RU2465361C1 - Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation - Google Patents

Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2465361C1
RU2465361C1 RU2011137901/02A RU2011137901A RU2465361C1 RU 2465361 C1 RU2465361 C1 RU 2465361C1 RU 2011137901/02 A RU2011137901/02 A RU 2011137901/02A RU 2011137901 A RU2011137901 A RU 2011137901A RU 2465361 C1 RU2465361 C1 RU 2465361C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
slag
metal
thin
charge
Prior art date
Application number
RU2011137901/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Юльевич Пашкеев (RU)
Игорь Юльевич Пашкеев
Кирилл Юльевич Пашкеев (RU)
Кирилл Юльевич Пашкеев
Юлий Игоревич Пашкеев (RU)
Юлий Игоревич Пашкеев
Константин Сергеевич Калинин (RU)
Константин Сергеевич Калинин
Евгений Николаевич Карпенко (RU)
Евгений Николаевич Карпенко
Александр Владимирович Антипин (RU)
Александр Владимирович Антипин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
Priority to RU2011137901/02A priority Critical patent/RU2465361C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465361C1 publication Critical patent/RU2465361C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method involves loading of exothermic charge to thin-wall cylinder that is installed beforehand in the shaft of melting furnace coaxially to its perforated walls. Space between thin-wall cylinder and perforated walls of the shaft is filled with granular gas-permeable refractory material; then, thin-wall cylinder is removed, and charge is filled from above with granular gas-permeable refractory material. After that, the beginning of exothermic reaction is initiated, during which gases are released from reaction zone through granular gas-permeable refractory material and perforated walls of the shaft of melting furnace, and after the reaction ends and slag is tapped, furnace is disassembled and ingot is separated from slug residues. On inner surface of housing of melting furnace there fixed is metal mesh, and diameter of thin-wall cylinder from tin is equal to 0.6-0.8 of the housing diameter.
EFFECT: reduction of losses of metal with slag; optimum conditions of metal recovery by increasing the movement rate of reaction zone and separation of the main metal recovery processes from transition of impurities from slag to metal.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к внепечному производству чистых металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, в частности алюминотермических, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов.The invention relates to out-of-furnace production of pure metals and alloys in oxide metallothermal processes, in particular, aluminothermic, occurring due to heat generation in chemical reactions of metal reduction from oxides or concentrates.

Известны способы внепечного получения металлов или сплавов в алюминотермических процессах, осуществляемые в плавильных горнах, футерованных огнеупорным кирпичом. Например, в способе выплавки ферротитана перед началом плавки на подину горна насыпают часть шихты и зажигают магниевым порошком, электрической дугой и т.д. Через 30-40 секунд после зажигания начинают равномерно загружать шихту с таким расчетом, чтобы она закрывала тонким слоем поверхность колошника в течение всей плавки (1. Алюминотермическое производство ферросплавов и лигатур / Ю.Л.Плинер, С.И.Сучильников, Е.А.Рубинштейн. - М.: Научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1968. - С.94-95).Known methods for out-of-furnace production of metals or alloys in aluminothermic processes carried out in melting furnaces lined with refractory bricks. For example, in the method of smelting ferrotitanium, before the start of smelting, part of the charge is poured onto the hearth hearth and ignited with magnesium powder, an electric arc, etc. 30-40 seconds after ignition, they begin to load the mixture evenly so that it covers with a thin layer the top surface during the entire melting process (1. Aluminothermic production of ferroalloys and alloys / Yu.L. Pliner, S.I. Suchilnikov, E.A. . Rubinstein. - M.: Scientific and Technical Publishing House of Literature on Ferrous and Non-Ferrous Metallurgy, 1968. - P.94-95).

