Способ подготовки к плавке нетермостойких кварцитов

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ПЛАВКЕ НЕТЕРМОСТОЙКИХ КВАРЦИТОВ, включающий дробление, промывку и грохочение, отличающийся тем, что, с . целью повышения термомеханической прочности кварцита до температуры размягчения, перед подачей в печь его нагревают со скоростью 6-8°С в минуту в интервале от температуры окружающей среды до 550°С. (Л с г со У СЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4и

В и м у

Т С юа ню яо ею

Юи. l (21) 3421653/22-02 (22) 09.04.82 (46) 23.06.83. Бюл. Ý 23 (72) Т.А. Чубинидзе, Г.В. Кашакашвили,.Г.Г. Аревадзе, A.Ë. Оклей и Л.A. Двали (71) Институт металлургии им. 50-летия СССР (53) 669.168(088.8) (5б) 1. Рысс М.A. Производство ферросплавов. М., "Металлургия", 1968, с. 159 °

„.SU„„, 024 A ш) С 22 В 1/02у С 22 В 4/00 (54) (57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К IIJIABKE

НЕТЕРМОСТОЙКИХ КВАРЦИТОВ включающий дробление, промывку н грохочение, отличающийся тем, что, с . целью повышения термомеханической прочности кварцита до температуры размягчения, перед подачей в печь его нагревают со скоростью 6"8 С в минуту в интервале от температуры окружающей среды до 550 С. а

1024515

10

Изобретение относится к производ= ству ферросплавов, в частности к. способам подготовки шихтовых материалов к плавке.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ подготовки кварцитов к плавке ферросплавов, включающий их дробление, промывку и грохочение f1) .

Однако влияние кварцитов различных месторождений на процесс плавки ферросплавов неодинаково, что в осНовном связано со структурой кварци".. тов, определяющих одно из основных их физических свойств — термостойкость. 15

Кварциты, обладающие пониженной термостойкостью, подвергаются растрескиванию при 350-650 С, например кварцит Тарасовского месторождения, Низкая термостойкость кварцита о6ус- 20 ловлена наличием в, его структуре глубинных вакуол (дисперсных газожидкостных включений), которые, взрываясь при интенсивном нагреве в условиях электроплавки в рудовосстановительных печах, разрушают межзерновую Связку. Этот процесс развивается от периферии к центру материала, что предопределяет отщепление наружных слоев кварцита, наблюдаемое в производственных условиях на колошнике печи.

Целью изобретения является повышение термомеханической прочности кварцита до температуры размягчения, Указанная цель достигается тем, что согласно способу подготовки к плавке нетермостойких кварцитов,, включающему дробление, промывку и грохочение, перед подачей в печь кварцит нагревают со скоростью 6-8 С в 40 о, минуту в интервале от температуры окружающей среды до 550 С.

Термообработанный таким образом кварцит затем подается в печь.

Термообработка кварцита по указан-. 5 ному режиму позволяет избежать взрывов газожидкостных включений, происходящих вследствие интенсивного и не равномерного нагрева при движении шихты от колошника к реакционной зоне5О печи. B результате термообработки газожидкостные включения в структуре кварцита постепенно испаряются (без взрывов) и тем самым не разрушают межзерновую связку, что позволяет повысить его термостойкость и, как следствие, улучшить технико-экономические показатели процесса плавки кремнеземсодержащих ферросплавов.

Н случае повышения температуры термообработки свыше 550 С связь между бО

0, зернами кварца будет ослабляться вследствие превращения кварца (575 С,, характеризующегося перестройкой кристаллической решетки из тригональной сингонии в гексагональ- б5 ную, что сопровождается увеличением объема на 2%. Протекание обратного процесса превращения при последующем естественном охлаждении кварцита до йодачи в печь для главки ферросплава в электропечи еще более, ослабит кристаллическую решетку и будет способствовать его более интенсивному разрушению.

Поэтому максимальную температуру термообработки предлагается ограничить 550 С.

Оптимальной скоростью нагрева является 6-8 С /мин. При повышении скорости возрастает интенсивность нагрева, способствующая развитию процесса трещинообразования вследствие взрывов вакуол, а более медленный нагрев приводит к понижению произво". дительности процесса термообработки беэ достижения технологического эффекта.

Агрегатом для проведения термичес.кой обработки нетермостойких кварцитов может служить трубчатая вращМощаяся печь либо обычная кольцевая ,печь для переработки угольных мате-, риалов.

Пример. Для сопоставительного анализа взяты две разновидности кварцитов: овручского месторождения, характеризующегося монолитной (сливной) структурой и тарасовского месторождения, характеризующегося наличием в зернах кварца глубинных газожидкостных включений.

Термическая устойчивость указанных кварцитов в процессе нагрева изучалась термобарометрическим методом на декрептографе.

На фиг. 1-3 представлены декрептограммы исходных кварцитов при нагреве до 1000 С, причем скорость наго рева составляла 10 С/мин, что соответ0 ствует скорости нагрева материалов в условиях плавки в рудоэлектротермических печах.

Из диаграммы (фиг. 1) следует, что тарасовский кварцит (кривая а) интенсивно растрескивается в интервале температур 350-580 С (суммарное коли0 чество импульсов взрыва 2 = 123), тогда как овручский кварцит (кривая б) практически не растрескивается (суммарное количество импульсов взрыва K. = 20).

Кривые 1 и 1 декрептограммы на . диаграмме (фиг. 2) иллюстрируют поведение тарасовского кварцита при нагреве до 1000 С. Однако скорость нагрео ва уменьшилась и составляла 8 С/мин (кривая б ) и 6 С/мин (кривая t ).

