RU2380633C1 - Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy - Google Patents

Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy Download PDF

Info

Publication number
RU2380633C1
RU2380633C1 RU2008120855/02A RU2008120855A RU2380633C1 RU 2380633 C1 RU2380633 C1 RU 2380633C1 RU 2008120855/02 A RU2008120855/02 A RU 2008120855/02A RU 2008120855 A RU2008120855 A RU 2008120855A RU 2380633 C1 RU2380633 C1 RU 2380633C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
siphon
liquid
phase
furnace
windows
Prior art date
Application number
RU2008120855/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008120855A (en
Inventor
Зуфар Гарифуллович Салихов (RU)
Зуфар Гарифуллович Салихов
Евгений Николаевич Ишметьев (RU)
Евгений Николаевич ИШМЕТЬЕВ
Анатолий Петрович Щетинин (RU)
Анатолий Петрович ЩЕТИНИН
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ"
Priority to RU2008120855/02A priority Critical patent/RU2380633C1/en
Priority to PCT/RU2009/000261 priority patent/WO2009145672A1/en
Publication of RU2008120855A publication Critical patent/RU2008120855A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2380633C1 publication Critical patent/RU2380633C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: in arch of siphon there are implemented openings or windows for loading of carbon-bearing materials, partition with bottom window or windows for flow of melted slag into siphon is implemented in the form of common end wall for liquid-phase smelting shaft and siphon with electrode(s) and allows window or windows for fume extraction from under arch of siphon, located on level not higher than horizontal axis of top row of tuyeres of liquid-phase smelting shaft, siphon is outfitted by solid transverse partition, installed in its bottom part parallel to common end wall for liquid-phase smelting shaft and siphon at a distance enough for flow of required volume of slag melt from liquid-phase smelting shaft on surface of heated layer of carbon-bearing material, herewith solid transverse partition fully separates siphon from liquid-phase smelting shaft, and its top edge is located higher than horizontal axis of bottom row of tuyeres of liquid-phase smelting shaft.
EFFECT: invention provides decreasing of structure dimensions, utilising of all heat of effluent gas from siphon, decreasing of emissions amount of dioxide from siphon into environment.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области производства качественных марганцевых ферросплавов из бедных концентратов (как, например, руд, отвальных шлаков, шламов и пылей), а также может найти свое применение для безкоксовой переработки бедных марганцевых руд и концентратов, а также техногенных отходов металлургии (конвертерных пылей, масляных шламов, конкреций морского шельфа и пр.).The present invention relates to the production of high-quality manganese ferroalloys from poor concentrates (such as ores, waste slag, sludge and dust), and can also be used for coke-free processing of poor manganese ores and concentrates, as well as industrial metallurgy wastes (converter dusts) , oil sludge, nodules of the sea shelf, etc.).

Традиционно во всем мире, например, бедные марганецсодержащие руды и техногенные отходы на ферромарганец последовательно перерабатывают в отражательной печи (конструкция широко известна специалистам), затем шлак переливают в электропечи, футерованные угольными блоками (патент Австралии кл. №254219, 15.4 и РЖ «Металлургия», 1967, №3), в которых ведут восстановительные плавки.Traditionally around the world, for example, poor manganese-containing ores and man-made waste for ferromanganese are subsequently processed in a baking oven (a design widely known to specialists), then slag is poured into electric furnaces lined with coal blocks (Australian patent, Cl. No. 254219, 15.4, and Metallurgy Russian Railways) , 1967, No. 3), in which lead smelting.

Недостаток известного вида оборудования:The disadvantage of this type of equipment:

- необходимость в использовании трех печных агрегатов, в каждом из которых выдерживается определенная температура;- the need to use three furnace units, in each of which a certain temperature is maintained;

- высокий расход энергоресурсов из-за потери тепла при транспортировке расплавов и значительной суммарной площади теплопроводящих поверхностей печных агрегатов;- high energy consumption due to heat loss during transportation of the melts and a significant total area of the heat-conducting surfaces of the furnace units;

- низкое сквозное использование марганца;- low through use of manganese;

- большие выбросы вредных веществ (пылей, диоксидов и пр.) в окружающую среду.- large emissions of harmful substances (dusts, dioxides, etc.) into the environment.

