RU2335549C2 - Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method - Google Patents

Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method Download PDF

Info

Publication number
RU2335549C2
RU2335549C2 RU2006135832/02A RU2006135832A RU2335549C2 RU 2335549 C2 RU2335549 C2 RU 2335549C2 RU 2006135832/02 A RU2006135832/02 A RU 2006135832/02A RU 2006135832 A RU2006135832 A RU 2006135832A RU 2335549 C2 RU2335549 C2 RU 2335549C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
melt
crucible
plasma
arc furnace
Prior art date
Application number
RU2006135832/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006135832A (en
Inventor
Анатолий Владимирович Николаев (RU)
Анатолий Владимирович Николаев
Андрей Анатольевич Николаев (RU)
Андрей Анатольевич Николаев
Игорь Анатольевич Леонтьев (RU)
Игорь Анатольевич Леонтьев
Original Assignee
Ооо "Твинн"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ооо "Твинн" filed Critical Ооо "Твинн"
Priority to RU2006135832/02A priority Critical patent/RU2335549C2/en
Publication of RU2006135832A publication Critical patent/RU2006135832A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2335549C2 publication Critical patent/RU2335549C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: in plasma arc furnace agglomerate is preliminary melted for direct reduction of metal, then charging is carried out immediately into melt below level of metal heel with screw conveyer of charge feed; then melting of charge in crucible is performed followed by melt tapping. Charge is fed onto side/side and bottom surface of melt through holes at amount of not less, than two on the side surface at a rate facilitating forming of stationary surface of division between a solid charge and the melt, completely or partially limiting the melt and functioning as a crucible wall.
EFFECT: invention facilitates avoiding disperse charge loss with exhaust gases.
2 cl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к способам и устройствам для прямого восстановления металлов группы железа из дисперсного оксидного сырья газообразными и дисперсными восстановителями.The invention relates to non-coke metallurgy, in particular to methods and devices for direct reduction of iron group metals from dispersed oxide raw materials by gaseous and dispersed reducing agents.

Уровень техникиState of the art

Известна плазменно-дуговая печь с ванной расплава для восстановления металлов (Цветков Ю.В., Панфилов С.А. «Низкотемпературная плазма в процессах восстановления», М., Наука, 1980, с.232). Печь имеет керамический тигель и плазмотрон, вводимый в рабочее пространство печи через ее свод. Плазменная дуга горит непосредственно на расплав, находящийся в керамическом тигле, подверженном сильной эрозии в процессе плавки. Расплав выполняет роль анода, ток к нему подводится через подовый электрод. Ввод шихты осуществляется сверху на зеркало ванны. В случае восстановления металлов в печь подают плазмообразующий газ, являющийся необходимым химическим реагентом, при этом восстановительный процесс сопровождается большим количеством как подаваемого в печь, так и отходящего газа, отводимого через отверстие в своде. С отходящими газами уносится значительная часть подаваемой шихты.Known plasma-arc furnace with a molten bath for metal recovery (Tsvetkov Yu.V., Panfilov SA "Low-temperature plasma in the recovery process", M., Nauka, 1980, p.232). The furnace has a ceramic crucible and a plasmatron introduced into the working space of the furnace through its arch. The plasma arc burns directly on the melt located in the ceramic crucible, which is subject to severe erosion during the melting process. The melt acts as an anode; current is supplied to it through a hearth electrode. The charge is introduced from above onto the bath mirror. In the case of metal reduction, a plasma-forming gas, which is a necessary chemical reagent, is supplied to the furnace, while the recovery process is accompanied by a large amount of both the supplied gas and the exhaust gas discharged through an opening in the roof. With the exhaust gases, a significant part of the feed mixture is carried away.