Кривые на диаграмме (фиг ° 2) свидетельствуют, что с понижением скорости нагрева степень растрескивания кварцита уменьшается. Суммарное количество импульсов взрыва (Е взр/20 С) при нагреве со скоростью 80C/ìèí

1024515 (Т а б л и ц а 1

Содержание материалов в колоше, вес. Ъ

Материал

Шпак угле-, родистого ферромарганца !

Шлак среднеуглеродистого ферромарганца

0,016 44,0

39,8 28,2 7,4 7,9 1,6 0,6

0 03 29,5

33,8 29,0 23,2 2 75 2,1 0,6

Тарасовский кварцит

0,015 7,3

0,69

95,3 0,73 0,66 0,80

Овручский кварцит

0,62 0,74 0,89

95,6

0,014 7,3

19,2

0,12

0,71

Коксик

25,0

0,74 38,7 4,87 24,5 1,56

Зола коксика составляет 62 (кривая,Ь ), а при

6 C/ìèí — 29 (крнвая т ). Однако при этом температурный интервал наиболее интенсивного растрескивания не изменяется и остается в пределах 350-.

580ОС ° Поэтому в дальнейших опытах температуру нагрева ограничивали

700 С.

На диаграмме (фиг. 3) (кривые q и В ) представлены декрептограммы тарасовского кварцита при скорости нагрева >0 соответственно 4и УС/мин.Как следует из этих данных, суммарное количество импульсов взрыва не изменяется и составляет по 25.

Приведенные результаты показывают, 15 что оптимальная скорость нагрева лежит в пределах 4-6 С/мин, так так дальнейшее понижение скорости нагрева (с 4ОС/мин) приводит к уменьшению производительности без получения эффекта.

Из диаграмм (фиг. 1-3, кривые g- В } также следует, что при температуре

Ж- P превращения кварца (л 575 С) импульсы взрыва несколько возрастают по указанной причине. Поэтому был осуществлен нагрев тарасовского квар-. цита до 550 С со скоростью 6ОC/ìèí кривая )К). При этом количество имП р и м е ч а н и е. Коксик содержит, %: эолу 13 2; Л.В. 1 25; серу 60

1,73;. влагу 10.

При проведении плавок оСобое внимание уделялось поведению указанных кремнеземсодержащих материалов на коl лошнике печи.

65 пульсов взрыва составило 22, т. е. осталось практически на уровне, одинаковом с кривыми г, д и е.

Основной э*фект от ука анного приема заключается в отсутствии oL - P превращения кварца, позволяющего избежать ослабления межэерновой связки, что отрицательно сказывается на технологических показателях процесса электроплавки.

С целью установления влияния режима термообраб, тки кварцита на технологические показателя процесса плавки, были проведены четыре серии плавок, различающихся по составу шихтовых материалов тем, что в первой серии использовался обычный (нетермообработанный) тарасовский кварцит, во второй - овручский кварцит, в третьей тарасовский кварцит, который при термообработке прошел температурный интервал - Pпревращення кварца, а в четвертой серии — тарасовский кварцит, термообработанный до температурного интервала превращения кварца. Плавки проводили в электропечи 100 кВЛ. Каждая серия состояла из восьми выпусков.

Химические составы используемых материалов и их содержание в колоше при" ведены в таб. 1.

В первой серии плавок колошник печи был покрыт отщепленными мелкими белыми кусками кварцита. Отщепление кусочков сопровождалось характерными

"щелчками". Это явление совершенно не наблюдалось во второй серии плавок при использовании овручского кварцита

1024515

Т а б Л и ц а 2

Показатели ью 100 кВА

Состав силикомарганца, Ф ., марганец кремний углерод

73,2

72,96

17,78

73,0

72,2

18,4

17,0

18,2

1,8

1,55

1,48

1,6

0,05

0,051.О, 053

0,06 фосфор

Использование основных элемен тов, 73,3

72,3

73,5

71,0 марганца кремния

42,3

38,7

42,4

32,2

Ж.® 5 ф 10 ь| j

g характеризующегося природнбй термостойкостью. В третьей серии отщепление кусочков кварцита имело место, однако интенсивность была ниже, чем в первой

Как видно из табл. 2, от применения в шихте термообработанного кварцита (четвертая серия) достигается увеличение использования марганца на

2,3%, кремния — на 10,1Ъ по сравнению40 с нетермообработанным (первая серия) тарасовским кварцитом, что привело к уменьшению удельного расхода марга-. нецсодержащего сырья и кварцита соответственно на 10 и 8% (отн.). 45

Сравнение результатов четвертой и третьей серии показало, что s чет вертой серии извлечение марганца и кремния на 1 и 3,6% выше.

По сравнению с овручским кварцитом о (вторая серия ), полученные в четвертой серии результаты практически одинаковы. серии опытов. В четвертой серий отщеплений почти не наблюдалось.

Результаты опытных плавок приведены в табл. 2.

Таким образом, термообработка не-.: термостойких Ъварцитов до температуры 4 - Р превращения кварца повышает термомеханнческую прочность и тем самым позволяет получить показатели, равноценные при использовании термортойкого овручского кварцита, обладающего природно-оптимальными свойствами кремнеземсодержащего материала для производства ферросплавов.

Ориентировочный технико-экономический эффект только за счет повышения использования марганца и кремния и с учетом затрат на;термообработку,. в соответствии с действующими прейскурантными ценами на сырье и материалы, оценивается в размере 3 руб. на 1 т. сплава.

1024515 ч Ф . 15

1 ф

Ю6 36 3N М ЯУ бЖ ЯМ Т,С

Жг.

Составитель К. Сорокин

Редактор О. Половка Техред ж,Кастелев щ Корректор.>.йзятко

Заказ 4339/25 Тирам 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раукюкая наб., д. 4/5

ЮЮЮЮЮ Ю

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4