Известен печной агрегат для выплавки марганцевых ферросплавов, называемый в металлургии дуплекс-печью. Например, в а.с. 1038366 (МКИ: С21С 5/52, опубл. 30.08.83 г., Бюлл. №32) описана последовательная схема: загрузка бедных марганецсодержащих материалов в первую электропечь, а затем перегрузка продуктов плавки в следующую электропечь и их последующая плавка. Из-за широкой известности конструкции электропечей, их описание здесь не приводится.Known furnace unit for the smelting of manganese ferroalloys, called in metallurgy a duplex furnace. For example, in A.S. 1038366 (MKI: C21C 5/52, published on 08.30.83, Bull. No. 32) describes a sequential scheme: loading poor manganese-containing materials into the first electric furnace, and then reloading the melting products into the next electric furnace and their subsequent melting. Due to the wide popularity of the design of electric furnaces, their description is not given here.

Недостатки этого технического решения:The disadvantages of this technical solution:

- высокое энергопотребление (до 1000 кВтч электроэнергии на тонну передельного марганцовистого шлака);- high energy consumption (up to 1000 kWh of electricity per tonne of redistributed manganese slag);

- повышенные потери марганца с попутным металлом (до 20%);- increased losses of manganese with associated metal (up to 20%);

- низкая востребованность получаемого попутного металла;- low demand for the associated metal;

- низкая степень извлечения марганца из передельного шлака в ферромарганец;- low degree of extraction of manganese from the slag in ferromanganese;

- высокая кратность шлака.- high slag ratio.

Общим недостатком обоих известных печных агрегатов является то, что эти агрегаты способны работать удовлетворительно (с точки зрения технико-экономических показателей) только в случае предварительной подготовки шихты (сушки агломерации, брикетировании, грануляции и т.п.);A common drawback of both known furnace units is that these units are able to work satisfactorily (from the point of view of technical and economic indicators) only in case of preliminary preparation of the mixture (drying of sintering, briquetting, granulation, etc.);

при точном согласовании времени загрузки, пребывания и выгрузки материала по каждому агрегату дуплекс-процесса; при включении в схему сложной системы газоочистных установок (так как процесс сопряжен со значительными выбросами мелкодисперсных материалов и диоксидов в окружающую среду).with exact coordination of the time of loading, staying and unloading of material for each unit of the duplex process; when a complex system of gas treatment plants is included in the scheme (since the process is associated with significant emissions of finely dispersed materials and dioxides into the environment).

Известны печные агрегаты для дуплекс-процессов, как, например, для переработки мелкодисперсных окисленных бедных никельсодержащих руд. В этих агрегатах устранены вышеперечисленные недостатки, в том числе недостатки приведенных известных дуплекс-печей. Наиболее прогрессивный агрегат описан в патенте РФ №234888 по заявке №2006109262 от 24.03.2006 г. (авторы Салихов З.Г., Щетинин А.П., Ишметьев Е.Н.) на «Печь Ванюкова для плавки материалов, содержащих цветные и черные металлы».Known furnace units for duplex processes, such as, for example, for the processing of finely divided oxidized poor nickel-containing ores. In these units, the above disadvantages are eliminated, including the disadvantages of the above known duplex furnaces. The most progressive unit is described in RF patent No. 234888 for application No. 2006109262 dated March 24, 2006 (authors Salikhov Z.G., Schetinin A.P., Ishmetyev E.N.) on “Vanyukov’s furnace for melting materials containing colored and black metals".

Это техническое решение принято за прототип заявляемого изобретения как наиболее близкое по назначению и достигаемым положительным техническим результатам.This technical solution is taken as a prototype of the claimed invention as the closest in purpose and achieved positive technical results.

Прототип по существу представляет из себя последовательно соединенные или сообщающиеся два печных агрегата: печь Ванюкова и электродуговую печь, незначительные изменения конструкции которых могут быть потребованы в зависимости от назначения рассматриваемого типа дуплекс-печи и достигаемых положительных результатов.The prototype essentially consists of two furnace units connected in series or connected: a Vanyukov furnace and an electric arc furnace, minor structural changes of which may be required depending on the purpose of the type of duplex furnace in question and the achieved positive results.

