de vedere termic, și al compoziției 11 băii, la un randament cât mai înalt posibil, ceea ce corespunde și unui consum energetic optim. 13These parameters help to correctly determine the technological state of the vessel and allow 9 measures to be taken to correct and supervise the electrolysis process, in order to achieve optimum flow, ie thermally stable functioning, and of the composition 11 of the bath, at the highest possible efficiency, which corresponds to an optimal energy consumption. 13
Tabelul 2Table 2
De asemenea, se urmărește desfășurarea procesului de electroliză din aspectul calitativ al unor fenomene ale electrolitului, privind aspectele flăcării, dacă e vie sau leneșă, 35 aspectul culorii flăcării și a mișcării electrolitului. Nivelul electrolitului trebuie menținut permanent la un nivel optim, prin operația tehnologică de corecție a băii. 37It also aims to carry out the process of electrolysis from the qualitative aspect of some phenomena of the electrolyte, regarding the aspects of the flame, whether it is alive or lazy, 35 the aspect of the color of the flame and the movement of the electrolyte. The electrolyte level must be permanently maintained at an optimum level, through the technological bath correction operation. 37
Dozarea compoziției băii trebuie să se facă în mod rapid prin difracție cu raze X prin fluorescentă, fie prin procedura de topire, fie prin procedura de compactizare a probei din 39 electrolit, sau de minereuri și/sau de aglomerat.The dosage of the bath composition must be made rapidly by fluorescence X-ray diffraction, either by the melting procedure or by the compaction procedure of the sample of 39 electrolytes, or by ores and / or agglomerate.
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Instalația pentru realizarea procedeului conform invenției cuprinde o cuvă de electroliză în care se petrece procesul de electroliză în topituri, și care are următoarele componente principale:The installation for carrying out the process according to the invention comprises an electrolysis tank in which the process of electrolysis in melts takes place, and which has the following main components:
- infrastructura în care are loc producerea și colectarea aliajului lichid cu bază fier;- the infrastructure in which the production and collection of the iron-based liquid alloy takes place;
- suprastructura, care are rolul de a susține ansamblul anodic și diversele dispozitive utilizate în procesul tehnologic;- the superstructure, which has the role of supporting the anodic assembly and the various devices used in the technological process;
- conductorii electrici, care realizează conexiunea anodului și catodului cuvei la instalația electrică;- the electrical conductors, which realize the connection of the anode and the cathode of the tank to the electrical installation;
- aparatura de control, comandă și supraveghere a procesului de electroliză cu sisteme automate moderne și cu reglaj individual a fiecărei cuve de electroliză, pentru o funcționare stabilă, din punct de vedere tehnic și al compoziției băii la un randament Faraday cât mai înalt.- the control, control and supervision equipment of the electrolysis process with modern automated systems and individually adjusted of each electrolysis tank, for a stable operation, from the technical point of view and of the composition of the bath at the highest Faraday efficiency.
Infrastructura cuvei, este formată dintr-un cheson metalic 1, de obicei de secțiune dreptunghiulară.The infrastructure of the tank is formed by a metal drawer 1, usually of rectangular section.
Chesonul cuvei se realizează într-o construcție autoportantă cu fund metalic executată din tablă cu o grosime care este funcție de capacitatea cuvei.The casing of the tank is made in a self-supporting construction with a metal bottom made of sheet with a thickness that is a function of the capacity of the tank.
Asamblarea cuvei se face prin sudare, sau prin alt procedeu cu întărituri verticale și orizontale, iar solidarizarea fundului se execută cu grinzi longitudinale și transversale metalice profilate.The assembly of the tank is done by welding, or by another process with vertical and horizontal reinforcements, and the bottom solidarity is executed with longitudinal and transverse metal beams profiled.
Stâlpii de susținere ai cuvei sunt dimensionați să susțină fără deformări: încărcările gravitaționale, adică greutatea chesonului, a zidăriei refractare, a materialului refractar metalic, a aliajului lichid și a electrolitului lichid și eventual al bolții refractare, dacă aceasta este așezată pe cuvă. Interiorul chesonului metalic cuprinde zidăria refractară a vetrei și a pereților laterali.The supporting columns of the vessel are sized to support without deformations: the gravitational loads, ie the weight of the drawer, the refractory masonry, the metallic refractory material, the liquid alloy and the liquid electrolyte and possibly the refractory bolt, if it is placed on the cup. The interior of the metal casing comprises the refractory masonry of the glass and the side walls.
Zidăria vetrei este executată astfel: pe fundul chesonului metalic se realizează o izolație formată dintr-un strat de azbest 2 de 15 mm grosime, peste care se pune un strat cu pulbere de șamotă 3 cu o grosime între 20 și 40 mm și apoi un rând de cărămizi de șamotă poroasă 4 pe lat cu grosimea de 65 mm, zidite compact cu mortar refractar.The masonry of the glass is executed as follows: on the bottom of the metal drawer is made an insulation formed of a layer of asbestos 2 of 15 mm thick, over which a layer with powder of chamomile 3 with a thickness between 20 and 40 mm is placed and then a row of porous brick bricks 4 wide with a thickness of 65 mm, compactly built with refractory mortar.
