RU2202639C1 - Method of concentration of titanium-containing raw material and device for realization of this method - Google Patents
Method of concentration of titanium-containing raw material and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2202639C1 RU2202639C1 RU2001130312A RU2001130312A RU2202639C1 RU 2202639 C1 RU2202639 C1 RU 2202639C1 RU 2001130312 A RU2001130312 A RU 2001130312A RU 2001130312 A RU2001130312 A RU 2001130312A RU 2202639 C1 RU2202639 C1 RU 2202639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- cooling
- hearth
- lining
- arch
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии и устройствам для обогащения титансодержащего сырья. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to technology and devices for the enrichment of titanium-containing raw materials.
Известены способ получения обогащенного титанового шлака и железистого чугуна из ильменита и устройство для его осуществления (патент ЕП 0583126, опубл. 16.02.1994 г.). Способ включает совместную подачу ильменита с углеродсодержащим восстановителем при отсутствии флюсов в центральную часть расплавленной ванны дуговой печи, предпочтительно в плазменную дуговую печь. Сырье подают через крышку печи, предварительно нагревая, используя тепло отходящих газов. Реагенты подают через полый электрод. Углеродсодержащий восстановитель поддерживают выше стехиометрического количества, необходимого для восстановления оксида железа в металлическое железо. Титановый шлак восстанавливают непрерывно или периодически и отводят из печи, железистый чугун выпускают через летку как побочный продукт. Для осуществления способа предложено устройство в виде круглой дуговой или плазменно-дуговой печи с одним или более графитовым полым электродом - катодом, расположенным в крышке печи. Анодом служит расплав. Футеровку печи охлаждают водой, поддерживая температуру печи 1650-1750oС. Печь выполнена герметичной без доступа воздуха.A known method of producing enriched titanium slag and ferrous iron from ilmenite and a device for its implementation (patent EP 0583126, publ. 02.16.1994). The method includes the joint supply of ilmenite with a carbon-containing reducing agent in the absence of fluxes to the central part of the molten bath of the arc furnace, preferably to the plasma arc furnace. Raw materials are fed through the lid of the furnace, pre-heated using the heat of the exhaust gases. Reagents are fed through a hollow electrode. The carbon-containing reducing agent is maintained above the stoichiometric amount required to reduce iron oxide to metallic iron. Titanium slag is reduced continuously or periodically and removed from the furnace, ferrous iron is discharged through the tap hole as a by-product. To implement the method, a device is proposed in the form of a circular arc or plasma-arc furnace with one or more graphite hollow electrodes — a cathode located in the furnace lid. The anode is a melt. The lining of the furnace is cooled by water, maintaining the temperature of the furnace 1650-1750 o C. The furnace is made airtight without air.
Недостатками данного способа и устройства для обогащения титансодержащего сырья являются большие затраты электроэнергии на проведение процесса плавки и на герметизацию печи. The disadvantages of this method and device for the enrichment of titanium-containing raw materials are the high cost of electricity for the melting process and for sealing the furnace.
Известны способ и устройство для обогащения титансодержащего сырья путем восстановительной плавки в рудно-термической печи (кн. Электротермия титановых шлаков. - Денисов С.И. -М.: Металлургия, с.58-124). Способ включает разогрев печи с помощью подводимого тока к электродам, приготовление, подачу и плавление шихты. В этот период происходит интенсивное восстановление окислов железа до концентрации закиси железа в шлаке около 8-12%. К концу плавления израсходуется примерно 2/3 от общего количества электроэнергии. Далее осуществляют процесс плавки путем довосстановления шихты углеродсодержащим восстановителем, отстой и выпуск продуктов плавки. Расход восстановителя на 1 тонну шихты составляет 1: (10-15). В процессе плавления и плавки шихты осуществляют охлаждение подины печи и свода. Температура на подине печи не должна превышать 800oС, а в боковой футеровке - не выше 500oС. Оба продукта плавки - шлак и чугун выпускают из печи одновременно через одну летку, разделение продуктов осуществляют путем отстоя в изложницах.A known method and device for the enrichment of titanium-containing raw materials by reduction smelting in an ore-thermal furnace (Prince. Electrotherm of titanium slag. - Denisov S.I.-M .: Metallurgy, p. 58-124). The method includes heating the furnace using the supplied current to the electrodes, preparing, supplying and melting the charge. During this period, an intensive reduction of iron oxides occurs to an iron oxide concentration in the slag of about 8-12%. By the end of melting, approximately 2/3 of the total amount of electricity will be consumed. Next, carry out the melting process by re-reducing the mixture with a carbon-containing reducing agent, sludge and the release of melting products. Reducer consumption per 1 ton of charge is 1: (10-15). In the process of melting and melting the mixture, the hearth of the furnace and the vault are cooled. The temperature on the bottom of the furnace should not exceed 800 o C, and in the side lining - not higher than 500 o C. Both melting products - slag and cast iron are discharged from the furnace at the same time in one notch, the products are separated by settling in the molds.
