RU2168463C2 - Способ получения карбида кальция - Google Patents
Способ получения карбида кальция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168463C2 RU2168463C2 RU99113756/12A RU99113756A RU2168463C2 RU 2168463 C2 RU2168463 C2 RU 2168463C2 RU 99113756/12 A RU99113756/12 A RU 99113756/12A RU 99113756 A RU99113756 A RU 99113756A RU 2168463 C2 RU2168463 C2 RU 2168463C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- calcium carbide
- ohm
- furnace
- electrode
- Prior art date
Links
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 title claims abstract description 29
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000036581 peripheral resistance Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 23
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 10
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 5
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении ацетилена. Готовят шихту из известняка с крупнокристаллической мраморизированной структурой (размер зерен кальцита 0,1-3 мм) и кокса. Шихту загружают в руднотермическую печь с круглой ванной, имеющей три электрода диаметром 350 мм. Плавление шихты ведут при периферийном сопротивлении электрода 1,17-1,67 Ом•см. Перед сливом расплав выдерживают 5-15 мин при периферийном сопротивлении 0,83-1,2 Ом•см. Выход высоколитражного карбида кальция 280-300 л/кг. Могут быть использованы электроды диаметром 400-500 мм. 2 табл.
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к технологии получения карбида кальция.
Известен способ получения карбида кальция в руднотермической печи путем плавления шихты, состоящей из извести, полученной путем предварительного обжига известняка в обжиговой печи, и углеродистого материала (кокса), включающий следующие стадии:
- составление шихты из извести и кокса при соотношении по крупности в пределах 1,9-2,0;
- загрузку полученной шихты в печь;
- подачу электроэнергии через электрод;
- сплавление шихты;
- слив расплава и переработку его до товарной продукции (Л.А. Кузнецов Производство карбида кальция, М.:Госхимиздат, 1954, с.26,41,104) (I).
- составление шихты из извести и кокса при соотношении по крупности в пределах 1,9-2,0;
- загрузку полученной шихты в печь;
- подачу электроэнергии через электрод;
- сплавление шихты;
- слив расплава и переработку его до товарной продукции (Л.А. Кузнецов Производство карбида кальция, М.:Госхимиздат, 1954, с.26,41,104) (I).
Недостатками способа являются сложность технологической схемы, нестабильность показателей качества вследствие колебаний степени обжига известняка (литраж получаемого карбида кальция 240-295 л/кг).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения карбида кальция согласно патенту России N 1806991, кл. С 01 В 31/32, заявл. 14.06.90, опубл. 07.04.93, Б.И. N 13 (III), включающий следующие стадии:
- составление шихты из мелкокристаллического известняка с размером зерен кальцита в его частицах 0,001-0,015 мм и кокса при массовом отношении известняка к коксу 2,8-3,2 и при отношении размеров их частиц 4,5-5,0;
- загрузку шихты в печь;
- подачу электроэнергии через электрод;
- сплавление шихты при поддержании заданного тока электрода и рабочей мощности печи перемещением электрода и/или переключением ступеней трансформатора;
слив расплава и переработку его до товарной продукции.
- составление шихты из мелкокристаллического известняка с размером зерен кальцита в его частицах 0,001-0,015 мм и кокса при массовом отношении известняка к коксу 2,8-3,2 и при отношении размеров их частиц 4,5-5,0;
- загрузку шихты в печь;
- подачу электроэнергии через электрод;
- сплавление шихты при поддержании заданного тока электрода и рабочей мощности печи перемещением электрода и/или переключением ступеней трансформатора;
слив расплава и переработку его до товарной продукции.
Литраж получаемого карбида кальция составляет 265-275 л/кг.
Согласно этому способу в качестве кальцийсодержащей породы используют пелитоморфные (мелкокристаллические) известняки, которые при быстром термическом нагреве с образованием извести не распадаются на мелкие куски. Подобные известняки по поведению при обжиге относятся к I или II классификационной группе. Известняки III группы - крупнокристаллические мраморизованные с размером зерен кальцита 0,1-3 мм не являются термически стойкими и при нагревании распадаются на мелкие куски. В результате уменьшается соотношение размеров кусков образующейся извести и кокса (который при нагреве не разрушается) до 0,5-1. Это отражается на результатах плавки.