Для снижения уноса шихты используют различные способы ввода шихты: компактирование и окомкование оксидной мелочи (Кинетика восстановления и морфологическая оценка самовосстанавливающихся брикетов на основе гематитовых и магнетитовых руд, Ж.Х. Нолдин и др., Сталь №10, 2005 г.), использование циклонных реакторов (Утилизация пыли от производства стали в дуговых сталеплавильных печах, Л.Н.Кузнецов, Л.А.Волохонский, Электрометаллургия №9, 2004 г.), подачу оксидной мелочи непосредственно в дуговой разряд печи через внутреннюю полость электрода плазмотрона (Плазменно-дуговые восстановительные печи в структуре энергометаллургического комплекса, А.В.Николаев, А.А.Николаев, Труды пятого конгресса сталеплавильщиков, Москва, 1999 г.), ввод дисперсных реагентов в расплав посредством газовой струи (Применение инжекционных технологий при электроплавке черных металлов, В.Г.Дюбанов и др., Труды четвертого конгресса сталеплавильщиков, Москва 1997 г., пат. РФ № 2226219).To reduce the entrainment of the charge, various methods of introducing the charge are used: compacting and pelletizing oxide fines (Kinetics of recovery and morphological evaluation of self-healing briquettes based on hematite and magnetite ores, J.Kh. Noldin et al., Steel No. 10, 2005), the use of cyclone reactors (Dust utilization from steel production in electric arc furnaces, L.N. Kuznetsov, L.A. Volokhonsky, Electrometallurgy No. 9, 2004), the supply of oxide fines directly into the arc discharge of the furnace through the internal cavity of the plasma electrode otron (Plasma-arc reduction furnaces in the structure of the energy and metallurgical complex, A.V. Nikolayev, A.A. Nikolayev, Proceedings of the Fifth Steelmakers Congress, Moscow, 1999), introduction of dispersed reagents into the melt by means of a gas jet (Application of injection technologies in electric melting ferrous metals, V.G. Dyubanov et al., Proceedings of the Fourth Steelmakers Congress, Moscow 1997, Pat. RF No. 2226219).

Перечисленные способы и устройства ввода шихты радикально не решают проблемы уноса материала с отходящими газами. Так, компактирование и окомкование дисперсных материалов является сложным и энергоемким технологическим процессом. Использование различных конструкций циклонных аппаратов также значительно усложняет технологическую схему и также приводит к значительным затратам энергии, так как эти аппараты основаны на газотермическом укрупнении дисперсной массы (оплавление, коагуляция, слипание частиц). Унос материала из реактора во всех указанных способах также значителен - до 20% и выше. Кроме того, подача дисперсных материалов через полость электрода приводит к значительному увеличению расхода электрода вследствие его химического взаимодействия с оксидом.The above methods and devices for introducing the charge do not radically solve the problem of entrainment of material with exhaust gases. So, compacting and pelletizing dispersed materials is a complex and energy-intensive technological process. The use of various designs of cyclone devices also significantly complicates the technological scheme and also leads to significant energy costs, since these devices are based on gas thermal enlargement of the dispersed mass (melting, coagulation, particle sticking). The ablation of material from the reactor in all these methods is also significant - up to 20% and above. In addition, the supply of dispersed materials through the cavity of the electrode leads to a significant increase in the consumption of the electrode due to its chemical interaction with the oxide.

В известной плазменно-дуговой установке (пат. РФ №2072639 от 1992 г.) выносимую отходящим газом мелкодисперсную часть шихты собирают с помощью отдельно установленной пылеоосадительной камеры, в выходном патрубке которой встроен фильтр тонкой очистки, снабженный фильтрующими элементами из композиционных жаростойких материалов, при этом шихта подается через отверстие в крышке, а стенки и днище камеры-реактора защищены керамической футеровкой. Использование фильтров из композиционных материалов усложняет и удорожает конструкцию, а наличие керамической защиты реактора имеет те же недостатки, что и в других известных устройствах.In the well-known plasma-arc installation (US Pat. RF No. 2072639 from 1992), the finely dispersed part of the charge carried out by the exhaust gas is collected using a separately installed dust precipitation chamber, in the outlet pipe of which a fine filter is equipped with filtering elements made of composite heat-resistant materials, while the charge is fed through an opening in the lid, and the walls and bottom of the reactor chamber are protected by ceramic lining. The use of filters made of composite materials complicates and increases the cost of the design, and the presence of ceramic reactor protection has the same disadvantages as in other known devices.

