Способ получения феррохрома и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству феррохрома. Цель изобретения - снижениерасхода электроэнергии. Для производства феррохрома во вращающуюся печь 1 загружают в определённом соотношении смесь из хромовой руды, угля и шлакообразователей. Загруженную смесь в атмосфере, содержащей СО, нагревают до температуры около 1500°С. Выгруженный из вращающейся печи продукт реакции охлаждают перед плавкой в электропечи. Чтобы сократить расход энергии, а также отказаться от применения сложной аппаратуры, предложено перед плавкой охлаждать продукт реакции до 600-1000°С, с помощью предназначенных для нагрева и обезуглероживания добавок 11, необходимых для проведения процесса плавки до 600-1000°С до того, как он будет загружен при помощи загрузочного устройства 6 в электропечь. 2 с. и. 10 з. п. ф-лы, 1 ил.k^8VIW^о>&со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 В 5/10, С 22 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4614499/02 (22) 17.07.89 (31) P 3826824.8 (32) 06.08.88 (33) DE (46) 15.02.92. Бюл. N 6 (71) Фрид Крупп ГмбХ (DE) (72) Вильхельм Янссен и Клаус Ульрих (DE) (53) 669.168(088.8) (56) Рысс М. А. Производство ферросплавов, М;;Металлургия, 1975, с, 180 — 182.

Патент Ф P Г М 3347686, кл. С 22 В 5/10, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОХРОМА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству феррохрома. Цель изобретения — снижение,, Я.(„, 1713440 А3 расхода электроэнергии. Для производства феррохрома во вращающуюся печь 1 загружают в определенном соотношении смесь из хромовой руды, угля и шлакообразователей. Загруженную смесь в атмосфере, содержащей СО, нагревают до температуры около 1500 С. Выгруженный из вращающейся печи продукт реакции охлаждают перед плавкой в электропечи. Чтобы сократить расход энергии, а также. отказаться от применения сложной аппаратуры, предложено перед плавкой охлаждать продукт реакции до 600 — 1000 С, с помощью предназначенных для нагрева и обезуглероживания добавок 11, необходимых для проведения процесса плавки до 600 — 1000 С до того, как он будет загружен при помощи загрузочного устройства 6 в электропечь. 2 с, и. 10 з, и. ф-лы,-1 ил.

1713440

Изобретение относится к металлургии, конкретно к получению феррохрома. Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии, Феррохром является сплавом, в состав которого входит 20-70% хрома, 0,02 — 10% углерода, 0,05 — 5% кремния, остальное — железо, а также обычные примеси.

Феррохром получают при помощи восстановительной плавки содержащих железо хромовых руд, в частности хромистого железняка углеродом согласно уравнению

Fe CrzO4+4C=Fe+2Cr+4CO.

Восстановительную плавку проводят при использовании кусковой смеси железококс или смеси окомкованное железо — кокс, или используют предварительно восстановленные гранулированное железо и мелкий кокс и кокс, B особенности в низкошахтной печи или же в электропечи, причем получают сплавы с различным содержанием углерода. Феррохром применяют при изготовлении хромистых сталей в качестве лигатуры, Очень часто нежелательное высокое содержание углерода в феррохромовых сплавах можно снизить фришеванием сплавов или фришеванием изготовлвнной из них хромистой стали. Хромовые руды содержат

20-50% Сг Оз, 20-40% FeO и 10 — 70% жильйой породы. Отделение жильной породы перед переработкой руды по меньшей мере хотя бы частично связано с трудностями, поэтому высокую долю жильной породы в известных способах восстановительной плавки приходится отделять от полученных феррохромовых сплавов в виде жидкого шлака. Поскольку при этом способе в восстановленном материале наряду с тугоплавкой жильной породой руды еще содержатся значительные доли Сг20з, образующиеся шлаки имеют высокую температуру плавления и поэтому необходимо несмотря на добавку флюсов устанавливать температуру плавления выше 1750 С, чтобы в достаточной степени восстановить окись хрома из жидкого шлака на максимально низком уровне потери хрома при низкой вязкости шлаков. Высокие температуры, необходимые для проведения способа восстановительной плавки, обуславливают нежелательно высокий расход энергии.

Отличием предлагаемого способа является то, что продукт реакции (выгружаемый из вращающейся печи материал) смешивают во время и/или после выгрузки из печи с холодными добавками, необходимыми для процесса плавки, при этом температуру продукта реакции понижают так, что он переходит из тестообразного состояния в твердое. Преимуществом способа является то, что не требуется расхода энергии для охлаждения выходящего из вращающейся печи материала и для его измельчения,.Напротив, тепло выгружаемого из вращающейся печи материала используется для нагрева холодных добавок и как дополнительное тепло, необходимое при,эндотермических реакциях. Благодаря перемешиванию происходит одновременно

10 предотвращение образования агломератов.

