SU1721109A1 - Способ конвертировани медных, никелевых и медно-никелевых штейнов - Google Patents

Abstract

. Изобретение относитс  к цветной металлургии и может быть использовано при переработке штейнов в горизонтальных конвертерах. Целью изобретени   вл етс  удешевление процесса за счет повышени  производительности конвертера и увеличение срока службы футеровки конвертера, а также повышение концентрации диоксида серы в отход щих газах. Дл  этого продувку штейнов ведут через два р да фурм; р д. погруженный в расплав (нижний р д), и р д, расположенный над расплавом (верхний р д) под углом 40-50° к его поверхности. При этом через нижний р д фурм подают воздушное или с пониженным содержанием кислорода дутье, а через верхний р д фурм - воздушное или дутье, обогащенное до 21- 50% кислородом, с расходом дуть  15-30% от общего количества дуть , подаваемого на конвертер. 5 табл.

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии и может быть использовано при переработке штейнов в горизонтальных конвертерах.

Изобретение направлено на повышение производительности конвертера, концентрации диоксида серы в отход щих газах и снижение расхода огнеупоров, т.е. удешевление процесса.

Известен способ конвертировани  штейнов, по которому с целью увеличени  производительности конвертера и срока службы футеровки, через формы, погруженные в расплав, в течение первого периода конвертировани  подают дутье, обогащенное кислородом, периодами, чередующимис  с периодами подачи воздушного дуть .

Недостатками способа  вл ютс : срок службы футеровки по сравнению с таковым

при использовании воздушного дуть  не увеличиваетс , а уменьшаетс , производительность конвертера увеличиваетс  не значительно , неравномерность состава отход щих газов при относительно низкой концентрации в них диоксида серы, сложность регулировани  процесса в промышленных услови х.

Известен способ, по которому дутье, обогащенное кислородом, под избыточным давлением 1 кг/см2 подают на поверхность расплава через вертикально расположенную фурму, нижний конец которой находитс  над расплавом на рассто нии 0,4 м.

Недостатками способа  вл ютс : ограниченное количество дуть , обогащенного кислородом , которое можно подать через одну фурму, сосредоточенное введение дуть  с высоким окислительным потенциалом в огы

о о

раниченную по объему зону сульфидного расплава, что вызывает местный перегрев расплава и переокисление его компонентов , следствием чего  вл етс  повышенный переход цветных металлов (особенно кобальта ) в конвертерный шлак, продувка расплава через вертикально расположенную фурму уже при относительно небольших расходах дуть  вызывает интенсивное разбрызгивание расплава, что сопровождаетс  достаточно быстрым заростанием горловины конвертера и вызывает необходимость частой остановки последнего.

Известен способ, по которому подачу окислительного дуть  в штейновый слой производ т через фурмы, погруженные в расплав, расположенные на двух параллельных уровн х по обе стороны от горловины конвертера..

Недостатками известного способа  вл ютс : небольша  производительность способа , отсутствие возможности использовани  дуть , обогащенного кислородом , что исключает возможность повыше- ни  концентрации диоксида серы в отход щих газах и ограничивает повышение производительности конвертера, срок службы футеровки конвертера не увеличиваетс . Способ достаточно дорогой.

Целью изобретени   вл етс  удешевление процесса за счет увеличени  производительности конвертера, сокращение расхода огнеупоров и повышени  концентрации диоксида серы в отход щих газах,

Продувку расплава при конвертировании медных, никелевых и медно-никелевых штейнов ведут через два р да фурм: р д, . погруженный в расплав (нижний р д), и р д, расположенный над расплавом (верхний р д) под углом 40-50° к его поверхности, при этом через-нижний р д фурм подают воздушное или с пониженным содержанием кислорода дутье, а через верхний р д фурм - воздушное или дутье, обогащенное до 21- 50% кислородом, с расходом дуть  15-30% от общего количества дуть , подаваемого на конвертер.

Верхний предел расхода дуть  30%, подаваемого через верхний р д фурм, определ етс  тем, что дл  подачи большего объема дуть  требуетс  более высокое давление дуть ; чем подаваемое в современный горизонтальный конвертер,что увеличивает стоимость дуть  и усложн ет систему его подачи на конвертер, контроль и регулирование процесса.

