SU1715872A1 - Method of preparing change for producing aluminium-silicium alloys by carbothermic reduction - Google Patents

Method of preparing change for producing aluminium-silicium alloys by carbothermic reduction Download PDF

Info

Publication number
SU1715872A1
SU1715872A1 SU894728790A SU4728790A SU1715872A1 SU 1715872 A1 SU1715872 A1 SU 1715872A1 SU 894728790 A SU894728790 A SU 894728790A SU 4728790 A SU4728790 A SU 4728790A SU 1715872 A1 SU1715872 A1 SU 1715872A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
alumina
carbon
charge
fifty
aluminum
Prior art date
Application number
SU894728790A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Архипович Бережной
Original Assignee
Днепровский Алюминиевый Завод Им.С.М.Кирова
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 Днепровский Алюминиевый Завод Им.С.М.Кирова filed Critical Днепровский Алюминиевый Завод Им.С.М.Кирова
Priority to SU894728790A priority Critical patent/SU1715872A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1715872A1 publication Critical patent/SU1715872A1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии цветных металлов и касаетс  способа подготовки шихты дл  получени  электротермических алюминиево-кремниевых сплавов карботермическим восстановлением оксидов алюмини  и кремни  до их элементов в рудовосстановительных печах. Целью изобретени   вл етс  повышение извлечени  алюмини  и кремни  из шихты в сплав, снижение энергозатрат на производство алюминиево-кремниевых сплавов и повышение в нем содержани  алюмини . Новым  вл етс  то, что при подготовке шихты смешиваСпособ относитс  к области металлургии цветных металлов и касаетс  способа подготовки шихты дл  получени  элект рр- термических алюминиевокремниевых сплавов- карботермическим восстановлением оксидов алюмини  и кремни  до их элеменА тов в рудовосстановительных печах. Технико-экономические показатели процесса получени  алюминиевокремниевых сплавов завис т не только от вида и количества примен емых дл  их получени  исходных материалов, нсИи от соотношений между ними в шихте и непосредственно в ют углеродсодержащий восстановитель и глинозем при отношении нелетучего углерода углеродсодержащего восстановител  к глинозему 0,45-1,06. Другим отличием  вл етс  то, что к полученной смеси перед ее окускованием или после ее окусковани  дополнительно добавл ют кусковый кремнеземи/илиокускованное кремнезем-глиноземное сырье в количестве , обеспечивающем в составе шихты 90- 155% нелетучегоуглерода стехиометрического количества, необходимого дл  восстановлени  всех оксидов шихты до их металлов. Таким образом, в рудовосстановительной электропечи плав т шихту, состо щую из смеси двух составов: одна составл юща  смеси содержит углеродсодержащий восстановитель и глинозем и друга  составл юща  смеси  вл етс  или окускованным кремнеземглиноземным сырьем, или кусковым кремнеземом, или их смесью. Кроме того, эти два состава смеси .могут быть вз ты отдельными кусками или совместно окускованными и находитьс  отдельными структурными составл ющими в одном куске шихты. 3 табл. объеме кусков окомкованной шихты. Поэтому одним из путей повышени  эффективности выплавки сплавов  вл етс  создание наиболее благопри тных условий дл  протекани  восстановительных процессов за счет подготовки шихты к плавке. Известны способы подготовки шихты дл  получени  алюминиевокремниевых сплавов, включающие дозировку шихтовых материалов, содержащих кремнезем-глиноземное сырье, например, каолин, высокоглиноземистыеконцентраты , дистенсиллиманитовый концентрат, кварСО р N юThe invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals and relates to a method for preparing a charge for producing electrothermal aluminum-silicon alloys by the carbothermic reduction of aluminum and silicon oxides to their elements in ore-reducing furnaces. The aim of the invention is to increase the recovery of aluminum and silicon from the charge into the alloy, to reduce the energy consumption for the production of aluminum-silicon alloys and to increase its aluminum content. What is new in the preparation of the blend is that the Method relates to the field of metallurgy of non-ferrous metals and concerns the method of preparation of the charge for producing electrically-thermal aluminum-silicon alloys-carbothermic reduction of aluminum and silicon oxides to their elements in ore-smelting furnaces. The technical and economic indicators of the process for producing aluminum-silicon alloys depend not only on the type and amount of raw materials used to obtain them, on the ratio between them in the charge, and directly carbon-containing reducing agent and alumina at a non-volatile carbon ratio to alumina 0.45 -1.06. Another difference is that lump silica / or granulated silica-alumina raw material is added to the mixture before sintering or after sintering, providing 90-155% non-volatile carbon in stoichiometric amount needed to reduce all oxides of the mixture to their metals. Thus, in the ore recovery furnace, the mixture consisting of a mixture of two compounds is melted: one component of the mixture contains a carbon-containing reducing agent and alumina and the other component of the mixture is either agglomerated with silica-alumina raw material, or lump silica, or their mixture. In addition, these two compositions of the mixture can be taken in separate pieces or co-agglomerated and be separate structural components in one piece of the charge. 3 tab. the volume of the pelletized charge. Therefore, one of the ways to improve the efficiency of smelting alloys is to create the most favorable conditions for the reduction processes by preparing the charge for smelting. Known methods for the preparation of the charge for the production of aluminum-silicon alloys, including the dosage of charge materials containing silica-alumina raw materials, for example, kaolin, high-alumina concentrate, distansillimanite concentrate, quarCO N N ...

Description

цевый песок, углеродсодержащий восстановитель - каменный уголь, нефт ной кокс и св зующее, совместное смешивание их, окускование шихты и плавку окускованной шихты в рудовосстановительной электропечи .Purum sand, carbonaceous reducing agent - coal, petroleum coke and binder, their joint mixing, sintering of the charge and smelting of the agglomerated charge in the ore recovery furnace.

Известен способ подготовки брикетированной шихты к рудовосстановительной плавке, заключающийс  в выполнении следующих операций: дробление и помол восстановител  и св зующей глины, дозировка компонентов шихты, смешение и бегуне- ние, прессование и сушка брикетов.A known method of preparing briquetted charge for ore-smelting smelting consists in performing the following operations: crushing and grinding of the reducing agent and bonding clay, dosing of the charge components, mixing and running, pressing and drying the briquettes.