Устройство для обогащения титансодержащего сырья представляет собой рудно-термическую печь, состоящую из кожуха, выполненного из стального листового железа из двух половин, стянутых болтами и снабженных ребрами жесткости и горизонтальными рядами поясов; футеровки, выполненной из огнеупорного кирпича, на стенках которой специально наращивают гарниссаж для защиты футеровки от растворения и удержания расплава в печи. Между кожухом и футеровкой предусмотрен слой шамота для обеспечения термического расширения кладки. Подина печи выполнена сферической формы. Снизу на днище печи заливают слой жароупорного бетона, для повышения срока службы подины в слое бетона размещены 10 металлических труб, через которые подают воздух для охлаждения. Для контроля температуры футеровки предусмотрены термопары. Ванна печи укрыта водоохлаждаемым сводом, на котором размещены электроды, бункеры для загрузки шихты. Свод выполнен плоским в виде полого водоохлаждаемого кессона, в нижней части кессон обмазан жароупорным бетоном. A device for the enrichment of titanium-containing raw materials is an ore-thermal furnace, consisting of a casing made of steel sheet iron from two halves, tightened by bolts and equipped with stiffeners and horizontal rows of belts; a lining made of refractory brick, on the walls of which the skull is specially increased to protect the lining from dissolution and retention of the melt in the furnace. A layer of fireclay is provided between the casing and the lining to ensure thermal expansion of the masonry. The hearth of the furnace is made spherical in shape. A layer of refractory concrete is poured on the bottom of the furnace bottom, to increase the life of the hearth, 10 metal pipes are placed in the concrete layer through which air is supplied for cooling. Thermocouples are provided to control the temperature of the lining. The furnace bath is covered with a water-cooled arch, on which electrodes, bunkers for loading the charge are placed. The arch is made flat in the form of a hollow water-cooled caisson; in the lower part of the caisson it is coated with heat-resistant concrete.
Кроме того, для обслуживания печи предусмотрены вспомогательные устройства, такие как электрододержатели и устройства для перемещения электродов, система для подвода тока к печи. In addition, auxiliary devices are provided for servicing the furnace, such as electrode holders and devices for moving electrodes, and a system for supplying current to the furnace.
Недостатком данного устройства является низкий срок службы печи из-за быстрого выхода из строя футеровки подины и свода печи. The disadvantage of this device is the low life of the furnace due to the rapid failure of the lining of the hearth and arch of the furnace.
Известны способ и устройство для обогащения титансодержащего сырья путем восстановительной плавки в рудно-термических печах (кн.Титан. Гармата В.А., Петрунько А. Н. , Галицкий Н.В., Олесов Ю.Г, Сандлер Р.А., 1983 г., с.180-215), взятые в качестве ближайшего аналога-прототипа. A known method and device for the enrichment of titanium-containing raw materials by reduction smelting in ore-thermal furnaces (Prince Titan. Garmata V.A., Petrunko A.N., Galitsky N.V., Olesov Yu.G., Sandler R.A., 1983, S. 180-215), taken as the closest analogue of the prototype.
Способ включает разогрев печи с помощью электродов, к которым подводят ток от трансформаторов через гибкую сеть, подготовку, подачу и плавление шихты, ведение процесса восстановления с дополнительной подгрузкой восстановителя, охлаждение свода и подины печи, поддержание избыточного давления под сводом печи, равным 1-2 Па, выпуск продуктов плавки, отвод отходящих газов из печи и их очистка. Охлаждение подины печи осуществляют воздухом через металлические трубы, охлаждение свода печи осуществляют водой. Температуру подины печи поддерживают не выше 800oС, стенок шахты печи - 500oС.The method includes heating the furnace using electrodes, to which current is supplied from the transformers through a flexible network, preparing, feeding and melting the charge, conducting the recovery process with additional reloading of the reducing agent, cooling the roof and hearth of the furnace, maintaining the overpressure under the furnace roof equal to 1-2 Pa, the release of smelting products, the removal of exhaust gases from the furnace and their cleaning. The furnace hearth is cooled by air through metal pipes; the furnace roof is cooled by water. The temperature of the hearth of the furnace is maintained no higher than 800 o C, the walls of the shaft of the furnace - 500 o C.