Согласно изобретению продукт реакции охлаждают перед плавкой при помощи добавок, необходимых для проведения процесса плавки, до 600-1000 С, предпочти15 тельно до 700 — 1000 С. Потерянную при охлаждении энергию используют как для нагрева, так и для обезуглероживания известняка и/или сырого доломита в .качестве добавки. Известняк и/или сырой доломит

20 добавляют преимущественно в количестве

150 — 500 кг/т выгрузки вращающейся печи, В соответствии с изобретением указанные добавки и выгруженный из вращающейся печи материал перемешивают в

25 облицованном жаропрочным материалом барабане с роликами до получения сыпучей зернистой смеси с крупностью зерен 0—

100 мм, преимущественно 10 — 100 мм. Названный размер зерен достигается тем, что

30 барабан вращается со скоростью 1 — 10 об/мин, преимущественно 3 — 7 об/мин, Согласно уровню техники соотношение (A1z0a+SiOz)/(CaO+MgO) в предварительно восстановленном материале равно 1,4-10

35 при соотношении Я!02/А!20з0,5 — 5. Поэтому в случае шлаковой фазы имеется сильная кислая реакция. Чтобы снизить при плавке содержание серы в фазе металла, например, до 0,03, по другому варианту выпол40 нения изобретения добавляют добавки в таком количестве, которого достаточно, чтобы при проведении дальнейшей плавки установить шлак с основностью (CaO+MgO) (Sl0z) больше 1,1, преимущественно около

45 1,5.

Выгружаемый из барабана с роликами материал загружают преимущественно без последующего охлаждения, следовательно, с температурой 600-1000 С, например при

50 помощи загрузочной емкости, в горячем состоянии в плавильную печь, предпочтительно в электрическую печь.

B предлагаемом устройстве для реализации способа не применяют измельчители, 55 сепараторные устройства, охлаждающие устройства и требующиеся между ними транспортирующие приспособления, В соответствии с вариантом выполнения этого устройства выпуск барабана с роликами соединен с окружающей шахтой, 1713440 разгрузочное отверстие которой расположено выше перемещаемого загрузочного устройства. Таким образом, создана практически замкнутая система, в которой происходят минимальные потери энергии.

С целью предотвращения в случае аварии накопления материала в разгрузочном отверстии названной шахты, что может привести к нежелательным последствиям, в шахте предусмотрен йерелив, входящий в охлаждаемый барабан. Для охлаждения применяют воду.

На чертеже представлено устройство для производства феррохрома.

Устройство содержит вращающуюся печь 1, из которой продукт 2 реакции направляют в барабан 3 с роликами, разгрузочный конец которого соединен с окружающей шахтой 4. Запирающийся выпуск 5 шахты на нижнем конце шахты 4 позволяет дозированно заполнять перемещающийся загрузочный резервуар 6. Кроме того, шахта 4 содержит расположенный сбоку перелив 7, входящий в барабан 8 для аварийного охлаждения. Поступающие туда материалы можно передавать через выпуск на ленточный конвейер 9.

Железосодержащую хромовую руду, находящуюся во вращающейся печи 1, нагревают сжиганием мелкозернистого угля, который подают посредством горелочной трубки 10. Нагрев вращающейся печи 1 происходит в противотоке направлению подачи и рви мущест вен но подогретого сы рья и угля. Во вращающейся печи 1 устанавливают темературу 1510-1560 С, при которой продукт восстановления, состоящий из железосодержащих хромовых руд, углерода и шлакообразователей, приобретает тестообразное состояние, причем здесь происходит образование мелких капелек металла и агломерация нескольких частиц материала восстановления. Во вращающейся печи еще не наступает разделение металлической фазы и жильной породы. Возможность пригара устраняют тем, что вращающаяся печь имеет футеровку из магнезитового кирпича, которая содержит добавки окиси хрома. и/или угля, и/или смолы. В нижней зоне вращающейся печи (на чертеже слева), в которой продукт восстановления имееттемпературу минимум 1200 С, вводят необходимую для шлакообразования SiOz в количестве, которое необходимо для приведения его в тестообразное состояние. Это количество можно определить путем расчета или же получить экспериментальным путем. Продукт реакции перемешивают с

10

20

25 загрузка вращающейся печи переходит из тестообразного состояния в твердое. Благодаря роликам в барабане 3 происходит раз30

55 известняком и/или сырым доломитом 11 в качестве добавок, который подают. через дозирующее загрузочное устройство 12.

Введение добавок 11 производится преимущественно в зоне желоба 13, по которому продукт 2 реакции покидает вращающуюся печь, Добавку можно вводить также (вариант устройства) непосредственно в барабан 3 с роликами. По желобу 13 . названные добавки 11 и продукт 2 реакции . попадают в барабан 3 с роликами, облицованный жаропрочным кирпичом. Этот барабан вращается с частотой 1-10 об/мин.