Известен способ получени  алюминие- вокремниевых сплавов путем восстановлени  брикетированной смеси рксидного сырь  с углеродистым восстановителем в электропечи/заключающийс  в том, что примен ют брикеты из глинозема, кварцевого песка и высокоплавкой фракции буро- угольного экстракта, в которых часть глинозема заменена каолином.A method of producing aluminum-silicon alloys is known by restoring a briquetted mixture of raw materials with a carbonaceous reducing agent in an electric furnace / consisting in using briquettes made of alumina, silica sand and a high-melting fraction of coal extract, in which part of the alumina is replaced with kaolin.

Известен способ получени  алюминие- вокремниевых промежуточных сплавов в электротермической печи, отличающийс , тем, что восстанавливаемую окись и восстановитель загружают в электротермическую печь в кусковой форме и каолиноглинозем- ную смесь в кусковой форме с кварцем и восстановителем в кусковой форме загружают в электрическую печь.A known method for producing aluminum-silicon intermediate alloys in an electrothermal furnace is characterized in that the reduced oxide and the reducing agent are loaded into an electrothermal furnace in a lumpy form and the kaolin alumina mixture in a lumpy form with quartz and a reducing agent in a lumpy form is loaded into an electric furnace.

Известен способ получени  алюминие- вокремниевых сплавов, включающий подготовку шихтовых материалов, дозировку и смешивание их, брикетирование шихты, сушку брикетов и их плавку.A known method for producing aluminum-silicon alloys, including the preparation of charge materials, their dosing and mixing, briquetting the charge, drying the briquettes and melting them.

Недостатком известных способов получени  алюминиевокремниевых сплавов  вл етс  ошлакование части шихты в процессе рудовосстановительной плавки и св занные с ним потери сплава.A disadvantage of the known methods for producing aluminum-silicon alloys is the slagging of a portion of the charge during the smelting reduction process and the associated loss of alloy.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  способ получени  алюмокремниевых сплавов, отличающийс  тем, что смесь кремнезем-глиноземного сырь  перед смешиванием с угле родео держащим восстановителем окомковывают до крупности 0,1-15 мм, т.е. совместно брикетируют углеродсодержащий восстановитель и окомко- ванное кремнезем-глиноземное сырье.The closest to the proposed method is the production of alumina-silicon alloys, characterized in that the mixture of silica-alumina raw material, before being mixed with charcoal-containing reducing agent, is pelletized to a particle size of 0.1-15 mm, i.e. carbon-based reducing agent and pelletized silica-alumina raw material are briquetted together.

Недостатком известного способа получени  алюминиевокремниевых сплавов  вл етс  то, что не представл етс  возможным получение сплавов с высоким содержа- нием алюмини  (60% и бдлее) без значительного увеличени  удельного расхода электроэнергии на получение сплава и снижени  извлечени  из шихты в сплав ведущих элементов алюмини  и кремни .A disadvantage of the known method of producing aluminum-silicon alloys is that it is not possible to produce alloys with a high aluminum content (60% and bdley) without significantly increasing the specific energy consumption for producing an alloy and reducing the extraction of aluminum and silicon from the charge into the alloy. .

Целью изобретени   вл етс  повышение извлечени  алюмини  и кремни  из шихты в сплав, снижение энергозатрат на производство алюминиевокремниевыхThe aim of the invention is to increase the extraction of aluminum and silicon from the charge into the alloy, reducing the energy consumption for the production of aluminum silicon

сплавов и повышение в нем содержани  алюмини .alloys and increasing its aluminum content.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что смешивают массы углеродсодержащего восстановител  и глинозема при отношенииThe goal is achieved by mixing the mass of carbon-containing reducing agent and alumina with respect to

0 нелетучего углерода углеродсодержащего восстановител  к глинозему 0,45-1,06 и затем к смеси перед ее окускованием или после окусковани  дополнительно добавл ют окускованное кремнезем-глиноземное0 non-volatile carbon-based reducing agent for alumina 0.45-1.06 and then agglomerated silica-alumina is added to the mixture before sintering or after sintering.

5 сырье и/или кусковый кремнезем в количестве , обеспечивающем в составе шихты содержание нелетучего углерода 90-115% от стехиометрического количества, необходимого дл  восстановлени  всех оксидов ших0 ты до их металлов.5 raw materials and / or lump silica in an amount that provides the composition of the mixture with a nonvolatile carbon content of 90-115% of the stoichiometric amount necessary to reduce all oxides of the mixture to their metals.

В отличие от прототипа в рудовосстановительной электропечи плав т шихту, состо-  щую из смеси двух составов: одна составл юща  смеси содержит углеродсо5 держащий восстановитель и глинозем и друга  составл юща  - или окускованное кремнезем-глиноземное сырье, или кусковый кремнезем, или их смесь. Кроме того, эти два состава смеси могут быть вз ты от0 дельными кусками или совместно окуско- ванными и находитьс  отдельными структурными составл ющими в одном куске шихты. При этом дл  достижени  восстановлени  всех оксидов шихты до ихUnlike the prototype, in an ore-reducing electric furnace, the mixture is melted consisting of a mixture of two compositions: one component of the mixture contains carbon-containing reducing agent and alumina and the other component is either agglomerated silica-alumina raw material, or lump silica, or their mixture. In addition, these two mixtures can be taken in separate pieces or jointly eaten and be separate structural components in one piece of the charge. At the same time to achieve the reduction of all oxides of the charge to their

5 металлов содержание нелетучего углерода в шихте поддерживают равным 90-115% от стехиометрического количества, необходимого дл  восстановлени  оксидов шихты до их металлов за счет вводимых окускованно0 го кремнезем- глиноземного сырь  и/или кускового кремнезема.5 metals, the content of non-volatile carbon in the charge is maintained equal to 90-115% of the stoichiometric amount required to reduce the oxides of the charge to their metals by introducing agglomerated silica-alumina raw materials and / or lump silica.

