Способ непрерывного плавления дисперсной шихты в печи постоянного тока со стекающим слоем расплава

 

Изобретение относится к металлургии. В рабочую камеру перед подачей шихты загружают металлолом из расчета получения расплава в. ней в количестве 1/2-3/4 емкости ванны, затем гТрЬгре вают ванну расплава и футеровку до температуры Ti 1500-1700°C и Т2 1600-1800°С соответственно . При скорости газа-носителя на выходе из катода центрального электрода в пределах 0,05-0,5 м/с включают центральный электрод при плотности тока в катоде 2-5 А/см в течение 5-10 мин, а затем выводят на рабочий режим в течение 5-15 мин при плотности тока 15-28 А/см и при массовой скорости подачи шихты в пределах 0,016-0,14 кг/ч на 1 А тока разряда в реакторе . При выпуске расплава уменьшают плотность тока и массовую скорость подачи шихты до 2-5 А/см и 0,016-0.02 кг/ч на 1 А тока разряда соответственно. 1 ил., 2 табл. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 С 21 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919208/02, (22) 14,01.91 (46) 15.12.92. Бюл, М 46 (71) Центральйый научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П.

Бардина (72) И. А. Савостьянов и Л. Н. Соколов (56) Экспресс-информация института Черметинформации, серйя 5, ферросплавное производство, вып. 1, "Восстановление мелких хромитовых руд в плазменно-дуговом реакторе."

Автореферат диссертации на соискание ученой степени к т.н. Фигеннова

М.В. ИМЕТ им. А,А.Байкова AH СССР.

"Энергофизическйе и металлургические характеристики плазменно-дугового восстановительного реактора со стекающим слоем расплава, M., 1987. с, 13-15. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПЛАВЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОЙ ШИХТЫ В ПЕЧИ flOИзобретение относится к металлургии, к непрерывйой переработке мелко« дисперсных материалов в противдточной плазменной печи со стекающим слоем расплава, когда первоначальная обработка шихты начинается в разряде цент- . рального электрода, управляемого магнитной системой, продолжается в слое жидкого расплава стекающего по стенке реактора и диафрагмы, при падении расплава в керамическую ванну, где подвергается воздействи.ю трех дуговых или струйных плазмотронов.

„, 42„„1781306 А1

СТОЯННОГО ТОКА СО СТЕКАЮЩИМ СЛОЕМ РАСПЛАВА (57) Изобретение относится к металлургии.

В рабочую камеру перед подачей шихты загружают металлолом из расчета получения расплава в. ней в количестве 1/2 — 3/4 емкости ванны, затем йрогревают ванйу расплава и футеровку до температуры

T1=1500-1700 С и Т2=1600-1800 С соответствеййо. При скорости газа-носителя на выходе из катода центрального электрода в пределах 0,05-0,5 м/с включают центральный электрод при плотности тока в катоде

2-5A/ñì втечение 5-10 мин, а затем выво2 дят на рабочий режим в течение 5-15 мин прй плотности тока 15-28 А/см и при мас совой скорости подачи шихты. в пределах )

0,016-0,14 кг/ч. на 1 А тока разряда в реакторе, При выпуске расплава уменьшают плотность тока и массовую скорость подачи шихты до 2-5 А/см и 0,016-0,02 кг/ч на 1 А тока разряда соответственно. 1 ил,, 2 табл.

00 бд

Известен способ восстановления мел- (.,) ких хромитовых руд в плазменно-дуговом Ос реакторе, мелкие хромовые руды смешивали с соответствующим количеством углеродистых восстановителей и флюсующих добавок, высушивали и нагревали до температуры 800 С при прохождении через вращающуюся печь предварительного на- грева со скоростью 10 кг/час, что соответст- - вует времени пребывания в печи 3 мин, предварительный нагрев шихты ускоряет восстановительные реакции, Предварительно нагретая Шихта под действием силы тя1781306 жести падает через колонку реактора, где пройсходит восстановление окислов железа в противотоке восстановительных газов, образующихся в плазменной зоне, Температура в нижней части реакционной колонки 1600 С. При прохождении через плазменной зону температура частиц достигает 2000 С и более. происходит их расплавление, и скорость реакций становится очень высокой. Металлическая и шлаковая фазы собираются на йодине, где происходит восстановление окиси хрома и оставшихся окислов железа. После этого металлическая и шлаковая фазы выпускаются через одно отверстие в чугунную изложницу, после затвердевания металл и шлак легко разделяются .

