UA53645C2 - Спосіб відновлення та плавлення металовмісної сполуки та пристрій для його здійснення - Google Patents
Спосіб відновлення та плавлення металовмісної сполуки та пристрій для його здійснення Download PDFInfo
- Publication number
- UA53645C2 UA53645C2 UA98115908A UA98115908A UA53645C2 UA 53645 C2 UA53645 C2 UA 53645C2 UA 98115908 A UA98115908 A UA 98115908A UA 98115908 A UA98115908 A UA 98115908A UA 53645 C2 UA53645 C2 UA 53645C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- charge
- metal
- containing compound
- heating chamber
- fact
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 91
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 abstract 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
- F27B14/061—Induction furnaces
- F27B14/065—Channel type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/003—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals by induction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
-
- 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
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Винахід відноситься до отримання металів з металовмісних сполук шляхом електротермічної обробки. Спосіб включає завантаження шихти, що містить суміш металовмісної сполуки, і відповідного подрібненого відновника, в нагрівальну камеру індукційної печі канального типу з ванною розплавленого металу. В ході завантаження шихту завантажують таким способом і з такою швидкістю, що забезпечує формування суцільного шару шихти, розміщеного на зразок моста над усією поверхнею ванни розплавленого металу і шлаку. В результаті цього в шихті формують реакційну зону, в якій відбувається відновлення усієї металовмісної сполуки, і розміщену під нею зону плавлення, в якій відбувається плавлення усього відновленого металу. Причому процес регулюють таким чином, що шар шихти підтримують суцільним переважно протягом усього процесу відновлення металовмісної сполуки в твердій фазі. Пристрій для реалізації способу містить однокамерну індукційну піч канального типу, що має, принаймні, два завантажувальних отвори, випускний отвір для розплавленого металу і випускний отвір для шлаку. Розміщення і розміри, принаймні, одного завантажувального отвору забезпечують розсипання шихти, що завантажується через нього, з утворенням суцільного шару, розміщеного на зразок моста над усією поверхнею ванни розплавленого металу і шлаку.
Description
Опис винаходу
Заявляемая группа изобретений относится к получению металлов из металлосодержащих соединений путем 2 злектротермической обработки.
Наийболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является вьібранньій в качестве прототипа способ производства стали (патент США Мо 5411570, МПК С21С 5/28, опубл. 1995 г), включающий загрузку шихтьі в нагревательную камеру индукционной печи канального типа с ванной расплавленного металла. Загружаемая шихта содержит смесь металлосодержащего соединения и соответствующего 70 измельченного восстановителя. В ходе загрузки формируют две кучи шихтьі над поверхностью ваннь расплавленного металла, которье отделень друг от друга слоем шлака, плавающего на поверхности ваннь расплавленного металла.
У заявляемого способа восстановления и плавки металлосодержащего соединения и прототипа совпадают следующие существеннье признаки: способьі включают загрузку шШихть, содержащей смесь 79 Металлосодержащего соєдинения и соответствующего измельченного восстановителя, в нагревательную камеру индукционной печи канального типа с ванной расплавленного металла, формируя в ходе загрузки, по меньшей мере, одну кучу шихть! над поверхностью ваннь! расплавленного металла.
Найболее близким по совокупности признаков к заявляемому устройству для восстановления и плавки металлосодержащего соединения является вьібранное в качестве прототипа устройство для производства стали по патенту США Мо 5411570, МПК С21С 5/28, опубл. 1995 г. Зто устройство содержит однокамерную индукционную печь канального типа с удлиненной полой стальной цилиндрической камерой. Нагревательная камера имеет множество загрузочньх отверстий, расположенньх вдоль ее верхней стороньі), вьіпускное отверстие для расплавленного металла и вьіпускное отверстие для шлака.
У заявляемого устройства для восстановления и плавки металлосодержащего соединения и прототипа с 22 совпадают следующиє существеннье признаки: устройства содержат однокамерную индукционную печь Го) канального типа, имеющую, по меньшей мере, два загрузочньх отверстия, вьшпускное отверстие для расплавленного металла и вьіпускное отверстие для шлака.