В известном способе получени  алюминиевокремниевых сплавов кремнезем-гли- ноземное сырье, содержащееIn the known method of producing aluminum-silicon alloys, silica-alumina raw materials containing

5 алюмосиликаты, глинозем, кварцевый песок и другие компоненты, тщательно смешано , окусковано и в кусковом виде введено в углеродсодержащий восстановитель. Поэтому в начальный период процессы восста0 новлени  оксидов алюмини  и кремни  протекают за счет диффузии углерода в объем оксидного сырь , образу  в первую очередь карбид кремни  и оксикарбиды алюмини , которые совместно с непрореа5 тировавшими с углеродом оксидами алюмини  и кремни  дают легкоплавкие системы, ведущие к шлакообразованию. Несмотр  на то, что при осуществлении известного способа процессы начала восстановлени  окси- дов алюмини  и кремни  углеродом5 aluminosilicates, alumina, quartz sand and other components, thoroughly mixed, corroded and in lumpy form introduced into the carbon-containing reducing agent. Therefore, in the initial period, the processes of reducing aluminum and silicon oxides occur due to the diffusion of carbon into the bulk of the oxide raw material, forming primarily silicon carbide and aluminum oxycarbide, which, together with aluminum oxide and silicon, which have not been converted to carbon, produce low-melting systems leading to slagging. Despite the fact that, in the implementation of a known method, the processes of the onset of the reduction of aluminum oxides and silicon with carbon

протекают при более высокой температуре, чем в тщательно смешанных брикетированных смес х оксидного сырь  и углеродсодержащего восстановител , остаютс  услови  шлакообразовани  в рудовосстановительной электропечи из-за образовани  в процессе плавки в .оксидном куске легкоплавких систем. Ошлакование части шихты приводит к снижению извлечени  алюмини  и кремни  из шихты в сплав, снижению содержани  алюмини  в выплавл емом сплаве и повышению энергетических затрат на производство сплава.proceeds at a higher temperature than in thoroughly mixed briquetted mixtures of oxide raw materials and a carbon-containing reductant; slag formation conditions remain in the ore recovery furnace due to the formation of low-melting systems in the oxide piece. The slagging of part of the charge leads to a decrease in the extraction of aluminum and silicon from the charge into the alloy, a decrease in the aluminum content in the melted alloy, and an increase in the energy costs for the production of the alloy.

Во избежание потерь сплава за счет шлакообразовани  в электропечи и с целью повышени  содержани  алюмини  в выплавл емом сплаве и снижени  энергозатрат предложен способ подготовки шихты дл  получени  электротермических алюми-т ниевокремниевых сплавов, заключающийс  в том, что массу сдозированного углеродсо- держащего восстановител , содержащегос  в составе шихты, смешивают с глиноземом при отношении нелетучего углерода углеродсодержащего восстановител  к глинозему 0,45-1,06 и затем к полученной смеси перед ее окускованием или после окусковани  ее дополнительно добавл ют окускованное кремнезем-глиноземное сырье и/или кусковый кремнезем в количестве, обеспечивающем содержание нелетучего углерода в шихте 90-115% отсте- хиометрического количества, необходимого дл  восстановлени -всех оксидов шихты до их металлов.In order to avoid loss of the alloy due to slag formation in the electric furnace and to increase the aluminum content in the alloyed alloy and reduce energy consumption, a method for preparing the charge for the production of electrothermal aluminum – silicon – silicon alloys has been proposed, which means that the mass of reduced carbon containing reducing agent containing the mixture is mixed with alumina with the ratio of non-volatile carbon-containing reducing agent to alumina 0.45-1.06 and then to the resulting mixture before sintering or after its lumps are additionally added with agglomerated silica-alumina raw materials and / or lump silica in an amount that provides the content of non-volatile carbon in the charge of 90-115% of the excess amount necessary for the reduction of all oxides of the charge to their metals.

Благодар  вводу в состав шихты отдельной составл ющей смеси углеродсодержащего восстановител  и глинозема в соотношении 0,45-1,06, обеспечивающем восстановление глинозема до карбида алюмини  во всем интервале предельных значений указанного соотношени , удаетс  изменить химизм процесса восстановлени  таким -образом, что алюминиевокремние- вый сплав на последней стадии восстановлени  получают в результате взаимодействи  в основном карбида алюмини  и частично карбида кремни  с оксидом кремни  или оксидами кремни  и алюмини .By introducing into the mixture a separate component of a mixture of carbon-containing reducing agent and alumina in a ratio of 0.45-1.06, which ensures the reduction of alumina to aluminum carbide in the entire range of limiting values of this ratio, it is possible to change the reduction process chemistry in such a way that aluminum silicium The alloy in the final reduction stage is obtained by reacting mainly aluminum carbide and partially silicon carbide with silicon oxide or silicon oxides and aluminum.

За счет того, что глинозем в процессе рудовосстановительной плавки восстанавливаетс  до карбида алюмини  и находитс  отдельно от оксидов кремни  и алюмини , содержащихс  в шихте в окускованном виде , удаетс  избежать образовани  легкоплавких систем, состо щих из оксикарбида алюмини , карбида кремни  и оксидов алюмини  и кремни , и в конечном итоге снизить шлакообразование в электропечи;Due to the fact that the alumina is reduced to aluminum carbide in the process of ore-smelting smelting and is separated from the silicon oxides and aluminum contained in the charge in the earthen form, it is possible to avoid the formation of fusible systems consisting of aluminum oxycarbide, silicon carbide and aluminum oxides and silicon, and ultimately reduce slagging in the electric furnace;

повысить извлечение сплава из шихты и уменьшить энергозатраты на производстве сплава...to increase the extraction of the alloy from the charge and reduce the energy consumption for the production of the alloy ...