Недостатком способа является большой пылевынос из реактора до 107;, активное протекание химических реакций не только в зоне горения йлаэмейнои дуги, но и ниже, в вайне расплава.

Наиболее близким по техйической сути и достигаемому положительному эффекту является способ переработки мелкодисперсной шихты в йлазменно - дуговом восстановительном реактбре со стекающим слоем расплава.

Плавки проводйли прй веЮичйнах тока нижних плазмотронов в пределах 400-1200

А, ток разряда центрального электрода в реакторе изменяли в пределах 100 — 2000 А.

В качестве нлазмообразующйх газов использовали аргон, азот, природный газ, в качестве обрабатываемых материалoe — железорудный Оленегорский концейтрат, рудные концентраты никеля и кобальта производства комбината "Южуралнйкель".

Технологические плавки проводили при расходе сырья 4 r/ñåê, ток разряда в реакторе 900-1200 А, индукция магнитного поля

0,1 Тл. Восстановительные плавки товарной закиси никеля показали перспективность использования противоточного плазменного реактора со стекающим слоем расплава (ПРСР) для одностадийного производства качественного металла, минуя ста"дию электролитйческого передела, Так при восстановительной плавке й!О,метаном получен металл с содержанием S—

0,002%, P<0,005$, Н2 — 4,2 ppm, С вЂ” 0,01 .

Аналогичные результаты получены при восстановительных плавках кобальтового концентрата.

В результате получены следующие показатели: производительность 35 к/ч, расход восстановителя (СН4) 1.12 г/с; удельные энергозатраты 2,85 кВт . ° ч/кг; удельная производительность 700 т/м сут: полный энергетический КПД 0,32.

Пылевынос дисперсного материала не превышал 5,. Приходилось иногда останавливать процесс плавки из-за зарастания диафрагмы и реактора гарнисажем. То же

5 самое наблюдалось в рабочей камере печи.

Недостатком данного способа является зарастание гарнисажем реактора и рабочей камеры в начальный период плавки дисперсной шихты, что приводит к повышенному

10 расходу электроэнергии, повышенному пылевыносу восстановителя, в том числе, в виде дйсперсного углерода, снижение производительности, недостаточный прогрев рабочей камеры, реактора и катода

15 центрального электрода, что отрицательно сказывалось на ведении процесса плавки дисперсной шихты.

Целью изобретения является повышение производительности, уменьшение пы20 левыноса восстановителя с отходящими из реактора газами, снижение удельного расхода восстановителя и электроэнергии за счет уменьшения нарастания.

Поставленная цель достигается тем, что

25 перед подачей шихты в реактор в тигель рабочей камеры загружают металлолом из расчета получейия расплава в ней в количестве 0,5-0,75 емкости ванны, затем прогревают ванйу расплава и футеровку до

30 температуры T1=1500 — 1700 С и до Т2=

=1600 — 1800 С. соответственно после чего при скорости газа-носителя на выходе из катода центрального электрода в пределах

0,05 — 0,5 м/с включают центральный элект35 род и разогревают его при плотности тока в катоде 2 — 5 А/см в течение 5 — 10 мин, после г чего в течение 5 — 15 мин выводят печь на рабочий режим при плотности тока 15-28

А/см и массовой скорости подачи шихты

40 в пределах 0,016 — 0,14 кг/ч на 1 А тока разряда в реакторе, а при выпуске расплава уменьшают плотность тока и массовую скорость подачи шихты до 2-5 А/GM и

0,016-0,02 кг/ч на 1 А тока разряда, соответ45 ственно, Способ поясняется чертежом, Печь имеет питатель 1 со шнеком, с помощью которого шихта из питателя 1 подается в полость центрального электрода 2, 50 подача газа-носителя аргона показана стрелкой сверху. На торце центрального электрода расположен катод 3. Центральный электрод 2 имеет механизм перемещения 4, при этом электрод 2 через уплотнение

55. 5 вводится в реактор 6, вокруг которого расположена магнитная система 7, а внизу газовый коллектор 3, затем плазмотроны 9, которые через свод 10 вводятся в рабочее пространство рабочей камеры имеющей корпус 11, футеровку 12, подовый электрод

1781306

13 и компенсационный соленоид14. В ван- ветствовали практически нагреву металла не собирается на подине металл 15, а сверху 15 до.1500 С, а нагрев свыше 1800ОC и ивошлак16. М ж и

