Відновлююча суміш для виплавки феросплавів

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке ферросплавов в рудовосстановительных электропечах, Целью изобретения является повышение электросопротивления смеси, увеличе ние извлечения ведущего элемента и снижение расхода коксика. Восстановительная смесь для выплавки ферросплавов содержит, мае Л : коксик 85** 99 и отходы графитировочной шихты электродных заводов 1-15. При этом отходы графитировочной шихты электродных заводов содержат, мас.%: карбид кремния 5-30; оксид кремния 5-20; оксид железа 1-5; оксид алюминия 0,55; оксид кальция 0,5-5; оксид магния 0,5-5; углерод - остальное. Применение восстановительной смеси для выплавки енликрмарганца позволяет повысить электросопротивление ванны электропечи на 3-45%, увеличить извлечение марганца и кремния в сплав соответственно на 0,8-1,3% и 1,42,ЗХ, снизить расход коксика на 7-43 кг на тонну сплава. 1 э.п.ф-лы, 1 табл* ї 1321765 2 выппавки ферросплавов. Б качестве Изобретение относится к черной восстановителя может быть использометаллургии и может быть использована также пыль и шламы газоочистки вано при выплавке ферросплавов в цехов производства графитированной рудовосстановительных электропечах. 5 продукции, представляющие собой отЦель изобретения — повышение ходы графитировочной шихты электродэлектросопротивления смеси, увелиных заводов. В случае необходимости чение извлечения ведущего элемента материал может быть получен специи снижение расхода коксика. ально составлением смеси, содержащей Восстановительная смесь для вып10 оксиды (SiO 2 , FeO, А 1 г 0 э ) и углеродлавки ферросплавов содержит и компный материал с последующим воздейстлексные отходы графитировочной шихвием высокотемпературной обработкой ты электродных заводов при следую(выше 1800°С). щем соотношении компонентов, мас.%: Все компоненты, входящие в сосКоксик 85-99 15 тав предлагаемой восстановительной Отходы графитисмеси, являются полезными при выпровочной шихты лавке ферросплавов, способствуют поэлектродных завышению электросопротивления ванны водов 1-15 печи и улучшению термодинамических Отходы графитированной шихты 20 и кинематических условий восстановэлектродных заводов содержат, мае. ления. Карбид кремния 5-30 ь Кремний и углерод карбида кремния Оксид кремния 5-20 принимают участие в восстановлении Оксид железа 1-5 окислов металлов. Оксид кремния, окОксид алюминия 0,5-5 25 сид кальция и оксид магния являются Оксид кальция 0,5-5 флюсующими компонентами, способстОксид магния • 0,5-5 вующие снижению вязкости расплава. Углерод Остальное Двуокись железа и кремния, восстанавТехнологический процесс произливаясь, увеличивает содержание жеводства графнтированных электродов 30 леза и кремния в сплаве. и других видов графитированной проПредлагаемая восстановительная дукции предусматривает на одной нз смесь для выплавки ферросплавов стадий нагревание материала без доспозволяет рационально и практически тупа воздуха до высокой температуры полностью утилизировать отходы гра(2200-2800°С) в специальных элект$$ фитировочноЙ шихты электродных зарических печах. водов. Дпч более равномерного подвода В отходах графитированной шихты тепла и предотвращения окисления электродных заводов углерод распреэлектродную продукцию, уложенную штаделен в элементарных объемах равнобелями в процессе графитации, засы40 мерно и окружает пленкой каждую карпают высокозольным углеродным матебидную, оксидную и оксикарбидную риалом в смеси с кварцевым песком. частицу. Это обеспечивает значительГрафитацию- ведут при 1800-2800*С. ное увеличение прочностных характеБ загружаемой таким образом печи ристик восстановителя, а также потепловая энергия, выделяющаяся при 45 вышает активное сопротивление ванны прохождении через штабель электрии улучшает другие технико-экономического тока, расходуется на графические показатели. тирование углеродных материалов и на образование отбросового материала, Выбор отходов графитировочной шихполученного в результате взаимодейты в качестве восстановителя объясствия высокоэольного углеродного ма- 50 няется тем, что присущая этому матетериала и кварцевого песка. риалу порода строения и существующие химические связи обеспечивают более После окончания графитации электвысокое электросопротивление и хородной продукции засыпочный материал, рошие термодинамические и кинетичесне имеющий дальнейшего использова55 кие условия физико-химических взаимония, представляет собой отходы градействий между составными компоненфитированной шихты, которые с успехом тами в процессе выплавки ферроспламогут быть использованы в качестве вов. восстановителя в составе шихты для 1321765 Карбид кремния в отходах графиличеітве более 15% приводит к тому, тировочной шихты распределен равночто не все компоненты отходов графимерно по всему объему. В процессе тировочнои шихты участвуют в проплавки в электропечи такое распрецессе восстановления. Оставшаяся деление микрочастиц карбида кремния 5 часть компонентов переходит в шпак, в непосредственном соприкосновении с что обусловливает повышенные кратнооксидами кремния и марганца играет сти ишака и снижение извлечения веположительную роль, повышая электродущего элемента. сопротивление ванны печи в верхних При использовании отходов графигоризонтах. В известных способах W