Кроме того, благодар  взаимодействиюIn addition, thanks to the interaction

на последней стадии восстановлени  карбида алюмини  с оксидом кремни  или оксидом кремни  и оксидом алюмини , содержащимис  в окускованном оксидном сырье, представл етс  возможным пол0 учать алюминиевокремниевые сплавы с содержанием алюмини  72% и более, тогда как его содержание в сплавах, получаемых известными способами, достигает не более 61%.in the final stage of reduction of aluminum carbide with silicon oxide or silicon oxide and aluminum oxide contained in the calcined oxide raw material, it is possible to take aluminum silicon alloys with an aluminum content of 72% or more, while its content in alloys obtained by known methods does not reach more than 61%.

5 П р и ме р. Дозируют порошкообразный углеродсодержащий восстановитель каменный уголь марки газовый и нефт ной кокс, вз тые в массовом отношении 1:1, и дозируют технический глинозем, поддержива  при5 P p and me p. Powdered carbonaceous reducing agent coal gas and petroleum coke is taken in a 1: 1 ratio by weight, and technical alumina is metered at

0 этом соотношение между нелетучим углеродом углеродсодержащего восстановител  и глиноземом равное 0,45-1,06. Каменный уголь, нефт ной кокс и технический глинозем , в качестве которого могут быть вз тыIn this, the ratio between the non-volatile carbon of the carbon-containing reductant and alumina is 0.45-1.06. Coal, petroleum coke and technical alumina, which can be used as

5 материалы, содержащие основной составл ющей оксид алюмини , смешивают, увлажн ют водным раствором св зующего, обычно лигносульфонатом техническим. Затем к полученной смеси перед ее оку0 скованием или после ее окусковани  допол- нительно добавл ют окускованное кремнезем-глиноземное сырье, или кусковый кремнезем, или кусковой кремнезем и окускованное кремнез ем-глинрземное5 materials containing the basic alumina component are mixed and moistened with an aqueous binder solution, usually technical lignosulfonate. Then, agglomerated silica-alumina raw material, or lumpy silica, or lumpy silica and agglomerated silica, are additionally added to the mixture before sacking or after sintering.

5 сырье.5 raw materials.

Таким образом, дополнительно добавленные к смеси углеродсодержащего восстановител  и глинозема окускованное кремнезем-глиноземное сырье и/или куско0 вый кремнезем или совместно окусковыва- ют со смесью и они наход тс  в объеме куска отдельными структурными составл ющими или их смешивают после окусковани  каждого отдельно.Thus, agglomerated silica-alumina raw material and / or lump silica additionally added to the mixture of carbon-containing reducing agent and / or lump silica is either snapped together with the mixture and they are in the bulk of the piece as separate structural components or they are mixed after each piece separately.

5 .five .

Так как смесь углеродсодержащего восстановител  и глинозема содержит нелетучего углерода не менее стехиометрического количества, необходимого дл  восстановле0 ни  оксида алюмини  до его карбида, то к этой смеси дополнительно добавл ют окускованное кремнезем-глиноземное сырье и/или кусковый кремнезем из расчета на восстановление карбида алюмини  и добав5 л емых оксидов до их металлов, т.е. за счет добавки к смеси углеродсодержащего восстановител  и глинозема окускованных оксидов поддерживают в общей массе шихты содержание нелетучего углерода равное 90- 115% от стехиометрической его массы, необходимой дл  восстановлени  всех оксидов шихты до их металлов.Since the mixture of carbon-containing reducing agent and alumina contains non-volatile carbon of at least stoichiometric amount required for reducing alumina to its carbide, an agglomerated silica-alumina raw material and / or lumpy silica are added to the mixture based on the reduction of aluminum carbide and add5 oxides to their metals, i.e. due to the addition to the mixture of carbon-containing reducing agent and alumina agglomerated oxides, in the total mass of the mixture, the content of nonvolatile carbon is equal to 90-115% of its stoichiometric mass, necessary for the reduction of all oxides of the mixture to their metals.

Предельные соотношени  между нелетучим углеродом углеродсодержащего восстановител  и глиноземом выбраны из услови  достижени  минимального шлакообразовани  в электропечи в процессе ру- довосстановительной плавки. Это достигаетс  за счет того, что наиболее трудновосстанавливаемый оксид алюмини  тщательно смешан с углеродсодержащим восстановителем и, наход сь в составе шихты отдельной структурной составл ющей, на первой стадии восстановлени  образует карбид алюмини  по реакции:The limiting ratios between the non-volatile carbon of the carbon-containing reductant and alumina are selected from the condition of achieving the minimum slag formation in the electric furnace during the process of redressing smelting. This is achieved due to the fact that the most difficult-to-restore alumina is thoroughly mixed with the carbon-containing reducing agent and, being in the composition of the charge of a separate structural component, in the first reduction stage forms aluminum carbide by the reaction:

2А 20з+9С А14Сз+6СО(1)2А 20з + 9С А14Сз + 6СО (1)

Стехиометрическое соотношение между нелетучим углеродом и оксидом алюмини , обеспечивающее протекание реакции (1) равно 0,529. Однако в промышленных услови х не используют химически чистого оксида алюмини . Обычно в состав шихт ввод т глинозем технический с содержанием оксида алюмини  93-97%, а также глинозем мелких фракций после низкотемпературного обжига гидроксида алюмини , содержащий до 85% оксида алюмини  (остальное ППП и примеси). Исход  из состава используемого в производстве алюминиевокремниевых сплавов глинозема (содержание оксида алюмини  85%) сте- хиометрическое соотношение между массой нелетучего углерода и массой глинозема , обеспечивающей протекание реакции (1), т.е. перевод оксида алюмини  в его карбид , будет равным 0,45. Это отношение массы нелетучего углерода к массе глинозема прин то за нижний предел.The stoichiometric ratio between nonvolatile carbon and alumina, which ensures the reaction (1) is equal to 0.529. However, under industrial conditions, no chemically pure alumina is used. Usually, technical alumina with an alumina content of 93-97% and also alumina of fine fractions after low-temperature calcination of aluminum hydroxide containing up to 85% alumina (the rest is PPP and impurities) are introduced into the charge. Based on the composition of alumina used in the production of aluminum-silicon alloys (alumina content 85%), the stoichiometric ratio between the mass of nonvolatile carbon and the mass of alumina ensuring the reaction (1), i.e. the conversion of alumina to its carbide will be 0.45. This ratio of the mass of non-volatile carbon to the mass of alumina is taken to be the lower limit.