Нижний предел дуть  15% определ етс  увеличением выброса конвертерной массы вследствие снижени  объема дуть , подаваемого на поверхность расплава и подавл ющего выбросы конвертерной массы, что приводит к увеличению скорости заро- стани  горловины конвертера, что снижает врем  работы конвертера под дутьем, что

совместно со снижением расхода дуть  уменьшает производительность конвертера. Верхний предел содержани  кислорода 50% в кислородовоздушной смеси, подаваемой на верхний р д фурм, определ етс 

0 взрывоопасностью кислородовоздушной смеси. При содержании кислорода в смеси более 50% смесь взрывоопасна, поэтому при наличии утечек смеси из фурмоколлек- тора, что исключить практически не пред5 ставл етс  возможным, создаютс  взрывоопасные услови  и возрастает скорость растворени  футеровки.

Нижний предел содержани  кислорода в кислородовоздушной смеси 21 %, подава0 емой. на верхний р д фурм, определ етс  содержанием кислорода в воздухе.

Подача дуть , обогащенного кислородом , через верхний р д фурм производитс  в область расплава, удаленную от стенок

5 конвертера и рассредоточение вводимого в конвертер дуть  по большому количеству верхнего р да фурм не вызывает резкого перегрева футеровки конвертера и, следовательно , не вызывает ее разрушени  и со0 кращени  срока ее службы несмотр  на обогащение дуть  кислородом. Это позвол ет повысить концентрацию кислорода в суммарном дутье, подаваемом в конвертер до 28%.

5 Верхний предел содержани  кислорода в дутье, подаваемом на нижний р д фурм, 21% определ етс  содержанием его в воздухе и тем, что обогащение дуть  кислородом в этом случае в любых более или менее

0 значимых пределах неизбежно приводит к увеличению скорости разрушени  футеровки и увеличению расхода огнеупоров.

Нижний предел содержани  кислорода в дутье, подаваемом в нижний р д фурм,

5 определ етс  тепловым балансом процесса и дл  каждого состава штейна имеет свое определенное значение, однако снижение его содержани  ниже 16% нецелесообразно в св зи со снижением производительно0 сти процесса.

Максимальный угол наклона верхнего р да фурм к поверхности расплава 50% определ етс  тем, что при больших углах наклона фурм соприкосновение дуть .

5 вводимого через эти фурмы с расплавом, а следовательно, и зона максимальных температур приближаютс  к задней стенке конвертера , что сопровождаетс  повышением интенсивности разрушени  футеровки кон- вертера и в меньшей мере способствует

снижению выбросов расплава через горловину .

Минимальный угол наклона верхнего р да фурм к поверхности расплава 40° определ етс  тем, что при меньших углах наклона фурм уменьшаетс  степень использовани  кислорода и повышаетс  износ противоположной стенки конвертера.

Количество фурм в верхнем р ду составл ет 30% от их количества в нижнем р ду. Фурмы верхнего р да имеют такой же диаметр , как и нижнего р да и через них из общей воздухоподвод щей системы при том же давлении, что и дл  дуть , подаваемого в нижний р д фурм, подаетс  до 30% дуть  от общего его обьема, подаваемого в конвертер.

Дутье из верхнего р да фурм поступает в зону расплава, подн того и разрыхленного дутьем, подаваемым через нижний р д фурм, что определ ет высокое использование кислорода дуть , снижение выбросов конвертерной массы и предотвращает интенсивное зарастание горловины конвертера . На современных горизонтальных конвертерах по их геометрическим характеристикам установить в верхнем р ду более 30% фурм от их количества в нижнем р ду не представл етс  возможным.

Установка в верхнем р ду менее 15% фурм не целесообразна, так как при этом существенно снижаетс  рассредоточен- ность дуть , вводимого через верхний р д фурм, что вызывает местное переокисление расплава и сопровождаетс  повышенным переходом цветных металлов в конвертерный шлак. Кроме того, снижаетс  количество дуть , вводимого в конвертер, что вызывает снижение производительности конвертера и увеличивает выброс расплава через горловину конвертера.