Известен способ внепечной выплавки феррониобия в наклоняющемся плавильном агрегате, при котором из бункера смешанная шихта поступает по желобу в наклоняющийся плавильный горн, установленный на вагонетке. Слив металла и шлака осуществляют в чугунную нефутерованную изложницу, на дне которой укладывают слиток металлического хрома. Сначала сливают часть шлака так, чтобы слой шлака несколько превышал толщину слитка феррониобия, с целью образования гарниссажа на внутренней поверхности сборной изложницы, затем сливают остальной шлак и металл. Расплав охлаждают в изложнице в течение 2,5 ч, затем ее разбирают и после дополнительной выдержки металл и шлак отправляют на разделку (2. Алюминотермия / Н.П.Лякишев, Ю.Л.Плинер, Г.Ф.Игнатенко, С.И.Лаппо. - М.: Металлургия, 1978. - С.293-295).There is a method of out-of-furnace smelting of ferroniobium in an inclined melting unit, in which a mixed charge is fed from a hopper through a trough to an inclined melting furnace installed on a trolley. The discharge of metal and slag is carried out in a cast iron non-lined mold, at the bottom of which an ingot of metallic chromium is laid. First, a part of the slag is drained so that the slag layer is slightly greater than the thickness of the ferroniobium ingot, in order to create a skull on the inner surface of the mold, then the rest of the slag and metal are drained. The melt is cooled in the mold for 2.5 hours, then it is disassembled and, after additional exposure, the metal and slag are sent for cutting (2. Aluminothermy / N.P. Lyakishev, Yu.L. Pliner, G.F. Ignatenko, S.I. Lappo. - M.: Metallurgy, 1978. - S.293-295).

Один из основных недостатков внепечной алюминотермической плавки - высокие температуры кристаллизации шлака в связи с невозможностью применения больших количеств флюсующих добавок вследствие напряженности теплового баланса плавки. В процессе плавки в результате начавшейся экзотермической реакции восстановления образуются продукты реакции - металл и шлак. Выделяющиеся в реакционной зоне газы (продукты разложения гидратов и карбонатов, присутствующих в компонентах шихты, или другие газы, выделяющиеся из металлических компонентов шихты, а также заполняющий поровое пространство воздух) при температуре процесса многократно увеличиваются в объеме и должны быть выведены из зоны реакции.One of the main disadvantages of out-of-furnace aluminothermic smelting is the high temperatures of slag crystallization due to the impossibility of using large quantities of fluxing additives due to the heat balance of the smelting. During the melting process, as a result of the beginning of the exothermic reduction reaction, reaction products are formed - metal and slag. Gases released in the reaction zone (decomposition products of hydrates and carbonates present in the charge components or other gases released from the metal components of the charge, as well as air filling the pore space) at the process temperature increase many times in volume and should be removed from the reaction zone.

Известен плавильный футерованный горн для выплавки металла (например, ферротитана или феррониобия, или др.), состоящий из разборной чугунной шахты цилиндрической формы, установленной на передвижной вагонетке. Шахта цилиндрической формы с некоторым утолщением в нижней части выполняется в виде разъемных половин. Площадка тележки, на которой установлена шахта, футерована шамотным кирпичом. Швы шахты тщательно заделывают листовым асбестом и промазывают огнеупорной глиной (1. С.95, рис.55).Known melted lined hearth for smelting metal (for example, ferrotitanium or ferroniobium, or others), consisting of a collapsible cast-iron shaft of a cylindrical shape mounted on a mobile trolley. A cylindrical shaft with some thickening in the lower part is made in the form of split halves. The platform of the cart on which the mine is installed is lined with fireclay brick. The seams of the mine are carefully sealed with sheet asbestos and coated with refractory clay (1. P.95, Fig. 55).