В дальнейшем образовавшийс  карбид алюмини  взаимодействует с введенными в состав шихты в кусковом виде оксидами кремни  и алюмини  и образуетс  алюми- ниевокремниевый сплав по суммарным реакци м:Subsequently, the formed aluminum carbide interacts with the silicon and aluminum oxides introduced into the mixture in a lumpy form and forms an aluminum – silicon alloy according to the total reactions:

АЦСз+1,55Ю2 4А1+1,551+ЗСО,(2)ATSSS + 1.55 Ю2 4А1 + 1,551 + ЗСО, (2)

А14Сз+А12Оз 6А1+ЗСО(3)А14Сз + А12Оз 6А1 + ЗСО (3)

Реакци  (2) протекает при добавлении к смеси углеродсодержащего восстановител  и глинозема кускового кремнезема, а реакции (2) и (3) при добавлении окускованного кремнезем- глиноземного сырь .Reaction (2) proceeds when lump silica is added to the mixture of carbon-containing reducing agent and alumina, and reactions (2) and (3) are added by adding agglomerated silica-alumina raw material.

При добавлении к смеси, содержащей нелетучий углерод и оксид алюмини  глинозема в массовом отношении равном 0,529, кускового кремнезема в стехиометрическом количестве, обеспечивающем реакцию (2), удаетс  получать сплавы с содержанием алюмини  до 72%, а добавление окускованного кремнезем-глиноземного сырь  обеспечивает в сплаве содержание алюмини  более 72%.When added to a mixture containing nonvolatile carbon and alumina alumina in a mass ratio of 0.529, lump silica in a stoichiometric amount providing reaction (2), it is possible to obtain alloys with an aluminum content of up to 72%, and adding agglomerated silica-alumina raw materials provides in the alloy aluminum content more than 72%.

При плавке шихты, в составе которой смесь углеродсодержащего восстановител When smelting the mixture, which is composed of a mixture of carbon-containing reducing agent

и глинозема имеет соотношение нелетучего углерода и глинозема менее 0,45, в электропечи заметно усиливаетс  шлакообразование из-за избытка в смеси оксида алюмини , не обеспеченного углеродом дл and alumina has a ratio of non-volatile carbon and alumina less than 0.45; in an electric furnace, slag formation is noticeably enhanced due to an excess of aluminum oxide in the mixture, not provided with carbon for

0 образовани  карбида алюмини  по реакции (1). Образующийс  карбид алюмини  и избыточный оксид алюмини  взаимно раствор ютс  и создают шлакующие смеси.Formation of aluminum carbide by reaction (1). The resulting aluminum carbide and the excess alumina mutually dissolve and create slag mixes.

Поэтому во избежание образовани  вTherefore, in order to avoid education in

5 смеси углеродсодержащего восстановител  и глинозема легкоплавких систем за счет избытка оксида алюмини  нижний предел соотношени  между нелетучим углеродом углеродсодержащего восстановител  и гли0 ноземом прин т равным 0,45.5, a mixture of carbon-containing reducing agent and alumina of low-melting systems due to an excess of aluminum oxide, the lower limit of the ratio between the non-volatile carbon of the carbon-containing reducing agent and the alumina is assumed to be 0.45.

По мере повышени  отношени  нелетучего углерода к глинозему в смеси уменьшаетс  количество образующегос  карбида алюмини  и увеличиваетс  дол  свободногоAs the ratio of nonvolatile carbon to alumina increases in the mixture, the amount of aluminum carbide produced decreases and the fraction of free carbon increases.

5 (несв занного) нелетучего углерода, с которым вступают в химическое взаимодействие оксиды кускового кремнезема и/или окускованного кремнезем-глиноземного сырь , образу  прежде всего карбид кремни . По0 этому, чтобы избежать шлакообразовани  в электропечи в процессе рудовосстанови- тельной плавки, соотношение между нелетучим углеродом и глиноземом и добавкой кускового кремнезема и/или окускованного5 (unrelated) non-volatile carbon, with which the oxides of bulk silica and / or agglomerated silica-alumina raw material enter into chemical interaction, forming primarily silicon carbide. Therefore, in order to avoid slagging in an electric furnace during the ore-smelting smelting process, the ratio between nonvolatile carbon and alumina and the addition of lump silica and / or agglomerated carbon dioxide

5 кремнезем-глиноземного сырь  вз ты из расчета получени  алюминиевокремниево- го сплава на последнейстадии восстановлени  в результате химического взаимодействи  двух веществ - образовав0 шегос  карбида кремни  с оксидом алюмини .5 silica-alumina raw materials are calculated from the production of an aluminum-silicon alloy at the last stage of reduction as a result of the chemical interaction of two substances — forming silicon carbide with aluminum oxide.

Суммарна  реакци  имеет следующие стехиометрические соотношени :The total reaction has the following stoichiometric ratios:

AI203+3Si02+9C 2AI+3Si+9CO(4)AI203 + 3Si02 + 9C 2AI + 3Si + 9CO (4)

5 Согласно реакции (4) отношение нелетучего углерода к оксиду алюмини  равно 1,06. Это Стехиометрическое соотношение прин то за верхний предел отношени  нелетучего углерода к глинозему в смеси.5 According to reaction (4), the ratio of non-volatile carbon to alumina is 1.06. This stoichiometric ratio is taken over the upper limit of the ratio of nonvolatile carbon to alumina in the mixture.