Печь Ванюкова по прототипу содержит:The prototype Vanyukov’s furnace contains:

- жидкофазную плавильную шахту с кессонированными поясами с нижним и верхним рядами фурм;- liquid-phase smelter with coffered belts with lower and upper rows of tuyeres;

- патрубки для загрузки шихты и отвода печных газов на своде и отверстия для отвода жидкого металла;- pipes for loading the charge and removal of furnace gases on the arch and openings for the removal of liquid metal;

- наклонную или ступенчатую подину;- inclined or stepped hearth;

- перегородку с нижним окном или окнами для перетекания шлакового расплава в сифон;- a partition with a bottom window or windows for the flow of slag melt into a siphon;

- на своде сифона установлен(ы) электрод(ы) с возможностью перемещения;- an electrode (s) is installed on the siphon arch (s) with the possibility of movement;

- канал(ы) для выпуска шлаковой и металлической составляющих расплава из нижней части сифона.- channel (s) for the release of slag and metal components of the melt from the bottom of the siphon.

К недостаткам прототипа относятся:The disadvantages of the prototype include:

- большая суммарная площадь поверхностей агрегата и связанные с этим потери тепла (размеры восстановительной камеры сопоставимы или даже больше размеров плавильной камеры);- a large total surface area of the unit and the associated heat loss (the size of the recovery chamber is comparable or even larger than the size of the melting chamber);

- недостаточная утилизация тепла окисления газов СО, выделяющихся при работе сифона в режиме электродуговой печи (для изменения вязкости шлака на границе разделения металла и шлака);- insufficient utilization of the heat of oxidation of CO gases released during the operation of the siphon in an electric arc furnace mode (to change the slag viscosity at the metal-slag separation boundary);

- значительное количество выбросов СО (диоксида) из сифона в окружающую среду;- a significant amount of emissions of CO (dioxide) from the siphon into the environment;

- потребности в углеродсодержащем материале (кокс или угль) при получении передельного марганцевого шлака или ферромарганца;- the need for a carbon-containing material (coke or coal) upon receipt of conversion manganese slag or ferromanganese;

- большой объем невостребованного синтетического чугуна или требующего дальнейшего передела, получаемого на первой стадии выплавки марганцевых ферросплавов.- a large amount of unclaimed synthetic cast iron or requiring further redistribution obtained at the first stage of smelting of manganese ferroalloys.

Цель изобретения: создание печного агрегата - дуплекс-печи для выплавки марганцевых ферросплавов из железомарганцевых бедных руд, концентратов и техногенных отходов металлургии. Совокупность новых признаков существенного совершенствования прототипа дает положительный технический эффект - устраняет недостатки известных печных агрегатов для выплавки марганцевых ферросплавов.The purpose of the invention: the creation of a furnace unit - a duplex furnace for smelting manganese ferroalloys from poor manganese ores, concentrates and industrial wastes of metallurgy. The combination of new signs of significant improvement of the prototype gives a positive technical effect - eliminates the disadvantages of the known furnace units for smelting manganese ferroalloys.

Предлагаемая дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов содержит жидкофазную плавильную шахту с кессонированными поясами с нижним и верхним рядами фурм и с отверстиями для отвода газов и загрузки шихты и выпуска жидкого металла, наклонную или ступенчатую подину, перегородку с нижним окном или окнами для выпуска шлакового расплава в сифон, на своде которого установлен(ы) электрод(ы) для регулирования температуры расплава, и каналом(ами) для выпуска шлаковой и металлической составляющих расплава из нижней его части.The proposed duplex furnace for smelting manganese alloys contains a liquid phase smelter with coffered belts with lower and upper rows of tuyeres and with holes for removing gases and loading the charge and discharge of liquid metal, an inclined or stepped hearth, a partition with a lower window or windows for the release of slag melt into a siphon, on the arch of which electrode (s) are installed to control the temperature of the melt, and a channel (s) for the release of slag and metal components of the melt from its lower part.