При использований известного способа производства стали и устройства для его осуществления получению ожидаемого технического результата препятствуют следующие причинь. о 30 В большинстве традиционньїх способов восстановления металлосодержащего соединения используют «І нагревание металлосодержащего соединения (обьічно окиси металла) в присутствии восстановителя, такого как соответствующее углеродосодержащее соединение или ему подобное. Смесь металлосодержащего о соединения и восстановителя обьічно назьівают шихтой. со
В упомянутом вьше традиционном способе производства стали скорость, при которой происходит 35 нагреваниє, обьчно настолько вьсока, что значительная часть шихть расплавляеєтся до момента завершения о реакций восстановления. Позтому значительная часть восстановления происходит в жидкой фазе.
При такой плавке шихть! образуется шлак, которьій помимо окисей упомянутого металлосодержащего соединения содержит также окиси других металлов, которье могут присутствовать в шихте. «
Для восстановления упомянутьх окисей необходимо дополнительное количество восстановителя для З 70 реакции, что может увеличить вьїход металла с нежелательно вьісоким содержаниєм углерода. Вьсокоеє с содержание углерода в продукте обьічно последовательно уменьшают путем окисления либо вводя в продукт з» кислород в виде газообразного кислорода или воздуха, либо используя соответствующую окись металла, которая присутствует в реакционной среде. Следовательно, такая реакция окисления также происходит в жидкой фазе. 45 Понятно, что, помимо необходимости избьточного начального количества восстановителя, для і-й последующего окисления зтого восстановителя необходим еще и дополнительньй зтап в способе. со В результате упомянутьїх вьіше реакций восстановления и окисления ниже поверхности расплавленного металла и шлака образуется относительно большой обьем нежелательньїх газов, которье затем вьіхОдят из б расплавленного металла и шлака в виде пузьірьков. ї» 20 В упомянутом вьіше способе производства стали, шихта загружаєется в однокамерную индукционную печь канального типа двумя кучами, которье отделеньі друг от друга слоем шлака, плавающего на поверхности сл ванньї расплавленного металла. При таком расположении шихта имеет возможность попадать прямо в ванну расплавленного металла или в шлак, коториій может присутствовать, так что при зтом, по крайней мере, частично восстановления шихть! происходит в жидкой фазе. Зто приводит не только к образованию нежелательньх газов в нагревательной камере, но также и к возможньм потерям продукта из-за его
ГФ) повьішенной газовой пористости за счет повьішенного содержания газов в расплавленном металле.
Заявляемое изобретение направлено на создание такого способа восстановления и плавки о металлосодержащего соединения, при реализации которого, за счет обеспечения новьїх условий восстановления и плавки металлосодержащего соединения, обеспечивается достижение технического 60 результата, заключающегося в сокращениий продолжительности процесса, уменьшениий вьїхода металла с нежелательно вьісоким содержанием углерода и повьішенной газовой пористостью.
Заявляемое изобретение направлено на создание такого устройства для восстановления и плавки металлосодержащего соединения, при реализации которого, за счет изменения расположения загрузочньх отверстий и их параметров, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в 62 сокращений продолжительности процесса, уменьшений вьхода металла с нежелательно вьісоким содержанием углерода и повьішенной газовой пористостью.
В соответствии с изобретением поставленная задача решаєтся с помощью способа, которьій включаеєт загрузку шихтьї, содержащей смесь металлосодержащего соединения и соответствующего измельченного Восстановителя, в нагревательную камеру индукционной печи канального типа с ванной расплавленного металла. В ходе загрузки формируют, по меньшей мере, одну кучу шихтьі над поверхностью ваннь расплавленного металла. При зтом шихту загружают в нагревательную камеру индукционной печи таким образом и с такой скоростью, которне обеспечивают формирование сплошного слоя шихтьі, размещенного наподобие моста над всей поверхностью ванньі расплавленного металла и шлака. В результате зтого в шихте 7/0 формируют реакционную зону, в которой происходит восстановление всего металлосодержащего соединения, и расположенную под ней зону плавления, в которой пройсходит плавление всего восстановленного металла.
Причем процесс регулируют таким образом, что слой шихтьї поддерживают сплошньм преимущественно в течение всего процесса восстановления металлосодержащего соединения в твердой фазе.
В соответствии с изобретением поставленная задача решаєтся с помощью устройства для осуществления 7/5 Вьішеупомянутого способа, которое содержит однокамерную индукционную печь канального типа.