Устройство для обогащения титансодержащего сырья представляет собой круглую рудно-термическую печь полунепрерывного действия, состоящую из кожуха, выполненного из двух половин из листового железа, стянутых болтами и снабженных ребрами жесткости и горизонтальными рядами поясов; футеровки, выполненной из огнеупорного кирпича, на стенках которой специально наращивают гарниссаж для защиты футеровки от растворения и удержания расплава в печи, состоящей из охлаждаемой подины сферической формы и цилиндрической шахты печи; охлаждаемого свода печи, на котором размещены устройство для загрузки шихты, газоход для отвода отходящих газов и электроды. Место ввода электродов герметизировано и снабжено охлаждающим устройством. Выпуск шлака и железистого материала осуществляют через летку в каскадные изложницы. Снизу на днище печи заливают слой жароупорного бетона, для повышения срока службы подины в слое бетона размещены 10 металлических труб, через которые подают воздух для охлаждения. Между кожухом и футеровкой размещен слой из магнезитового порошка (компенсационный слой для теплового расширения футеровки). Для контроля температуры футеровки предусмотрены термопары. Свод выполнен плоским в виде полого водоохлаждаемого кессона, в нижней части кессон обмазан жароупорным бетоном. Отвод газов из печи осуществляют через газоход и далее газы подвергают очистке от пыли и примесей. Подвод тока к электродам осуществляют от трансформаторов, короткая сеть и контактные узлы снабжены устройством для охлаждения. A device for the enrichment of titanium-containing raw materials is a circular semi-continuous ore-thermal furnace, consisting of a casing made of two halves of sheet metal, bolted together and equipped with stiffeners and horizontal rows of belts; a lining made of refractory brick, on the walls of which a skull is specially increased to protect the lining from dissolution and retention of the melt in the furnace, consisting of a cooled spherical hearth and a cylindrical shaft of the furnace; the cooled arch of the furnace, on which the device for loading the charge, a gas duct for exhaust gases and electrodes are located. The electrode entry point is sealed and equipped with a cooling device. The release of slag and glandular material is carried out through the notch in cascade molds. A layer of refractory concrete is poured on the bottom of the furnace bottom, to increase the life of the hearth, 10 metal pipes are placed in the concrete layer through which air is supplied for cooling. Between the casing and the lining there is a layer of magnesite powder (a compensation layer for thermal expansion of the lining). Thermocouples are provided to control the temperature of the lining. The arch is made flat in the form of a hollow water-cooled caisson; in the lower part of the caisson it is coated with heat-resistant concrete. The removal of gases from the furnace is carried out through the flue and then the gases are cleaned from dust and impurities. The current is supplied to the electrodes from transformers, a short network and contact nodes are equipped with a cooling device.
Недостатком данного способа и устройства является большие затраты на электроэнергию и низкий срок службы печи. The disadvantage of this method and device is the high cost of electricity and low life of the furnace.
Задачами предложенных способа и устройства являются снижение образования настылей в печи, стабилизация температурного режима, повышение срока службы отдельных узлов печи. Технический результат достигается в снижении расхода электроэнергии и повышении срока службы печи. The objectives of the proposed method and device are to reduce the formation of accretions in the furnace, stabilize the temperature, increase the life of individual components of the furnace. The technical result is achieved in reducing energy consumption and increasing the life of the furnace.
Данные задачи решаются тем, что предложен способ обогащения титанодержащего сырья путем восстановительной плавки, включающий разогрев печи, приготовление шихты путем смешивания углеродсодержащего восстановления и титансодержащего сырья, загрузку, плавление и восстановление шихты с непрерывным отводом реакционных газов, охлаждение подины, свода печи, контактных узлов и гибких токоподводов, извлечение из печи продуктов плавки и очистку отходящих газов, новым является то, что предварительно восстановитель и сырье дозируют в соотношении, равном 1:(8-10), смешивают и подают в центр печи, выполненной со сводом в виде сегментных секции, процессы, плавления и восстановления ведут при непрерывной подаче воздуха в газовое пространство печи, а осаждение подины осуществляют при поддержании постоянной температуры футеровки подины не выше 450oС.These tasks are solved by the fact that the proposed method of enrichment of titanium-containing raw materials by reduction smelting, including heating the furnace, preparing the mixture by mixing carbon-containing reduction and titanium-containing raw materials, loading, melting and restoring the mixture with continuous removal of reaction gases, cooling the hearth, the roof of the furnace, contact nodes and flexible current leads, extraction of melting products from the furnace and purification of exhaust gases, it is new that the pre-reducing agent and raw materials are dosed in the ratio and equal to 1: (8-10), mixed and fed to the center of the furnace, made with a vault in the form of segment sections, processes, melting and reduction are carried out with continuous supply of air into the gas space of the furnace, and the hearth is deposited while maintaining the lining temperature constant hearths not higher than 450 o C.