Литраж сливаемого карбида кальция снижается до величин, недопустимых для товарного карбида кальция (менее 240 л/кг по ГОСТ 1460-81 с дополнениями). Выход продукта в пересчете на условный карбид - 250 л/кг составляет 96%. В результате вышеизложенного переработка термически нестойких известняков экономически не рентабельна.
Таким образом, недостатками прототипа являются:
- ограничение сырьевой базы производства карбида кальция;
- получение продукта второго сорта с нестабильными показателями по качеству.
- ограничение сырьевой базы производства карбида кальция;
- получение продукта второго сорта с нестабильными показателями по качеству.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы производства карбида кальция и увеличение выхода стандартного карбида кальция (250 л/кг) за счет получения высоколитражного карбида кальция.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в известном способе получения карбида кальция в руднотермической печи, включающем приготовление шихты из известняка и кокса при массовом отношении известняка к коксу 2,8-3,2 и при отношении размеров в печь, плавление шихты при поддержании заданного тока электрода и рабочей мощности печи путем перемещения и/или переключением ступеней напряжения трансформатора и периодический слив расплава,
плавление шихты ведут при периферийном сопротивлении электрода 1,17-1,67 Ом•см, а перед сливом расплав выдерживают в течение 5-15 мин при периферийном сопротивлении 0,83-1,2 Ом•см.
плавление шихты ведут при периферийном сопротивлении электрода 1,17-1,67 Ом•см, а перед сливом расплав выдерживают в течение 5-15 мин при периферийном сопротивлении 0,83-1,2 Ом•см.
Отличительными особенностями заявляемого способа являются величина периферийного сопротивления электрода на стадии плавления 1,17-1,67 Ом•cм, время выдержки расплава перед сливом и величина периферийного сопротивления электрода на стадии выдержки расплава 0,83-1,2 Ом•см.
Указанные отличия позволяют расширить сырьевую базу карбидного производства за счет возможности переработки термически нестойких известняков и увеличить выход карбида кальция в пересчете на условный карбид на 12-24% за счет получения высоколитражного карбида кальция по сравнению с переработкой термически нестойких известняков в условиях прототипа.
Периферийное сопротивление является фактором, характеризующим технологию плавки карбида кальция, и представляет собой
К=UПD/I Ом•см,
где U -напряжение на электроде, В;
I - сила тока на электроде, А;
D - диаметр электрода см (С.А. Миллер, Ацетилен, его свойства, получение и применение, т.1, Изд-во "Химия", 1969, с.210) (III).
К=UПD/I Ом•см,
где U -напряжение на электроде, В;
I - сила тока на электроде, А;
D - диаметр электрода см (С.А. Миллер, Ацетилен, его свойства, получение и применение, т.1, Изд-во "Химия", 1969, с.210) (III).
Определенные экспериментально оптимальные с точки зрения повышения качества карбида кальция значения периферийных сопротивлений электродов карбидной печи позволяют:
- выбрать оптимальный токовый электрический режим для получения высоколитражного продукта:
- определить при необходимости оптимальные размеры электродов, и следовательно, ванны печи.
- выбрать оптимальный токовый электрический режим для получения высоколитражного продукта:
- определить при необходимости оптимальные размеры электродов, и следовательно, ванны печи.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
При сплавлении известняка с коксом протекают реакции типа Т: Ж растворения извести и углеродистого материала в первичном карбидном расплаве
CaOТВ+(Ca2•CaO•С)ж---> (CaC2•2 CaO•C)ж; (1)
Скокса+(CaC2•CaO•С)ж---> (CaC2•2 CaO•Cдисп ж (2)
с накоплением в ванне печи низколитражного продукта. Особенно активно этот процесс протекает при нарушении размеров кусков сырья (много пыли и мелочи), отклонениях при дозировании. По этим причинам практически невозможно стабильно получать высоколитражный карбид кальция при использовании термически нестойких пород известняка.
CaOТВ+(Ca2•CaO•С)ж---> (CaC2•2 CaO•C)ж; (1)
Скокса+(CaC2•CaO•С)ж---> (CaC2•2 CaO•Cдисп ж (2)
с накоплением в ванне печи низколитражного продукта. Особенно активно этот процесс протекает при нарушении размеров кусков сырья (много пыли и мелочи), отклонениях при дозировании. По этим причинам практически невозможно стабильно получать высоколитражный карбид кальция при использовании термически нестойких пород известняка.