Нагревательная камера зтой индукционной печи имеет, по меньшей мере, два загрузочньїх отверстия, вьіпускное отверстие для расплавленного металла и вьіпускное отверстие для шлака. При зтом расположение и размерьі, по меньшей мере, одного загрузочного отверстия обеспечивают рассьіпание загружаємой через него шихтьі с образованием сплошного слоя, размещенного наподобие моста над всей поверхностью ваннь го расплавленного металла и шлака.
Заявитель установил, что такое устройство является особо подходящим благодаря легкости регулирования скорости нагревания в такой печи. Между признаками заявляемой группьі изобретений и достигаемьм техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Вследствие того, что ни одна реакция в нагревательной камере индукционной печи теперь не происходит в с об Жидкой фазе, практически устраняется появление нежелательньх вьшеупомянутьх газов. На практике отсутствие пузьірьковьїх образований в ванне расплавленного металла и в образуемом шлаке используется в і) качестве показателя того, что процесс проходит правильно и газовой пористости в готовом металле практически не будет.
При такой плавке в шихте образуется шлак, которьій не содержит окиси других металлов, которье могут цу зо присутствовать в шихте. Следовательно, нет необходимости в дополнительном количестве восстановителя для реакции, что приводило к увеличению вьхода металла с нежелательно вьісоким содержанием углерода. -
Вследствие того, что можно осуществлять процесс таким образом, что нет необходимости в последующем со удалять какое-то избьточное количество восстановителя, количество дополнительньїх зтапов в способе уменьшаеєтся по отношению к их числу в известньїх виішеупомянутьїх способах. о
Согласно изобретению регулирование процесса восстановления и плавки металлосодержащего соединения (у осуществляют путем регулирования, по меньшей мере, одного из следующих параметров: параметров способа, при помощи которого шихту загружают в нагревательную камеру индукционной печи; скорости, с которой шихту загружают в нагревательную камеру; дисперсности шихть; « степени однородности шихть; -о с скорости, с которой нагревают нагревательную камеру.
Так как согласно изобретению шихту загружают в нагревательную камеру таким образом и с такой ;» скоростью, которне обеспечивают формирование сплошного слоя шихтьі, размещенного наподобие моста над всей поверхностью ванньії расплавленного металла и шлака, не вступающая в реакцию шихта не сможет
Вступить в непосредственньй контакт с жидким металлом или шлаком. Позтому значительно устраняется такой с "короткий цикл", которьй мог бьі стать причиной некоторьїх реакций, происходящих в жидкой фазе.
Там, где шихту, например, загружают в нагревательную камеру через пространственно разнесеннье о загрузочнье отверстия, способ включаєт зтап осуществления загрузки так, чтобьі сплошной слой шихть б образовьівался за счет формирования воедино оснований формируемьїх куч шихти.
Загрузка шихтьі должна осуществляться таким образом, чтобьі основания куч слились, образуя о непрерьшвньй слой шихть, которьй размещался бь наподобие моста над всей поверхностью ваннь с расплавленного металла и шлака. Такой мост позволяет предупредить прямой контакт материала шихть, падающего с куч, с жидким металлом или шлаком.
Факт формирования такого моста можно установить любьм удобньім образом, например, визуально и/или с помощью аппарата, регистрирующего изображение нагревательной камерь и т.д. Практически такую визуальную регистрацию можно осуществить, вставив жесткий злемент в виде "мерной рейки" от верха (Ф, нагревательной камерь в шихту. ко Формирование упомянутого моста и поддержаниє сплошного слоя шихтьі можно осуществить путем регулирования размера куч шихть! внутри нагревательной камерьі. Альтернативно и/или дополнительно зто бор Можно осуществить, загружая шихту в камеру через загрузочнье отверстия, расположеннье в стратегически вьіверенньїх положениях, и/или путем вьібора количества загрузочньїх отверстий и скорости, с которой шихту загружают через зти отверстия, и/или путем регулирования уровня расплавленного металла в нагревательной камере.
Заявитель установил, что размер частиц используемой шихть! не должен превьішать 10мм, предпочтительно бв5 бмм, и более предпочтительно Змм. При использований шихтьи из частиц такого небольшого размера практически каждая частица полностью восстанавливаєтся до отдельного металла в реакционной зоне и, -5Б-
следовательно, остается твердой до тех пор, пока температура частицьій не повьісится до температурь, необходимой для плавления невостановленньмх окисей, которье могут присутствовать в частице.
Следовательно, существует очень незначительная возможность для какого-то количества расплавленной окиси металла, плавящейся при более низкой по сравнению с металлом температуре, перейти из такой частиць в шлак.