Кроме того, охлаждение свода печи осуществляв путем охлаждения каждой сегментной секции с помощью системы испарительного охлаждения. In addition, the cooling of the furnace roof was carried out by cooling each segment section using an evaporative cooling system.
Кроме того, охлаждение свода печи осуществляют охлаждением индивидуальной сегментной секции путем циркуляции теплоносителя в секции по лабиринту. In addition, the cooling of the arch of the furnace is carried out by cooling the individual segment section by circulating the coolant in the section through the maze.
Кроме того, разрежение под сводом печи поддерживают 2-4 Па. In addition, the vacuum under the arch of the furnace is supported by 2-4 Pa.
Кроме того, охлаждение подины проводят при расходе воздуха в пределах 10000-20000 нм3/ч на 1 м2 подины.In addition, the hearth cooling is carried out at an air flow rate in the range of 10000-20000 nm 3 / h per 1 m 2 hearth.
Кроме того, расход теплоносителя на охлаждение контактных узлов и гибких токоподводов поддерживают в пределах 70-80 м3/ч.In addition, the coolant flow rate for cooling the contact nodes and flexible current leads is maintained within 70-80 m 3 / h.
Кроме того, содержание закиси железа при плавлении шихты поддерживают в пределах 6-18%. In addition, the content of iron oxide during melting of the charge is maintained in the range of 6-18%.
Для осуществления способа предложено устройство для обогащения титансодержащего сырья, включающее металлический кожух, выполненный из секций, футеровку в виде полусферической охлаждаемой подины и шахты печи, летки для слива продуктов плавки, свод печи, выполненный с водоохлаждаемым кессоном с патрубками для подачи и отвода воды и с плитой из жаропрочного бетона, на котором размещены устройство для подачи шихты, газоход для отвода отходящих газов и электроды с токоподводами, новым является то, что оно дополнительно снабжено дозаторами с транспортером, соединенным через раздаточные бункеры с устройством для подачи шихты, установленным в центре свода, футеровка выполнена с каналами для охлаждения подины, размещенными в футеровке в плоскости, параллельной основанию печи и соединенными с коллектором для подвода воздуха; свод печи выполнен в виде съемных сегментных секций, каждая секция состоит из кессона, снабженного патрубками для подачи и отвода хладоагента, а нижняя часть кессона секции заполнена жаропрочным бетоном. To implement the method, a device for the enrichment of titanium-containing raw materials is proposed, including a metal casing made of sections, a lining in the form of a hemispherical cooled hearth and furnace shaft, tap holes for draining melting products, a furnace arch made with a water-cooled caisson with nozzles for supplying and discharging water and with a stove made of heat-resistant concrete, on which a device for supplying a charge, a gas duct for removing exhaust gases and electrodes with current leads is located, is new that it is additionally equipped with dispensers with a conveyor connected through dispensing bins to a charge feeding device installed in the center of the roof, the lining is made with channels for cooling the hearth, placed in the lining in a plane parallel to the base of the furnace and connected to a manifold for supplying air; the furnace arch is made in the form of removable segment sections, each section consists of a caisson equipped with nozzles for supplying and discharging refrigerant, and the lower part of the caisson of the section is filled with heat-resistant concrete.
Кроме того, зазор между секциями свода печи заполнен теплоизоляционным материалом. In addition, the gap between the sections of the arch of the furnace is filled with insulating material.
Кроме того, кессон сегментной секции свода выполнен в виде каркаса прямоугольной формы, во внутренней полости которого размещены перегородки, выполненными в виде лабиринта. In addition, the caisson of the segmented section of the arch is made in the form of a rectangular frame, in the inner cavity of which there are partitions made in the form of a maze.
Кроме того, кессон сегментной секции свода выполнен в виде коллекторов для подвода и отвода воды, соединенных с полутрубами, которые размещены по высоте сегментной секции между коллекторами и приварены к сегментной секции свода. In addition, the caisson of the segment section of the arch is made in the form of collectors for supplying and discharging water, connected to half pipes, which are placed along the height of the segment section between the collectors and are welded to the segment section of the arch.
Кроме того, зазор между секциями свода заполнен теплоизоляционным материалом. In addition, the gap between the sections of the arch is filled with insulating material.
Кроме того, секции кожуха печи установлены между собой с зазором с возможностью свободного перемещения. Кроме того, секции кожуха соединены между собой компенсаторами. Кроме того, компенсаторы выполнены в виде изогнутой пластины, жестко прикрепленной к сторонам разных секций кожуха. In addition, sections of the furnace casing are installed with each other with a gap with the possibility of free movement. In addition, sections of the casing are interconnected by compensators. In addition, the compensators are made in the form of a curved plate rigidly attached to the sides of different sections of the casing.