Для предотвращения эрозии керамики применяют металлические водоохлаждаемые тигли («Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева». Под ред. Свенчанского А.Д., М., Энергоиздат, 1981 г.). В этом случае, однако, существенно возрастают тепловые потери через стенку тигля.To prevent erosion of ceramics, metal water-cooled crucibles are used (“Industrial Electric Furnaces. Arc Furnaces and Special Heating Units.” Edited by Svenchansky AD, M., Energoizdat, 1981). In this case, however, the heat loss through the crucible wall increases substantially.

Ближайшим прототипом предлагаемого способа является способ ввода шихты в плазменно-дуговую печь, включающий предварительное расплавление в печи окускованного материала, ввод шихты непосредственно в расплав ниже уровня зеркала ванны, плавление шихты в тигле, выпуск расплава (пат. РФ № 2226219). Согласно этому способу шихта вводится в расплав с помощью высокоскоростных газовых струй через установленные в боковых стенках тигля и погруженные в ванну расплава охлаждаемые формы. Это ведет к большим дополнительным энергозатратам в результате охлаждения расплава транспортирующим газом и, кроме того, вводимая внутрь расплава высокоскоростная газовая струя способствует выбросу дисперсной шихты и капель расплава в область над расплавом и в конечном счете уносу перерабатываемого материала с отходящими газами.The closest prototype of the proposed method is a method of introducing a charge into a plasma-arc furnace, including preliminary melting of the agglomerated material in the furnace, introducing the charge directly into the melt below the level of the bath mirror, melting the charge in the crucible, and releasing the melt (US Pat. RF No. 2226219). According to this method, the mixture is introduced into the melt by means of high-speed gas jets through cooled molds installed in the side walls of the crucible and immersed in the molten bath. This leads to large additional energy costs as a result of the cooling of the melt by the transporting gas and, in addition, the high-velocity gas jet introduced into the melt contributes to the discharge of the dispersed charge and drops of the melt into the region above the melt and ultimately to the removal of the processed material with exhaust gases.

Ближайшим прототипом предлагаемого устройства является плазменно-дуговая печь для прямого восстановления металлов, включающая средства подачи шихты, средство создания дуги и тигель с ванной расплава (RU № 2040548). Плазменно-дуговая печь является фрагментом двухзонного реактора для обработки материалов, содержащего плавильную камеру с плазмотронами, загрузочный бункер пылевидных материалов, соединенный с плавильной камерой сквозным отверстием в боковой стенке камеры, и герметичный бункер-дозатор шихты. Пылевидный материал периодически с помощью возвратно-поступательного механизма подают в плавильную камеру, в расплав шихты, поданной из бункера-дозатора, для уменьшения уноса пыли и повышения коэффициента использования пылевидных материалов. В этом устройстве шихта, выходящая из бункера-дозатора над поверхностью ванны, попадает в зону высокоскоростных газовых потоков. При этом значительная часть введенной шихты не достигает поверхности ванны и уносится из печи с отходящими газами. Велика доля подводимой энергии, теряемой через стенки тигля.The closest prototype of the proposed device is a plasma-arc furnace for direct reduction of metals, including means for feeding the charge, means for creating an arc and a crucible with a molten bath (RU No. 2040548). A plasma-arc furnace is a fragment of a two-zone material processing reactor containing a melting chamber with plasmatrons, a dust-filled material hopper connected to the melting chamber through a hole in the side wall of the chamber, and a sealed charge metering hopper. The pulverized material is periodically fed through the reciprocating mechanism into the melting chamber, into the melt of the charge fed from the metering hopper to reduce dust entrainment and increase the utilization rate of pulverized materials. In this device, the charge exiting from the metering hopper above the bath surface enters the zone of high-speed gas flows. In this case, a significant part of the introduced charge does not reach the surface of the bath and is carried away from the furnace with exhaust gases. A large proportion of the energy input is lost through the walls of the crucible.