Так, например, в случае с железом, ядро частиць! обьічно включает Ре, которая плавится при температуре 1378"С, в то время как корка частиць! включаєт Ре, которьій плавится только при 15357 С. Следовательно, при использовании более крупньїх частиц, по сравнению с вьішеупомянутьми, температура ядра такой частиць 7/0 Могла бьі повьіситься до вьішшеупомянутой температурьі 1378"С еще до того, как Ге или РеО в частице восстановились, что могло привести к вніходу жидкой РеО из ядра.
Так как упомянутье реакции в твердой фазе регулируются путем диффузии, максимальная скорость требуемого нагрева будет зависеть от размера частиц и степени однородности шихть), причем степень смешивания компонентов шихтьі предпочтительно должна бьть такой, чтобьї шихта представляла собой 7/5 однородную смесь.
Далее, согласно изобретению, способ может включать зтап сжигания над шихтой окиси углерода (СО), которая образуется во время восстановления металлосодержащего соединения и которая проходит через шихту. Такое сжигание можно осуществлять, например, с помощью кислородньїх и/или воздушньх горелок, расположенньїх в нагревательной камере над шихтой. Ввіделяющееся при зтом тепло используют в процессе. 2о Зто позволяет увеличить температуру внутри нагревательной камерьі, в основном благодаря излучению от свода нагревательной камерь!.
В одном из предпочтительньїх вариантов осуществления изобретения в качестве металлосодержащего соединения используют соединение, которое предпочтительно включает или является железосодержащим соединением. с
В других вариантах осуществления изобретения используют металлосодержащее соединение, содержащее о один или несколько из следующих металлов: железо, хром, марганец, медь, цинк, свинец.
Один из вариантов осуществления изобретения будет описан на примере со ссьілкой на иллюстративньй материал, которьій представляет собой схематический поперечньй разрез индукционной печи согласно изобретению (см.фиг.). ю зо В зтом варианте осуществления изобретения используется индукционная печь 1 канального типа, которая включает вьітянутую трубчатую нагревательную камеру 2 кольцевой конфигурации в поперечном сечении. Зта - нагревательная камера снабжена вдоль всего пода двумя рядами индукторов, лишь два из которьїх З и 4 «о показаньі на чертеже. При зтом каждьій ряд включает пять таких индукторов мощностью порядка 2,2МВт каждьй. і)
Нагревательная камера 2 содержит два параллельньх ряда загрузочньїх отверстий, лишь два из которьїх, 5 (цу и 6, показань на чертеже. Загрузочнье отверстия расположеньї вдоль противоположньїх продольньїх сторон нагревательной камерь! 2.
Нагревательная камера 2 снабжена множеством кислородньїх горелок, расположенньїх вдоль ее верхней части, из которьїх лишь две горелки, 7 и 8, показань на чертеже. «
Загрузочньсе отверстия 5 и б используются для введения шихть 9 в индукционную печь 1ї для формирования пл») с продольно размещенньх куч 10 и 11, которне плавают на поверхности ванньі расплавленного металла 12. При необходимости расплавленньій металл можно ввести вначале процесса в нагревательную камеру Через ;» загрузочное отверстие (не показано).
Шихта 9 представляет собой однородную смесь в виде частиц углеродосодержащего соединения, например, такого как уголь, и окиси железа. Углеродосодержащее соединение представлено в концентрации немного с меньшей по сравнению с о концентрацией, обеспечивающей стехиометрическое количество углерода, необходимого для восстановления рудь. Размер частиц шихтьі 9 позволяет ей проходит Через о З-миллиметровое решето.
Ге» Шихту 9 вводят в нагревательную камеру 2 таким образом и с такой скоростью, что основания куч 10 и 11 спиваются друг с другом воедино, формируя тем самьм сплошной слой 13 из шихть! 9, которьій наподобие о моста простирается над всей ванной расплавленного металла 12 и шлаком 15. с Факт формирования такого сплошного слоя 13 можно установить, например, визуально с помощью мерной рейки, которая вставляется в нагревательную камеру 2 сверху, или с помощью соответствующего смотрового окна (не показано) в стенке нагревательной камерь! 2. Факт формирования сплошного слоя 13 также можно в установить с помощью соответствующего устройства для записи изображения (не показано), которьім снабжают нагревательную камеру 2. (Ф, В процессе восстановления и плавки металлосодержащего соединения образуется реакционная зона в ка кучах 10 и 11 шихть 9, которая в действительности простирается от основания куч до их вершин. В то же время формируется зона плавления 14, которая простирается между основаниями куч 10 и 11 и верхней поверхностью бор ванньі расплавленного металла 12. Во время реакции восстановленная шихта 9 передвигаєется под действием тяжести из реакционной зонь к зоне плавления 14.
