RU1834899C - Способ приготовлени углеродсодержащих сырьевых брикетов - Google Patents

Abstract

Применение: дл  получени  кремни  или сплавов кремни  в электрических низкошахтных печах. Сущность изобретени : способ приготовлени  углеродсодержэщих сырьевых брикетов включает смешение уг- леродсодержащего св зующего - смеси пека со спекающимс  углем в виде раствора с температурой выше 100°С и до 200°С с неспекающимс  углеродным носителем, предпочтительно нефт ным коксом, и кварцевым песком при нагреве в том же температурном диапазоне, что и смесь пека со спекающимс  углем, брикетирование смеси при температуре перемешивани  в заготовки и последующую их упрочн ющую термообработку при температуре выше 450°С во вращающейс  трубчатой печи с погружным слоем из кварцевого песка; св зующий раствор, неспекающийс  углеродный носитель и кварцевый песок при смешивании имеют один ковую температуру: св зующа  смесь включает не менее 7% каменноугольного или нефт ного пека и не менее 12% тонкозернистого спекающегос  угл  от массы брикетируемой смеси: используют кварцевый песок с крупностью зерен от 0,05 до 0,25 мм и нефт ной кокс с крупностью зерен менее 2 мм, 60% которого имеет зернистость ниже 0,5 мм. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. С/1 С

Description

Изобретение относитс  к способу приготовлени  сырьевых брикетов, в частности, дл  получени  кремни  или сплавов кремни  в электрической низкошахтной печи.

В основу изобретени  положена задача создать способ приготовлени  сырьевых брикетов дл  получени  кремни  или кремниевых сплавов в электрических низкошах- тных печах с получением таких заготовок, которые не только отвечают всем требовани м во врем  прохождени  через низкошахтную печь в химическом и физическом плане, но, кроме того, отличаютс  хорошими характеристиками в течение длительного времени, в частности, не тер ют свою прочность при транспг: ,тировке и хранении на открытом воздухе.

Дл  решени  этой задачи предлагаетс  примен ть в качестве содержащего пек св зующего смесь из пека и спекающегос  угл , котора  имеет температуру выше 100°С и до 200°С, смешивают кварцевый песок и неспекающийс  углеродный носитель со св зующим при температуре смешиЕ)эни , лежащей в том же диапазоне, и при этой температуре смеси брикетируютс  заготовки и полученные полуфабрикаты подверга«

ОС GO

се

ч:

ос

ютс  термообработке, конечна  температура которой выше 450°С.

Несмотр  на высокое содержание в заготовках кварцевого песка, к заготовкам примен етс  технологи  известного брикетировани  св зующего. При этом работают такими же прессами дл  брикетировани  и давлени ми прессовани  от 1 до 2 хг/см2.

При применении указанных смесей св зующих и соблюдении указанных параметров , изготовл емые брикеты из сырьевого материала отвечают всем требовани м, в том числе и характеристикам сохранности. Это в частности имеет место в том случае , если работают со смесью св зующих в виде раствора (сплава) пек/уголь. В рамках изобретени  речь идет о сплаве пек/уголь в том случае, если пек и спекаемый уголь одновременно переход т друг в друга в растворе и благодар  этому происходит проникновение обоих составл ющих частей в новое легированное св зующее.

8 частности, это легко сделать в том случае, если примен ют достаточно мелкозернистый уголь. В брикетах из сырьевого материала сплав пек/уголь совершенно неожиданным образом  вл етс  невосприимчивым в отношении диффундирующего воздуха и влажности.

В рамках изобретени  имеютс  многочисленные возможности дальнейшего усовершенствовани . Это дает особенно хорошие результаты, если кварцевый песок, неспекающийс  носитель углерода и смесь св зующего имеют при смешивании одинаковые температуры и предпочтительно работы осуществл ют при температуре около 160°С.

Согласно изобретению термообработка может осуществл тьс , например, с помощью механической цепной колосниковой решетки, проход щей через соответствующую печь или соответствующую камеру, на которой укладываютс  заготовки в один слой или многослойно. Предпочтительна  форма выполнени , согласно изобретению, отличаетс  тем, что заготовки подвергаютс  упрочн ющей обработке во вращающейс  трубчатой печи. Можно обеспечить термообработку и высокую конечную прочность, если изготовить полуфабрикаты, удельный вес которых за счет регулировани  соотношений смеси и уплотнений будет больше, чем насыпной вес кварцевого песка. И если эти полуфабрикаты подвергнуть термообработке в нагреваемой вращающейс  трубчатой печи, заполненной кварцевым песком таким образом,, что термообрэбока полуфабрикатов будет происходить в слое кварцевого песка.

Кварцевый порошок должен иметь предпочтительно температуру от 500 до 530°С, в частности, по крэйней,мере, в зоне выгрузки Из вращающейс  трубчатой печи.

При этом целесообразно так заполнить вращающуюс  трубчатую печь кварцевым песком , чтобы объем кварцевого песка был больше, чем удвоенный объем пустот при сыпучем заполнении полуфабрикатов.

0 При оптимизации процесса, согласно изобретению, рекомендуетс  работать со св зующей смесью, котора  в пересчете на исходную смесь, из которой брикетируютс  полуфабрикаты, имеет, по меньшей мере, 7

5 мае. % пека в форме пека угольного и нефт ного происхождени , в частности, электродного пека и, по меньшей мере, 12 мае. % . мелкозернистым спекающимс  углем.