Однако производственные технологии и современные конструкции горна не предусматривают отвод газов из зоны реакции, что приводит к выбросу газов через расплав металла и шлака. При этом металл и шлак перемешиваются, что препятствует их разделению, а при интенсивном течении реакции плавка сопровождается выбросами металла и шлака из горна. Течение процесса регулируют термичностью шихты, ее брикетированием, изменением соотношения высоты горна к его диаметру и другими приемами. Основная причина потерь металла - это проплавление шихты, сопровождаемое перемешиванием расплава выделяющимися в зоне реакции газами, что является недостатком указанных выше способа и плавильного горна. Кроме того, недостатком является сложность организации непрерывных технологических процессов.However, production technologies and modern furnace designs do not provide for the removal of gases from the reaction zone, which leads to the release of gases through the molten metal and slag. In this case, the metal and slag are mixed, which prevents their separation, and during the intensive course of the reaction, smelting is accompanied by emissions of metal and slag from the furnace. The process is regulated by the thermality of the charge, its briquetting, changing the ratio of the height of the hearth to its diameter and other techniques. The main reason for the loss of metal is the melting of the charge, accompanied by mixing of the melt released by the gases in the reaction zone, which is a disadvantage of the above method and the smelter. In addition, the disadvantage is the complexity of the organization of continuous technological processes.

В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в уменьшении потерь металла со шлаком, создании оптимальных условий восстановления металла путем повышения скорости перемещения реакционной зоны и отделения основных процессов восстановления металла от перехода примесей из шлака в металл.The basis of the invention is the technical problem, which consists in reducing the loss of metal with slag, creating optimal conditions for metal reduction by increasing the speed of movement of the reaction zone and separating the main processes of metal reduction from the transition of impurities from slag to metal.

Указанная задача решается тем, что алюминотермический способ получения сплавов, включающий заполнение футерованного горна экзотермической шихтой, инициирование протекания экзотермической реакции, выпуск шлака и отделение металла от шлака, характеризуется тем, что экзотермическую шихту загружают в тонкостенный цилиндр, который предварительно устанавливают в шахте плавильного горна коаксиально его перфорированным стенкам, пространство между тонкостенным цилиндром и стенками шахты засыпают зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, затем тонкостенный цилиндр, разделяющий экзотермическую шихту и зернистый газопроницаемый огнеупорный материал, удаляют, шихту засыпают сверху также зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, инициируют начало экзотермической реакции, во время которой происходит дренажный отвод газов через газопроницаемый огнеупорный материал и перфорированные стенки горна, а после окончания реакции и выпуска шлака осуществляют разборку горна и отделение слитка от остатков шлака.This problem is solved in that the aluminothermic method for producing alloys, including filling the lined furnace with an exothermic charge, initiating an exothermic reaction, releasing slag and separating the metal from the slag, is characterized in that the exothermic mixture is loaded into a thin-walled cylinder, which is pre-installed in the smelting shaft coaxially its perforated walls, the space between the thin-walled cylinder and the walls of the shaft is covered with a granular gas-permeable refractory with a series, then a thin-walled cylinder separating an exothermic charge and a granular gas-permeable refractory material is removed, the mixture is also covered with a granular gas-permeable refractory material from above, initiating the onset of an exothermic reaction, during which gas is drained through the gas-permeable refractory material and the perforated ends of the furnace the reaction and the release of slag disassemble the hearth and separate the ingot from the residues of slag.

Для осуществления указанного способа и решения поставленной задачи предложен плавильный горн для алюминотермического способа получения металлов, содержащий шахту, корпус цилиндрической формы и огнеупорное основание, характеризующийся тем, что в стенках корпуса шахты выполнены отверстия, на внутренней поверхности корпуса закреплена металлическая сетка, а горн снабжен тонкостенным цилиндром из жести, диаметр которого равен 0,6-0,8 диаметра корпуса шахты и который установлен в огнеупорном основании коаксиально стенкам корпуса с возможностью свободного продольного передвижения относительно корпуса шахты.To implement this method and solve the problem, a melting furnace for an aluminothermic method for producing metals is proposed, comprising a shaft, a cylindrical body and a refractory base, characterized in that holes are made in the walls of the shaft body, a metal mesh is fixed on the inside of the body, and the hearth is provided with a thin-walled a tin cylinder, the diameter of which is 0.6-0.8 of the diameter of the shaft housing and which is installed in the refractory base coaxially with the walls of the body with possibly free longitudinal movement relative to the shaft housing.