0 В составе шихты при увеличении отношени  нелетучего углерода углеродсодержащего восстановител  к глинозему выше верхнего предела 1,06 как основна  масса свободного нелетучего углерода, так и ок5 сидное сырье наход тс  раздельно в кусковом виде. Получение алюминиевокремниевых сплавов из шихт, содержащих в кусковом виде оксидное сырье и в кусковом виде углеродсодержащий восстановитель, сопровождаетс  значительным шлакообразованием в электропечи, потер ми полезных элементов сплава, высоким расходом электроэнергии.0 In the composition of the charge, with an increase in the ratio of non-volatile carbon of a carbon-containing reducing agent to alumina above the upper limit of 1.06, both the bulk of free non-volatile carbon and oxide materials are separated in lump form. The production of aluminum-silicon alloys from the charge containing the oxide raw material in the lumpy form and the carbon-containing reducing agent in the lumpy form is accompanied by significant slagging in the electric furnace, loss of useful alloying elements, high power consumption.

Примеры составов шихт приведены в табл.1 и 2.Examples of the composition of the charge are given in table.1 and 2.

Предлагаемый способ подготовки шихты дл  получени  алюминиевокремниевых сплавов испытан в полупромышленных услови х и полученную этим способом шихту проплавили на рудовосстановительной электропечи мощностью 120 кВА.The proposed method for the preparation of the charge for producing aluminum-silicon alloys was tested in semi-industrial conditions and the mixture obtained by this method was smelted on a 120 kVA ore recovery furnace.

Вз ты измельченные 50 кг каменного угл , 50 кг нефт ного кокса и добавлен глинозем технический в отношении к сумме нелетучего углерода каменного угл  и нефт ного кокса,равном 0,529 в количестве 141,8 кг. Сдозированные материалы смешивают , добавл ют св зующее -12,4 кг лигно- сульфоната технического, смесь брикетируют и брикеты сушат. К массе пол- ученных брикетов добавл ют кусковой кремнезем (кварцит) в количестве 62,4 кг. В полученной шихте, содержащей брикеты и кварцит, содержание нелетучего углерода составл ет 100% от его стехиометрического количества, необходимого дл  восстановлени  всех оксидов шихты до их металлов.Crushed 50 kg of hard coal, 50 kg of petroleum coke are taken, and technical alumina is added in relation to the amount of nonvolatile carbon of coal and petroleum coke, equal to 0.529 in the amount of 141.8 kg. Mixed materials are mixed, a binder of -12.4 kg of technical lignosulfonate is added, the mixture is briquetted and the briquettes are dried. Lump silica (quartzite) in the amount of 62.4 kg is added to the mass of the obtained briquettes. In the resulting mixture containing briquettes and quartzite, the content of nonvolatile carbon is 100% of the stoichiometric amount of carbon needed to reduce all oxides of the charge to their metals.

Дл  сравнени  результатов проплавлены брикеты известного способа получени  алюминиевокремниевых сплавов.To compare the results, briquettes of a known method for the production of aluminum-silicon alloys are melted.

Полученные результаты приведены в табл.3.The results are shown in table 3.

Положительный результат при рудовосстановительной плавке шихты, подготовленной предложенным способом, достигаетс  за счет того, что на последней стадии восстановлени  алюминиевокрем- ниевый сплав получают в результате химического взаимодействи  карбида алюмини  с оксидами кремни  и алюмини  или в слу0A positive result in the ore-smelting smelting of the charge prepared by the proposed method is achieved due to the fact that at the last stage of reduction the aluminum-silicon alloy is obtained as a result of the chemical interaction of aluminum carbide with silicon oxides and aluminum or

5five

чае использовани  шихт, в которых соотношение нелетучего углерода и глинозема на уровне верхнего предела, в результате взаимодействи  карбида кремни  и оксида алюмини . Кроме того, благодар  разобщению в объеме шихты образующихс  карбидов и оксидов, введенных в состав шихты в кусковом виде, удаетс  избежать образование легкоплавких систем, ведущих к шлакообразованию в электропечи, и за счет этого повысить извлечение в сплав алюмини  и кремни  и снизить расход электроэнергии на получение сплава.besides using charge in which the ratio of non-volatile carbon and alumina is at the upper limit, as a result of the interaction of silicon carbide and alumina. In addition, due to the separation in the bulk of the mixture of the formed carbides and oxides introduced into the composition of the charge in lumpy form, it is possible to avoid the formation of low-melting systems leading to slag formation in the electric furnace, and thereby increase the extraction of aluminum and silicon into the alloy alloy.

Сравнива  данные, полученные при испытани х , видно, что при использовании изобретени  получено улучшение технико- экономических показателей процесса: снижены удельные расходы электроэнергии на 1,6%, брикетов на 2% и достигнуто увеличе- 0 ние алюмини  на 3-7%.Comparing the data obtained during the tests, it is clear that using the invention, an improvement in the technical and economic performance of the process was obtained: specific energy consumption was reduced by 1.6%, briquettes by 2% and aluminum increased by 3-7%.

Формул а изобретени  Способ подготовки шихты дл  получени  алюминиево-кремниевых сплавов кар- ботермическим восстановлением, включающий дозировку шихтовых материалов и св зующего, смешение и окусковыва- ние шихты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  извлечени  алюмини  и кремни  из шихты в сплав, снижени  энергозатрат на производство сплавов и повышение в их содержание алюмини , смешению подвергают углеродсодержащий восстановитель и глинозем при отношении нелетучего углерода углеродсодержащего восстановител  к глинозему 0,45-1,06, ввод т кусковой кремнезем и/или окускован- ное кремнезем-глиноземистое сырье до содержани  нелетучего углерода в шихте 90-115% от стехиометрического количества.Formula of the invention The method of preparation of the charge for the production of aluminum-silicon alloys by carbo-thermal reduction, including the dosage of the charge materials and the binder, mixing and agglomeration of the charge, characterized in that, in order to increase the extraction of aluminum and silicon from the charge into the alloy, reduce energy consumption for the production of alloys and an increase in their aluminum content, carbon-containing reducing agent and alumina are subjected to mixing at a ratio of non-volatile carbon-containing reducing agent to alumina 0.45-1.0 6, lump silica and / or agglomerated silica-alumina raw materials are introduced up to a non-volatile carbon content in the charge of 90-115% of stoichiometric amount.