В ней роль торцовой стенки плавильной шахты и сифона выполняет перегородка, верхняя кромка которой опирается на свод плавильной шахты, а нижняя - на ее подину, свод сифона, через окно(а) перегородки, выполненной(ных) для отвода газов из-под его свода, на уровне ниже горизонтальной оси верхнего ряда фурм жидкофазной плавильной шахты, сообщена с плавильной шахтой и содержит патрубки для загрузки углеродсодержащих материалов (кокс, уголь и т.д.) в зону горения дуги электрода(ов), а в нижней части сифона установлена сплошная перегородка, верхняя кромка которой заканчивается выше горизонтальной оси нижнего ряда фурм, а нижняя кромка опирается на подину сифона. Параллельно установленные сплошная перегородка и поперечная перегородка с окнами образуют канал для перетока расплава из плавильной зоны на поверхность слоя углеродсодержащего восстановителя в сифоне.In it, the role of the end wall of the melting shaft and siphon is played by a partition, the upper edge of which rests on the vault of the melting shaft, and the lower edge - on its bottom, the vault of the siphon, through the window (a) of the partition made (s) to remove gases from under its arch , at a level below the horizontal axis of the upper row of tuyeres of a liquid-phase melting mine, communicated with the melting mine and contains nozzles for loading carbon-containing materials (coke, coal, etc.) into the combustion zone of the arc of the electrode (s), and a solid siphon is installed in the lower part partition upper to omka which ends above the horizontal axis of the lower row of tuyeres and the lower edge rests on the hearth siphon. In parallel, a solid partition and a transverse partition with windows form a channel for melt flow from the melting zone to the surface of the carbon-containing reducing agent layer in the siphon.

Кроме того, дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов, свод ее сифона через окно перегородки, играющей и роль общей торцевой стенки между плавильной шахтой и сифоном с электродом(ами), сообщен с плавильной шахтой ниже горизонтальной оси верхнего ряда фурм, например, на 8-12 размеров устья фурм.In addition, the duplex furnace for smelting manganese alloys, the arch of its siphon through a partition window, which plays the role of a common end wall between the smelter and siphon with electrode (s), is in communication with the smelter below the horizontal axis of the upper row of tuyeres, for example, by 8 -12 sizes of the mouth of the tuyeres.

Для подтверждения достижения цели получения положительных технических эффектов и доказательства существенности отличительных признаков приведем описание работы предлагаемой конструкции дуплекс-печи при выплавке марганцевых сплавов из бедных руд и техногенных отходов.To confirm the achievement of the goal of obtaining positive technical effects and to prove the materiality of the distinguishing features, we describe the operation of the proposed design of a duplex furnace in the smelting of manganese alloys from poor ores and industrial wastes.

Дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов из железомарганцевых бедных руд и концентратов и техногенных отходов металлургии содержит (см. чертеж): кессонированную жидкофазную плавильную шахту - 1 с корпусом - 2 (далее корпус не упоминается); фурмы нижнего ряда - 3; фурмы верхнего ряда - 4; свод - 6 с патрубками 7 для загрузки шихты на переработку и патрубками - 8 для отвода печных газов на своде и патрубок - 9 для отвода жидкого металла, подину - 10 (ровную, наклонную, ступенчатую или другой формы), сифон - 11 с установленным(и) на его своде электродом(ами) - 12 для регулирования температуры расплава и каналами - 14 для выпуска шлаковой и металлической составляющей расплава, поперечную перегородку - 13, верхняя кромка которой опирается на свод 6 плавильной шахты - 1, а нижняя - на ее подину - 10; свод сифона - 14 с отверстиями для подачи углеродсодержащего угля или кокса (не обозначены); в качестве торцевой стенки корпуса 2 плавильной шахты 1 и сифона 11 использована перегородка 13, имеющая нижнее(ие) окно или окна - 15 и окно - 16 для отвода печных газов из-под свода сифона 11 в нижнюю зону верхнего ряда фурм 4; торцевая стенка сифона 11 выполнена в виде сплошной поперечной перегородки 17, верхняя кромка которой заканчивается выше горизонтальной оси нижнего пояса ряда фурм 3, а сама перегородка 17 расположена параллельно поперечной перегородке 13 с окнами 15 на расстоянии, достаточном для перетекания всего объема потока расплава из плавильной шахты 1 через окно 15 и верхнюю кромку перегородки 17 на поверхность слоя углеродсодержащего материала в сифоне 11. Работает дуплекс-печь следующим образом.A duplex furnace for smelting manganese alloys from iron-manganese poor ores and concentrates and industrial wastes of metallurgy contains (see drawing): a coffered liquid-phase smelting mine - 1 with a body - 2 (the body is not mentioned further); tuyeres of the lower row - 3; tuyeres of the upper row - 4; vault - 6 with nozzles 7 for loading the charge for processing and nozzles - 8 for the removal of furnace gases on the arch and nozzle - 9 for the removal of liquid metal, bottom - 10 (flat, inclined, step or other shape), siphon - 11 with installed ( i) on its arch with electrode (s) - 12 for controlling the temperature of the melt and channels - 14 for the release of slag and metal component of the melt, a transverse partition - 13, the upper edge of which rests on the arch 6 of the melting shaft - 1, and the lower - on its bottom - 10; siphon vault - 14 with openings for supplying carbon-containing coal or coke (not indicated); as the end wall of the casing 2 of the melting shaft 1 and siphon 11, a partition 13 is used, having a bottom (s) window or windows 15 and a window 16 for removing furnace gases from under the siphon vault 11 into the lower zone of the upper row of tuyeres 4; the end wall of the siphon 11 is made in the form of a continuous transverse partition 17, the upper edge of which ends above the horizontal axis of the lower belt of the row of tuyeres 3, and the partition 17 itself is parallel to the transverse partition 13 with windows 15 at a distance sufficient to flow the entire volume of the melt flow from the smelting shaft 1 through the window 15 and the upper edge of the partition 17 to the surface of the layer of carbon-containing material in the siphon 11. The duplex furnace operates as follows.