Подготовка шихты путем дозирования углеродсодержащего восстановителя и титансодержащего материала на транспортер, смешивание и подачу шихты в центр печи позволяет стабилизировать процесс плавки шихты в печи, избежать образования настылей и тем самым повысить срок службы печи. The preparation of the mixture by dosing a carbon-containing reducing agent and titanium-containing material to the conveyor, mixing and feeding the mixture into the center of the furnace allows to stabilize the process of melting the mixture in the furnace, to avoid the formation of accretions and thereby increase the service life of the furnace.
Необходимость поддержания соотношения шихты и восстановителя, равным 1: (8-10), позволяет снизить затраты, причем большее соотношение приводит к восстановлению диоксида титана в низшие окислы, к получению тугоплавкого, вязкого шлака, выпуск которого из печи очень затруднен, недостаток восстановителя влечет за собой повышенное содержание закиси железа в расплаве, что приводит к перерасходу электроэнергии и к размыванию гарниссажа ванны. The need to maintain the ratio of the charge and reducing agent equal to 1: (8-10) allows to reduce costs, and a larger ratio leads to the reduction of titanium dioxide to lower oxides, to obtain refractory, viscous slag, the release of which from the furnace is very difficult, the lack of a reducing agent entails an increased content of iron oxide in the melt, which leads to an excessive consumption of electricity and to erosion of the skull of the bath.
Выполнение охлаждения подины в виде каналов в футеровке позволяет снизить температуру подины печи, избежать ее разрушения и тем самым повысить срок службы печи в целом. The cooling of the hearth in the form of channels in the lining allows you to reduce the temperature of the hearth of the furnace, to avoid its destruction and thereby increase the life of the furnace as a whole.
Выполнение кожуха печи в виде секций, установленных с зазором и скрепленных компенсатором, позволяет также повысить срок службы кожуха и тем самым всей печи. The execution of the casing of the furnace in the form of sections installed with a gap and fastened by a compensator, also allows to increase the service life of the casing and thereby the entire furnace.
Выполнение свода печи в виде съемных сегментных секций и форма их выполнения позволяет сохранить свод печи длительное время без разрушений и тем самым повысить срок службы печи. The implementation of the arch of the furnace in the form of removable segment sections and the form of their execution allows you to save the arch of the furnace for a long time without damage and thereby increase the life of the furnace.
На фиг.1 показан общий вид рудно-термической печи. Figure 1 shows a General view of the ore-thermal furnace.
на фиг.2 - охлаждение подины печи.; на фиг.3 - свод печи; на фиг.4 - варианты выполнения секции свода печи; на фиг.5 - секция кожуха печи. figure 2 - cooling the hearth of the furnace .; figure 3 - arch of the furnace; figure 4 - embodiments of the section of the arch of the furnace; figure 5 is a section of the casing of the furnace.
Печь состоит из кожуха 1, выполненного из листового проката, кожух выполнен из плиты основания, нижних и верхних секций 2, установленных с возможностью свободного перемещения с зазором 3 соединенных между собой с помощью компенсаторов 4, лотка летки 5. The furnace consists of a
В кожухе предусмотрены рабочие окна 6 для обслуживания ванны печи, кожухи термопар на трех уровнях для контроля температуры футеровки. Мощность печи 16500 кВА, число фаз 3, количество электродов - 3. Печь выполнена круглой формы разного диаметра. Нижняя часть печи - подина 7 представляет собой полусферу, верхняя часть - шахта 8 печи. Подину охлаждают воздухом через каналы 9, размещенные в футеровке подины в плоскости, параллельной основанию печи. Каналы 9 соединены с коллектором 10. Между футеровкой и кожухом печи размещен компенсационный слой 11, заполненный теплоизляционным материалом. The casing provides working windows 6 for servicing the furnace bath, thermocouple casings at three levels to control the temperature of the lining. The furnace power is 16500 kVA, the number of phases is 3, the number of electrodes is 3. The furnace is made of a round shape of different diameters. The lower part of the furnace -