ТаблицаTable

Продолжение табл.ТContinuation of table

Таблица2Table 2

Известный способKnown method

Состав брикета, %:The composition of the briquette,%:

Каолин33,5 Дистен-силлиманитовыйKaolin33,5 Disthen-sillimanite

концентрат14,4concentrate14,4

Глинозем15,6Alumina15.6

Каменный уголь25,1Coal25.1

Нефт ной кокс5,8Petroleum coke5.8

Св зующее5,6 Удельный расход на 1 кг сплава:Binding5,6 Specific consumption per 1 kg of alloy:

электроэнергии, кВтч/кг23,2electricity, kWh / kg23,2

брикетов, кг/кг5,0 Содержание AIbriquettes, kg / kg5.0 AI content

в сплаве, %65in the alloy,% 65

Таблица 3Table 3

Предлагаемый способThe proposed method

ПоказателиIndicators

Состав смеси, кг: Каменный уголь50The composition of the mixture, kg: Coal50

Нефт ной кокс50Petroleum coke50

Глинозем -141,8Alumina -141.8

Св зующее12,4Binding12,4

Отношение нелетучего углерода каменного угл  и нефтекокса к глинозему 0,529 Добавка кускового кремнезема (кварцита), кг62,4 Содержание нелетучего углерода в шихте от стехиометрии на восстановление оксидов шихты до их металлов, %100 Удельный расход на 1 кг сплава: электроэнергии, кВтч/кг 22,83 шихты, кг/кг 4,9 Содержание AI в сплаве. % 72Ratio of non-volatile carbon of coal and petroleum coke to alumina 0.529 Addition of lump silica (quartzite), kg62.4 Content of nonvolatile carbon in the charge from stoichiometry to reduce the oxides of the charge to their metals,% 100 Specific consumption per 1 kg of the alloy: electricity, kWh / kg 22 , 83 mixtures, kg / kg 4.9 Al content in the alloy. % 72

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ подготовки шихты для получения алюминиево-кремниевых сплавов карботермическим восстановлением, включающий дозировку шихтовых материалов и связующего, смешение и окусковывание шихты, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения алюминия и кремния из шихты в сплав, снижения энергозатрат на производство сплавов и повышение в их содержание алюминия, смешению подвергают углеродсодержащий восстановитель и глинозем при отношении нелетучего углерода углеродсодержащего восстановителя к глинозему 0,45-1,06, вводят кусковой кремнезем и/или окускованное кремнезем-глиноземистое сырье до содержания нелетучего углерода в шихте 90-115% от стехиометрического количества.A method of preparing a charge for producing aluminum-silicon alloys by carbothermal reduction, which includes the dosage of charge materials and a binder, mixing and sintering the charge, characterized in that, in order to increase the extraction of aluminum and silicon from the charge into the alloy, reduce energy costs for the production of alloys and increase their the aluminum content, the carbon-containing reducing agent and alumina are mixed with the ratio of non-volatile carbon of the carbon-containing reducing agent to alumina 0.45-1.06, lump flint is introduced I eat and / or agglomerated silica-aluminous raw materials to a nonvolatile content of carbon in the charge 90-115% of the stoichiometric amount. Таблица!Table! Отношение нелетучего углерода углеродсодержащего восстановителя к глинозему The ratio of non-volatile carbon carbon-containing reducing agent to alumina Состав смеси углеродсодержащего восстановителя и глинозема, мае. кг The composition of the mixture of carbon-containing reducing agent and alumina, May. kg Добавка кускового кремнезема, кг The addition of lump silica, kg Содержание нелетучего углерода в шихте, % от стехиометрии на восстан. оксидов до металлов The content of non-volatile carbon in the mixture,% of stoichiometry on rest. oxides to metals каменный уголь coal нефтяной кокс petroleum coke масса нелетучего углерода в каменном угле4 и нефтяном коксеmass of non-volatile carbon in coal 4 and petroleum coke глинозем alumina связующее binder 0,4 (менее нижнего предела) 0.4 (less than the lower limit) 50 fifty 50 fifty 75 75 187,5 187.5 23,3 23.3 22,0 22.0 100 100 0,45 (нижний предел) 0.45 (lower limit) 50 fifty ' 50 ' fifty 75 75 166,7 166.7 21,0 21.0 40.4 40.4 100 100
Продолжение табл.1Continuation of table 1 Отношение нелетучего Non-volatility attitude Состав смеси углеродсодержащего восстановителя и глинозема, мае. кг The composition of the mixture of carbon-containing reducing agent and alumina, May. kg Добавка кускового кремнезе- Lump silica supplement Содержание нелетучего Non-volatile content каменный stone нефтяной oil масса не- mass of non- глинозем alumina связую- I connect углерода carbon уголь coal кокс coke летучего volatile щее more ма, кг ma kg углерода carbon углеродсо- carbon углерода carbon в Фихте, in Fichte, держаще- holding- в камеи- in the cameo % от сте- % of st го go ном угле nom angle хиомет- chiomet восстано- rebelled и нефтя- and oil рии на rii on вителя к king to ном коксе Mr. Coke восстан. rest. глинозему alumina i i оксидов до метал- oxides to metal лов fishing 0,755 0.755 (средний предел) 1,06 (верх- (average limit) 1.06 (top- 50 fifty л 50 l 50 75 75 99,3 99.3 16,2 16,2 99,9 99.9 100 100 НИЙ NIY предел) 1,7 (выше limit) 1.7 (above 50fifty 50 fifty 75 75 70,8 70.8 13,5 13.5 125,0 125.0 100 100 верхнего top 148,6 . 148.6. 100 100 I предела) I limit) 50 fifty 50 fifty 75 75 44,1 44.1 11,7 11.7
Таблица2Table 2 Отношение нелетучего Non-volatility attitude Состав смеси углеродсодержащего восстановителя и глинозема, мае. кг The composition of the mixture of carbon-containing reducing agent and alumina, May. kg Добавка окускованного Flavored Additive Содержание нелетучего Non-volatile content каменный stone нефтяной oil масса не- mass of non- глинозем alumina связую- I connect углерода carbon уголь coal кокс coke летучего volatile щее more кремнезе- silica углерода carbon углеродсо- carbon углерода carbon ма, кг ma kg в шихте, in the charge держаще- holding- в камен- in stone % от сте- % of st го go ном угле nom angle хиомет- chiomet восстано- rebelled и нефтя- and oil рии на rii on вителя к king to ном коксе Mr. Coke восстан. rest. глинозему alumina оксидов до метал- oxides to metal лов fishing 0,4 (ме- нее ниж- 0.4 (me- her lower - - него him предела) limit) 50 fifty 50 fifty 75 75 187,5 187.5 23,3 23.3 27,6 27.6 100 100 0,45 (ниж- 0.45 (lower НИЙ NIY - - предел) 0,755 (средний limit) 0.755 (average 50 fifty 50 fifty 75 75 166,7 166.7 21,0 21.0 50,7 50.7 100 100 предел) 1,06 (верх- limit) 1.06 (top 50 fifty 50 fifty 75 75 99,3 99.3 16,2 16,2 125,3 125.3 100 100 ний niy предел) , 1,7 (выше limit) 1.7 (above 50 fifty 50 fifty 75 75 70,8 70.8 13,5 13.5 156,8 156.8 100 100 верхнего предела) upper limit) 50 fifty 50 fifty 75 75 44,1 44.1 11,7 11.7 186,3 186.3 100 100
Таблица 3Table 3 Известный способ Known method Предлагаемый способ The proposed method Показатели Indicators Состав брикета, %: The composition of the briquette,%: Состав смеси, кг: The composition of the mixture, kg: Каолин Kaolin 33,5 33.5 Каменный уголь Coal 50 fifty Дистен-силлиманитовый Distylene Sillimanite Нефтяной кокс Petroleum coke 50 fifty концентрат concentrate 14,4 14,4 Глинозем Alumina 141,8 141.8 Глинозем Alumina 15,6 15.6 Связующее Binder 12,4 12,4 Каменный уголь Coal 25,1 25.1 Отношение нелетучего Non-volatility attitude Нефтяной кокс Petroleum coke 5,8 5.8 углерода каменного угля carbon coal Связующее Binder 5,6 5,6 и нефтекокса к глинозему and petroleum coke to alumina 0,529 0.529 Удельный расход на 1 кг сплава: Specific consumption per 1 kg of alloy: Добавка кускового крем- Lump cream supplement электроэнергии, кВтч/кг electric power, kWh / kg 23,2 23,2 незема (кварцита), кг nezema (quartzite), kg 62,4 62,4 брикетов, кг/кг briquettes, kg / kg 5,0 5,0 Содержание нелетучего Non-volatile content Содержание ΑΙ Contents ΑΙ углерода в шихте от carbon in the charge from в сплаве, % in alloy,% 65 65 стехиометрии на восста- recovery stoichiometry новление оксидов шихты charge oxide renewal до их металлов, % to their metals,% 100 100 Удельный расход на 1 кг сплава: Specific consumption per 1 kg of alloy: электроэнергии, кВтч/кг electric power, kWh / kg 22,837 22,837 шихты, кг/кг charge, kg / kg 4,9 4.9 Содержание ΑΙ в сплаве, % Content ΑΙ in the alloy,% 72 72
ίδίδ
SU894728790A 1989-08-07 1989-08-07 Method of preparing change for producing aluminium-silicium alloys by carbothermic reduction SU1715872A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894728790A SU1715872A1 (en) 1989-08-07 1989-08-07 Method of preparing change for producing aluminium-silicium alloys by carbothermic reduction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894728790A SU1715872A1 (en) 1989-08-07 1989-08-07 Method of preparing change for producing aluminium-silicium alloys by carbothermic reduction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1715872A1 true SU1715872A1 (en) 1992-02-28