Шлак 15, которьй образуется во время такого плавления, находится ниже зонь! плавления 14 и плаваєт как в туннеле на поверхности ванньії расплавленного металла 12. Туннель со шлаком 15 ведет к вьіходному отверстию для шлака (не показано) в нагревательной камере 2, а загрузочнье отверстия, например 5 и 6, для б5 шШихть расположень! относительно зтого вьїходного отверстия для шлака так, чтобьіь шлак 15 в туннеле направлялся к вніходному отверстию для шлака.
Образующуюся во время восстановления металлосодержащего соединения окись углерода (СО), проходящую через шихту 9, сжигают с использованием множества кислородньх горелок, из которьїх лишь две, 7 и 8, показаньі. Вьіделяющееся при зтом тепло используют в процессе.
В ходе восстановления и плавки металлосодержащего соединения сплошной слой 13 шихть! 9 служит для того, чтобьї предупредить попадание какого-то количества материала шихть! 9 с куч 10 и 11 в туннель со шлаком 15 или в жидкий металл в ванне расплавленного металла 12, предупреждая тем самьїм "короткий цикл".
Тепло, подаваемое в ванну расплавленного металла 12 через индукторьії, например З и 4, рассеивается в кучах 10 и 11 шихтьі 9. Зто тепло, наряду с теплом, вбіделяющимся при сжиганиий окиси углерода (СО) 7/0 Горелками 7 и 8, заставляет окись железа и углерод шихтьі 9 вступать в реакцию, которая приводит к восстановлению окиси железа. Зто восстановление происходит в самом верхнем 20-миллиметровом слое куч и 11, следовательно, в твердой фазе, в основном, благодаря теплу, которое подается к зтому слою от окиси углерода (СО), сжигаемого горелками 7 и 8. В то же время твердое восстановленное железо плавится в зоне плавления 14, из которой оно перемещается под действием тяжести в ванну расплавленного металла 12.
Вследствие того, что ни одна реакция в нагревательной камере 2 индукционной печи 1 теперь не происходит в жидкой фазе, практически устраняєется появление нежелательньїх газов. Отсутствие пузьрьковьмх образований в ванне расплавленного металла 12 и в образуемом шлаке 15 является показателем того, что процесс проходит правильно и газовая пористость в готовом металле практически отсутствует.
При такой плавке в реакционной зоне в шихте 9 образуется шлак, которьій не содержит окиси других го металлов, которне могут присутствовать в шихте 9. Следовательно, нет необходимости в дополнительном количестве восстановителя для реакции, и позтому готовьій металл не содержит нежелательно вьісокое количество углерода. Вследствие того, что нет необходимости в последующем удалять какое-то избьточное количество восстановителя, количество дополнительньїх зтапов в способе уменьшаеєется. Так обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в сокращениий продолжительности процесса, с ге Ууменьшений вьхода металла с нежелательно вьсоким содержанием углерода и повьшенной газовой о пористостью.
Следует отметить, что еще одно прейимущество заявляемого изобретения состоит в том, что поскольку при восстановлений и плавки металлосодержащего соединения используются частиць! шихть! относительно малого размера, до 1Омм, то можно использовать такие видь! шихть!ї, которне обьічно раннее не применялись без ю зо предварительного гранулирования и/или спекания.
Claims (11)
1. Способ восстановления и плавки металлосодержащего соединения, включающий загрузку шихть, ю содержащей смесь металлосодержащего соединения и соответствующего измельченного восстановителя, в нагревательную камеру индукционной печи канального типа с ванной расплавленного металла, формируя в ходе загрузки, по меньшей мере, одну кучу шихтьь над поверхностью ванньі расплавленного металла, отличающийся тем, что шихту загружают в нагревательную камеру таким образом и с такой « 70 Скоростью, которьіе обеспечивают формирование сплошного слоя шихтьі, размещенного наподобие моста над у с всей поверхностью ванньій расплавленного металла и шлака, в результате чего в шихте формируют реакционную зону, в которой происходит восстановление всего металлосодержащего соединения, и :з» расположенную под ней зону плавления, в которой происходит плавление всего восстановленного металла, причем процесс регулируют таким образом, что слой шихтьї поддерживают сплошньм преимущественно в Течение всего процесса восстановления металлосодержащего соединения в твердой фазе.