Свод 12 печи выполнен из сегментных секций 13. Зазор 14 между сегментными секциями свода заполнен теплоизоляционным материалом. Каждая сегментная секция подвешена к балкам и выполнена в виде кессона 15 с патрубком 16 для подвода воды и патрубком 17 для отвода воды, а снизу выполнен второй слой из жаропрочного бетона 18. Кессон выполнен прямоугольной формы, внутри которой размещены перегородки 19 в виде лабиринта. Второй вариант выполнения кессона в виде коллектора для подачи воды 20 и отвода воды 21, между коллекторами размещены полутрубы 22. На своде размещены устройство для подачи шихты 23, газоход 24 для отвода газов, электроды 25. Печь снабжена дозатором 26, транспортером 27, раздаточными бункерами 28, соединенными течками с устройством для подачи шихты 23. Электрод печи 25 снабжен гибким токоподводом 29 с контактными узлами 30 и устройством для охлаждения 31. The arch 12 of the furnace is made of
Монтаж печи осуществляют следующим образом. Мощность печи 16500 кВА, число фаз 3, количество электродов 3. Предварительно изготавливают кожух печи 1, состоящий из секций 2, установленных между собой с зазором 3 и скрепленных компенсаторами 4. Компенсаторы 4 изготавливают в виде пластины и приваривают к противоположным сторонам секций 2 кожуха 1. Кожух состоит из плиты основания, десяти нижних секций 2 и шести верхних, лотка летки 5 для слива продуктов плавки. В кожухе изготовлены рабочие окна 6 для обслуживания печи и подачи воздуха в печь, кожухи термопар. Затем периклазовым кирпичом ГОСТ 4689-94 выкладывают в кожухе 1 футеровку подины 7 сферической формы с радиусом прогиба, равным 14520 мм. В футеровке, в плоскости, параллельной основанию подины, выкладывают каналы 9, соединенные через закладные трубы в кожухе с коллектором 10 для подачи воздуха. Расход воздуха на охлаждение подины составляет 10000-20000 нм3/ч на 1 м2 подины, температура футеровки подины при охлаждении не должна превышать 450oС. Затем выкладывают шамотным кирпичом шахту печи 8. Для термического расширения футеровки предусматривают компенсационный зазор 11 из теплоизоляционного материала в виде магнезитового порошка. Предварительно изготавливают сегментные секции 13 свода 12 печи, которые выполнены в виде металлического плоского сегмента и снабжены кессонами 15 для охлаждения каждой сегментной секции 13 свода 12. Сегментные секции 13 свода подвешивают к балкам над шахтой печи 8, образуя свод печи, укладывая их по окружности в виде трех центральных и девяти периферийных зон. Зазор 14 между секциями свода заполнен теплоизоляционным материалом, например шамотным кирпичом. Сегментные секции 13 изготавливают в виде кессона 15 с патрубками для подвода 16 и отвода 17 теплоносителя, например в виде воды или перегретого пара. Снизу сегментная секция имеет слой 18 из жаропрочного материала, например из железобетона. Кессон 15 выполнен двух вариантов. В металлическом каркасе приваривают в виде лабиринта перегородки 19 или с противоположных сторон сегментной секции приваривают распределительный коллектор 20 для подачи воды и распределительный коллектор 21 для отвода перегретого пара. По высоте сегментной секции между коллекторами 20 и 21 приварены полутрубы 22, соединенные с коллекторами.The installation of the furnace is as follows. The power of the furnace is 16500 kVA, the number of
Между сегментными секциями 13 на своде 12 печи размещены устройство 23 для подачи шихты в центр печи, газоход 24 и три электрода 25. Электроды установлены под углом 120 градусов и снабжены кессонами для охлаждения. Between the
Подвод электрической мощности от печного трансформатора к электродам печи осуществляют через короткую сеть, представляющую собой три шинных пакета, один конец которого подсоединен к трансформатору, другой - к контактным узлам 30 электрода 25. Контактный узел 30 состоит из мантиля, восьми контактных щек, прижимаемых к электроду нажимным кольцом, токоведущих труб и гибких токоподводов 29. Контактная щека выполнена из бронзовой отливки со стальным залитым змеевиком для водяного охлаждения. Токоподвод выполнен из медного гибкого провода, заключенного в резиновый рукав, по которому подается охлаждающая вода. Количество воды, подаваемой на охлаждение контактного узла и токоподвода, равно 70-80 м3/ч. Соотношение диаметра распада электрода 25 к внутреннему диаметру шахты 8 печи поддерживают постоянным и равным 1: 3,2. Отвод реакционных газов осуществляют с помощью вентиляторов, утановленных в газоход 24.The electric power from the furnace transformer to the electrodes of the furnace is supplied through a short network consisting of three bus packets, one end of which is connected to the transformer, the other to the contact nodes 30 of the
Пример способа плавки. An example of a melting method.