ыше привошлак 16 го я ежду плазмотронами 9 и ванной дил к частичному подплавлению ф () рят дуги 17. Цифрой 18 указано тигля 12. Благодаря нагреву ванны 15 и тигутеровки место ввода шихты, над которым цифрой 19 5 ля 12 до указанных выше температ р из-за показана дуга между катодом 3 и стенкой минимального охлаждения плазмообразуюреактора 6, Стрелками вниз показано на- щих газов из плазменных г 17 и авление р движения шихты на выходе из ющиеся из рабочей камеры газы имеют полости катода 3, а стрелками вверх показа- температуру не менее 1990 С. но направление движения газов, поднимаю- 10 Высокая температура отходящих из ращихся из рабочей камеры с плазмотронами бочей камеры газов позволяет не только за9. Указанные газы поднимают дисперсные жечь дугу 19, но и облегчает получение частицы шихты в зону горения разряда 19, стекающегослоярасплава,интенсифицирув которой шихта нагревается, плавится и ет процессы в нем, что позволяет получить плав 2 образующийся на стенке реактора 6 рас- 15 на стенке реактора минимальную то

0 стекает вниз, где происходит его гарнисажа, которая Снижает рабочее сечеческую 15. разделение на окисную фазу 16 и металли- ние реактора; увеличивает ск корость отходящих газов и пылевынос. Небольшая

Предлагаемый способ плавки дисперс- плотность тока 2-5 А/см сечения катода ной шихты на описанной выше установке 20 позволяет в течение 5 — 10 минут прогреть осуществляется при ниже приведенных па- катод 3, после чего выходят на рабочую раметрах и последовательности, плотность тока 2-5 А/см2.l Эт ка см . то позволило д к р очеи камеры 11 с кера- избежать налипания шихтовых материалов мическим тиглем 12 к приему стекающего при прогреве катода на нем. Сразу начинать расплава20имееточеньбольшоезначение, 25 с максимальной скорости подачи шихты так как ускоряет протекание физико-хими- нельзя, Поэтому экспериментально была усческих и массообменных процессов в обра- .тановлена масс ссовая скорость подачи шихты зующейся ванне окисного расплава 16 и в пределах 0,016 — 0,14 кг/ч на ампер тока металла 15. Образование гарнисажа в верх- разряда 19. При этом в течение 5 — 15 мин т ней части рабочей камеры. сравнимой по 30 образовывался стекающий слой расплава толщине с футеровкой 12, не наблюдается, 20 и стабилизировался температурный ретак как поверхность футеровки нагревалась жим плавки за 5 мин при массовой скоропредварительно до 1600-1800 С и сама слу- сти 0,016 кг/ч на 1 А тока 19 15 жилага ни р сажем на водоохлаждаемом кор- мин при максимальной cico н тока разряда и 15 н и скорости подачи и камеры . Для этого 35 шихты 0,14кг/часнаампертока разряда первоначально, до начала плавления дис- 19. При массовой скорости более 0,14 кг/час персной шихты из питателя 1, в тигель 12. на ампер тока разряда 19 резко увеличивалзагружали металлолом из расчета получе- ся nblllBBblHoc восстановит л 12

l расплава 5 без учета угара не стекал недостаточно прогретый расплав 20, менее 1/2 ее емкости, так как при меньших 40 что требовало дополнительных затрат элекзначениях очень сильна тепловая нагрузка троэнергии для интенсификации физико-хина подину тигля 12 и возможен ее срыв в мических и массообменных процессов в районе подового электрода 13, что недопу- ванне тигля 12, что также отрицательно скастимо, а если объем жидкой BBHHbl будет. зывалось на производительности. Прогрев более 3/4 емкости ванны тигля 12, то это 45 катода 3 реактора 6 обеспечивался незавиприводило к переполнению ванны тигля 12, симо от размеров за указанйые промежутки что также недопустимо, Таким образом, ин- времени, что получено эмпирически, тервал 0,5 — 0,75 выб ан эмпи ич р 0,5 — 0,75 бр эмпирически.. Подача газа-носителя как это показано

1500 †1

Прогрев ванны 15 до температуры на чертеже фиг. 2,должна составлять вели— ООС позволяет прогреть футеровку 50 чину обеспечивающую скорость газа-носитигля 12, контактирующую с металлом 15. теля на выходе из центрального электрода

