Спосіб завантаження електродугової печі для плавки титановмісної сировини

Винахід стосується виробництва титану, а саме методу завантаження електродугової печі для плавки титанвмісної сировини з одержанням шлаку та рідкого чавуну. Відомий двохстадійний метод завантаження суміші титанвмісних руд і твердих вуглецьвмісних матеріалів в електродугову піч, [патент США №2808324, від 01.10.1957p., C22B34/12], який включає попередню подачу 20% шихти в периферійну зону печі з утворенням насипу, що прилягає до стінок печі, та завершенням насипки біля електродів. Залишок шихти подають в кратних частках в центральну зону печі біля електродів. Попередня подача шихти в периферійну частину печі з утворенням насипу, що прилягає до стінок печі, дозволяє захистити стінки печі від руйнування, але, електрична потужність, що уводиться, використовується не ефективно, а теплове навантаження нерівномірне. Залишкова частина шихти, до 80%, подається поміж електродами, що не сприяє рівномірному розподіленню та проплавленню шихти в усі х зонах печі. Задачею винаходу є підвищення ефективності процесу за рахунок оптимізації залежності уведеної електричної потужності від підготовки та завантаження шихти шля хом попередньої подачі шихти в найбільш активну зону печі з наступним рівномірним її розподіленням по всім завантажувальним труботічкам. Поставлена задача досягається тим, що у відомому двохстадійному методі завантаження суміші титанвмісних руд і твердих вуглецьвмісних матеріалів в електродугову піч, який включає подачу ши хти у кратних частинах до периферійної зони печі та до центральної зони печі поміж електродами, новим є те, що на першій стадії завантажують 18-25% шихти через центральну труботічку, при цьому маса шихти, що завантажують складає 1,2-1,7т на 1 МВА уведеної потужності, на другій стадії ши хта подається рівномірно через центральну та периферійні труботічки у кількості 4,5-5,5т на 1 МВА уведеної потужності, причому загальна кількість завантаженої шихти через центральну тр уботічку складає 37-47% , а кількість вуглецевого відновника в шихті першої та другої стадії завантаження складає 70-80% від необхідного на плавку, решту чистого відновника уводять після розплавлення шихти. Завантаження шихти на першій стадії через центральну труботічку в найбільш активну зону дозволяє знизити тепловий удар на подину та стінки печі за рахунок уведення меншого електричного навантаження. При завантаженні менше 18% електроди будуть знаходитись зверху шихти, відбувається інтенсивне прогрівання подини, стінок і склепіння печі з наступним їх р уйнуванням. А при завантаженні шихти на першій стадії більше 25% рівномірність розподілення на другій стадії буде порушена, тривалість утворення ванни розплаву збільшиться. На другій стадії підвищується кількість шихти, що завантажується, та електрична потужність, що уводиться. Шихта подається рівномірно через центральну та периферійні труботічки у кількості 4,5-5,5т на 1 МВА уведеної електричної потужності, що прискорює процес розплавлення шихти та практично виключає спінювання розплаву, а також сприяє рівномірному розподіленню тепла в печі. Вуглецевий відновник в шихті першого та другого завантаження складає 70-80% від необхідного та подається у складі шихти до її розплавлення, решту відновника уводять окремо після розплавлення шихти, що знижує в'язкість шлаку під час його формування. При уведенні усього відновника з шихтою утворюються в'язкі перевідновлені шлаки, формування рідкотекучого розплаву утр уднено. При меншій кількості відновника в шихті шлак буде мати підвищений вміст оксидів заліза, що потребує більше часу для їх відновлення в період доводки. Метод завантаження електродугової печі для плавки титанвмісної сировини, що заявляється, здійснюється таким чином. Кількість шихти, що завантажується, на кожну плавку залежить від активної електричної потужності, уведеної в піч. Ця залежність відповідає виразу: G=(5,5-6,5)-P, де: G - загальна кількість шихти, що завантажується, т; Ρ - середня уведена потужність за всією плавкою, МВА. Перша стадія включає завантаження шихти по центральній труботічці поміж електродами в найбільш активну зону печі. Кількість шихти, що завантажується, 18-25% від загальної кількості, завантаження порційне, триває 10-15 хвилин. Оптимальне співвідношення 1,2-1,7т шихти, що завантажується, на 1 МВА потужності, що уводиться. Решта ши хти завантажується порційно та рівномірно через центральну та периферійні труботічки. Оптимальне співвідношення шихти, що завантажується, до потужності, що уводиться, в цей період складає 4,5-5,5т на 1 МВА. Через центральну труботічк у завантажується 38-48% від загальної кількості шихти на плавку. Кількість вуглецевого відновника в шихті першої та др угої стадій завантаження повинно складати 70-85% від необхідного. Решту відновника уводять окремо, після повного розплавлення шихти. Приклад виконання методу завантаження електродугової печі для плавки титанвмісної сировини. Піч має трансформатор номінальною потужністю 25 МВА. Максимальна активна потужність, що уводиться в піч, 23 МВА. За середнім значенням виразу G=(5,5-6,5)·Ρ та средньою уведеною потужністю на всю плавку, кількість шихти на всю плавку склала 6-22=132т, із цієї кількості 21% або 27,7т завантажили на першій стадії через центральну труботічку в 5 прийомів за 13 хвилин. Проплавлення цієї порції шихти йшло на пониженій потужності - 18 МВА порівняно з оптимальною. Відношення кількості завантаженої шихти до встановленої потужності трансформатора склало 1,539т на 1 МВА. Решту ши хти завантажили при оптимальній потужності трансформатора - 22 МВт через усі труботічки порційно у 8 прийомів за 41 хвилину. Через центральну труботічку завантажили усього 41т шихти, решту 91т рівномірно через центральну та периферійні труботічки. При цьому через центральну тр уботічку завантажили 43,7% усієї кількості шихти. Відношення кількості завантаженої на другій стадії шихти до встановленої активної потужності трансформатора склало 4,74. Середня потужність, що уведена за весь період завантаження, склала 21,16 МВА. Кількість відновника в шихті склала 76% від необхідного на плавку. Решту відновника задавали в піч порційно після відбору першої проби, уникаючи різких кипів розплаву. Інші періоди плавки - доводка, відстій, злив - проводили на цій же ступені трансформатора з деякими коливаннями за потужністю, зв'язаними з проведенням цих операцій. Крім початкової стадії завантаження решта часу плавка здійснювалась при уведеній потужності 21,5-22,5МВА. За аналогічним режимом завантаження проведена серія плавок. Проплавлення шихти йшло рівномірно, різких стрибків струмового навантаження не спостерігалось, утворення колодязів, проплавлення шихти в периферійних зонах і формування ванни розплаву до початку відновлюючого періода проведені без утруднення. Загальна тривалість плавок та витрати електроенергії скоротились на 5-8%. Таким чином, запропонований метод завантаження дозволяє підвищити ефективність процесу одержання титанового шлаку, а саме стабілізувати режим плавки, знизити її загальну тривалість і питомі витрати електроенергії.