с 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шихту загружают в нагревательную камеру через пространственно разнесеннье загрузочнье отверстия, причем сплошной слой шихть! образуют за счет формирования воедино о оснований формируемьїх куч шихть.
б З. Способ по п. 1 или п. 2, отличающийся тем, что сплошной слой шихть! поддерживают путем регулирования размеров куч шихть внутри нагревательной камерні.
- 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что сплошной слой шихть! формируют, загружая шихту в с нагревательную камеру через загрузочнье отверстия, расположеннье в стратегически вьіверенньх положениях, и/или путем вьібора количества загрузочньїх отверстий и скорости, с которой шихту загружают через зти отверстия, и/или путем регулирования уровня расплавленного металла в нагревательной камере.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отгличающийся тем, что регулирование процесса осуществляют путем регулирования, по меньшей мере, одного из следующих параметров: параметров способа, при помощи которого (Ф) шихту загружают в нагревательную камеру, скорости, с которой шихту загружают в нагревательную камеру, ГІ дисперсности шихтьї, степени однородности шихть, скорости, с которой нагревают нагревательную камеру.
б. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что размер частиц шихтьі не превьішаєт 10 мм, бо предпочтительно 6 мм и более предпочтительно З мм.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что образующуюся во время восстановления металлосодержащего соединения окись углерода, проходящую через шихту, сжигают, и вбіделяющееся тепло используют в процессе.
8. Способ по п. 7, отгличающийся тем, что сжигание окиси углерода осуществляют с помощью кислородньх 65 и/или воздушньїхх горелок, расположенньїх в камере над шихтой.
9. Способ по любому из пп. 1-3, отгличающийся тем, что используют металлосодержащее соединение,
содержащее один или несколько из следующих металлов: железо, хром, марганец, медь, цинк, свинец.
10. Способ по любому из пп. 1-84, отличающийся тем, что в качестве металлосодержащего соединения используют железосодержащее соединениве.
11. Устройство для восстановления и плавки металлосодержащего соединения, содержащее однокамерную индукционную печь канального типа, имеющую, по меньшей мере, два загрузочньїх отверстия, вьіпускное отверстие для расплавленного металла и вьіпускное отверстиеєе для шлака, отличающееся тем, что расположение и размерь!І, по меньшей мере, одного загрузочного отверстия обеспечивают рассьіпание загружаемой через него шихть!І с образованием сплошного слоя, размещенного наподобие моста над всей поверхностью ванньії расплавленного металла и шлака. сч » о ю « со со ІС в)
-
. з» с со Ф с» сп Го) бо 65
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA963126 | 1996-04-19 | ||
| PCT/EP1997/001999 WO1997040197A1 (en) | 1996-04-19 | 1997-04-17 | Metal containing compound reduction and melting process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA53645C2 true UA53645C2 (uk) | 2003-02-17 |
Family
ID=25585647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA98115908A UA53645C2 (uk) | 1996-04-19 | 1997-04-17 | Спосіб відновлення та плавлення металовмісної сполуки та пристрій для його здійснення |
Country Status (26)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6146437A (uk) |
| EP (1) | EP0904420B1 (uk) |
| JP (1) | JP3657274B2 (uk) |
| CN (1) | CN1067112C (uk) |
| AR (1) | AR012819A1 (uk) |
| AT (1) | ATE206478T1 (uk) |
| AU (1) | AU712670B2 (uk) |
| BG (1) | BG63264B1 (uk) |
| BR (1) | BR9708694A (uk) |
| CA (1) | CA2251811C (uk) |
| CZ (1) | CZ288946B6 (uk) |