Так как перепад температуры по высоте равную 20 отскорости восходящего пованны 15 может достигать 150ОС и учиты- тока газов из тигля 12, но не менее 0 05

1 %I вая, что температуры плавления стали, фер- м/с, когда пылевынос восстановителя рез350ОС и выше, то нижний 55 ко увеличивался. а обеспечение начальной росплавов - 1350 С е елен 1500 а в предел нагрева металла 15 практически on- скорости газа-носителя б 0 5 / ит ля олее, м с не ределен С, а верхний 1700 С, так целесообразно,так как при этом в началькак при более высокой температуре ухуд- ный момент плавки часть холодной шихты, шаются условия службы тигля 12. Нагрев минуя обработку в разряде 19, могут попафутеровки до температуры - 1600 С соот- дать в ванну 16, подстуживая ее. Так как

1781306 практически скорость восходящих плазмен- ле 11 рабочей камеры. зто позволило также ных газов из тигля 12 изменяется в пределах вести в дальнейшем плавку дисперсного

0 05-0 5 / ек до начала плавления диспер- сырья при оптимальном температурном ре19 и. сной шихты. Ограничение скорости газа-но- жиме. Облегчить зажигание разряда 9 и. сителя в начальный период включения 5 выход на рабочий режим при оптимальных позволило исключить пролет крупных час- значениях скорости газа-носителя, что снитиц шихты непосредственно в ванну 16. зило пылевынос или попадание крупных чаРабота центрального электрода 2 после стичек непосредственно в ванну расплава включения в "холостом" режиме без подачи 16, Так как в основном выносятся с отходяшихты менее 5 мин недостаточно для фик- 10 щими газами частички более легкого воссации разряда 19 магнитной системой 7, а стайовителя в виде углеродсодержащих работа свыше 10 минут, то есть пбсле разо- веществ, что уменьшает вынос его с отходя- . грева катода 3 нецелесообразна. Значения щими газами. Заявляемый способ позволил плотности тока 2-5. А/см выбрайы из тех снизить расход восстановителя по сравнесоображений, что при значениях плотности 15 нию со способом прототипом на 5-10 ; тока <2 А/см, горение разряда было не- снизить расходные коэффициенты шихты на устойчиво, а свыше 5 А/см вызывало повы- 3-6 ; снизить расход электроэнергии на шение тепловых потерь и большую 30-40 ; увеличить производительность тепловую нагрузку на стенку реактора при на 50 . разогрев к д азогреве катода 3. Интервал плотности то- 20 Ниже приводятся примеры осуществлека 15-28 А/см сечения катода 3 выбран из ния предлагаемого способа на печи постозначений предельной допустимой нагрузки янного тока со стекающим слоем расплава, на графитовый катод. При скорости газа-но- не исключающим других примеров, в обьесителя на выходе катода 3 менее 0,05 м/с ме изобретения (табл, 1 и 2). шихтабудетпопадатьвовстречныйпотоки 25 Пример 1. Способ осуществляли сразу на катод 3, что увеличивало пылевы- согласноспособупрототипустемотличием, нос до 5, вместо 0,8, При скорости что до приема стекающего вниз расплава газа-носителя>0,5м/ст.е. болеечем20 от 20, тигель 12 рабочей камеры 11 готовили. скорости высокотемпературных газов при Для чего на первом этапе в тигель загружали плавке дисперсной шихты равной 2,5 м/с, 30 шихту из расчета получения расплава в кочастицы с большой плотностью и размером личестве 0,5 — 0,75 обьема ванны, что было

>1 мм могут долетать в рабочую камеру, что определено экспериментально, также эмпиприводит к подстуживанию расплава 16.. рически были определены и температуры

Аналогичные результаты получены прогрева ванны металла и температура отпрактически при скорости отходящих газов 35 ходящих газов с точки зрения предотвращев реакторе 8 м/с, когда оптимальная ско- ния образования гарнисажа в нижней части рость газа-носителя с шихтой составляет печи и достаточности тепла с точки зрения

20 от скорости восходящего потока газа в проведения непрерывного процесса плавреакторе 5. ления шихты . Температура прогрева ванны