După uscarea izolației, zidirea se continuă cu un strat de magnezită granule cu gudron deshidratat 5 de cca. 20 mm grosime și în continuare 2 până la 4 rânduri cărămizi normale de magnezită 6, sau de dolomită stabilizată pe lat sau 1 sau 2 rânduri pe lat și 1 sau 2 rânduri pe muchie, în funcție de capacitatea cuvei. Cărămizile în prealabil perfect uscate se zidesc fără mortar cu rosturi de 0,5 mm, care se umplu cu praf de magnezită .After the insulation is dried, the masonry is continued with a layer of magnesite granules with dehydrated tar 5 approx. 20 mm thick and then 2 to 4 rows of normal magnesite bricks 6, or wide stabilized dolomite or 1 or 2 rows per width and 1 or 2 rows per edge, depending on the capacity of the vessel. The perfectly dry bricks are built without mortar with 0.5 mm joints, which are filled with magnesite dust.
Deasupra acestora este stampat un strat de masă carbonică 7 de 15 mm grosime turnată în stare fierbinte, asigurându-se orizontalitatea suprafeței de așezare a blocurilor carbonice precoapte 10 cu lungimi de la 0,4 la 2 m, lățimi de la 0,4 la 0,8 m și înălțimi de la 0,4 la 0,6 m în funcție de capacitatea cuvei.Above them is printed a layer of carbon mass 7 of 15 mm thick cast in a hot state, ensuring the horizontal surface of the seating surface of precoated carbon blocks 10 with lengths from 0.4 to 2 m, widths from 0.4 to 0 , 8 m and heights from 0.4 to 0.6 m depending on the capacity of the vessel.
Fiecare bloc carbonic are un canal longitudinal profilat de regulă în coadă de rândunică.Each carbon block has a longitudinal groove usually profiled in the swallowtail.
Catodul cuvei este realizat, prin asamblarea mai multor blocuri carbonice pe o bară catodică 8, din oțel. Spațiul liber, dintre pereții canalului blocurilor carbonice și bara catodică din oțel, este umplut pentru etanșare și contact electric cu masă carbonică stampată.The cathode of the vessel is made by assembling several carbon blocks on a cathode bar 8, of steel. The free space, between the channel walls of the carbon blocks and the cathode bar of steel, is filled for sealing and electrical contact with printed carbon mass.
Peste blocurile carbonice 10 se stampează masa carbonică 13. Chesonul cuvei este prevăzut cu orificii de ieșire a capetelor barei catodice, având la capete câte o bucșă ceramică izolatoare 9.Over the carbon blocks 10 the carbon mass 13 is stamped. The casing of the vessel is provided with the outlet holes of the ends of the cathode bar, having at the ends an insulating ceramic bush 9.
Chesonul cuvei în părțile laterale se izolează cu plăci de azbest 2 de 15 mm grosime și un rând de magnezită 11, pe lat, cu grosimea de 65 mm, care de fapt reprezintă zidăriaThe casing of the basin on the sides is insulated with asbestos plates 2 15 mm thick and a row of magnesite 11, wide, with a thickness of 65 mm, which in fact represents the masonry.
RO 120854 Β1 pereților laterali deasupra nivelului vetrei cuvei, astfel că între această zidărie și cea de izola-1 ție există un spațiu de cca. 40 mm umplut cu magnezită granule amestecat cu gudron deshidratat 12.3RO 120854 Β1 the side walls above the level of the glass of the basin, so that between this masonry and the one of the insulation there is a space of approx. 40 mm filled with magnesite granules mixed with dehydrated tar 12.3
Pe părțile interioare ale înzidirii laterale sunt așezate plăci laterale carbonice precoapte catodice 14 cu lungimea între 0,6 și 0,8 m, lățimea între 0,4 și 0,5 m și grosimea între 5 0,15 și 0,25 m, fixate una de alta înclinat pentru a se realiza creuzetul cuvei.On the inner sides of the lateral wall are placed cathode precoated carbon side plates 14 with a length between 0.6 and 0.8 m, a width between 0.4 and 0.5 m and a thickness between 5 0.15 and 0.25 m, fixed one inclined to make the crucible of the vessel.
între plăcile carbonice laterale catodice 14 și zidăria formată de cărămizile magne-7 zitice 11 se stampează masa carbonică 13 în straturi succesive.Between the cathodic side carbon plates 14 and the masonry formed by the magnic-7 bricks 11 the carbon mass 13 is printed in successive layers.
în continuare, pe plăcile carbonice se stampează un nou strat de masă carbonică 13.9Next, a new carbon mass layer is printed on the carbon plates 13.9
Atât masa carbonică de pe vatră, cât și cea laterală au rolul de etanșare și contact electric cu niște plăci 15 metalice din aliaj refractar atât pe vatră, cât și la pereții laterali.11Both the carbon mass on the hearth and the lateral one have the role of sealing and electrical contact with some 15 metallic plates of refractory alloy both on the hearth and on the side walls.11
Plăcile metalice refractare catodice sunt executate din unul din aliajele refractare, ale căror compoziții chimice exprimate în procente masice sunt prezentate în tabelul 3 și au indi-13 cativul de la 1 la 28.The cathodic refractory metal plates are made from one of the refractory alloys, whose chemical compositions expressed in mass percentages are presented in table 3 and have an index of 1 to 28.