Предлагаемым изобретением решаются две технических задачи: более полное использование подаваемого сырья и снижение потерь энергии от ванны расплава.The present invention solves two technical problems: a more complete use of the supplied raw materials and reducing energy losses from the molten bath.

Основной технический результат использования предлагаемого изобретения заключается в исключении уноса из печи дисперсной шихты с отходящими газами за счет того, что исключен контакт дисперсной шихты со струйными потоками каких-либо газов, подаваемых в печь или отводимых от нее.The main technical result of the use of the invention is to eliminate the entrainment of the dispersed charge from the furnace with the exhaust gases due to the fact that the contact of the dispersed charge with the jet streams of any gases supplied to or removed from the furnace is excluded.

Указанный результат достигается тем, что в способе ввода шихты в плазменно-дуговую печь для прямого восстановления металлов, включающем предварительное расплавление в печи окускованного материала, ввод шихты непосредственно в расплав ниже уровня зеркала ванны, плавление шихты в тигле и выпуск расплава, шихту вводят на боковую или/боковую и донную поверхность расплава, причем подачу шихты осуществляют со скоростью, обеспечивающей формирование стационарной поверхности раздела между твердой шихтой и расплавом, эта поверхность полностью или частично ограничивает расплав и выполняет роль стенки тигля.This result is achieved by the fact that in the method of introducing the charge into the plasma-arc furnace for direct reduction of metals, including preliminary melting of the agglomerated material in the furnace, introducing the charge directly into the melt below the level of the bath mirror, melting the charge in the crucible and releasing the melt, the charge is introduced to the side or / the side and bottom surface of the melt, and the charge is supplied at a speed that ensures the formation of a stationary interface between the solid charge and the melt, this surface is completely or partially limits the melt and acts as a crucible wall.

Другой аспект предлагаемого изобретения заключается в том, что в плазменно-дуговой печи для прямого восстановления металлов, включающей средства подачи шихты, средства создания дуги и тигель с расплавом, боковая стенка которого снабжена отверстием, стенки/стенки и дно тигля снабжены отверстиями в количестве не менее двух на стенках, расположенными ниже уровня зеркала ванны, с которыми состыкованы шнековые средства подачи шихты.Another aspect of the invention is that in a plasma-arc furnace for direct reduction of metals, including charge feeding means, arc generating means and a crucible with a melt, the side wall of which is provided with an opening, the walls / walls and the bottom of the crucible are provided with openings in an amount of not less than two on the walls located below the level of the bath mirror, with which the screw means for feeding the charge are docked.

Ввод шихты в расплав осуществляется путем механической подачи шихты ниже зеркала ванны расплава на боковую/на боковую и донную поверхность расплава с помощью шнекового механизма без использования транспортирующего газа. При этом поверхность раздела между нерасплавленной шихтой и расплавом частично или полностью ограничивает расплав и образует стенки контейнера для расплава.The charge is introduced into the melt by mechanically feeding the charge below the melt bath mirror onto the side / side and bottom surface of the melt using a screw mechanism without using transporting gas. The interface between the unmelted charge and the melt partially or completely limits the melt and forms the walls of the container for the melt.

Используемые термины и определенияTerms and definitions used

Плазменная дуга - электрическая дуга, горящая в подаваемом в разрядный промежуток газе.Plasma arc - an electric arc burning in the gas supplied to the discharge gap.

Плазменно-дуговая печь - устройство, содержащее один или несколько электродов для формирования плазменной дуги и тигель с перерабатываемым материалом, нагрев, плавление и химико-термическую обработку которого осуществляют при помощи плазменной дуги.Plasma-arc furnace - a device containing one or more electrodes for forming a plasma arc and a crucible with a processed material, the heating, melting and chemical-thermal treatment of which is carried out using a plasma arc.

Оксидное сырье - руды, концентраты и техногенные вещества на основе оксидов металлов.Oxide raw materials - ores, concentrates and industrial substances based on metal oxides.