Снижение плотности тока до 2-5 A/см в 40 15 минимальная 1500 С, а максимальная катоде поддерживает его в йагретом состо- ограничена стойкостью футеровки и не преянии, а снижение массовой скорости подачи вышает 1700 С. В диапазоне температуры о шихты до 0,016 — 0,02 кг/ч на ампер разряда отходящих из рабочей камеры газов в пре19, позволяет поддерживать стекающую делах 1650-1900 С зажигание разряда 19 и плену расплава 20 и непрерывность процес- 45 прогрев стекающего вниз расплава 20 проса. При меньших значениях массовой скоро- водятся достаточно хорошо без подстужисти подачи шихты при выпусках расплавов . вания ванны.15и 16, что предотвратило при

15 и 16 из печи меняется режим горения проведении плавления образование гарниразряда 19, что не позволяет после выпуска сажа (настыли) на подине печи, что может металла 15 и шлака 16 из печи резко увели- 50 привести к затруднению выпуска расплавов чисть режим как токовый, так и массовой 15 и 16 из тигля 12. При температуре газов о скорости подачи шихты, что отрицательно в верхней части рабочей камеры >1900 С сказалось бы на производительности и дру- наряду с подплавлением вверху футеровки гих показателях плавки. 3а счет предвари- 12 получаем большие потери тепла, так как тельной подготовки рабочей камеры 12 с 55 верхняячасть реактора 6работаеткакхолофутеровкой 11 и плазмотронами 9, заключа- дильник. После того, как включили плазмотющейся в подготовке ванны расплава 15 и роны 9, в реактор через полость электрода

16 для приема расплава 20 и исключения 2 и катода 3 подавали газ-носитель аргон со подстуживания и образования настывания скоростью 0,05 — 0,5 м/с, что соответствовагарнисажа в нижней части установки, в тиг- ло скорости восходящих из рабочей камеры

1781306 вителя, оптимальному температурному режиму плавки по сравнению со способом прототипом, уменьшению угара, расходный коэффициент электроэнергии снизился на

11 газов с температурой 1650-1900 С. Температура футеровки 12 изменялась в пределах 1600-1800 С.

После того как были достигнуты указанные выше параметры с помощью трех плазмотронов 9. Ток 800-1000А, напряжение

200-300 вольт. Производили включение центрального электрода 2,.дуга загоралась между катодом 3 и стенкой реактора 6, при

30 — 40% и составил при восстановительной плавке никеля 1,71-1,95 кВт ч/кг.

В процессе плавки дисперсной шихты с твердым углеродсодержащим восстановителем (уголь) получали отходящие газы с этом дуга управлялась магнитным полем со- 10 низкой степенью взрывоопасности по сравленоида 7, при значениях плотности тока . нению со способом прототипом при более

2-5 А/см что было определено эмпирйче- эффективном использовании восстановитег ски и прогревали минимум 5 минут и по ля. Установлено, что при выпуске массовую прошествии не более 10 мин плотность скорость подачи шихты необходимо снитока в катоде 3 увеличивали до значений 15 жатьдоуровня 0,016-0,02 кг/ч на1Аразря15-28 А/см сечения катода 3, после чего да 19 при плотности тока в катоде 3 не менее начинали подачу шихты с минимума 0,016 2-5 А/см, что резко снижало избыточное г кг/ч на ампер тока разряда 19 с постепен- давление в тигле 12 с 250-350 мм вод.ст, и ным выходом на максимальную массовую выше до 50 — 100.мм вод. ст. После выпуска металла 15 и шлака 16 проводят плавку

20 скорость подачи шихты на что практически реально уходило 5-15 мин в зависимости от состава шихты и качества восстайовителя;

Процесс плавки шел непрерывно даже в условиях замены катодов плазмотронов 9 и катода 3 центрального электрода 2. Контдисперсной шихты при максимальной токовой нагрузке и массовой скорости подачи шихты 0,12 — 0,14 кг/час на ампер тока разряда 19 и при плотностях тока 25 — 28 А/см г в катоде 3, Все это позволило увеличить

25 роль за катодом 3 осуществляли через гляделку над реактором 6, что легко делалось за счет значительно большего диаметра катода 3, чем электрода 2, минимум в 1,5-2 производительность процесса минимум на

50% по сравнению со способом прототипом.

Предлагаемый способ плавки может раза, но не более чем в 3 раза.. 30 быть использован для восстановительной

При выпуске расплавов 15 и 16 величину плотности тока в катоде 3 уменьшали со значений 2-5 А/см и номинальную подачу шихты осуществляли с массовой скоростью плавки оксидов, концентратов и других материалов без их сложной предварительной подготовки.