Nu este obligatoriu ca plăcile metalice din aliaje refractare pentru anod și pentru 15 catod să aibă aceeași compoziție chimică./It is not compulsory for the metal plates of refractory alloys for the anode and for the 15 cathodes to have the same chemical composition.
Rolul plăcilor metalice este de a se evita contactul aliajului lichid cu carbonul din 17 masa carbonică, sau din blocurile și plăcile carbonice pentru a nu se produce carburarea aliajului lichid.19 în general, cuvele de electroliză sunt echipate cu anozi 16 carbonici precopți, de formă prismatică cu dimensiuni de cca. 800 mm lungime, 600 mm lățime și 600 mm înălțime. 21 După cum se cunoaște acești anozi lucrează în condiții de oxidabilitate ridicată la temperaturi înalte, având loc în timpul electrolizei o depolarizare continuă a oxigenului. Detaliile reacțiilor 23 chimice implicate nu sunt încă complet cunoscute, dar este cert că, ionii de oxigen proveniți din disocierea oxizilor de fier ca și în cazul procedeului Hali - Heroult, se descarcă electrolitic 25 la anozii carbonici, cu formarea gazelor anodice ce conțin în principal dioxid de carbon și cantităti mici de monoxid de carbon. 27 »The role of the metal plates is to avoid the contact of the liquid alloy with the carbon of the 17 carbon mass, or of the carbon blocks and plates so as not to produce the carbide of the liquid alloy.19 In general, the electrolysis tanks are equipped with 16 pre-formed carbon anodes. prismatic with dimensions of approx. 800 mm long, 600 mm wide and 600 mm high. 21 As these anodes are known to work under high oxidability conditions at high temperatures, continuous depolarization of oxygen occurs during electrolysis. The details of the 23 chemical reactions involved are not yet fully known, but it is certain that the oxygen ions from the dissociation of iron oxides as in the case of the Hali-Heroult process, electrolyte 25 is discharged to the carbonic anodes, with the formation of anodic gases containing mainly carbon dioxide and small amounts of carbon monoxide. 27 »
Se poate scrie reacția totală.You can write the total reaction.
Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3 CO2 Fe 2 O 3 + 3C = 4Fe + 3 CO 2
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
τ- COτ- CO
IOIO
COCO
COCO
CQCQ
CD H (0CD H (0
oa
oa
L_ o k_ oL_ o k_ o
co tco t
CMCM
CQCQ
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
E o OAnd the O
NN
O CLThe CL
o O <O O oo O <O O o
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Anozii inerți pentru echiparea instalației conform invenției pot fi realizați în mai multe moduri.Inert anodes for equipping the plant according to the invention can be realized in several ways.
Cuvele echipate cu anozi carbonici precopți utilizează un număr de blocuri carbonice precoapte, care sunt încastrate în containere metalice, cuprinzând partea inferioară, cea superioară și suprafețele laterale, pentru a fi protejate împotriva oxidării.Bins equipped with precooked carbon anodes use a number of precooked carbon blocks, which are embedded in metal containers, comprising the lower, upper and side surfaces, to protect against oxidation.
Containerul este realizat din plăci metalice refractare cu aceeași compoziție chimică ca și a plăcilor carbonice laterale catodice, sau cu o altă compoziție chimică din cele prezentate în tabelul 3.The container is made of refractory metal plates with the same chemical composition as the cathodic side carbon plates, or with another chemical composition from those presented in table 3.
încastrarea anozilor precopți în containere se face, folosind masă carbonică stampată, pentru etanșare și obținerea unui contact electrice perfect. Plăcile metalice refractare pot fi sudate, sau îmbinate prin diverse procedee, pentru obținerea containerului.The precoating anodes are embedded in containers, using a printed carbon mass, to seal and obtain a perfect electrical contact. The refractory metal plates can be welded, or joined by various processes, to obtain the container.
Anodul inert, cu o geometrie asemănătoare anodului carbonic precopt este realizat dintr-un bloc metalic compact cu compoziția chimică a unora dintre aliajele refractare prezentate în tabelul 3.The inert anode, with a geometry similar to the precooked carbon anode, is made of a compact metal block with the chemical composition of some of the refractory alloys presented in table 3.
Anodul inert este realizat din materiale ceramice rezistive compuse din trioxid de ytriu (Y2O3) și oxid de zirconiu (ZrO2) stabilizat.The inert anode is made of resistive ceramic materials composed of yttrium trioxide (Y 2 O 3 ) and stabilized zirconium oxide (ZrO 2 ).
