RU2115627C1 - Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома - Google Patents
Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115627C1 RU2115627C1 RU97107283A RU97107283A RU2115627C1 RU 2115627 C1 RU2115627 C1 RU 2115627C1 RU 97107283 A RU97107283 A RU 97107283A RU 97107283 A RU97107283 A RU 97107283A RU 2115627 C1 RU2115627 C1 RU 2115627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- carbon
- ore
- carbon ferrochrome
- ferrochrome
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: в производстве ферросплавов, а именно в составе шихты для получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительной печи. Сущность изобретения: шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома, включающая хромовую руду, углеродистый восстановитель и шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома, дополнительно содержит шлак низкоуглеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас. %: углеродистый восстановитель 10 - 15; шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома 5 - 15; шлак низкоуглеродистого феррохрома 1 - 10; хромовая руда - остальное. Технический результат заключается в снижении удельного расхода электроэнергии на восстановление хрома и снижение потерь хрома в отвальном шлаке. 1 табл.
Description
Изобретение относится к производству ферросплавов, а именно к составу шихты для получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительной печи.
В настоящее время для получения высокоуглеродистого феррохрома в рудовосстановительных печах используют шихту, приготовленную из хромовой руды, углеродистого восстановителя и кремнеземсодержащего флюса. Шихту периодически загружают на колошник и выпускают из печи полученный металл и шлак. После отделения от шлака металл разливают в изложницы (Рысс М.А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 199-212).
Недостатки применяемого состава шихты в промышленности.
1. Низкая скорость процесса восстановления хрома при выплавке высокоуглеродистого феррохрома, вследствие того, что в кремнеземистой хромовой руде содержится 10 - 20% SiO2, обладающей высокой вязкостью при температуре плавления. На поверхности частиц и кусков хромовой руды образуется вязкая пленка, которая препятствует взаимодействию оксидов хрома с углеродистым восстановителем и газообразным монооксидом углерода. Кремнеземистый флюс усиливает действие кремнезема хромовой руды, так как препятствует контакту хромшпинелидов руды с углеродистым восстановителем и газообразным CO.
Хром в тугоплавких хромшпинелидах хромовой руды не образует с кремнеземом жидкой фазы, из которой может происходить восстановление хрома. В результате замедления восстановительных реакций из хромшпинелидов хром не восстанавливается в верхних горизонтах ванны печи. Твердые частицы руды в большом количестве поступают в нижние горизонты и выносятся из печи с жидким шлаком.
Механизм восстановления хрома из хромовой руды заключается в том, что твердый углерод кокса в местах контакта с кусковой хромовой рудой взаимодействует с оксидами железа и хрома, входящими в состав руды. В процессе нагрева происходит диффузия углерода в объем хромшпинелида с образованием газообразного CO, карбидов хрома и железа. Одновременно с этим зона контакта кокса с хромовой рудой обогащается тугоплавкими оксидами пустой породы (SiO2, MgO, Ai2O3) преимущественно SiO2, которые создают, так называемый, шлакометаллический барьер между коксом и хромшпинелидами, при этом скорость процесса восстановления хрома резко снижается.
2. Низкая скорость процесса восстановления хрома из кремнеземистой хромовой руды в шихте с кремнезесодержащим флюсом в ходе выплавки феррохрома в рудовосстановительных печах приводит к увеличению продолжительности процесса плавки и повышению удельного расхода электроэнергии на выплавку феррохрома.
В процессе выплавки высокоуглеродистого феррохрома это связано с тем, что частицы хромовой руды становятся непроницаемыми для CO, который проходит из нижних горизонтов ванны печи через слой шихты, а также для прямого контакта с твердым углеродистым восстановителем.
Особенно заметны эти недостатки при использовании бедных кремнеземистых хромовых руд мелких Уральских месторождений Челябинской области, используемых в последнее время для выплавки высокоуглеродистого феррохрома, взамен богатых хромовых руд Донского ГОКа.
Известны составы шихт для получения высокоуглеродистого феррохрома из хромовой руды.
1. Шихта, состоящая из хромовой руды, коксика и кварцита для получения высокоуглеродистого феррохрома в электропечи (Рысс М.А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с.211, табл. 65).
2. Шихта, состоящая из мелкой хромовой руды, коксующегося угля и флюса. Высокоуглеродистый феррохром получают металлизацией и проплавлением приведенной шихты в электропечи (Производство феррохромовых сплавов, патент Великобритании N 1024692, кл. C 7 D, C 1 A от 23.01.63, опублик. 30.03.66).