Экономический эффект от переработки

0,016 — 0,02 кг/час на ампер разряда 19. Это позволило минимизировать потери шихты .при непрерывном процессе плавки и периодических выпусках расплавов 15 и 16, что дало экономию шихты 5 — 6% по сравнению

35 напрямуюдисперсных материалов составит увеличение производительности на 50% и более, снижение удельных энергозатрат на

30 — 40%; снижение удельного расхода восстановителя на 5 — 10%.

40 со способом прототи поги

Формула изобретения

Способ непрерывного плавления дисБлагодаря ведению процесса плавки при заявленных параметрах снизился выперсной шихты в печи постоянного тока со стекающим слоем расплава, включающий загрузку в питатель шихты, содержащей нос восстановителя углеродсодержащего на 5-10%. Эмпирически было опоелелено. твердый углеродсодержащий восстановикак это показано на чертеже; что наиболее рациональной скоростью газа-носителя, при .любых практически скоростях тель, последующую ее подачу с газом-носителем через осевую полость центрального

20% от скорости в восходящем встречном

50 персной шихты в зону горения разряда между стенкой реактора (диафрагмой) и катодом центрального электрода, нагрев, потоке, что позволило снизить вынос восстановителя с отходящими газами, уменьшить его удельный расход на 5-10% по сравнению со способом прототипом, где наплавление и отбрасывание шихты разрядом на стенку реактора, стекание расплава по блюдался очень сильный вынос с отходящи55 стенке реактора к диафрагме в огнеупорный тигель рабочей камеры, довосстановление, разделение фаз, рафинирование и выпуск металла и шлака из печи, о т л и ч а ю щ и йми газами дисперсного углерода — продукта разложения природного газа.

Благодаря отсутствию нарастания гарс я тем, что, с целью повышения производительности, уменьшение пылевыноса восстанисажа, минимальному подстуживанию ванны, лучшему использованию восстано. восходящего потока высокотемпературных электрода внутрь реактора навстречу пото. газов, является значение ее скорости кувысокотемпературных газов, подьемдис1781306

Таблица

Влияние .nàðàìåòðîâ плавки на процесс переплава дисперснод шихты 4

О1 ° кг/час й, массовая скор.подачи вмхты т„ с футер.

8 ° расплава

V, и/с гаэоно сителя

Опыт

С, ед. эагруэки тнг,1, д/сит ра эогрев катода

1э

А/смэ рабочая плотность тока е, н мин. раб, рехим реа ктора эоева ля

1 0 3

1400

15CG G,С3

2 3 IC 3 О,С13

2 03 1400 1500 003

t.

2" 5 15 5 014 .!. 3 0,5 1500 1600 0,05

4 0,62 1600 1700 0,25

5 О,75 170О"" !800 с,5 б 0,9 1800 1900 О, 75

3 ° 5 7 21,5 10 0,08

5 1с 28 15 с,14

Е 13 35 20 0,18

7 о,3 !5!to 1боо 0, 26 4 Е 20 12 с, 13

8 0,53 1400 1500 0,3 - 3,5 6 26 10 0 14

9 0,6 1500 16CC 0,01 2 ° 7 7 25

Е 0,14

10 0,57 . 1600 1700 0,42 10 7 24

14 О, 14

t1 0,56 1600 1700 0,41 4,6 3 21,5

Е 0,13

10 10 014

12 0,68 1600 1700

13 0,7 1600 1700 о,48 4,Å Е

0,39 3,7 9

265 3 . 014

14 071 1600 17СО 04 35

15 0,67 1600 1700 0,35 . 4,0

25,4

IС C,С2

13 0,18

7,9

7 ° 5

26 I 20 014

16 0,59 1600 1700 0,32 4,3

7,1

17 О;55 1600 1700 0,45 4,7 7,0 32!