Pentru ca plăcile metalice refractare anodice să reziste procesului de oxidare intensă la temperaturi ridicate, ele sunt acoperite prin pulverizare, electrodepunere, sau prin alte procedee de placare, cu un strat de protecție format din: MoSi2, WSi2, sau de tipul: ZrBe13, Zr2Be17, NbBe12, Nb2Be-|7, Nb2Be-i9, TaBe-|2, Ta2Be17 ca și de tipul: TiB2i ZrB2. Electroliza în topituri este practicată și pentru elaborarea industrială a unor metale cum sunt: aluminiul, alcalinele, alcalino-pământoase, paladiul, uraniul, titanul, taliul, tantalul, borul etc.In order for the anodic refractory metal plates to withstand the intense oxidation process at high temperatures, they are covered by spraying, electrodeposition, or other coating processes, with a protective layer consisting of: MoSi 2 , WSi 2 , or of the type: ZrBe 13 , Zr 2 Be 17 , NbBe 12 , Nb 2 Be- | 7 , Nb 2 Be-i 9 , TaBe- | 2 , Ta 2 Be 17 as of type: TiB 2i ZrB 2 . Melting electrolysis is also practiced for the industrial elaboration of metals such as: aluminum, alkaline, alkaline-earth, palladium, uranium, titanium, thallium, tantalum, boron etc.
încastrarea anozilor carbonici precopți în containere metalice, cuprinde partea inferioară, cea superioară și suprafețele laterale.the embedding of precoated carbon anodes into metal containers, includes the lower, upper and lateral surfaces.
Containerul poate fi realizat din:The container can be made from:
- plăci metalice din unul din aliajele refractare a căror compoziție chimică este prezentată în tabelul 3;- metal plates from one of the refractory alloys whose chemical composition is presented in table 3;
- plăci metalice din una din mărcile de oțeluri refractare austenitice laminate sau forjate prevăzute în tabelul 4;- metal plates from one of the brands of austenitic laminated or forged refractory steels provided in table 4;
- plăci metalice din una din mărcile de oțeluri refractare austentice turnate prevăzute în tabelul 5.- metal plates from one of the brands of austenitic refractory cast steel listed in table 5.
încastrarea anozilor precopți se face conform procedeului menționat.the precoating anodes are embedded according to the mentioned procedure.
Plăcile metalice refractare pot fi sudate sau îmbinate prin diferite procedee.The refractory metal plates can be welded or joined by different processes.
Anodul inert este realizat dintr-un bloc de oțel carbon sudabil obținut prin forjare sau turnat containerizat prin plăci metalice refractare, îmbinarea dintre cele 2 metale putând fi făcută prin sudură metalotermică prin sudură cu electrod sau prin alt procedeu.The inert anode is made from a block of weldable carbon steel obtained by forging or molding containerized by refractory metal plates, the connection between the 2 metals being made by metallothermal welding by electrode welding or another process.
Acoperirea plăcilor metalice refractare anodice se face prin aceleași procedee și cu aceleași materiale, cum a fost expus anterior.The coating of the refractory anodic metal plates is done by the same processes and with the same materials, as previously exposed.
Pentru electrolize în topituri la temperaturi maxime de lucru de 1000°C anodul inert este realizat din cupru electrolitic forjat containerizat cu plăci metalice refractare.For electrolysis in melts at maximum working temperatures of 1000 ° C the inert anode is made of forged electrolytic copper containerized with refractory metal plates.
Asemenea tipuri de anozi containerizați sunt considerați anozi inerți, întrucât prezintă următoarele caracteristici:Such types of containerized anodes are considered as inert anodes, as they have the following characteristics:
- insolubilitate în topiturile electrolitului, a minereurilor de fier topite și/sau a aglomeratului topit;- insolubility in the melts of the electrolyte, of the molten iron ore and / or of the molten agglomerate;
- rezistență la acțiunea oxigenului anodic;- resistance to the action of anodic oxygen;
- rezistență electrică mică și rezistență mică de contact cu conductorul metalic de curent;- low electrical resistance and low contact resistance with the metallic current conductor;
- lipsă de contaminare a aliajului cu bază fier lichid depus la catod;- lack of contamination of the alloy with liquid iron base deposited at the cathode;
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
- stabilitate termică și rezistență la șocuri termice;- thermal stability and thermal shock resistance;
- economisirea anozilor carbonici precopti, care de fapt reprezintă în consum, numai cantitățile inițiale containerizate, sau lipsă totală de anozi carbonici precopți dacă se folosesc blocuri de oțel sau blocuri de cupru electrolitic;- saving precocious carbon anodes, which in fact represent consumption, only the initial quantities contained, or the complete absence of precocious carbon anodes if steel blocks or electrolytic copper blocks are used;
- durate îndelungate de serviciu fără operații de schimbare de anozi, care perturbă procesul tehnologic și provoacă dezechilibru termic- long service life without anode change operations, which disrupts the technological process and causes thermal imbalance
- eliminarea producerii gazelor poluante de: dioxid de carbon, a monooxidului de carbon, ca și a altor gaze.- elimination of the production of polluting gases by: carbon dioxide, carbon monoxide, as well as other gases.