Предпочитаетс  работать со св зующей

0 смесью, имеющей от 7 до 12 мае. % пека и от 12 до 14 мае. % мелкозернистого спекающегос  угл .

Далее предпочтительно работать с исходной смесью, имеющей от 20 до 40 мас.%

5 кварцевого песка, св зующей смесью и в остатке нефт ной кокс. Предпочтительно работать с кварцевым песком с зернистостью от 0,05 до 2,0 мм и нефт ным коксом с зернистостью ниже 2 мм, по меньшей мере

0 60% которой меньше 0,5 мм.

Полуфабрикаты из сырьевого материала , полученные согласно изобретению, характеризуютс  стойкостью при хранении и поведением в электрической низкошахтной

5 печи. Примешивание к исходной смеси мелкозернистых минеральных материалов также лежит в рамках изобретени .

За счет этого можно достичь активизации сырьевых брикетов, котора  при темпе0 ратуре свыше 1500°С способствует воспри тию нагрузки. Сырьевые брикеты, полученные согласно изобретению, могут примен ть также в купольной печи при получении чугуна, в частности, в качестве носи5 тел  кремни  или углерода.

Пример. Пример выполнени  по сн етс  с noMOuibto графика, который приведен на чертеже. График имеет ось ординат, на которой указываетс  прочность на давление

0 сырьевого полуфабриката, и ось абсцисс, по которой откладываетс  врем . Опыт 1.

Дл  того, чтобы изготовить сырьевые брикеты дл  получени  кремни  или спла5 BOB кремни  в электрической низкошахтной печи смешивали:

38 мае. % кварцевого песка зернистостью 0,8-0,25 мм,

50 мае. % нефт ного кокса зернистостью 2 мм.

12 мае, % электродного пека при температуре 160°С.

Точка разм гчени  электродного пека составл ла 90°С по Kalnes. После окончани  процесса смешивани  полученна  таким образом исходна  смесь имеет температуру 45°С.

Из той же исходной смеси после ее охлаждени  до Ю5°С получали с помощью пресса брикеты в основном шарообразной формы диаметром 2 см, в частности, при давлении прессовани , равном 1,5 т/см2. Полуфабрикаты подвергались упрочн ющей термообработке во вращающейс  трубчатой печи. Полученные сырьевые брикеты после хранени  на открытом воздухе имели прочность под давлением, показанную на графике кривой а). В зоне прочности под давлением перед отклонением кривой а) вниз в электрической низкошахтной печи брикеты соответствовали всем требовани м в физическом и химическом отношении.

Опыт 2.

Во втором эксперименте сначала расплавл ли весовую долю электродного пека, указанную в опыте 1 и 1,8 вес. % спекающегос  угл , 80% которого имела зернистость между 0.1 и 0,2 мм при температуре около 160°С с образованием сплава пек/углерод. С использованием 18% этого сплава пек/углерод вместо примененного в первом примере электродного пека, а в остальном при одинаковых услови х повторили первый эксперимент, а именно, до получени  готового брикета. Последний после хранени  на открытом воздухе имел характеристику прочности при длительном хранении, показанную кривой в) на графике.

Опыт 3.

В третьем опыте повтор ли опыт 2 до получени  полуфабрикатов. Однако они от- верждались на механизированной колосниковой решетке при том же времени обработки и той же температуре.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Claims (5)

1.Способ приготовлени  углеродсодер- жащих сырьевых брикетов дл  получени  кремни  или сплавов кремни  в низкошахтной электрической печи, включающий перемешивание углеродсодержащей св зующей смеси с неспекающимс  углеродным носителем , предпочтительно нефт ным коксом, и кварцевым песком при нагреве выше

ЮО°С, брикетирование смеси при температуре перемешивани  в заготовки и последующую их упрочн ющую термообработку при температуре выше 450°С в печи, о т л и- чающи. йс  тем, что в качестве углеродсодержащей св зующей смеси примен ют смесь пека со спекающимс  углем в виде раствора с температурой свыше 100°С и до 200°С и перемешивание кварцевого песка и неспекающегос  углеродного носител  осуществл ют в таком же температурном диапазоне , что и смесь пека со спекающимс  углем.

2.Способ по п. 1. о т л и ч а ю щ и и с   тем, что упрочн ющую термообработку брикетов осуществл ют во вращающейс  трубчатой печи с погружным слоем из кварцевого песка.

3.Способ пол. 1,отличающийс  тем, что св зующий раствор, неспекающийе  углеродный носитель и кварцевый песок при смешивании имеют одинаковую температуру .

4.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что св зующа  смесь включает не менее 7% каменноугольного или нефт ного пека и не менее 12% тонкозернистого спекающегос  угл  от массы брикетируемой смеси.

5.Способ поп. 1-3, отличающий- с   тем. что используют кварцевый песок с

крупностью зерен от 0.05 до 0,25 мм и нефт ной коксе крупностью зерен менее 2 мм, 60% которого имеет зернистость ниже 0,5 мм.

&ПНЭ1/§9& ЯН tU130MhOcilJ