| DE (1) | DE69707128T2 (uk) |
| DK (1) | DK0904420T3 (uk) |
| ES (1) | ES2165051T3 (uk) |
| ID (1) | ID16640A (uk) |
| IN (1) | IN192927B (uk) |
| MY (1) | MY115238A (uk) |
| PL (1) | PL188820B1 (uk) |
| PT (1) | PT904420E (uk) |
| RU (1) | RU2180355C2 (uk) |
| SA (1) | SA97180162B1 (uk) |
| SI (1) | SI0904420T1 (uk) |
| SK (1) | SK283464B6 (uk) |
| TR (1) | TR199802101T2 (uk) |
| UA (1) | UA53645C2 (uk) |
| WO (1) | WO1997040197A1 (uk) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU755217B2 (en) * | 1998-07-17 | 2002-12-05 | Alloystream Holdings (Proprietary) Limited | Induction furnace for a metal reduction and melting process |
| US7413721B2 (en) * | 2005-07-28 | 2008-08-19 | Battelle Energy Alliance, Llc | Method for forming ammonia |
| AP2010005222A0 (en) * | 2007-09-14 | 2010-04-30 | Barrick Gold Corp | Process for recovering platinum group metals usingreductants |
| CN102764510B (zh) * | 2012-07-31 | 2014-11-19 | 黄艾连 | 玩具车空心轮胎及其制造方法 |
| US20160208350A1 (en) * | 2013-09-27 | 2016-07-21 | Nsgi | Smelting apparatus and method of using the same |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US932459A (en) * | 1907-04-19 | 1909-08-31 | Otto Frick | Method of reducing and melting oxids and the like. |
| US1915243A (en) * | 1931-04-15 | 1933-06-20 | Heraeusvacuumschmelze A G | Method of producing chromium |
| US2102582A (en) * | 1932-04-14 | 1937-12-14 | Scovill Manufacturing Co | Electric induction furnace and method of operating the same |
| GB717576A (en) * | 1950-03-15 | 1954-10-27 | Forni Lubatti Soc | A process for reducing powdery ores without a previous agglomeration |
| GB781108A (en) * | 1954-03-20 | 1957-08-14 | Forni Lubatti Soc | Improvements in the reduction of metallic ores |
| FR1205446A (fr) * | 1957-04-19 | 1960-02-02 | Procédé de fabrication d'acier ou de fonte par réduction directe de minerai, et four pour sa réalisation | |
| SE360679C (uk) * | 1972-02-24 | 1975-08-07 | Allamanna Svenska Elektriska Ab | |
| SE389512B (sv) * | 1972-09-07 | 1976-11-08 | Asea Ab | Induktionsugn for smeltreduktion |
| SE389877B (sv) * | 1973-01-23 | 1976-11-22 | Asea Ab | Sett och anordning for framstellning av en kolhaltig metallsmelta genom smeltreduktion med undantag fran vad som er skyddat enligt patentet 7205211-1 |
| SU629888A3 (ru) * | 1973-05-25 | 1978-08-25 | Клекнер-Верке Аг (Фирма) | Способ непрерывного получени стали |
| SE424916B (sv) * | 1975-02-25 | 1982-08-16 | Asea Ab | Sett och anordning for verming av elektriskt icke ledande material i induktionsugn |
| US5411570A (en) * | 1993-06-16 | 1995-05-02 | Iscor Limited | Steelmaking process |
-
1997
- 1997-04-17 EP EP97920730A patent/EP0904420B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-17 UA UA98115908A patent/UA53645C2/uk unknown
- 1997-04-17 WO PCT/EP1997/001999 patent/WO1997040197A1/en active IP Right Grant
- 1997-04-17 ES ES97920730T patent/ES2165051T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-17 TR TR1998/02101T patent/TR199802101T2/xx unknown
- 1997-04-17 ID IDP971279A patent/ID16640A/id unknown
- 1997-04-17 PL PL97329374A patent/PL188820B1/pl unknown
- 1997-04-17 RU RU98120709/02A patent/RU2180355C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1997-04-17 AT AT97920730T patent/ATE206478T1/de active
- 1997-04-17 CN CN97194717A patent/CN1067112C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-17 JP JP53773197A patent/JP3657274B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-17 BR BR9708694A patent/BR9708694A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-04-17 AR ARP970101554A patent/AR012819A1/es active IP Right Grant