Особенностью изобретения является то, что заявляемый алюминотермический способ получения металлов или сплавов осуществляется с организованным дренажным отводом газов из зоны проплавления шихты через газопроницаемую засыпку и перфорированный корпус горна. В результате экзотермической реакции в верхнем слое шихты образуется подвижный слой металла и шлака, перемещающийся сверху вниз следом за реакционным фронтом. По мере развития экзотермической реакции слой металла и шлака увеличивается, газы из реакционного слоя удаляются через поровое пространство шихты и изолирующей засыпки через сетку и отверстия в корпусе горна. В процессе плавки опускающийся слой металла и шлака выполняет роль жидкого поршня, сжимающего газы в поровом пространстве горна под реакционным слоем шихты, сформированным с помощью предварительно устанавливаемого, а затем удаляемого тонкостенного цилиндра, в цилиндрический «брикет». Газопроницаемость зернистого огнеупорного материала и отверстия в стенках корпуса обеспечивают отвод газов в процессе плавки из шихты ниже реакционной зоны. При такой организации газового потока из зоны реакции происходит нагрев нижележащих слоев шихты теплом отходящих газов. Известно, что нагрев экзотермической шихты на 100°C эквивалентен повышению термичности шихты на 32 ккал/кг (134 кДж/кг) (1. С.24). Плавка протекает в большом диапазоне линейных скоростей перемещения реакционной зоны без выброса газов через слой металла и шлака.A feature of the invention is that the claimed aluminothermic method for producing metals or alloys is carried out with organized drainage of gases from the fusion zone of the charge through a gas-permeable filling and a perforated furnace body. As a result of the exothermic reaction, a mobile layer of metal and slag is formed in the upper layer of the charge, moving from top to bottom after the reaction front. As the exothermic reaction develops, the layer of metal and slag increases, gases from the reaction layer are removed through the pore space of the charge and insulating bed through the mesh and openings in the furnace body. During the melting process, the falling layer of metal and slag acts as a liquid piston, compressing gases in the pore space of the hearth under the reaction layer of the mixture, formed using a pre-installed and then removed thin-walled cylinder, into a cylindrical "briquette". The gas permeability of the granular refractory material and the openings in the walls of the body ensure the removal of gases during the smelting process from the charge below the reaction zone. With this organization of the gas flow from the reaction zone, the underlying layers of the mixture are heated by the heat of the exhaust gases. It is known that heating an exothermic charge by 100 ° C is equivalent to increasing the thermality of the charge by 32 kcal / kg (134 kJ / kg) (1. P.24). Melting takes place in a wide range of linear velocities of the reaction zone without the release of gases through a layer of metal and slag.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид горна (после заполнения шихтой и огнеупорной засыпкой); на фиг.2 - общий вид горна в сборе на момент начала осуществления способа; на фиг.3 изображено протекание процесса плавки с отводом газов из зоны проплавления шихты; на фиг.4 изображен момент способа в конце плавки после образования слитка металла под шлаком.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the hearth (after filling with a charge and refractory filling); figure 2 - General view of the hearth assembly at the time of the beginning of the implementation of the method; figure 3 shows the course of the melting process with the removal of gases from the zone of penetration of the mixture; figure 4 shows the moment of the method at the end of the heat after the formation of an ingot of metal under the slag.