Шихта - смесь, состоящая из оксидного сырья, легирующих и рафинирующих добавок и, в ряде случаев, твердого восстановителя.A mixture is a mixture consisting of oxide raw materials, alloying and refining additives and, in some cases, a solid reducing agent.

Описание чертежей.Description of the drawings.

На фиг.1 схематически в продольном сечении представлена плазменно-дуговая печь с одним для ясности чертежа радиальным вводом шихты в расплав.Figure 1 schematically in longitudinal section shows a plasma-arc furnace with one for clarity of the drawing by radial introduction of the mixture into the melt.

На фиг.2 схематически в продольном сечении представлена печь с аксиальным вводом шихты в расплав.Figure 2 schematically in longitudinal section shows a furnace with an axial introduction of the mixture into the melt.

На фиг.3-4 даны варианты тиглей в поперечном сечении с несколькими радиальными вводами шихты в расплав.Figure 3-4 shows the options for crucibles in cross section with several radial inputs of the charge into the melt.

На фиг.5 дан вариант тигля в поперечном сечении с радиальными и аксиальными вводами шихты в расплав.Figure 5 shows a variant of the crucible in cross section with radial and axial inputs of the charge into the melt.

Устройство, представленное на фиг.1, содержит в качестве примера медный водоохлаждаемый тигель 1 с боковым отверстием 2 для ввода шихты 3 и донным отверстием 4 с запорным устройством 5 для выпуска расплава 6, источник 7 восстановительного газа с трубопроводом 8, бункер 9 с шихтой, шнековое средство подачи шихты 10, свод 11 с отверстием 12 для отходящего газа, графитовый электрод 13. Подвод электроэнергии осуществляют к тиглю 1 и электроду 13 через клеммы 14 и 15, плазменная дуга 16 горит между расплавом 6 и электродом 13. Количество отверстий 2 должно быть не менее двух на противоположных стенках тигля.The device shown in figure 1, contains as an example a copper water-cooled crucible 1 with a side opening 2 for introducing a charge 3 and a bottom opening 4 with a locking device 5 for releasing a melt 6, a source 7 of reducing gas with a pipe 8, a hopper 9 with a charge, screw feed means for charge 10, vault 11 with a hole 12 for exhaust gas, graphite electrode 13. Power is supplied to the crucible 1 and electrode 13 through terminals 14 and 15, the plasma arc 16 burns between the melt 6 and electrode 13. The number of holes 2 should be not less than two on opposite walls of the crucible.