Дуплекс-печь нагревают до определенной температуры по заранее заданному временному графику. Затем загружают расплавленным шлаком (мартеновским, доменным или другим легкоплавким шлаком) кессонированную жидкофазную плавильную шахту 1 до набора уровня до нижнего ряда фурм 3. После прогрева свода 6 через патрубки 7 постепенно начинают загружать шихту и уголь, а кислородно-воздушно-газовая (метан) смесь, подаваемая через нижний ряд фурм 3 и пусковые горелки (не показаны) создают барботирующую жидкофазную среду по всему объему плавильной шахты 1. Поскольку железомарганцевое сырье (отходы обогащения и др.), нефракционированный уголь, флюс (для обеспечения необходимой вязкости расплава) активно перемешиваются, то тепло от сгорания угля (и метана) расходуется на нагрев и расплавление шихты, а продукты неполного его сгорания - оксид углерода (СО) и H2 используются в качестве восстановителя оксидов, термодинамическая прочность которых ниже, чем у закиси марганца, т.е. тех, которые можно восстановить с помощью оксида углерода. Оксиды марганца в этих условиях не восстанавливаются. Восстановленное железо и фосфор осаждаются на подину 10 печи и этот сплав, пользующийся большим спросом металлургов (90% Fe, 0,5-3,0% Mn; 0,3-0,5% Si; 3,5-4,0% С; 2,5-4,0% Р) непрерывно выходит из патрубка 9 плавильной шахты 1. Шлак, освобожденный от примесей (железо, фосфор, цветные металлы) и содержащий в основном оксиды марганца и оксиды, чья термодинамическая прочность выше, чем у закиси марганца (оксиды кремния, кальция, магния, алюминия, бария и др.), через нижнее(ие) окно(окна) 15 поперечной перегородки 13 и верхнюю кромку сплошной перегородки 17 непрерывно перетекает на нагретый слой углеродсодержащего восстановителя, образованного загрузкой его через загрузочные патрубки 11 на своде сифона 11. Проходя через углеродсодержащий слой, оксиды марганца и кремния восстанавливаются в разной степени, в зависимости от требуемой номенклатуры ферросплава (углеродистый ферромарганец или силикомарганец), что определяется температурой, толщиной слоя и основностью конечного шлака в сифоне 11 (эти параметры поддерживаются высокоточной системой автоматики - на чертеже не показана). Полученные продукты плавки выпускаются из печи одновременно и раздельно. Благодаря загрузке шихты в объем плавильной шахты 1, заполненной мелкодисперсными «частицами» расплава, и «кучное» (в виде плотного потока) движение потока шихты с последующим погружением в расплав в условиях отсутствия высоких скоростей отходящих газов в надшлаковом пространстве не создают условия для выноса пылей из жидкофазной плавильной шахты. Это подтверждено практикой работы печей: жидкофазная плавка при переработке мелкодисперсных материалов обеспечивает снижение выноса пылей до 30 раз по сравнению с шахтной, доменной или отражательной печи(ами). Поскольку загружаемая марганецсодержащая шихта сначала, погружаясь в слой расплавленного шлака, смачивается, затем фурмами нижнего ряда выбрасывается в верхнюю зону плавильной шахты 1, реакция восстановления железа идет многократно интенсивнее, чем в других известных печных агрегатах, а отделение СО и Н2 от процесса восстановления происходит в верхней зоне шахты и дожигаются фурмами верхнего ряда фурм. При этом тепло, выделяющееся при дожигании СО и H2, входя в контакт с мельчайшими частицами металла и шлака, возвращается обратно в жидкофазный барботирующий слой.The duplex furnace is heated to a certain temperature according to a predetermined time schedule. Then, molten slag (open-hearth, blast furnace or other low-melting slag) is charged with a coffered liquid-phase melting mine 1 until the level reaches the lower row of tuyeres 3. After heating of the roof 6, charge and coal are gradually fed through pipes 7, and oxygen-air-gas (methane) the mixture supplied through the lower row of tuyeres 3 and starting burners (not shown) creates a bubbling liquid-phase medium throughout the entire volume of melting mine 1. Since ferromanganese raw materials (enrichment waste, etc.), unfractionated coal, flux (to ensure the necessary viscosity of the melt) are actively mixed, the heat from the combustion of coal (and methane) is consumed to heat and melt the mixture, and products of incomplete combustion of it — carbon monoxide (CO) and H 2 —are used as a reducing agent for oxides whose thermodynamic strength is lower than manganese oxide, i.e. those that can be restored with carbon monoxide. Manganese oxides are not reduced under these conditions. Reduced iron and phosphorus are deposited on the bottom 10 of the furnace and this alloy is in great demand by metallurgists (90% Fe, 0.5-3.0% Mn; 0.3-0.5% Si; 3.5-4.0% C; 2.5-4.0% P) continuously leaves the pipe 9 of the melting mine 1. Slag freed of impurities (iron, phosphorus, non-ferrous metals) and containing mainly manganese oxides and oxides whose thermodynamic strength is higher than that of manganese oxide (oxides of silicon, calcium, magnesium, aluminum, barium, etc.), through the lower (s) window (s) 15 of the transverse partition 13 and the upper edge of the continuous partition 17 continuously flows emitted onto the heated layer of a carbon-containing reducing agent formed by loading it through the loading nozzles 11 on the siphon vault 11. Passing through the carbon-containing layer, manganese and silicon oxides are reduced to different degrees, depending on the required nomenclature of the ferroalloy (carbon ferromanganese or silicomanganese), which is determined by the temperature, layer thickness and basicity of the final slag in siphon 11 (these parameters are supported by a high-precision automation system - not shown in the drawing). The resulting smelting products are released from the furnace simultaneously and separately. Due to the loading of the charge into the volume of the melting shaft 1, filled with finely dispersed “particles” of the melt, and the “heap” (in the form of a dense flow) movement of the charge flow with subsequent immersion in the melt in the absence of high exhaust gas velocities in the above-slag space does not create conditions for the removal of dust from a liquid phase smelter. This is confirmed by the practice of furnaces: liquid-phase melting in the processing of finely dispersed materials provides a reduction in dust removal by up to 30 times in comparison with a shaft, blast furnace or baffle furnace (s). Since the loaded manganese-containing charge is first wetted by immersing in a layer of molten slag, then it is ejected by the tuyeres of the lower row into the upper zone of the melting mine 1, the iron reduction reaction is many times more intense than in other known furnace units, and CO and Н 2 are separated from the recovery process in the upper zone of the mine and burned out by tuyeres of the upper row of tuyeres. In this case, the heat released during the afterburning of CO and H 2 , coming into contact with the smallest particles of metal and slag, returns back to the liquid-phase bubbling layer.