Для проведения процесса обогащения титансодержащего сырья применяют сырье: ильменит мас.доля ТiO2 - 52-63% ТУ 14-10-005-98, ТУ48-4-236-72 и антрацит ТУ 12.11.273.92, угли ТУ 97300-00160301-001-95. Предварительно необходимо подготовить шихту. Для этого транспортируют концентрат камерными насосами ТИПА ТА-29-1680 (камерными питателями) пневмотраспортом в расходные бункеры при давлении сжатого воздуха 0,4-0,6 МПа, а восстановитель транспортируют ленточными питателями. Из расходных бункеров с помощью дозаторов 26 подают компоненты шихты на транспортер 27 при соотношении 10-17 кг восстановителя на 100 кг концентрата при соотношении 1:10-1:8, затем смесь подают в раздаточные бункеры 28, произведя одновременное перемешивание компонентов смеси. Затем из бункеров 28 осуществляют загрузку шихты в печь через устройство-распределитель 23 для подачи шихты в центр печи. Загрузку шихты производят ступенчато: сначала небольшими порциями из одного раздаточного бункера при массовом расходе 1,5-2,0 т/мин (10-12 тонн) на застывшую корку шлака, затем единовременно порционно через центр печи равномерно всему объему ванны печи в количестве не более 100 тонн. Печь сушат, разогревают футеровку печи путем опускания электродов до застывшего шлака от предыдущего процесса плавки. При различных напряжениях наращивают гарниссаж печи. Перепуск электродов 25 осуществляется при расходовании 70-90% электроэнергии, установленной на плавку. Перемещение электрода гидравлическое. Токовая нагрузка осуществляется постепенно из расчета 800-1300 кВт/ч на тонну загруженной в печь шихты в зависимости от состояния гарниссажа в ванне печи, температуры футеровки. В процессе плавления шихты поддерживают содержание закиси железа в шихте 6-18%.For the enrichment process of titanium-containing raw materials, the following raw materials are used: ilmenite mass fraction of TiO 2 - 52-63% TU 14-10-005-98, TU48-4-236-72 and anthracite TU 12.11.273.92, coal TU 97300-00160301-001 -95. First you need to prepare the charge. To do this, concentrate is transported by chamber pumps TYPE TA-29-1680 (chamber feeders) by pneumatic distribution to consumables at a compressed air pressure of 0.4-0.6 MPa, and the reducing agent is transported by belt feeders. From the feed hoppers, with the help of dispensers 26, charge components are fed to the conveyor 27 at a ratio of 10-17 kg of reducing agent per 100 kg of concentrate at a ratio of 1: 10-1: 8, then the mixture is fed into the dispensing hoppers 28, while mixing the components of the mixture. Then, from the bunkers 28, the charge is loaded into the furnace through the distributing
Для исключения образования взрывоопасной смеси осуществляют непрерывную подачу воздуха в газовое пространство печи в поток отходящих реакционных газов. Воздух обеспечивает окисление образующегося в ходе восстановительных и пиролизных реакций СО и Н2 до концентрации ниже пределов взрывоопасности. Подвод воздуха осуществляют через рабочие окна 6 в шахте печи 8 путем естественного подсоса воздуха вентилятором, размещенным в газоходе печи. Температуру отходящих газов поддерживают в пределах не более 400oС. При этом под сводом 12 печи поддерживают вакуумметрическое давление 2-25 Па (для предотвращения образования взрывоопасной взвеси). Восстановительная плавка титансодержащих концентратов осуществляется периодическим процессом в полузакрытом режиме работы рудно-термической печи. Плавку ведут при температуре процесса 1800o, температуре футеровки подины 7 печи не более 450oС при расходе воздуха на охлаждение подины в пределах 10000-20000 нм3/ч на 1 кв.м подины, до содержания закиси железа в расплаве не более 3 мас.%, расплав отстаивают и производят выпуск продукта плавки из летки 5. Процесс ведут также при непрерывном охлаждении свода 12 печи и токоподводящих элементов при расходе воды в пределах 70-80 м3/ч.To exclude the formation of explosive mixtures, a continuous supply of air into the gas space of the furnace into the flow of exhaust reaction gases is carried out. Air provides the oxidation of CO and H 2 formed during the reduction and pyrolysis reactions to a concentration below the explosive limits. The air supply is carried out through the working windows 6 in the shaft of the furnace 8 by natural suction of air by a fan located in the duct of the furnace. The temperature of the exhaust gases is maintained within no more than 400 o C. Moreover, under the arch 12 of the furnace maintain a vacuum pressure of 2-25 Pa (to prevent the formation of explosive suspended matter). Recovery smelting of titanium-containing concentrates is carried out by a batch process in a semi-closed mode of operation of an ore-thermal furnace. Melting is carried out at a process temperature of 1800 o , the temperature of the lining of the
Довосстановление расплава путем подачи в ванну восстановителя (угля, антрацита, титановых отходов, которую осуществляют до доведения значения доли FeO в расплаве до 4-5% и расходовании около 60% электроэнергии. Восстановитель подается порциями по 10-50 кг. Окончание процесса определяется методом экспресс-анализа на закись железа, содержание которой должно быть не более 5%. Полученный расплав отстаивают в течение 20-30 мин и направляют на разделение шлака и железистого материала. Выпуск продуктов плавки осуществляют каскадно. Слитки шлака извлекаются и после охлаждения измельчаются. Melt renewal by feeding a reducing agent (coal, anthracite, titanium waste) into the bath, which is carried out until the FeO fraction in the melt is brought to 4-5% and about 60% of the energy is consumed. The reducing agent is supplied in portions of 10-50 kg. The end of the process is determined by the express method -analysis of iron oxide, the content of which should be no more than 5%. The resulting melt is settled for 20-30 minutes and sent to the separation of slag and glandular material. Melting products are cascaded. Slag ingots are recovered tsya and crushed after cooling.