В устройстве, представленном на фиг.2, отверстие 2 для ввода шихты в расплав 6 и средство подачи шихты 10 размещены в донной части тигля на вертикальной оси печи или соосно ей. Отверстие 4 для слива расплава размещено в тигле 1 сбоку.In the device shown in figure 2, the hole 2 for introducing the mixture into the melt 6 and the means for feeding the mixture 10 are placed in the bottom of the crucible on the vertical axis of the furnace or in alignment with it. The hole 4 for draining the melt is placed in the crucible 1 on the side.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Проиллюстрирована работа устройства при радиальном вводе шихты в расплав (фиг.1). В тигель 1 загружают металлическую «затравку» в виде окускованного материала такой массы, чтобы при ее расплавлении уровень расплава 6 был выше отверстий 2. При помощи запорного устройства 5 закрывают отверстие 4, подают напряжение на электрод 13 и тигель 1 посредством клемм 14 и 15, подают плазмообразующий газ (в канал электрода 13, если он выполнен полым), возбуждают между электродом 13 и «затравкой» плазменную дугу 16 одним из известных способов, например, кратковременным касанием электродом «затравки», искровым разрядом и т.д. и расплавляют «затравку». После этого в отверстие 2 подают шихту 3 и плавят ее. Шихту шнековым механизмом без использования транспортирующего газа вводят в ванну расплава ниже уровня зеркала ванны через два или более расположенных в стенках тигля отверстий 2 таким образом, чтобы фронт плавления подаваемой шихты находился преимущественно в стационарном состоянии, то-есть подачу шихты 3 осуществляют с такой скоростью, чтобы внутри тигля 1 в окрестности отверстий 2 сформировалась преимущественно стационарная поверхность раздела между твердой шихтой и расплавом и эта поверхность полностью или частично ограничивала бы расплав и выполняла роль стенки тигля. Для предотвращения повышения уровня расплава 6 сверх допустимого периодически или постоянно на заданную величину открывают отверстие 4 и производят выпуск выплавленного металла.The operation of the device when the charge is radially introduced into the melt is illustrated (Fig. 1). In the crucible 1, a metal “seed” is loaded in the form of an agglomerated material of such a mass that, when it is melted, the melt level 6 is higher than the holes 2. Using the locking device 5, close the hole 4, apply voltage to the electrode 13 and the crucible 1 through terminals 14 and 15, a plasma-forming gas is supplied (to the channel of the electrode 13, if it is hollow), a plasma arc 16 is excited between the electrode 13 and the “seed” 16 using one of the known methods, for example, by briefly touching the “seed” electrode, spark discharge, etc. and melt the "seed". After that, in the hole 2 serves the mixture 3 and melt it. The mixture with a screw mechanism without using transporting gas is introduced into the molten bath below the level of the bath mirror through two or more openings 2 located in the crucible walls so that the melting front of the fed mixture is mainly in a stationary state, i.e., the mixture 3 is fed at such a speed so that inside the crucible 1 in the vicinity of the holes 2 a predominantly stationary interface is formed between the solid charge and the melt and this surface completely or partially limits It melt and acted as a crucible wall. To prevent the increase in the level of the melt 6 above the permissible periodically or constantly by a predetermined amount, open the hole 4 and release the molten metal.

Работа устройства при аксиальном вводе шихты в расплав (фиг.2) происходит аналогичным образом. Выпуск металла производят через отверстие 4 в боковой стенке тигля 1.The operation of the device with the axial introduction of the charge into the melt (figure 2) occurs in a similar way. Metal is produced through an opening 4 in the side wall of the crucible 1.

На фиг.3, 4 представлены варианты изобретения при различных (некруглых) поперечных сечениях тигля 1 - треугольного (фиг.3) и шестигранника (фиг.4). В каждой грани тигля 1 выполнены отверстия 2, с которыми состыкованы механические средства подачи шихты 10. Отверстие 4 для выпуска металла размещено в днище тигля.Figure 3, 4 presents variants of the invention for different (non-circular) cross sections of the crucible 1 - triangular (figure 3) and hexagon (figure 4). In each face of the crucible 1, holes 2 are made, with which the mechanical means of supplying the charge are docked 10. The hole 4 for the release of metal is placed in the bottom of the crucible.

Площадь поверхности раздела, по меньшей мере, равна площади отверстий 2. Поэтому поверхность контакта расплава 6 с охлаждаемым тиглем 1 уменьшается на величину этой поверхности, что приводит к снижению тепловых потерь через стенку тигля. Практически поступающая в тигель шихта не остается строго напротив отверстий 2, а распространяется по всем направлениям, поэтому при малых размерах тигля достаточно двух отверстий 2 на противоположных стенках тигля, чтобы образовать теплоизолирующую поверхность, отделяющую от расплава значительную часть поверхности стенок тигля. Тот же эффект имеет место при донном расположении отверстий 2 (фиг.2, 5).The interface surface area is at least equal to the area of the holes 2. Therefore, the contact surface of the melt 6 with the cooled crucible 1 is reduced by the value of this surface, which leads to a decrease in heat loss through the wall of the crucible. In practice, the charge entering the crucible does not remain strictly opposite the holes 2, but spreads in all directions, therefore, for small sizes of the crucible, two holes 2 on opposite walls of the crucible are enough to form a heat-insulating surface that separates a significant part of the surface of the crucible walls from the melt. The same effect occurs with the bottom arrangement of holes 2 (Fig.2, 5).