Плавильный горн для алюминотермического способа получения металлов (фиг.1) содержит шахту, состоящую из корпуса 1, который выполнен цилиндрической формы и на внутренней поверхности которого закреплена металлическая сетка 2. Горн снабжен тонкостенным цилиндром 3 из жести, диаметр d которого равен 0,6-0,8 D диаметра корпуса шахты. В стенках корпуса 1 шахты выполнены отверстия 4. Корпус 1 шахты закреплен на стационарном огнеупорном основании 5 с углублением для формирования слитка (или передвижной тележке, на чертеже не показано), а тонкостенный цилиндр 3 установлен в основании коаксиально стенкам корпуса с возможностью свободного продольного передвижения относительно корпуса шахты.The smelting furnace for the aluminothermic method for producing metals (Fig. 1) contains a shaft, consisting of a housing 1, which is made of a cylindrical shape and on the inner surface of which a metal mesh is fixed 2. The furnace has a thin-walled sheet metal cylinder 3, the diameter d of which is 0.6- 0.8 D diameter of the shaft housing. Openings are made in the walls of the shaft housing 1 of the shaft 4. The shaft housing 1 is mounted on a stationary refractory base 5 with a recess for forming an ingot (or a mobile carriage, not shown in the drawing), and a thin-walled cylinder 3 is installed in the base coaxially with the walls of the body with the possibility of free longitudinal movement relative to mine hulls.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Тонкостенный цилиндр 3, предварительно установленный в основании горна коаксиально стенкам корпуса 1, заполняют экзотермической шихтой 6 (фиг.1). Затем пространство между временно установленным цилиндром 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 с закрепленной на ней металлической сеткой 2 заполняют огнеупорным материалом 7. Сетка 2, закрепленная на внутренней поверхности корпуса, предохраняет от высыпания огнеупорного материала 7. После заполнения шихтой цилиндра 3 и создания огнеупорного газопроницаемого слоя цилиндр 3 удаляют из горна (фиг.2), а верхнюю часть горна засыпают теплоизолирующим слоем 8 огнеупорного материала, через который вводят запал 9 для инициирования экзотермического процесса.Thin-walled cylinder 3, pre-installed at the base of the hearth coaxially to the walls of the housing 1, is filled with an exothermic charge 6 (figure 1). Then, the space between the temporarily mounted cylinder 3 and the inner surface of the housing 1 with the metal mesh 2 fixed on it is filled with refractory material 7. The mesh 2, fixed on the inner surface of the housing, prevents the refractory material from spilling out 7. After filling the cylinder 3 with a charge and creating a refractory gas-permeable layer cylinder 3 is removed from the hearth (Fig. 2), and the upper part of the hearth is covered with a heat-insulating layer 8 of refractory material, through which a fuse 9 is introduced to initiate exothermic about the process.

На фиг.3 изображено протекание процесса плавки с организованным дренажным отводом газов из зоны проплавления шихты: верхний слой А - шлак с огнеупорным газопроницаемым слоем 8, под ним - слой Б жидкого металла, ниже - реакционный слой В. Стрелками показан выход газов через металлотермическую шихту, огнеупорный газопроницаемый слой и перфорированные стенки корпуса.Figure 3 shows the course of the melting process with organized drainage of gases from the charge penetration zone: the upper layer A is slag with a refractory gas-permeable layer 8, below it is a liquid metal layer B, below is a reaction layer B. The arrows show the gas outlet through the metal-thermal charge , refractory gas-permeable layer and perforated walls of the housing.

На фиг.4 изображен момент способа в конце плавки после образования слитка металла 10 под шлаком 11. К концу плавки в горне на границе металлотермической шихты и огнеупорного газопроницаемого слоя образуется прошлакованный слой 12 огнеупорного газопроницаемого материала. По окончании плавки шлак 11 выпускают через летку 13 в шлаковню 14.Figure 4 shows the moment of the method at the end of the smelting after the formation of a metal ingot 10 under the slag 11. Towards the end of the smelting in the furnace at the boundary of the metallothermal charge and the refractory gas-permeable layer, a pre-packed layer 12 of refractory gas-permeable material is formed. At the end of the smelting, slag 11 is released through a notch 13 into the slag 14.

Пример конкретного осуществления способа.An example of a specific implementation of the method.

Для производства 200-250 кг ферровольфрама ФВ-75 (ГОСТ 17293-93) из вольфрамита (WO3 51,8%, FeO 2,83%, MnO 13,34%, CaO 2,32%, SiO2 26,18%, Al2O3 2,09%) используется футерованный огнеупорным кирпичом горн следующих размеров (применяемый в настоящее время способ):For the production of 200-250 kg of ferro-tungsten FV-75 (GOST 17293-93) from tungsten (WO 3 51.8%, FeO 2.83%, MnO 13.34%, CaO 2.32%, SiO 2 26.18% , Al 2 O 3 2.09%) the furnace is lined with refractory bricks of the following sizes (currently used method):

H - высота 1000 мм; D - диаметр корпуса 700 мм; d - диаметр тонкостенного цилиндра - 500 мм. Горн устанавливают на основание из дробленного кварца с приямком глубиной 200 мм.H - height 1000 mm; D - case diameter 700 mm; d - diameter of a thin-walled cylinder - 500 mm. The horn is mounted on a base of crushed quartz with a pit 200 mm deep.