Образующийся расплав восстановленных оксидов в сифоне 11 выводится через патрубок (отверстие 14) сифона. Состав этого продукта плавки: 70-75% Mn, 17-20% Si, 1,5-2,5% С, 0,1-0,3% Р и остальное Fe. Выделяющиеся при получении этого продукта газы СО непрерывно отводятся через окно(а) 16 в перегородке 13 и сгорают до СО2 (т.е. исчезает особо опасный для экологии диоксид), а тепло (ориентировочно 30% тепла плавильной зоны печи (на эту величину можно сократить подачу теплоносителей в плавильную зону печи, при этом благодаря общей степени - перегородки 13 сокращается 1/4 площадь вертикальных частей печи, а следовательно, на столько же сокращаются потери тепла в окружающую среду) передается жидкофазному барботирующему слою.The resulting melt of reduced oxides in the siphon 11 is discharged through the siphon nozzle (hole 14). The composition of this smelting product: 70-75% Mn, 17-20% Si, 1.5-2.5% C, 0.1-0.3% P and the rest Fe. The CO gases emitted during the production of this product are continuously discharged through window (a) 16 in the partition 13 and burn to CO 2 (i.e., the dioxide, which is especially hazardous to the environment, disappears), and heat (approximately 30% of the heat of the furnace melting zone (by this value) it is possible to reduce the flow of coolants into the melting zone of the furnace, and due to the general degree of partition 13, 1/4 of the vertical parts of the furnace is reduced, and consequently, heat losses to the environment are reduced by the same amount) is transferred to the liquid-phase bubbling layer.