Благодаря вращательному движению бара- . бана 3 достигается необходимая степень перемешивания добавок с продуктом реакции, причем известняк и/или сырой доломит одновременно отбирают у продукта 2 реакции энергию реакции, расходуемую на нагрев и требующуюся для проведения обезуглероживания. Продукт реакции охлаждается до 600-100 С. Одновременнопроисходит нагрев добавок 11 до той же температуры, Образуется смесь, в которой лом крупных кусков и из барабана выходит зернистый материал с диаметром зерна максимум 100 мм, который можно направлять через шахту 4 и ее выпуск 5 в загрузочный резервуар 6. При помощи последнего смесь загружают в электропечь (не показана), Для проведения плавильного процесеа в соответствии с предлагаемым способом не требуется затрат больших количеств энергии, в то время как в известных способах добавки непосредственно загружают в плавильный агрегат и выгрузку вращающейся печи загружают с ее первичной температурой 1200 — 1500 С. Последнее невозможно с практической и технической точек зрения из-за спекающегося материала и его разрушающего действия в горячем состоянии. Поэтому предлагаемый способ с устройством для его осуществления дает возможность вести необходимое охлаждение выгрузки вращающейся печи при помощи энергии добавок для плавильного процесса, требующейся для проведения нагрева и обезуглероживания. Тем самым суммарное содержание энергии количества материала, который используют в плавильном агрегате, не изменяется, но может изменяться температура отдельных компонентов. Благодаря охлаждению выгрузки вращающейся печи не происходит каких-либо потерь энергии для заключительного процесса плавки.

1713440

5. Способ по пп. 1 — 4, о т л и ч а ю щи йс я тем, что продукт из вращающейся печи с добавками перемешивают в облицованном жаропрочным материалом барабане с роликами до получения зернистой смеси.

50

Составитель Т. Морозова

Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор M. Петрова

Заказ 547 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Способ получения феррохрома с содержанием углерода 0,02-10 из железосодержащих хромовых руд, включающий предварительный нагрев во вращающейся печи смеси, состоящей из хромовых руд и угля взятых в соотношении 1;04 — 2, и шлакообразующих в виде оксида кальция и/или магния, оксида алюминия и/или кремния, в течение 20-240 мин в атмосфере, содержащей окись углерода, до 1480-1580 С, выгрузку продукта, охлаждение его u последующее плавление в печи при 1600—

1700 С, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, охлаждение продукта осуществляют путем ввода при выгрузке из вращающейся печи холодных добавок, необходимых для проведения процесса плавки, до температуры, при которой шихта из тестообразного состояния переходит в твердое.

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что продукт из вращающейся печи перед плавкой охлаждают при помощи добавок, необходимых для проведения процесса плавки, до 600 — 1000 С, предпочтительно до

700 — 1000 С, при этом добавки нагреваются и обезуглероживаются.

3. Способ по п.2, о тл и ч а ю шийся тем, что в качестве добавок вводят известняк и/или сырой доломит.

4. Способ по и. 3, отличающийся тем, что известняк и/или сырой доломит вводят в количестве 150-500 кг/т от массы продукта, выгружаемого из вращающейся печи.

6. Способ по и. 5, о тл и ч а ю щи и с я тем, что из барабана с роликами выгружают зернистый материал с крупностью зерна до

100 мм, преимущественно 10-100 мм в диа5 метре.

7, Способ по и. 5, отл и ч а ю щи и с я тем, что барабан с роликами вращают с ча, стотой 1-10 об/мин, преимущественно 37 об/мин.

10 8. Способ по и. 1, отличающийся тем, что добавки вводят в количестве, обеспечивающем при последующей плавке основность шлака (CaO+M90) SlOz более 1,1.

9. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я

15 тем, что выходящий из барабана с роликами материал направляют без дальнейшего охлаждения в плавильную печь, преимущественно электропечь.

10. Устройство для получения ферро20 хрома, содержащее противоточно нагреваемую вращающуюся печь с разгрузочным концом, плавильную печь, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, оно снабжено дозирую25 щим загрузочным средством для введения добавок, расположенным со стороны разгрузочного конца вращающейся печи, и барабаном с роликами, расположенными ниже вращающейся печи и сообщающими30 ся с ее разгрузочным концом, Ъ

11. Устройство по и, 10, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что ниже выпускного конца барабана с роликами предусмотрена окружающая его шахта, футерованная жаропрочным

35 материалом, нижнее выпускное отверстие которой расположено выше загрузочного резервуара, преимущественно перемещаемого.

12. Устройство по и, 11, о т л и ч а ю щ е40 е с я тем, что шахта снабжена отстоящим в сторону переливом, направленным к охлаждаемому барабану.