Состав шихты, кг:The composition of the charge, kg:

1one КонцентратConcentrate 362362 22 ОкалинаScale 7070 33 Селитра калиеваяPotassium nitrate 1010 4four Ферросилиций ФС 75Ferrosilicon FS 75 33 55 ИзвестьLime 1717 66 Плавиковый шпатFluorspar 1010 77 Al порошокAl powder 7575   Общая масса шихтыThe total mass of the charge 547547

Термичность шихты 504 ккал/кг (2109 кДж/кг).The charge temperature is 504 kcal / kg (2109 kJ / kg).

После перемешивания в смесителе, шихта засыпается в горн без утрамбовки. Горн закрывают технологической крышкой с отверстием в центре для поджигания шихты и отвода газов.After mixing in the mixer, the mixture is poured into the furnace without tamping. The hearth is closed with a technological lid with a hole in the center for igniting the charge and removing gases.

Для сравнения приводятся результаты плавки (предлагаемый способ), выполненной в перфорированном горне аналогичных размеров, с таким же составом, массой и термичностью шихты. Для плавки применялся перфорированный горн с огнеупорным газопроницаемым материалом вышеуказанных размеров.For comparison, the results of smelting (the proposed method), performed in a perforated furnace of similar sizes, with the same composition, mass and thermal charge, are given. For melting, a perforated hearth was used with refractory gas-permeable material of the above sizes.

Диаметр плавильного пространства определяется диаметром тонкостенного удаляемого перед плавкой цилиндра (d=500 мм).The diameter of the melting space is determined by the diameter of the thin-walled cylinder removed before melting (d = 500 mm).

  Параметр плавкиSmelting Parameter Футерованный горнLined Horn Перфорированный горнPerforated hearth 1one Время горения шихты, мин.The burning time of the mixture, min 14fourteen 1010 22 Линейная скорость перемещения фронта горения шихты, мм/сThe linear velocity of the combustion front of the charge, mm / s 1,431.43 2,002.00 33 Скорость проплавления шихты, кг/(м2·мин)The rate of penetration of the mixture, kg / (m 2 · min) 199199 280280 4four Содержание вольфрама в сплаве, %The tungsten content in the alloy,% 71,671.6 73,473,4 55 Степень извлечения ведущего элемента (W), %The degree of extraction of the leading element (W),% 93,593.5 95,495.4

Предлагаемый металлотермический способ получения металла и плавильный горн для его осуществления обеспечивает уменьшение потерь металла со шлаком за счет создания оптимальных условий восстановления металла: организация дренажного отвода газов из зоны проплавления шихты исключает выброс металла в верхнюю часть горна; повышение скорости перемещения реакционной зоны способствует отделению основного процесса восстановления металла от процесса перехода примесей шлака в металл.The proposed metallothermic method for producing metal and a smelting furnace for its implementation provides a reduction in metal loss with slag due to the creation of optimal conditions for metal recovery: the organization of drainage gases from the penetration zone of the charge eliminates the release of metal into the upper part of the furnace; an increase in the rate of movement of the reaction zone helps to separate the main process of metal reduction from the process of transition of slag impurities to metal.