5 0,14

18 0,52 1600 1700 0,43 4,6 13 25,1 12 0,14

19 0,9 1600 17GC 0,4

20 0,65 1600 1700 С,43

4,1 е

6,7

7,5

10 0,14

15 С,!4

21.5

21 0,67 1бОО .1700 0,3 3,5 10

5 С,G16

50 8 15 5 GCt3

22 О, 78 1600 1700

0,45

0,45

23 0,65 1800 1900

4i0

28 . 15 0 14

11 новителя с отходящими из реактора газами, снижения удельного расхода восстановителя и электроэнергии за счет уменьшения нарастания перед подачей шихты в реактор, в тигель рабочей камеры загружают 5 металлолом из расчета получения расплава в ней в количестве 0,5-0,75 емкости ванны. затем прогревают ванну расплава и футеровку до температуры Т3=15001700 С и до Тг-1600-1800 С соответствен- 10 но, после чего при скорости газа-носителя на выходе из катода центральйого электрода в пределах 0,05-0,5 м/с включают центральный электрод и разогревают его npu плотности тока в катоде 2-5А/см втечение г

5-10 мин; после чего в течение 5-.15 мин выводят печь на рабочий режим при плотности тока 15-28 А/см . и массовой скорости подачи шихты в йределах 0,016-0,14 кг/ч на 1 А тока разряда в реакторе, а при выпуске расплава уменьшают плотность тока и массовую скорость подачи шихты до

2-5 А/см и 0,016-0,02 кг/ч на 1 А тока разряда соответственно, 13

1781306

Опыт

С,2 позыв. пр-ти

Снижение расхода,ь

Примечания

Ь, мм гарнисзж. пыпевынос восстзновитевосстановителя эл.энергии гя

Варас.. Е,c печь

3 zc-Зс

0,8

8,8

4 5-10

5 1-5

10,1

9,Е

6,2 0,37

C,36

1,5

26 48

7 2С-30

9,2

О, 35.

1СС-2СС

0,4

Е,4

9 20-30

10 5-10

10,0

8,7

0,38

5-10

9 8

35 о,зе

12 75-100

7,6

23 29

0,35

14 5-1С !

5 80-140

0,48

0,4

4,8

40

С,ЗЕ

9,0

38 50

43 51

С,4

9 ° 5

9,0

19 5-10

20 5-1С

0,4

0,4

10,0

С,С5-0,1 11,0

О,С5

12,0

34 49;5

0,95

23 1-5

6,7

16 5-!О

17

18 5-1С

М

Катоде в стадии разработок (графит).

Продолжение табл.1

Нет Нижняя часть реактора и тигель зарастают гарнисаженпроцесс Прекращается

Процесс неосуществин из-за отрыва дуги

62 Повышение производительности.

Режим оптимален

51 Режим оптимален

75 Режим оптимален

39 Выход иэ строя катода В течение нескольких часов (3) футеровка рабочего тигля. сильно плавится; Выходит иэ строя

Напав загрузка тигля металлоломом - воздействия дуги на подину

21 Зарастают гарнисажем стенки печи на подине застыл ноу талл

25 Сильный пылевынос твердого восстановителя

Снижение стойкости катода до

2" раз. Большой ток разогрева

Расход катодов увеличивается на 502, малое время прогрева катода

Малая плотность тока раэрядав реакторе

Отрыв дуги, увеличить время выхода на рабочий режим

Низкая производительность

Высокая нассовая скорость подачи шихты

55 О ень долго выходили на рабочий ремни

Разрушается катод, очень быстро (нет подходящего графита) Большое вреия разогрева,наблюдение визуальное

Выпуск металла из печи до выхода реактора на рабочий ражих

Большой ток разогрева катода наблюдение визуальн

Спти ал f43/I ассовая скорость для начала подачи IwxThf но очень мала в рабочем режиме

Повышенная тепловая нагрузка, Повышенный расход эл.энергии

Сильный нагрев расплава и футеровки

1781306

Таблица 2

Примечание

Производительность

Пример

Вып ск асплава из печи

Катод

G, кг/час х А

I, А/см

0,010

Обрыв дуги, процесс прерывается

Стекание расплава по стенке реактора еле заметно

Стекание расплава по стенкам реактора слабое, пылегазовые выбросы через сливное отверстие незначительны.

Сильные пылегазовые выбросы из сливного отверстия, затягивается выпуск расплава

Происходит нарост гарнисажа на стенке реактора, стекание расплава практически не наблю ается

Уменьшилась 810

Оптимальна

Остывает

Горячий

0,016

3,5

0,018

0,020

Уменьшилась 6%

Уменьшилась 3%

0,030

0,018

7 10

Уменьшилась 4 о

Уменьшилась 5%

0,010

0,010 .

7

&з

Влияние параметров массовой скорости подачи шихты и плотности тока при выпуске расплава на показатели процесса плавки