Таким образом, совокупность новых элементов и их расположения позволяют повышать извлечение Fe на 30-35%, марганца на 15-25% и одновременно утилизировать тепло отходящих газов обратно в процессы дуплекс-печи, что снижает также энергозатраты на 15-25%, а также позволяет избавиться, практически полностью, от особо опасных для здоровья диоксидов.Thus, the combination of new elements and their location can increase the extraction of Fe by 30-35%, manganese by 15-25% and at the same time utilize the heat of the exhaust gases back into the processes of the duplex furnace, which also reduces energy costs by 15-25%, as well as allows you to get rid, almost completely, of especially hazardous to health dioxides.

Предлагаемое устройство дуплекс-печь для реализации способа производства ферромарганца или силикомарганца успешно может быть применено и для производства других видов ферросплавов из бедных руд, железомарганцевых концентратов и отходов металлургии, без использования кокса и без предварительной подготовки перерабатываемого сырья с потерей ценных компонентов на 20-40% на этой стадии.The proposed duplex-furnace device for implementing the production method of ferromanganese or silicomanganese can be successfully used for the production of other types of ferroalloys from poor ores, ferromanganese concentrates and metallurgical waste, without the use of coke and without preliminary preparation of the processed raw materials with a loss of valuable components by 20-40% at this stage.

Claims (1)

Дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов из железомарганцевых бедных руд и концентратов и техногенных отходов металлургии, содержащая жидкофазную плавильную шахту с кессонированными поясами с нижним и верхним рядами фурм, с патрубками для загрузки шихты и отвода печных газов на своде и отверстием для отвода жидкого металла, наклонную или ступенчатую подину, перегородку с нижним окном или окнами для перетекания шлакового расплава в сифон, на своде которого установлен(ы) электрод(ы) для регулирования температуры расплава и канал(ы) для выпуска шлаковой и металлической составляющих расплава из нижней части сифона, отличающаяся тем, что в своде сифона выполнены отверстия или окна для загрузки углеродсодержащих материалов, перегородка с нижним окном или окнами для перетекания шлакового расплава в сифон выполнена в виде общей торцевой стенки для жидкофазной плавильной шахты и сифона с электродом(ами) и имеет окно или окна для отвода газов из-под свода сифона, расположенное(ые) на уровне не выше горизонтальной оси верхнего ряда фурм жидкофазной плавильной шахты, сифон снабжен сплошной поперечной перегородкой, установленной в нижней его части параллельно с общей торцевой стенкой для жидкофазной плавильной шахты и сифона на расстоянии, достаточном для перетекания необходимого объема расплава шлака из жидкофазной плавильной шахты на поверхность нагретого слоя углеродсодержащего материала, при этом сплошная поперечная перегородка полностью отделяет сифон от жидкофазной плавильной шахты, а ее верхняя кромка расположена выше горизонтальной оси нижнего ряда фурм жидкофазной плавильной шахты. A duplex furnace for smelting manganese alloys from iron-manganese poor ores and concentrates and industrial metallurgical waste, containing a liquid-phase smelter with coffered belts with lower and upper rows of tuyeres, with nozzles for loading the charge and removal of furnace gases on the roof and a hole for removing liquid metal, an inclined or stepped hearth, a partition with a bottom window or windows for the flow of slag melt into a siphon, on the arch of which is installed (s) electrode (s) for controlling the temperature of the melt and channel (s) For the release of slag and metal components of the melt from the bottom of the siphon, characterized in that openings or windows for loading carbon-containing materials are made in the siphon arch, a partition with a lower window or windows for the flow of slag melt into the siphon is made in the form of a common end wall for a liquid-phase melting mine and a siphon with electrode (s) and has a window or windows for the removal of gases from under the siphon vault, located (s) at a level not higher than the horizontal axis of the upper row of tuyeres of a liquid-phase melting mine, siphon sn abzhen with a continuous transverse partition installed in its lower part parallel to the common end wall for the liquid-phase smelter and siphon at a distance sufficient to flow the required volume of slag melt from the liquid-phase smelter to the surface of the heated layer of carbon-containing material, while a solid transverse partition completely separates the siphon from the liquid-phase melting shaft, and its upper edge is located above the horizontal axis of the lower row of tuyeres of the liquid-phase melting shaft.
RU2008120855/02A 2008-05-27 2008-05-27 Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy RU2380633C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120855/02A RU2380633C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy
PCT/RU2009/000261 WO2009145672A1 (en) 2008-05-27 2009-05-25 Method for making ferroalloys and a duplex furnace for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120855/02A RU2380633C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008120855A RU2008120855A (en) 2009-12-10
RU2380633C1 true RU2380633C1 (en) 2010-01-27