тировочной шихты эпектродных завоиспользования карбида кремния в кадов в составе восстановительной смечестве восстановителя последний разси в процессе выплавки протекают релагается в зоне высоких температур акции экзотермического характера» (^ 1500 С) на элементарный кремний что свидетельствует снижению расхода и углерод, при этом кремний практи- 15 электроэнергии на 1,0-1,5%. чески не усваивается металлом и улеОпыты по выплавке товарного силитучивается в виде паров кремния или комарганца проводят в трехфазной моноокиси кремния. В предлагаемой электропечи мощностью 160 кВ А. Для • восстановительной смеси для выплавки выплавки применяют неофлюсованный ферросплавов карбид кремния в отхо- 20 марганцевый агломерат, кварцит и угдах графитировочнои шихты вступает леродистый восстановитель в различв реакцию с находящимися в непосредных соотношениях (см. таблицу). Во ственном соприкосновении с ним оксивсех вариантах соотношение агломерадами. Продукты реакции переходят в та и кварцита не изменяется и составсплав по уравнению ' 5 ляет 80 и 20% соответственно, т.е. • наиболее характерное соотношение при iriMeO + nSiC + СО выплавке сплава в промышленных условиях . В результате протекания этой реШихту в печь загружают непрерывно, акции сокращается кратность шлака и, 30 а выпуск расплава производят перикак следствие, уменьшаются потери меодически. В процессе плавки непреІталла с окислами шлака.Присутствие if рывно контролируют активное сопротивотходах графитировочнои шихты оксид-* ление ванны. Основные показатели выпной части способствует снижению вязлавки приведены в таблице. кости шлака. 35 Результаты исследований свидетельКоксик в количестве 85-99% испольствуют о том у что использование отхозуется для полного восстановления дов графитировочнои шихты электродокислов. При введении менее 85 мас.% ных заводов в количестве 1-15% в соскоксика окислы восстанавливаются не таве восстановительной смеси позволяполностью, а при увеличении его коли-40 ет повысить активное сопротивление чества более 99 мас.% резко снижаетванны печи и улучшить основные показатели процесса - увеличить извлечеся электросопротивление шихты, э>лектние марганца и кремния и снизить расроды "сидят" высоко, увеличиваются ход дефицитного кокса. При вводе в тепловые потери с колошника печи. В соответствии с ГОСТом коксик должен 45 восстановительную смесь отходов менее 1% эффект получается незначительным. удовлетворять следующим требованиям: Более 15% отходов в смеси позвосодержание серы не должно превышать ляет повысить активное сопротивление 2,0%, влаги не более 10,0%. ванны, однако при этом снижается изСодержание отходов графитировочv нои шихты обусловлено тем, что вве- 50 влечение марганца и кремния. Это o6yсловлено повышением кратности шлака дение его в количестве менее 1,0% за счет вносимых отходами трудновоснедостаточно для более полного простановимых оксидов алюминия и кальцесса восстановления окислов металция. ла, а также создания ванны П Р Ч И С 55 Использование предлагаемой восставысоким удельным -электросопротивновительной смеси для выплавки ферлением. росплавов позволяет повысить электВведение отходов графитировочнои росопротивление ванны печи, увеличить шихты в восстзновительную смесь в ко 5 132 1765 извлечение марганца и кремния в сплав ты электродных заводов при следующем снизить удельный расход олектроэкерсоотношении компонентов, K S C . Z : гин и шихтовых материалов. Коксик 85-99 Кроме того, изобретение позволяет Отходы графитиэффективно утилизировать отходы граровочной шихты фитировочной шихты электродных заэлектродных водов . заводов 1-15 2 . Смесь п о п . 1 , о т л и ч а ю Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я щ а я с я тем, ч т о отходы г р а ф и т и ровочной шихты электродных з а в о д о в 1. Восстановительная смесь для содержат, мас.%: выплавки ферросплавов, содержащая Карбид кремния 5-30 коксик, о т л и ч а ю щ а я с я тем, 5-20 Оксид кремния что, с цепью повышения электросоп1-5 Оксид железа ротивления смеси, увеличения извлеОксид алюминия 0,5-5 чения ведущего элемента и снижения Оксид кальция 0,5-5 расхода коксика, она дополнительно 0,5-5 Оксид магния содержит отходы графитировочноЙ шнхОстальное Углерод Параметры и, показатели процесса Известная восстановитель- Предлагаемая восстановительная смесь ная смесь 1 Доля коксика в восстановительной смеси, % 1 15 Доля отходов графитировочной шихты электродных заводов, X — IZI LL1 — 99 90 85 10 30 15 Доля карбида кремния в восстановительной смеси, % т 30 15 1 Доля торфа в восстановительной смеси, % 69 70 69 0,3 0,95 0,96 0,98 1,24 1,41 марганца 76,2 76,8 77,2 77,4 78,6 78,1 кремния * 42,2 43,5 44,3 44,9 45,8 45,3 442 438 434 431 399 395 Активное сопротивление ванны печи, 0м-КГ 3 Извлечение, %, в сплав . і * Расход восстановителя, кг/базовую тонну сплава 1321765 Продолжение таблицы * Параметры и показатели процесса Известная восстановитель" Предлагаемая восстановительная смегіь ная смесь 1 I 2 3 4 [ 5 J 6 Расход электроэнергии, кВт.ч/ /баз .т 4340 4330 4315 4297 4276 4287 Расход марганцевого агломерата, кг/база-т 2130 2120 2115 2108 -2069 2078 Редактор Н.Бобкова Составитель К.Сорокин Техред Л.Опийных Корректор И.Эрдейи Заказ 2725/20 Тираж 604 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна-", 4