Tabelul 4Table 4
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Tabelul 4 (continuare)Table 4 (continued)
Baia metalică este compusă din două straturi nemiscibile între ele: pe de o parte aliajul lichid pe bază de fier și electrolitul topit cu minereurile de fier topite și cu/sau aglomeratul topit.The metal bath is composed of two layers that are not immiscible between them: on the one hand the liquid alloy based on iron and the molten electrolyte with the molten iron ores and / or the molten agglomerate.
Suprastructura cuvei de electroliză susține ansamblul anodic, urmărindu-se ca distanța dintre suprafața inferioară a anozilor și suprafața aliajului lichid adică distanța interpolare să se mențină la valoarea optimă pentru desfășurarea normală a procesului de electroliză.The superstructure of the electrolysis tank supports the anode assembly, aiming that the distance between the lower surface of the anodes and the surface of the liquid alloy, ie the interpolar distance, is maintained at the optimum value for the normal conducting of the electrolysis process.
Suprastructura cuvei de electroliză cuprinde următoarele subansambluri:The superstructure of the electrolysis tank comprises the following subassemblies:
- stâlpii de susținere a cadrului fix și a ansamblului anodic;- the pillars supporting the fixed frame and the anode assembly;
- dispozitivul electro-mecanic de deplasare pe verticală a ansamblului anodic;- the electro-mechanical device for vertical displacement of the anode assembly;
- cele patru bolți pivotante deasupra cuvei de electroliză în caz că ansamblul bolții nu se sprijină pe cuvă;- the four pivoting bolts above the electrolysis tank in case the bolt assembly does not rest on the tank;
- hotele de colectare a gazelor rezultate în procesul de electroliză.- gas collection hotels resulted in the electrolysis process.
Cuva de electroliză este echipată în partea superioară cu o boltă A, refractară, care reprezintă elementul constructiv cel mai solicitat termic și mecanic, și care contribuie la reducerea pierderilor termice și, ca o consecință, la creșterea randamentului cuvei.The electrolysis tank is equipped at the top with a refractory bolt A, which represents the most required thermal and mechanical construction element, and which contributes to the reduction of thermal losses and, as a consequence, to the increase of the efficiency of the tank.
Din punct de vedere constructiv, bolta este formată din sectoare de boltă mobile și independente una de alta permițând ridicarea și rotirea lor în timpul efectuării lucrărilor tehnologice la cuvă, care presupun: schimbări de anozi, introducerea electrolitului topit, a minereurilor de fier topite și/sau a aglomeratului topit, extracția aliajului topit etc.From a constructive point of view, the vault is made up of movable and independent vault sectors allowing each other to raise and rotate them during the technological works in the basin, which involve: changes of anodes, introduction of molten electrolyte, molten iron ore and / or molten agglomerate, extraction of molten alloy, etc.
Sectoarele de boltă sunt construite din cărămizi 24, refractare, fasonate special pentru boltă, cărămizi 23, care se reazemă la exterior pe cărămizi refractare de reazem și care la rândul lor sunt susținute de un inel 22, metalic, sprijinit pe chesonul 1 metalic al cuvei sau pe o construcție independentă de cuvă și care permite mobilitate individuală a sectoarelor de boltă.The vaulted sectors are made of bricks 24, refractory, specially designed for the vault, bricks 23, which rest on the outside on refractory bricks of support and which in turn are supported by a ring 22, metallic, supported on the metal drawer 1 of the vessel or on a tank-independent construction that allows individual mobility of the vault sectors.
în interiorul sectorului de boltă refractară sunt inele de etanșare din tablă sudate răcite cu circulație de apă 25, care pe de o parte răcesc partea de boltă cea mai solicitată termic, iar pe de altă parte, răcesc gazele fierbinți rezultate tehnologic, având un efect benefic asupra anozilor.inside the refractory vault sector are water-cooled welded steel sealing rings 25, which on the one hand cool the most thermally demanded part of the vault, and on the other hand, they cool the hot gases that have been technologically produced, having a beneficial effect. on the anodes.
Anozii containerizați se montează pe o tijă anodică din oțel refractar 18, fixată de cadrul mobil al cuvei, permițând scoaterea și înlocuirea lor în procesul de electroliză, dacă este cazul.The containerized anodes are mounted on an anodic rod made of refractory steel 18, fixed by the movable frame of the vessel, allowing their removal and replacement in the electrolysis process, if applicable.
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
Reglarea distanței interpolare se face prin deplasarea cadrului anodic mobil 19, de 1 care sunt fixate tijele cu anozii containerizați, prin dispozitivul de deplasare verticală a ansamblului anodic. în figură se mai observă sistemul de fixare între anod și tija anodică din 3 oțel refractar.The interpolar distance adjustment is made by moving the movable anode frame 19, of 1 which are fixed the rods with containerized anodes, by the vertical displacement device of the anode assembly. The figure also shows the fixing system between the anode and the anodic rod in 3 refractory steel.