3. Шихта в виде окатышей, состоящая из хромовой руды и углеродистого восстановителя, для получения высокоуглеродистого феррохрома в электропечи путем проплавления шихты (Способ получения высокоуглеродистого феррохрома. Патент США N 3849114, кл. 75-3, заявл. 14.09.73. опублик. ЖР "Металлургия", 1975, реф. 8B241 П).
В качестве прототипа принята шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома, включающая хромовую руду, углеродистый восстановитель и кремнеземсодержащий флюс в виде шлакометаллического отхода собственного производства (Рысс М. А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 199-212).
Недостатки состава шихты, выбранной в качестве прототипа.
1. Высокое содержание оксида хрома в отвальном шлаке, так как при получении высокоуглеродистого феррохрома шихта, состоящая из хромовой руды, углеродистого восстановителя и флюса, обладает низкой скоростью взаимодействия хромитов с восстановителем из-за ошлаковывания хромитов кремнеземистым флюсом и кремнеземом пустой породы хромовой руды в процессе плавки в рудовосстановительных печах.
При использовании кремнеземистых хромовых руд на частицах хромшпинелидов в верхних горизонтах ванны печи образуется шлаковый изолирующий барьер.
Кроме того, хромшпинелиды обладают высокой температурой плавления и низкой скоростью взаимодействия с кремнеземом, поэтому при нагреве хромовой руды с кремнеземистым флюсом затрудняется образование жидкой фазы, из которой может происходить восстановление хрома.
2. Низкая скорость процесса восстановления хрома из кремнеземистой хромовой руды, содержащей 10-20% SiO2, в ходе выплавки феррохрома в рудовосстановительных печах приводит к повышению продолжительности плавки и увеличению удельного расхода электроэнергии для получения феррохрома. Этому способствует то обстоятельство, что в процессе выплавки высокоуглеродистого феррохрома частицы хромовой руды становятся непроницаемы для CO, который образуется в нижних горизонтах ванны печи.
3. В случае применения хромовой руды мелких фракций в процессе восстановления хрома нарушается газопроницаемость колошника и замедляется удаление продуктов из зоны реакции в виде газообразной окиси углерода через слой шихты. При этом местные выбросы газа через слой шихты на колошнике сопровождаются свищами и внезапными обвалами шихты, а в районе электродов приводит к выбросам значительного количества шихты из ванны печи и нарушает технологический процесс получения высокоуглеродистого феррохрома, включая шлаковый режим.
Сущность изобретения заключается в том, что шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома, включающая хромовую руду, углеродистый восстановитель и шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома, дополнительно содержит шлак низкоуглеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%: углеродистый восстановитель 10-15; шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома 5-15; шлак низкоуглеродистого феррохрома 1-10; хромовая руда - остальное.
Шихту для получения высокоуглеродистого феррохрома готовят дозированием углеродистого восстановителя, шлакометаллического отхода производства высокоуглеродистого феррохрома, шлака низкоуглеродистого феррохрома слежавшегося в отвале, и хромовой руды.
Шлак низкоуглеродистого феррохрома, слежавшийся в отвале в течение 5-20 лет, представляет собой кусковый материал рыхлой газопроницаемой структуры. В исходном в момент поступления на шлаковый отвал самораспадающийся шлак производства низкоуглеродистого феррохрома представлял дисперсный порошок с размером частиц 1-20 мкм. Образование частиц такого размера происходит в процессе охлаждения затвердевшего шлака до температуры 600-650oC и превращения высокотемпературной формы 2CaO•SiO2 в низкотемпературную форму гамма-двухкальциевый силикат, имеющий объем решетки на 10% больший, чем у высокотемпературной формы. В процессе выдержки шлака в отвале, за счет гидратации свободной CaO происходит цементация частиц с образованием рыхлого монолита, который не пылит и легко распадается на куски при добыче экскаватором.
При последующей транспортировке и дозировке шлак низкоуглеродистого феррохрома, слежавшийся в отвале, измельчается до частиц размером до 50 мм. В процессе транспортировки сдозированной шихты частицы шлака в результате трения с кусками хромовой руды обволакивают их налетом в объеме шихтовых материалов без выделения пыли в воздушную среду. В последующем в ванне печи при нагреве шихты шлак низкоуглеродистого феррохрома взаимодействует с кремнеземом и другими невосстанавливаемыми оксидами хромовой руды с образованием легкоплавкого эвтектического оксидного расплава.