На фиг.5 тигель 1 с круглым для примера поперечным сечением снабжен и боковыми, и донными отверстиями 2 для подачи шихты 3. Подаваемая через отверстия 2 шихта 3 образует теплоизолирующий слой между расплавом и тиглем, при этом количество отверстий 2 и скорость подачи шихты выбирают из условия отсутствия существенных разрывов в созданном поступающей шихтой теплоизолирующем слое.In Fig. 5, crucible 1 with a circular cross-section for example is provided with both side and bottom openings 2 for supplying charge 3. The charge 3 fed through openings 2 forms a heat-insulating layer between the melt and the crucible, wherein the number of openings 2 and the feed rate of the charge are selected from conditions for the absence of significant gaps in the heat-insulating layer created by the incoming charge.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить долю тепла, поступающего из расплава в стенки тигля и теряющегося с охлаждающей водой, создавая во многих случаях проблемы с охлаждением, увеличить долю тепла, полезно используемого на нагрев и расплавление поступающей шихты, выполняющей роль «расходуемой стенки», что существенно снижает энергозатраты на производство металла. Механический ввод шихты с помощью шнекового механизма ниже зеркала ванны предотвращает контакт шихты с потоками поступающих в печь и отходящих газов и, как следствие, унос мелких фракций шихты с отходящими газами при гарантии полного расплавления поступающей шихты.The present invention allows to reduce the fraction of heat entering from the melt into the crucible walls and lost with cooling water, creating in many cases problems with cooling, and to increase the fraction of heat useful for heating and melting the incoming charge acting as a “sacrificial wall”, which significantly reduces energy costs for metal production. The mechanical input of the charge by means of a screw mechanism below the bath mirror prevents the charge from contacting the streams of incoming and outgoing gases and, as a result, the entrainment of small fractions of the charge with the exhaust gases while guaranteeing complete melting of the incoming charge.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:Thus, the present invention allows:

- исключить потери шихты вследствие уноса с отходящими газами;- to eliminate the loss of the mixture due to entrainment with exhaust gases;

- снизить энергоемкость процесса путем уменьшения поверхности теплообмена расплава с охлаждаемым металлическим тиглем в результате частичной или полной замены этой поверхности поверхностью плавления шихты;- reduce the energy intensity of the process by reducing the heat transfer surface of the melt with the cooled metal crucible as a result of partial or complete replacement of this surface by the melting surface of the mixture;

Изобретение может быть использовано на предприятиях металлургии и машиностроения для прямого получения металла в виде отливок, металлических порошков и гранул из дисперсного оксидного сырья с использованием газообразных и дисперсных восстановителей.The invention can be used at the enterprises of metallurgy and mechanical engineering for the direct production of metal in the form of castings, metal powders and granules from dispersed oxide raw materials using gaseous and dispersed reducing agents.

Энергетические и экологические показатели предложенного способа ввода шихты в плазменно-дуговую печь существенно выше, чем у аналогов: не требуется окускование мелкого оксидного сырья, не применяется газ для транспортировки шихты.The energy and environmental indicators of the proposed method of introducing the charge into the plasma-arc furnace is significantly higher than that of the analogues: it does not require agglomeration of fine oxide raw materials, gas is not used to transport the charge.

Возможность реализации всех эффектов, сопровождающих предложенный в настоящем изобретении способ ввода шихты в плазменно-дуговую печь, установлена нами впервые и нигде не опубликована.The possibility of realizing all the effects that accompany the method of introducing a charge into a plasma-arc furnace proposed in the present invention was established by us for the first time and has not been published anywhere.