Качество полученного шлака: TiO2 не менее 80%, FeO не более 7,5%, МgО не более 1,2%.The quality of the resulting slag: TiO 2 not less than 80%, FeO not more than 7.5%, MgO not more than 1.2%.
Железо-флюс - отход - доля железа не менее 88 мас.%. Iron flux - waste - the proportion of iron is not less than 88 wt.%.
Отходящие газы удаляются из печи принудительной тягой с помощью вентиляторов горячего дутья через газоход 24 и подвергаются сухой очистке от пыли и специальной очистки в фильтрах тонкой очистки. Exhaust gases are removed from the furnace by forced draft using hot blast fans through the
Таким образом, предложенный способ и устройство для его осуществления позволяют значительно снизить расход электроэнергии и повысить срок службы печи. Thus, the proposed method and device for its implementation can significantly reduce energy consumption and increase the life of the furnace.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001130312A RU2202639C1 (en) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Method of concentration of titanium-containing raw material and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001130312A RU2202639C1 (en) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Method of concentration of titanium-containing raw material and device for realization of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2202639C1 true RU2202639C1 (en) | 2003-04-20 |
Family
ID=20254193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001130312A RU2202639C1 (en) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Method of concentration of titanium-containing raw material and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2202639C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2779575C1 (en) * | 2022-03-22 | 2022-09-09 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Device for producing titanium slag in ore thermal furnace |
-
2001
- 2001-11-08 RU RU2001130312A patent/RU2202639C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГАРМАТА В.А. и др. Титан. М.: Металлургия, 1983, с.180-215. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2779575C1 (en) * | 2022-03-22 | 2022-09-09 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Device for producing titanium slag in ore thermal furnace |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1496637A3 (en) | Method and apparatus for continuous refining of steel in electric furnace | |
| KR101349238B1 (en) | Direct smelting plant | |
| JP3860502B2 (en) | Method and apparatus for producing molten metal | |
| EP0122768A2 (en) | An electric arc fired cupola for remelting of metal chips | |
| US6419724B1 (en) | Method for reducing iron oxides and for melting iron and installations therefor | |
| KR20010074550A (en) | A method of relining a vessel | |
| WO2023151242A1 (en) | Metal smelting device and steelmaking production line | |
| JP5726614B2 (en) | Refractory brick cooling structure and method for converter | |
| WO2017165802A1 (en) | Inert gas blanketing of electrodes in an electric arc furnace | |
| Mc Dougall | Ferroalloys processing equipment | |
| CN101922861A (en) | Smelting furnace | |
| JPS622016B2 (en) | ||
| JPS5839214B2 (en) | Non-ferrous metal smelting method | |
| RU2202639C1 (en) | Method of concentration of titanium-containing raw material and device for realization of this method | |
| US6221123B1 (en) | Process and apparatus for melting metal | |
| EP0034109B1 (en) | Atmosphere controlled electric melting furnace | |
| CN111043855A (en) | Converter for oxygen reduction and refining of crude antimony for antimony smelting and use method thereof | |
| US3423080A (en) | Electric arc furnace | |
| WO2004035837A1 (en) | Revamping of a basic oxygen furnace into an electric furnace for making steel | |
| CN211854884U (en) | Crude antimony oxygen reduction and refining converter for antimony smelting | |
| CN2412018Y (en) | Enclosed zinc-smelting furnace | |
| RU2661368C1 (en) | Induction crucible furnace | |
| US3479438A (en) | Apparatus and method for preheating of metal scrap for furnace charging | |
| CN113278801B (en) | Method for treating copper-containing sludge and equipment for treating copper-containing sludge | |
| US3964897A (en) | Method and arrangement for melting charges, particularly for use in the production of steel |