Полученную шихту загружают в рудовосстановительную печь, поддерживая в ванне печи слой высотой 1,5-2,5 м.
Шихта по мере проплавления поступает в разогретую реакционную зону тигля, при этом нагретая окись углерода проходит через слой шихты.
При нагреве шихты происходит взаимодействие компонентов шлакометаллического отхода собственного производства и шлака низкоуглеродистого феррохрома, хранившегося в отвале и кремнеземистой породы хромовой руды.
В зоне интенсивного схода шихты при ее нагреве вследствие передачи тепла из района выделения Джоулевого тепла и горения электрических дуг происходит растворение кремнезема и разрушение кремнеземистого барьера на хромшпинелидах с образованием легкоплавкого шлака, который коагулирует и стекает в нижний горизонт ванны печи. Разрушение шлакового кремнеземистого барьера способствует восстановлению хрома из хромшпинелида хромовой руды углеродом коксика и газообразным CO. При этом шихта, заполняющая ванну печи, обладает повышенной восстановительной способностью и без затруднений пропускает газ, содержащий преимущественно окись углерода, с максимальной отдачей тепла горячего газа загруженной шихте.
Выпуск металла, полученного в результате восстановления хрома и железа из хромшпинелидов хромовой руды, и образовавшегося шлака из пустой породы хромовой руды и флюса, проводят периодически по мере накопления жидких металла и шлака в требуемом количестве для проведения выпуска и разливки металла в изложницы.
При получении высокоуглеродистого феррохрома из шихты заявляемого состава в сравнении с шихтой по способу-прототипу содержание CaO в конечном шлаке увеличено и составляет 3-8%. Оптимальное содержание CaO в конечном шлаке находится в интервале 4-5%. CaO не образует с MgO химических соединений и не взаимодействует с магнезиальной футеровкой.
Если количество углеродистого восстановителя менее 10%, шлакометаллического отхода менее 5% и шлака низкоуглеродистого феррохрома из отвала менее 1%, то снижается восстановительная способность хромшпинелидов хромовой руды и шихты в целом, что приводит к снижению степени восстановления хрома.
Если углеродистого восстановителя более 15%, шлакометаллического отхода более 15% и шлака низкоуглеродистого феррохрома более 10%, то снижается температура в зоне тиглей, ввиду излишнего количества балластного материала, загружаемого в рабочие зоны тиглей рудовосстановительной печи, что повышает удельный расход электроэнергии и материалов на получение феррохрома.
Промышленное использование шихты для выплавки высокоуглеродистого феррохрома провели в условиях ОАО "ЧЭМК" на рудовосстановительной печи с трансформатором мощностью 16,5 МВт.
Для использования шихты применяли хромовую руду, содержащую, мас.%: 31-33 Cr2O3, 12-14 FeO, 15-17 SiO2, 19-21 MgO Уральского месторождения, коксит с содержанием углерода 86%, флюс - шлакометаллический отход производства высокоуглеродистого феррохрома мас.%: 50 SiO2, 20 MgO, 10 Al2O3, 20 металлических включений высокоуглеродистого феррохрома, шлак низкоуглеродистого феррохрома, с содержанием, мас.%: 40-50 CaO, 25-30 SiO2, 5-15 Cr2O3, 4-5 Al2O3, 8-12 MgO, 1-3 FeO.
Компоненты шихты дозировали в емкость и полученную шихту подавали в бункера электропечи. Шихту через труботечки периодически загружали на колошник печи, преимущественно после выпуска расплавов и оседания шихты на колошнике. В печи шихта за счет тепла электроэнергии нагревалась в верхних слоях и проплавлялась в нижних горизонтах ванны печи с образованием металла и шлака.
Выпуск металла и шлака из печи проводили через каждые 2 ч работы печи в футерованный ковш, на днище которого предварительно насыпали 150-200 кг кварцевого песка, и каскадно расположенные за ним стальные ковши. Шлак в период выпуска из печи переливался из футерованного ковша в стальные ковши.
Разливку металла в изложницы выполняли через отверстие в районе днища ковша. Оставшийся шлак из футерованного ковша сливали в шлаковню вместе с кварцевым песком - подсыпкой, которую использовали для засыпки днища ковша перед выпуском металла и шлака. Полученный материал - шлакометаллический отход собственного производства, мас.%: 50 SiO2, 20 MgO, 10 Al2O3, 20 металлических включений высокоуглеродистого феррохрома использовали после дробления в качестве кремнеземистого флюса.
Выплавку высокоуглеродистого феррохрома с применением шихты по прототипу провели на шихте варианта 2 без добавки шлака низкоуглеродистого феррохрома.