Конструкция горна позволяет также организовать конвейерное производство металла. После выпуска шлака горн откатывают (убирают), и под вытяжной зонт устанавливают следующий горн, подготовленный к плавке. Горн предыдущей плавки разбирают, огнеупорный газопроницаемый материал остывает на поддоне, при этом убирают слиток и остатки шлака. Все операции с горном на выплавку 200-250 кг металла от момента зажигания шихты до извлечения слитка занимают около 30 минут.The design of the hearth also allows the organization of conveyor production of metal. After the slag is exhausted, the furnace is rolled back (removed), and the next furnace prepared for smelting is installed under the exhaust hood. The furnace of the previous smelting is disassembled, the refractory gas-permeable material cools on the pallet, while the ingot and residual slag are removed. All operations with mining for the smelting of 200-250 kg of metal from the moment of ignition of the charge to the extraction of the ingot take about 30 minutes.

Claims (2)

1. Способ алюминотермического получения металлов и сплавов, включающий заполнение футерованного металлического корпуса шахты плавильного горна экзотермической шихтой, инициирование протекания экзотермической реакции, выпуск шлака и отделение металла от шлака, отличающийся тем, что экзотермическую шихту загружают в тонкостенный цилиндр, который предварительно устанавливают в шахте плавильного горна коаксиально его перфорированным стенкам, пространство между тонкостенным цилиндром и перфорированными стенками корпуса шахты засыпают зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, затем тонкостенный цилиндр удаляют, шихту засыпают сверху также зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, инициируют начало экзотермической реакции, во время которой из реакционной зоны через зернистый газопроницаемый огнеупорный материал и перфорированные стенки корпуса шахты плавильного горна происходит отвод газов, а после окончания реакции и выпуска шлака осуществляют разборку горна и отделяют слиток от остатков шлака.1. The method of aluminothermic production of metals and alloys, including filling the lined metal case of the smelter mine with an exothermic charge, initiating an exothermic reaction, releasing slag and separating the metal from the slag, characterized in that the exothermic charge is loaded into a thin-walled cylinder that is pre-installed in the smelting shaft the hearth coaxially with its perforated walls, the space between the thin-walled cylinder and the perforated walls of the mine body fall asleep t with a granular gas-permeable refractory material, then the thin-walled cylinder is removed, the charge is also covered with a granular gas-permeable refractory material, the beginning of an exothermic reaction is initiated, during which gases are removed from the reaction zone through the granular gas-permeable refractory material and the perforated walls of the case of the smelter mine shaft, and after the reaction and the release of slag disassemble the hearth and separate the ingot from the residues of slag. 2. Плавильный горн для алюминотермического получения металлов и сплавов, содержащий шахту, корпус которой выполнен цилиндрической формы, и огнеупорное основание, отличающийся тем, что в стенках корпуса шахты выполнены отверстия, на внутренней поверхности корпуса закреплена металлическая сетка, а горн снабжен тонкостенным цилиндром из жести, диаметр которого равен 0,6-0,8 диаметра корпуса шахты, установленным в огнеупорном основании коаксиально стенкам корпуса шахты с возможностью свободного продольного передвижения относительно корпуса шахты. 2. A smelter for aluminothermic production of metals and alloys, containing a shaft, the casing of which is cylindrical in shape, and a refractory base, characterized in that holes are made in the walls of the shaft casing, a metal mesh is fixed on the inner surface of the casing, and the horn is equipped with a thin-walled sheet metal cylinder the diameter of which is 0.6-0.8 of the diameter of the shaft of the shaft installed in the refractory base coaxially with the walls of the shaft of the shaft with the possibility of free longitudinal movement relative to the body mine.
RU2011137901/02A 2011-09-14 2011-09-14 Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation RU2465361C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137901/02A RU2465361C1 (en) 2011-09-14 2011-09-14 Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137901/02A RU2465361C1 (en) 2011-09-14 2011-09-14 Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465361C1 true RU2465361C1 (en) 2012-10-27

Family

ID=47147449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137901/02A RU2465361C1 (en) 2011-09-14 2011-09-14 Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465361C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2557856C1 (en) * 2014-01-22 2015-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Method of metallothermic producing of metals and alloys with their vacuum degassing in liquid state and device for its implementation
RU2739040C1 (en) * 2017-06-13 2020-12-21 Нортистерн Юниверсити Method of producing ferrotungsten based on reduction of self-propagating gradient of aluminothermy and slag refining
RU2799008C1 (en) * 2022-10-21 2023-06-30 Андрей Дмитриевич Филиппов Method for thermal metal smelting of iron alloys with vanadium, silicon and aluminum from charge material obtained from ash waste