Deasupra întregii suprastructuri a cuvei de electroliză se găsește o hotă cu tubulatura 5 necesară pentru colectarea gazelor și trimiterea lor pentru epurare uscată, urmată în continuare de o epurare umedă. 7Above the entire superstructure of the electrolysis tank is a hood with the piping 5 necessary for collecting the gases and sending them for dry treatment, followed by a wet treatment. 7
Se dă un exemplu de realizare a invenției, presupunându-se începerea procesului de electroliză cu o cuvă de electroliză pregătită pentru o nouă campanie. 9An example of embodiment of the invention is given, assuming the beginning of the electrolysis process with an electrolysis tank prepared for a new campaign. 9
Chesonul cuvei este dintr-o construcție cu fund și părțile laterale metalice prevăzut cu un sistem de grinzi metalice longitudinale și transversale calculate să susțină fără defor- 11 mări greutatea chesonului, greutatea înzidirii cu material refractar ceramic și material refractar metalic, greutatea aliajului lichid și a electrolitului lichid. 13The casing of the tank is of a construction with bottom and the metal sides provided with a system of longitudinal and transverse metal beams calculated to support without deforestation the weight of the casing, the weight of the reinforcement with ceramic refractory material and metallic refractory material, the weight of the liquid alloy and the liquid electrolyte. 13
Suprastructura cuvei este formată din următoarele subansambluri: stâlpi de susținere a cadrului fix și a ansamblului anodic, a ansamblului anodic, a dispozitivului electro-mecanic 15 de deplasare pe verticală a ansamblului anodic, a sectoarelor de boltă, a hotei de colectare a gazelor evacuate din cuvă în procesul de electroliză. 17The superstructure of the tank consists of the following subassemblies: pillars for supporting the fixed frame and the anodic assembly, the anodic assembly, the electro-mechanical device 15 for vertical displacement of the anodic assembly, the sectors of the vault, the exhaust gas collection hood in the electrolysis process. 17
Se lucrează cu anozi precopți, containerizați, dintr-un aliaj refractar de tipul: 5% Ti;It works with precoated anodes, containerized, from a refractory alloy of the type: 5% Ti;
20% Nb, restul V, în procente masice.1920% Nb, the rest V, in mass percentages.19
Plăcile metalice catodice atât partea de fund, cât și părțile laterale sunt executate din tipul de aliaj refractar. 0,5% Zr; 3% W, restul Mo în procente masice.21The cathodic metal plates both the bottom and the side parts are made of the type of refractory alloy. 0.5% Zr; 3% W, the rest Mo in mass percentages.21
După curățirea cuvei în interiorul ei se trece la încălzirea treptată cu flacără de gaz metan, pentru a se obține în final o temperatură de 1250°C, practică cunoscută.23 în prima etapă se elaborează în cuptorul electric cu arc trifazic un oțel extramoale, cu compoziția chimică în procente masice: C 0,04%; Mn 0,20%; S 0,18%; P 0,015%;25After cleaning the tank inside it proceeds to the gradual heating with flame of methane gas, in order to finally obtain a temperature of 1250 ° C, a well-known practice. 23 In the first stage, an extramural steel with a three-phase arc is developed in the electric oven. chemical composition in mass percent: C 0.04%; Mn 0.20%; S 0.18%; P 0.015%; 25
S 0,020%; Al 0,04%; iar suma elementelor S, P, Ni, Cr, Al 0,5%.S 0.020%; 0.04%; and the sum of the elements S, P, Ni, Cr, Al 0.5%.
Oțelul elaborat reprezintă cantitatea de metal menținută permanent în cuvă pe toată27 durata exploatării ei, reprezentând catodul lichid cu o înălțime de 60 mm.The elaborated steel represents the amount of metal permanently kept in the tub throughout its 27 lifetime, representing the liquid cathode with a height of 60 mm.
Pentru electrolit s-a ales următoarea compoziție chimică în procente masice: CaO 29 27%; SiO2 3%, CaF2 70%.For electrolyte the following chemical composition was chosen in mass percent: CaO 29 27%; SiO 2 3%, CaF 2 70%.
Materiile prime necesare sunt: varul ars, cuarțita și fluorina, care sunt supuse opera- 31 țiilorde sortare pe grătare cu excepția varului, concasare, sortare pe ciururi vibratoare, măcinare în concasoare conice cu excepția varului, care este trecut în moara cu ciocane, după 33 care urmează o nouă sortare pe ciururi vibratoare și apoi sunt introduse în buncăr de așteptare. Cantitatea de electrolit lichid necesară umple cuva, reprezintă înălțimea de la catodul 35 lichid la talpa anozilor de 100 mm, la care se adaugă înălțimea de introducere parțială a anozilor în electrolit de 120 mm. 37The raw materials needed are: burnt lime, quartzite and fluorine, which are subjected to grinding operations except lime, crushing, sorting on vibrating screens, grinding in conical crushers except lime, which is passed into the hammer mill, after 33 which follows a new sorting on vibrating screens and then they are placed in the waiting bunker. The amount of liquid electrolyte required to fill the tank represents the height from the cathode 35 liquid to the anode sole of 100 mm, to which is added the height of partial insertion of the anodes into electrolyte of 120 mm. 37
Din buncărele de așteptare, materialele trec în dozatoare automate, după care materialele dozate în cantitățile conform calcului de șarjă trec în căruciorul dozator și din aceasta 39 sunt deversate într-o chiblă, așezată pe platforma unui cărucior.From the waiting bunkers, the materials pass into automatic dispensers, after which the materials dosed in the quantities according to the calculation of load pass into the dispenser cart and from it 39 are discharged into a sieve, placed on the platform of a trolley.