Показатели применения шихты для производства высокоуглеродистого феррохрома приведены в таблице.
Из данных, приведенных в таблице, следует возможность промышленного осуществления предложенного состава шихты с улучшением технических показателей производства высокоуглеродистого феррохрома за счет уменьшения удельного расхода электроэнергии на восстановление хрома из хромовой руды и снижения содержания оксида хрома в отвальном шлаке.
Claims (1)
- Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома, включающая хромовую руду, углеродистый восстановитель и шлакометаллический отход, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлак низкоуглеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродистый восстановитель - 10 - 15
Шлакометаллический отход - 5 - 15
Шлак низкоуглеродистого феррохрома - 1 - 10
Хромовая руда - Остальное,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97107283A RU2115627C1 (ru) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97107283A RU2115627C1 (ru) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2115627C1 true RU2115627C1 (ru) | 1998-07-20 |
| RU97107283A RU97107283A (ru) | 1998-11-20 |
Family
ID=20192639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97107283A RU2115627C1 (ru) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2115627C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000065108A1 (de) * | 1999-04-22 | 2000-11-02 | Holderbank Financiere Glarus Ag | Verfahren zum aufarbeiten von stahlschlacken |
| EA016426B1 (ru) * | 2010-10-27 | 2012-04-30 | Фазыл Каюмович ШАДИЕВ | Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома |
-
1997
- 1997-05-06 RU RU97107283A patent/RU2115627C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Рысс М.А. Производство ферросплавов.-М.: Металлургия, 1985, с.199-212. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000065108A1 (de) * | 1999-04-22 | 2000-11-02 | Holderbank Financiere Glarus Ag | Verfahren zum aufarbeiten von stahlschlacken |
| CZ300230B6 (cs) * | 1999-04-22 | 2009-03-25 | Holcim Technology Ltd. | Zpusob zpracování ocelárských strusek |
| EA016426B1 (ru) * | 2010-10-27 | 2012-04-30 | Фазыл Каюмович ШАДИЕВ | Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома |
| WO2012057593A1 (ru) * | 2010-10-27 | 2012-05-03 | Shadiev Fazil Kayumovich | Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100194133B1 (ko) | 용융조반응기를 사용한 합금철의 제조방법 | |
| US4124404A (en) | Steel slag cement and method for manufacturing same | |
| KR101174703B1 (ko) | 전기 아크로에서 높은 크롬 함량을 함유하는 슬래그의 환원 방법 | |
| TW565618B (en) | Method for producing metallic iron | |
| Hara et al. | Continuous pig iron making by microwave heating with 12.5 kW at 2.45 GHz | |
| JP2004526864A (ja) | マイクロ波による直接金属製造方法 | |
| JP2000513411A (ja) | ホットメタルの製造方法 | |
| RU2115627C1 (ru) | Шихта для получения высокоуглеродистого феррохрома | |
| JP2002293574A (ja) | 無機繊維の製造方法 | |
| SU1069632A3 (ru) | Способ получени ферромарганца или ферросиликомарганца | |
| RU2109836C1 (ru) | Шихта для получения ферросилиция | |
| Ding et al. | Kinetics and mechanism of smelting reduction of fluxed chromite Part 1 Carbon–chromite–flux composite pellets in Fe–Cr–C–Si melts | |
| KR100257213B1 (ko) | 크롬 광석의 용융 환원 방법 | |
| JP3584817B2 (ja) | ロータリーキルンの運転方法 | |
| KR100935612B1 (ko) | 폐망간 분진으로부터 유도로를 이용한 고탄소 및 저탄소합금철의 회수법 | |
| TW579391B (en) | Process for the production of liquid smelting iron in an electric furnace | |
| CN108570533B (zh) | 一种适用于硅镇静钢的脱氧用渣料 | |
| RU2094478C1 (ru) | Композиционная шихта для металлургического передела | |
| JP3135042B2 (ja) | 焼却灰溶融スラグからの人工岩石合成処理法および装置 | |
| WO2012057593A1 (ru) | Способ выплавки высокоуглеродистого феррохрома | |
| RU2096509C1 (ru) | Способ получения феррованадия | |
| JPS59134482A (ja) | 冶金法 | |
| RU2114060C1 (ru) | Офлюсованный хроморудный агломерат | |
| Tangstad | Handbook of Ferroalloys: Chapter 7. Manganese Ferroalloys Technology | |
| RU2274668C2 (ru) | Способ преобразования металлотермического шлака |