Пример 1. Плавки провод т на промышленном конвертере емкостью 80 т, обо- рудованном двум  р дами фурм. Количество фурм в нижнем р ду - 52 шт. и в верхнем - по 8 фурм с каждой стороны горловины . Всего 16 фурм или 30,8% от количества фурм нижнего р да. Верхний р д фурм расположен над уровнем ванны под углом 45° к поверхности расплава. Диаметр фурм в нижнем и верхнем р ду 50 мм.

Результаты плавок представлены в табл.1.

Пример 2. Плавки провод т на конвертере укрупненного 8 масштаба (емкостью 500 кг). Верхний р д фурм расположен под углом 45° к поверхности расплава. Концентраци  кислорода измен етс  в пределах 21-50 об.%. Концентрацию диоксида серы в отход щих газах и кислорода в дутье

определ ют на газоанализаторе. На нижний р д фурм подают воздушное дутье.

Результаты приведены в табл.2, где показана зависимость концентрации в отход - 5 щих газах и производительности процесса от концентрации кислорода в дутье, подаваемом на верхний р д фурм (расход дуть  через верхний р д фурм 30% от объема, подаваемого через.нижний р д фурм). 0 П р и м е р 3. Плавки провод т на той же установке, что и в примере 2, а также на промышленных конвертерах емкостью 40- 80 т при изменении концентрации кислорода в дутье, подаваемом через нижний р д 5 фурм в пределах 14-25%:

В табл.3 приведены результаты испытаний процесса конвертировани  никелевых штейнов при различной концентрации кислорода в дутье, подаваемого через нижний 0 р д фурм.

Пример 4. Плавки провод т на воздушном дутье на той же установке, что и в примере 2, при изменении угла наклона фурм.

5 В табл.4 приведены результаты испытаний процесса конвертировани  при различном угле наклона фурм верхнего р да к поверхности расплава.

Пример 5. Плавки провод т на воз- 0 душном дутье на той же установке, что и в примере 2, при изменении числа фурм в верхнем р ду фурм.

В табл.5 показано вли ние количества фурм в верхнем р ду фурм на производи- 5 тельность конвертера и содержание кобальта в конвертерном шлаке.

Технический эффект от использовани  изобретени  состоит в том, что предлагаемый способ позвол ет использовать дутье, 0 обогащенное кислородом и увеличить его расход до 30% от общего количества, подаваемого в конвертер,увеличить производительность процесса конвертировани  штейна, сохранить устойчивость футеровки 5 конвертера на уровне ее устойчивости в стандартном конвертере, получить отход щие газы, пригодные дл  производства серной кислоты.

Claims (1)

1. Формулаизобретени  0 Способ конвертировани  медных, никелевых и медно-никелевых штейнов в горизонтальном конвертере, включающий загрузку штейновых расплавов, холодных материалов, кварцевых флюсов, продувку 5 сульфидной массы через фурмы и периодическое удаление шлака и непрерывное удаление отход щих газов, содержащих диоксид серы, отличающийс  тем, что, с целью удешевлени  процесса за счет увеличени  производительности конвертеpa . сокращени  расхода огнеупоров и повышени  концентрации диоксида серы в отход щих газах, продувку расплава ведут через два р да фурм: р д. погруженный в расплав, и р д над расплавом под углом 40-50° к его поверхности, при этом через р д фурм, погруженный в расплав, подают воздушное или с пониженным содержанием кислорода дутье, а через р д фурм над расплавом - дутье, обогащенное кислородом до 21-50% с расходом дуть  15-30% от общего его количества , подаваемого в конвертер.

   18

   21 30 Ь5 50 55

   9,1 12,0

   1М

   18,7 19,8 21,1

   128

   131 1М 171 180 182

   Таблица 1

   Т а б л и ц а 2

   Холодный ход конвертера

   Перегрев конверторной массы

   зо

   87

   no

   62

   Горит футеровка передней стенки

   Таблица5