Claims (2)

1. Способ ввода шихты в плазменно-дуговую печь для прямого восстановления металлов, в которой осуществляют предварительное расплавление в печи окускованного материала, подачу шихты непосредственно в расплав ниже уровня зеркала ванны, плавление шихты в тигле, выпуск расплава, отличающийся тем, что шихту подают на боковую/боковую и донную поверхности расплава со скоростью, обеспечивающей формирование стационарной поверхности раздела между твердой шихтой и расплавом, полностью или частично ограничивающей расплав и выполняющей роль стенки тигля.1. The method of introducing a charge into a plasma-arc furnace for direct reduction of metals, in which preliminary the melted material is carried out in the furnace, the charge is fed directly into the melt below the level of the bath mirror, the charge is melted in the crucible, and the melt is released, characterized in that the charge is fed to the side / side and bottom surfaces of the melt at a speed that ensures the formation of a stationary interface between the solid charge and the melt, completely or partially restricting the melt and acting as walls and crucible. 2. Плазменно-дуговая печь для прямого восстановления металлов, включающая средства подачи шихты, средства создания дуги и тигель с расплавом, отличающаяся тем, что стенки/стенки и дно тигля выполнены с отверстиями, с которыми состыкованы шнековые средства подачи шихты, причем отверстия расположены ниже уровня зеркала ванны в количестве не менее двух на боковой поверхности.2. Plasma-arc furnace for direct reduction of metals, including means for supplying a charge, means for creating an arc and a crucible with a melt, characterized in that the walls / walls and the bottom of the crucible are made with holes with which the screw means for feeding the charge are connected, the holes being located below level of the bath mirror in an amount of at least two on the side surface.
RU2006135832/02A 2006-10-11 2006-10-11 Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method RU2335549C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135832/02A RU2335549C2 (en) 2006-10-11 2006-10-11 Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135832/02A RU2335549C2 (en) 2006-10-11 2006-10-11 Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006135832A RU2006135832A (en) 2008-04-20
RU2335549C2 true RU2335549C2 (en) 2008-10-10

Family

ID=39453625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006135832/02A RU2335549C2 (en) 2006-10-11 2006-10-11 Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335549C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476601C1 (en) * 2011-07-14 2013-02-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Method for electric-arc carbon-thermal reduction of iron from titanomagnetite so that metal product is obtained in form of powder and granules, and device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476601C1 (en) * 2011-07-14 2013-02-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Method for electric-arc carbon-thermal reduction of iron from titanomagnetite so that metal product is obtained in form of powder and granules, and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006135832A (en) 2008-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2348940C (en) Iron production method of operation in a rotary hearth furnace and improved furnace apparatus
CN107699711B (en) Copper smelting method
US8568507B2 (en) Method for processing solid or molten materials
US20140318312A1 (en) Base metal recovery
RU2586350C2 (en) Method of treating carbonaceous bulk material
RU2296165C2 (en) Metal direct reduction method from dispersed raw ore material and apparatus for performing the same
RU2296166C2 (en) Metal direct reduction method from dispersed raw ore material method and apparatus for performing the same
KR970001425B1 (en) Treatment of oxide-containing dusts
RU2335549C2 (en) Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method
EA004020B1 (en) A method for recovery of metals
RU61283U1 (en) PLASMA ARC FURNACE
RU2318876C1 (en) Apparatus for direct reduction of metals
RU60936U1 (en) DEVICE FOR DIRECT METAL RECOVERY
US20140191450A1 (en) Apparatus and method for the thermal extraction of metals
RU2476599C2 (en) Method for electric-arc liquid-phase carbon thermal reduction of iron from oxide raw material, and device for its implementation
RU2170278C2 (en) Method of production of primary aluminum and device for realization of this method
JPS62116730A (en) Recovery of volatile metal valuables from metallurgical slag
RU2483126C1 (en) Furnace for electroslag remelting of metal-bearing wastes
RU2368667C2 (en) Method of direct reduction of iron
RU2760199C9 (en) Continuous steel production unit
RU2476601C1 (en) Method for electric-arc carbon-thermal reduction of iron from titanomagnetite so that metal product is obtained in form of powder and granules, and device for its implementation
US20070215019A1 (en) Method and Use of an Apparatus for Recovery of Metals or Metal Compounds
EP4411220A1 (en) Melting furnace
Taylor et al. Plasma technology in extractive and process metallurgy
RU2384625C1 (en) Method of plasma reduction of iron from oxide melt and device for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101012