Căruciorul platformă este dirijat în cuptorul tunel, încălzit la o temperatură de 300°C, 41 pentru eliminarea umidității din încărcătură.The platform trolley is guided into the tunnel furnace, heated to a temperature of 300 ° C, 41 to remove moisture from the load.
După ieșirea din cuptorul tunel, chibla este ridicată de cârligul macaralei și dirijată 43 către cuptorul electric cu arc trifazic.After exiting the tunnel kiln, the chibra is lifted by the crane hook and directed 43 to the three-phase electric arc furnace.
în acest moment zgura de pe suprafața oțelului lichid este îndepărtată în totalitate cu 45 ajutorul driglei, operație cunoscută, după care bolta cuptorului electric este ridicată și rotită.at this time the slag from the surface of the liquid steel is completely removed with the help of the drigle, known operation, after which the electric oven vault is raised and rotated.
Chibla ajunsă deasupra cuptorului electric cu încărcătura este deversată în porții, 47 astfel că după fiecare porție arcul electric este amorsat și acest lucru se repetă până la topirea ei în totalitate. 49The chibla reached above the electric oven with the load is discharged in portions, 47 so that after each portion the electric arc is primed and this is repeated until it has completely melted. 49
RO 120854 Β1RO 120854 Β1
După ce temperatura oțelului a atins 1530C se trece la deșarjarea oțelului extramoale și a electrolitului într-o oală de turnare încălzită în prealabil la 1260°C și dirijată către cuva de electroliză, unde are loc deversarea și conectarea cuvei la rețeaua electrică transformator-redresor.After the steel temperature has reached 1530C, the extramolar steel and electrolyte are discharged into a pre-heated casting pot at 1260 ° C and directed to the electrolysis tank, where the vat is connected and connected to the transformer-rectifier electrical grid.
Concomitent cu pregătirea și elaborarea oțelului extramoale și ai electrolitului se execută și pregătirea și topirea minereului de fier, care este o hematită din Itabiri -Brazilia. Compoziția chimică în procente masice este: Fe 68,9%; Mn 0,09%; P 0,03%; S 0,01%; SiO2 0,5%; AI2O3 0,6%; CaO 0,1%; MgO 0,1%; H2O 1,7%.Simultaneously with the preparation and elaboration of the extramural steel and the electrolyte, the iron ore is being prepared and melted, which is a hematite from Itabiri-Brazil. The chemical composition in mass percentages is: Fe 68.9%; Mn 0.09%; P 0.03%; S 0.01%; SiO 2 0.5%; AI 2 O 3 0.6%; CaO 0.1%; MgO 0.1%; H 2 O 1.7%.
Aceleași operații de pregătire decurg și pentru minereul de fier, cu precizarea că după ce chibla cu minereul de fier iese din cuptorul tunel, chibla este dirijată către alt cuptor electric cu arc trifazic, unde este deversată .The same preparatory operations also apply to the iron ore, with the indication that after the iron ore quit comes out of the tunnel kiln, the chib is directed to another three-phase electric arc furnace, where it is discharged.
Se începe topirea prin coborârea electrozilor, conectându-se cuptorul la rețeaua electrică.Când topitură a atins temperatura de 1530 ’C se trece la deversarea ei într-o oală de turnare, în prealabil încălzită la 1250 ”CThe melting begins by lowering the electrodes, connecting the furnace to the mains. When the melting has reached the temperature of 1530 'C, it is passed to its discharge in a casting pot, previously heated to 1250 "C
Oala de turnare este dirijată către melanjorul de stocare a topiturii de minereu.The casting pot is directed to the ore melter storage mixer.
Din melanjor se face evacuarea topiturii într-o oală de turnare, care este dirijată către cuva de electroliză, pentru începerea procesului de electroliză.From the mixer, the melt is evacuated into a casting pot, which is directed to the electrolysis tank, to begin the electrolysis process.
Alimentarea cuvei cu topitură de minereu de fier se face în ritm constant conform unui grafit stabilit experimental. De asemenea, extracția aliajului lichid se face după un grafic stabilit pe baza de experimentări, în funcție de capacitatea cuvei de electroliză.The iron ore melting tank is fed at a constant rate according to an experimentally established graphite. Also, the extraction of the liquid alloy is done according to a graph established on the basis of experiments, depending on the capacity of the electrolysis tank.