Family

ID=21465668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894728790A SU1715872A1 (en) 1989-08-07 1989-08-07 Method of preparing change for producing aluminium-silicium alloys by carbothermic reduction

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1715872A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ms 1649813, кл. С 22 В 4/06, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU688139A3 (en) Briquette for smelting pig-iron
US3660298A (en) Furnace charge for use in the production of silicon metal
IE51422B1 (en) Preparation of silicon from quartz and carbon
CN102453824B (en) Method for producing nickel-iron alloy by using laterite nickel mine
CS199234B2 (en) Furnace charge for producing 45%-95% ferrosilicon
JPS60255937A (en) Manufacture of cold-bound briquette
SU1715872A1 (en) Method of preparing change for producing aluminium-silicium alloys by carbothermic reduction
US4576637A (en) Process for preparing silicon-base complex ferrous alloys
US3194673A (en) Hydraulic cement and process for making same
US4518428A (en) Agglomerates containing olivine
US3704094A (en) Process for the production of elemental silicon
CN1240860C (en) Pyrogenic enrichment method of valuable metals in ocean cobalt-rich crusts
RU2036144C1 (en) Briquetting mixture for manufacturing commercial-grade silicon and process for producing same
CN1093564C (en) Technology for producing rare earth barium silicide alloy by carbon thermal reduction method
US3996045A (en) Method for producing high-grade ferro-nickel directly from nickeliferous oxide ores
US3655362A (en) Process for the thermal reduction of alumina-bearing ores
CN1037915C (en) Technology for recovery gold from waste carbon
CA1309570C (en) Phosphate feed material for phosphorus electric furnaces
RU2002827C1 (en) Method for manufacturing mixture for use in production of aluminum-silicon alloys
RU2086675C1 (en) Method of manufacturing briquets for directly alloying steel with manganese
CN1089572A (en) Silicon alloy high energy compound carbon catalyst and preparation technology thereof
RU2033455C1 (en) Method for production of low phosphorous carbon-bearing ferromanganese
US6863710B1 (en) Sinter mix enhancer
RU2202633C1 (en) Mixture to produce carbon-carrying briquettes
SU855038A1 (en) Charge for producing pellets