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256487A (en) * 1977-04-29 1981-03-17 Bobkova Olga S Process for producing vanadium-containing alloys
RU2269585C1 (en) * 2004-04-20 2006-02-10 Николай Сергеевич Овсов Method for thermal melting of metal
RU2374349C1 (en) * 2008-12-11 2009-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный государственный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" Method of smelting of vanadium-bearing alloys
RU2406767C1 (en) * 2009-04-08 2010-12-20 Александр Валерьевич Кольба Procedure for metal-thermal metal and alloy melting

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256487A (en) * 1977-04-29 1981-03-17 Bobkova Olga S Process for producing vanadium-containing alloys
RU2269585C1 (en) * 2004-04-20 2006-02-10 Николай Сергеевич Овсов Method for thermal melting of metal
RU2374349C1 (en) * 2008-12-11 2009-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный государственный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" Method of smelting of vanadium-bearing alloys
RU2406767C1 (en) * 2009-04-08 2010-12-20 Александр Валерьевич Кольба Procedure for metal-thermal metal and alloy melting

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2557856C1 (en) * 2014-01-22 2015-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Method of metallothermic producing of metals and alloys with their vacuum degassing in liquid state and device for its implementation
RU2739040C1 (en) * 2017-06-13 2020-12-21 Нортистерн Юниверсити Method of producing ferrotungsten based on reduction of self-propagating gradient of aluminothermy and slag refining
RU2799008C1 (en) * 2022-10-21 2023-06-30 Андрей Дмитриевич Филиппов Method for thermal metal smelting of iron alloys with vanadium, silicon and aluminum from charge material obtained from ash waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2001115052A (en) METHOD FOR PRODUCING METAL IRON AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2465361C1 (en) Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation
CN111455279A (en) Iron-aluminum alloy and preparation method thereof
RU2338805C2 (en) Method of alumino-thermal production of ferro-titanium
BE1006838A3 (en) Converter and method for purifying materials not iron.
RU2539890C1 (en) Method for steel making in electric-arc furnace and electric-arc furnace
RU2406767C1 (en) Procedure for metal-thermal metal and alloy melting
RU2506338C1 (en) Charge and method for aluminothermic production of ferromolybdenum using it
RU2215050C1 (en) Method of refining ore raw material and device for realization of this method
RU2366723C2 (en) Method of steel production and installation for implementation of this method
RU2366722C2 (en) Method of steel production and installation for implementation of this method
JP2003113430A (en) Melting and casting method for magnesium and magnesium alloy
RU2557856C1 (en) Method of metallothermic producing of metals and alloys with their vacuum degassing in liquid state and device for its implementation
RU2799008C1 (en) Method for thermal metal smelting of iron alloys with vanadium, silicon and aluminum from charge material obtained from ash waste
JPH0641654A (en) Method for smelting magnesium
RU2196843C2 (en) Method for furnace melting of ferrotitanium from titanium oxides
RU2688000C1 (en) Method of pyrometallurgical processing of oxidised nickel ore to obtain ferronickel in a melting unit
RU2407811C1 (en) Procedure for re-melting copper scrap and production of brass and bronze and furnace for implementation of this procedure
RU2367540C2 (en) Method of receiving of steel castings
RU2405045C2 (en) Method of autoclave production of chemically active materials and device to this end
RU2699468C1 (en) Steel production method
JP2747524B2 (en) Desulfurization method of raw material in plasma combustion type cupola
RU2198950C2 (en) Method of copper-phosphorus alloying composition production
RU2190679C1 (en) Magnesium alloy ingot production method
RU2059007C1 (en) Apparatus for metals and alloys metal-thermal production

Legal Events

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

Effective date: 20130915

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160610

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20160610

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170915