Extracția aliajului se face cu ajutorul unei oale de extracție prin vidare prevăzută cu un tub plonjor de aspirație executat din oxid de zirconiuThe extraction of the alloy is done by means of a vacuum extraction pot provided with a suction tube made of zirconium oxide
Oala vidată este dirijată către cuva de electroliză, unde are loc introducerea în cuvă a tubului plonjor de aspirație și admisia aliajului topit în incinta vidată a oalei.The drained pot is directed to the electrolysis tank, where the suction tube is introduced into the tank and the admission of the molten alloy into the drained chamber of the pot.
După extracția aliajului, oala vidată este descărcată în oala LF, care este dirijată către instalația LF, unde are loc etapa de elaborare secundară, adică aliajul este supus procesului de rafinare și aliere pentru o anumită marcă de oțel.After extraction of the alloy, the emptied pot is unloaded into the LF pot, which is directed to the LF plant, where the secondary elaboration stage takes place, ie the alloy is subjected to the refining and alloying process for a certain steel mark.
în continuare, oțelul lichid este tratat sub vid după care urmează turnarea oțelului sub formă de lingouri sau sub formă de blumuri turnate continuu, sau deformate plastic la cald, respectiv la rece a acestora în produse finite (produse plate, lungi sau tubulare), în funcție de compoziția chimică a oțelului și de forma produsului ce urmează a fi realizat.Further, the liquid steel is treated in vacuo, followed by the casting of the steel in the form of ingots or in the form of blums continuously cast, or deformed hot or cold, respectively, in finished products (flat, long or tubular), in depending on the chemical composition of the steel and the shape of the product to be made.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA200400662A RO120854B1 (en) | 2004-07-26 | 2004-07-26 | Process and installation for melt electrolysis, for obtaining iron alloys, as well as inert anodes for electrolysis of metal melts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA200400662A RO120854B1 (en) | 2004-07-26 | 2004-07-26 | Process and installation for melt electrolysis, for obtaining iron alloys, as well as inert anodes for electrolysis of metal melts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO120854B1 true RO120854B1 (en) | 2006-08-30 |
Family
ID=36975204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ROA200400662A RO120854B1 (en) | 2004-07-26 | 2004-07-26 | Process and installation for melt electrolysis, for obtaining iron alloys, as well as inert anodes for electrolysis of metal melts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO120854B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8764962B2 (en) | 2010-08-23 | 2014-07-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Extraction of liquid elements by electrolysis of oxides |
-
2004
- 2004-07-26 RO ROA200400662A patent/RO120854B1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8764962B2 (en) | 2010-08-23 | 2014-07-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Extraction of liquid elements by electrolysis of oxides |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2755845C (en) | Steel production facility, method of steelmaking and method using electric energy therein | |
JPS61502899A (en) | Continuous steel making process and equipment | |
BG60921B2 (en) | Method and device for continuous steel casting | |
CN101538634A (en) | Smelting process and device of pure iron | |
ES2334870B1 (en) | MODIFIED INDUCTION OVEN FOR THE ELIMINATION OF SIDERURGICAL WASTE WITH CINC WITH RECOVERY OF ITS METALS. | |
Jones, RT*, Denton, GM*, Reynolds, QG*, Parker, JAL** & Van Tonder | Recovery of cobalt from slag in a DC arc furnace at Chambisi, Zambia | |
CN112941324A (en) | Novel process for comprehensively utilizing resources containing heavy metal hazardous wastes | |
Mc Dougall | Ferroalloys processing equipment | |
US5030274A (en) | Method for recovering metallics and non-metallics from spent catalysts | |
US20120326365A1 (en) | Apparatus for melting and refining impure nonferrous metals, particularly scraps of copper and/or impure copper originating from the processing of minerals | |
RU2353664C2 (en) | Method and facility for receiving of liquid steel | |
RO120854B1 (en) | Process and installation for melt electrolysis, for obtaining iron alloys, as well as inert anodes for electrolysis of metal melts | |
US4870655A (en) | Apparatus for recovery of metallics and non-metallics from spent catalysts | |
US4490169A (en) | Method for reducing ore | |
RU2095484C1 (en) | Construction element of aluminum production electrolyzer contacting with gas phase | |
CN218166058U (en) | High-temperature vacuum settling tank | |
SA00210315B1 (en) | Method and apparatus for melting a substance containing a metal | |
RO128995A2 (en) | Process and installations for extracting gold, silver and other accompanying metal or non-metal elements from rosia montana and other similar ore deposits, without using cyaniding or amalgamating processes | |
US4307872A (en) | Apparatus for reducing ore | |
RU2377325C2 (en) | Tank-casting mould of installation for receiving of ferrotitanium by means of electroarc melting of rutile under layer of protective flux | |
Mc Dougall | Handbook of Ferroalloys: Chapter 4. Ferroalloys Processing Equipment | |
Passant et al. | UK fine particulate emissions from industrial processes | |
Borchers | Electric furnaces: the production of heat from electrical energy and the construction of electric furnaces | |
Institution of Mining and Metallurgy et al. | Production of ferrosilicon in Zimbabwe | |
Borchers | Design & Construction of Electric Furnaces |