Изобретение.относитс к черной металлургии и может быть.использовано в производстве ферросплавов, в частности ферросилици . известен способ получени ферросилици в доменных печах, включающий сжигание части углеродистого восстановител , проплавление и восстановление железа и кремни из шихты за счет выдел ющегос тепла, раздельный выпуск металла и шлака с последующим охлс1ждением на воздухе 1. Недостатками известного способа вл ютс необходимость использовани сложного и дорогосто щего оборудовани , большого количества углеродистого восстановител - кокса высокого качества. Оба фактора ведут к повышению себестоимости ферросилици , до стигающей в зависимости от стоимости примен емых материалов 300-400 руб/т Цель изобретени - снижение себестоимости гранулированного ферросили ци .Поставленна цель достигаетс тем что угли, зола которых содержит окис лы железа в количестве 10-22%, сжигают при коэффициенте избытка воздуха 1,1-1,19, а охлаждение шлаковых продуктов производ т со скоростью 100-300°С/с. Сгорание угл при небольшом коэффициенте избытка воздуха сопровождаетс восстановлением железа из окислов и кремни из кремнезема по реакци м . С + О СО + и FeO + С,в Fe, +(СО) газ fSiOilru f . (SiO) газ (SiO)ra3 +2Cip- S i С, + CO газ За счет высокой температуры указанные продукты восстановлени наход тс в жидком состо нии, при этом кремний раствор етс в железе с обра зованием ферросилици . Высока температура процесса сгорани угл (л.2000°С в зоне непосредственного горени ) существенно вли ют на термодинамическое равновесие в системе Fe - Si - С - О.. Кроме того , повышение температуры способствует образованию только твердого раствора кремни в железе. Устойчивость соединений 51 С, S i Og существенно снижаетс , что способствует более однородному составу ферросплавов и улучшению его технологических свойств (например, температуры плавлени ). Установлено, что температура плавлени ферросилици , полученного указанным способом, снижаетс до 1130-1230°С. Об зательным условием при получении ферросилици по предлагаемому способу вл етс содержание окислов железа в золе углей в количестве 10-22%. При уменьшении их содержани существенно уменьшаетс выход образуемого ферросилици и, как следствие удорожаетс его стоимость. Максимальное содержание окислов железа в золе углей, используемых в стране, составл ет 22%. Результаты проведенных экс периментов показывают, что коэффициент избытка воздуха существенно вли ет на процесс восстановлени , а сле довательно и на выход FeSi,. Так, при коэффициенте избытка воздуха о 1,1 образуетс 21 кг FeSi с каждой тонны сгораемого угл при с(. 1,15 образуетс 20,5 кг, о( 1,19 - 20 кг, d 1,21 - 10,5 кг. Поэтому увеличение коэффициента и бытка воздуха свыше 1,19 нежелательно . Снижение коэффициента избытка воздуха ниже 1,1 ведет к умен)Шению скорости -горени угл (почти на 30%) а следовательно, и ухудшению условий получени ферросилици . Поэтому коэф фициент избытка воздуха менее 1,1 не желателен . Жидка шлакова составл юща охлаждаетс в воде. Желательно использование струйного либо капельного ох лаждени , В процессе охлаждени обра зуютс куски шлакового,продукта определенного размера. В состав этих кусков входит включение окислов (SiO MgO, , CaO и др.) - неметаллическа составл юща и металлическа гранулы восстановлени железа с раст воренным кремнием. В процессе охлаждени за счет больших градиентов тем пературы и возникающих термических напр жений происходит растрескивание неметаллической составл ющей и образование смеси отдельных составл ющих металлических гранул и кусков шлака. Об зательным условием вл етс скорость охлаждени , так как от нее зависит- отделение шлаковой составл йщей от металлической основы за счет термических напр жений и, как следст вие/ чистота образуемого продукта по шлаковым включени м. Установлено, чт при скорости охлаждени менее 100°С (воздух, подогрета вода), содерхсани |1шаковой составл ющей превышает 15%, а при скорост х свыше 100®С (холодна проточна вода) отделение шлаковой составлйющей неотделимой при сепарации идет интенсивно и количество ее в продуктесоставл ет не более 5%. Скорость охлаждени свыше технологически затруднена и удерживает продукт. Затем полученную смесь сепарируют. В качестве одного из способов сепарации полученных продуктовиспользуетс гравитационна сепараци с флотацией . Указанные способы позвол ют полностью отлить металлическую составл ющую , представл ющую ферроЬилиций . Предлагаемый способ получени может быть реализован при сгорании угл в различных топочных устройствах. Промышленное опробование предлагаемого способа осуществлено при сжигании углей типа АШ (АСШ; на старобешевской ГРЭС следующим образом. Берут сжигаемые угли, зола которых содержит 15% окислов железа, коэффициент избытка воздуха равен 1,12. Тепло утилизируют дл образовани пара. При сгорании угл образуютс жидкие шлаковые продукты, которые охлаждаютс в воде со скоростью 120С/с и затем насосами перекачиваютс по трубе, где производ т разделение продуктов. В отверстие трубы снизу подают воду под давлением 2 ати и осуществл ют разделение образуемых кусков на составл ющие с выделением металлических гранул. Размер полученных гранул 2-15 мм, при следующем химическом составе, вес.%: Fe 80-22 Si 14-20 С 0,2-1,5 Количество неотделимой шлаковой составл ющей не превышает 8,5%. Себестоимость полученного ферро- силици не превышает 7,5 руб/т. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение ферросилици , стоимость которогсз существенно снижена. Полученный ферросилиций используют при выплавке чугуна в вагранке как заменитель ферросилици марки ФС 45. Процент усвоени полученного ферросилици при плавке в в-агранке достигает 85%. Структура и свойства чугуна, идущего на приготовление изложниц при использовании ферросилици ФС 45 и получение по предлагаемому способу аналогичны. Экономический эффект только с учетом разницы в себестоимости ферросилици ФС 18 и полученного по предлагаемому способу составл ет по предварительным расчетам 60 руб/т. , Формула изобретени Способ получени ферросилици , включающий сжигание углеродистых материалов , выпуск и охлаждение продуктов процесса,О тличающийс тем, что, с целью снижени себестоимости , угли, зола которых содержит
58150606
окислы железа в количестве 10-22%,Источники информации,
сжигают при коэффициенте избытка воз-прин тые во внимание при экспертизе духа 1,1-1,19, а охлаждение шлаковых 1. Дуррер Р., Флькерт Г. Металлурпродуктов производ т со скоростьюги ферросплавов. Металлурги ,
ЮО-ЗОО С/с.1976, с. 42-45.