- 1997-04-17 SK SK1436-98A patent/SK283464B6/sk not_active IP Right Cessation
- 1997-04-17 CA CA2251811A patent/CA2251811C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-17 SI SI9730224T patent/SI0904420T1/xx unknown
- 1997-04-17 US US09/171,457 patent/US6146437A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-17 AU AU27006/97A patent/AU712670B2/en not_active Ceased
- 1997-04-17 DK DK97920730T patent/DK0904420T3/da active
- 1997-04-17 CZ CZ19983367A patent/CZ288946B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-04-17 IN IN666CA1997 patent/IN192927B/en unknown
- 1997-04-17 DE DE69707128T patent/DE69707128T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-17 PT PT97920730T patent/PT904420E/pt unknown
- 1997-04-19 MY MYPI97001700A patent/MY115238A/en unknown
- 1997-06-22 SA SA97180162A patent/SA97180162B1/ar unknown
-
1998
- 1998-10-14 BG BG102847A patent/BG63264B1/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK0904420T3 (da) | 2002-01-07 |
| PL329374A1 (en) | 1999-03-29 |
| CA2251811C (en) | 2010-06-22 |
| DE69707128T2 (de) | 2002-07-11 |
| BR9708694A (pt) | 1999-08-03 |
| SA97180162B1 (ar) | 2006-08-12 |
| ES2165051T3 (es) | 2002-03-01 |
| SK143698A3 (en) | 1999-05-07 |
| BG102847A (en) | 1999-05-31 |
| DE69707128D1 (de) | 2001-11-08 |
| ID16640A (id) | 1997-10-23 |
| EP0904420B1 (en) | 2001-10-04 |
| CN1067112C (zh) | 2001-06-13 |
| US6146437A (en) | 2000-11-14 |
| PL188820B1 (pl) | 2005-04-29 |
| AU712670B2 (en) | 1999-11-11 |
| AR012819A1 (es) | 2000-11-22 |
| SK283464B6 (sk) | 2003-08-05 |
| BG63264B1 (bg) | 2001-07-31 |
| TR199802101T2 (xx) | 2000-09-21 |
| CZ288946B6 (cs) | 2001-10-17 |
| EP0904420A1 (en) | 1999-03-31 |
| JP2000508714A (ja) | 2000-07-11 |
| AU2700697A (en) | 1997-11-12 |
| CN1219207A (zh) | 1999-06-09 |
| RU2180355C2 (ru) | 2002-03-10 |
| CA2251811A1 (en) | 1997-10-30 |
| IN192927B (uk) | 2004-06-12 |
| JP3657274B2 (ja) | 2005-06-08 |
| SI0904420T1 (en) | 2002-04-30 |
| CZ336798A3 (cs) | 1999-12-15 |
| ATE206478T1 (de) | 2001-10-15 |
| MY115238A (en) | 2003-04-30 |
| PT904420E (pt) | 2002-03-28 |
| WO1997040197A1 (en) | 1997-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2242520C2 (ru) | Способ запуска процесса прямой плавки | |
| JPH01139711A (ja) | 溶融金属浴への熱エネルギー供給方法 | |
| JPS59157480A (ja) | 冶金方法およびその装置 | |
| US4168156A (en) | Method of and electric furnace for processing nonferrous molten slags | |
| JPS6294792A (ja) | 製鋼炉用装入原料の連続予熱方法および装置 | |
| US2122241A (en) | Electric furnace | |
| UA53645C2 (uk) | Спосіб відновлення та плавлення металовмісної сполуки та пристрій для його здійснення | |
| RU2210601C2 (ru) | Способ восстановления и плавления металла | |
| RU2295574C2 (ru) | Способ получения металла и установка для его осуществления | |
| US4978106A (en) | Iron reduction apparatus | |
| RU98120709A (ru) | Способ восстановления и плавки металлосодержащего соединения и устройство для его осуществления | |
| RU2630155C2 (ru) | Способ запуска плавильного процесса | |
| JPH04500098A (ja) | コークスなしで作動する溶銑炉での金属の溶解方法及び装置 | |
| TW449621B (en) | Metal containing compound reduction and melting process | |
| EP0040285A1 (en) | Metallurgical process and furnace | |
| RU2299246C1 (ru) | Способ выплавки стали в мартеновской печи и мартеновская печь | |
| RU140152U1 (ru) | Плавильно-рафинировочный агрегат | |
| SU1728130A1 (ru) | Способ производства фосфора в круглой трехэлектродной печи | |
| MXPA98008606A (es) | Proceso de reduccion y fusion de un compuesto quecontenga metal | |
| BG63879B1 (bg) | Метод и пещ за преработване на десулфатизирани и обогатени металсъдържащи фракции от амортизирани акумулатори |