Family

ID=41488846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008120855/02A RU2380633C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2380633C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697681C1 (en) * 2018-10-10 2019-08-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of processing manganiferous raw material
RU2772053C1 (en) * 2021-11-28 2022-05-16 Татьяна Михайловна Парполито Furnace for the production of ferrochromium alloys
WO2023096525A1 (en) * 2021-11-28 2023-06-01 Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО Furnace for producing ferrochromium alloys

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697681C1 (en) * 2018-10-10 2019-08-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of processing manganiferous raw material
RU2779238C2 (en) * 2021-01-15 2022-09-05 Зуфар Гарифуллинович САЛИХОВ Complex for processing and neutralization of technogenic and municipal waste based on “vanyukov smelting”
RU2772053C1 (en) * 2021-11-28 2022-05-16 Татьяна Михайловна Парполито Furnace for the production of ferrochromium alloys
WO2023096525A1 (en) * 2021-11-28 2023-06-01 Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО Furnace for producing ferrochromium alloys

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008120855A (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ghosh et al. Iron making and steelmaking: theory and practice
US7513929B2 (en) Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control
US4006010A (en) Production of blister copper directly from dead roasted-copper-iron concentrates using a shallow bed reactor
US5431710A (en) Method for continuously producing iron, steel or semi-steel and energy
Holtzer et al. The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process
US7740681B2 (en) Reductant addition in a channel induction furnace
RU2344179C2 (en) Method of continuous processing iron oxide containing materials and device for implementation of this method
RU2591925C2 (en) Method for direct melting
RU2399680C2 (en) Procedure for metallisation of titanium-magnesium concentrates at production of iron pellets and titanium-vanadium slag
RU2348881C2 (en) Liquid-phase furnace for smelting materials containing ferrous and nonferrous metals
RU2346056C2 (en) Method of steel direct production from iron-bearing materials
CN101956035B (en) Iron-containing material slag bath smelting reduction steelmaking technical method and device
US7776126B2 (en) Processing parameters for operation of a channel induction furnace
RU2380633C1 (en) Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy
RU2283359C1 (en) Method and device for processing raw lead material
RU2639396C1 (en) Method for pyrometallurgical processing of oxidized nickel ore
Simoni et al. Towards the Circularity of the EU Steel Industry: Modern Technologies for the Recycling of the Dusts and Recovery of Resources
RU2213788C2 (en) Method of steel-making in electric-arc furnace
RU2548871C2 (en) Method for direct production of metals from materials containing iron oxides (versions) and device for implementing it
WO2009145672A1 (en) Method for making ferroalloys and a duplex furnace for carrying out said method
RU2788459C1 (en) Charge for producing manganese ferroalloys
US2879158A (en) Method for the separation of impurities from cobalt-containing materials
RU2352645C1 (en) Method of steel smelting in arc electric steel-making furnace
RU2345147C2 (en) Alloy dephosphorisation method
RU2368689C2 (en) Method of receiving of vanadium-bearing alloys and ligatures

Legal Events

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

Effective date: 20140528