Одновременно в расплаве протекают реакции насыщения расплава карбидом кальция:
CaC2ж + CaOж ---> 2Ca + СО + C; (3)
2Ca + 2CДИСП ---> 2(CaC2)ж (4)
Для ускорения реакций (3) и( 4) в расплаве необходимо повысить температуру в реакционном тигле путем уменьшения доли энергии, идущей на образование низколитражного расплава.
CaC2ж + CaOж ---> 2Ca + СО + C; (3)
2Ca + 2CДИСП ---> 2(CaC2)ж (4)
Для ускорения реакций (3) и( 4) в расплаве необходимо повысить температуру в реакционном тигле путем уменьшения доли энергии, идущей на образование низколитражного расплава.
Это может быть достигнуто:
1) перемещением электрода к зоне расплава с изменением электрического режима на электроде или без изменения;
2) изменением диаметра электрода.
1) перемещением электрода к зоне расплава с изменением электрического режима на электроде или без изменения;
2) изменением диаметра электрода.
Ведение процесса получения карбида кальция при заявленных значениях периферийных сопротивлений электродов на стадии плавки и стадии выдержки расплава, а также времени выдержки расплава позволяет получить высоколитражный карбид кальция из термически нестойких известняков.
Пример 1. Для плавки карбида кальция на ОАО "Череповецкий Азот" использовали известняки с месторождения Смычка (г. Нижний Тагил) следующего состава, мас. %: CaO 55,7; MgO 0,43; SiO2 0,46; Al2O3 0,17; Fe2O3 0,26; P 0,015; S 0,02.
Эти химически чистые известняки имеют крупнокристаллическую частично мраморизованную структуру с размером зерен кальцита 0,1-3 мм и не обладают термической стойкостью.
Известняки крупностью 20-60 мм смешивали с коксом класса 10-25 мм (зольность - 12 мас.%, влага - не более 5 мас.%, остальное углерод в массовом соотношении 2,8-3,2 и при соотношении по крупности 4,5-5,0.
Плавку производили на карбидной печи с круглой ванной, имеющей три электрода диаметром 350 мм, установленная электрическая мощность печи 2,5 мВА, максимальный рабочий ток 14000 А, предел регулирования напряжения - 48-107 В.
Полученную смесь загружали в печь между электродами до уровня ванны печи. Процесс плавки вели непрерывно с периодическим сливом расплава через 1,6 ч в стальные изложницы.
Процесс плавки между сливами включал следующие стадии.
1. Осаживание прокаленной шихты после слива расплава при опущенных электродах.
2. Загрузка корректировки при необходимости;
3. Загрузка сырой шихты до уровня колошника.
3. Загрузка сырой шихты до уровня колошника.
4. Выход на рабочий режим и плавка при силе тока до 10000 А, напряжении 65-107 Вт и активной мощности 1,1-2 МВт. На этой стадии происходило накопление расплава, сопровождающееся подъемом электродов на 25-30 см. Образующийся расплав содержит <55% карбида (204 л/кг). Периферийное сопротивление электродов на этой стадии составляло 1,17-1,67 Ом•см.
5. перед сливом расплава опускали электроды, увеличивая токовую нагрузку до 14000 А, и выдерживали расплав в течение 5-15 мин. Периферийное сопротивление электродов на стадии выдержки расплава составляло 0,83-1,2 Ом•см.
Результаты экспериментов представлены в табл. 1.
Снижение токовой нагрузки на стадии плавки до 4136 А приводит к высокому положению электродов, развитию дугового режима и соответственно к спеканию шихты в верхней части ванны из-за выделения мощности между электродами, что не позволяет вести процесс в нормальном режиме через угольную подину.
Снижение токовой нагрузки на стадии прогрева расплава до 5495 А (увеличение периферийного сопротивления до 1,4 Ом•см) уменьшает количество тепла, выделяющегося в расплаве при прохождении тока по цепи "электрод - подина - электрод", увеличивая долю выделяемого в шихте между электродами. При этом режиме под электродом расплав из-за недостатка температуры может частично кристаллизоваться, затрудняя слив из-под всех трех фаз.
Увеличение токовых нагрузок (на стадии плавки до 7540 А и на стадии выдержки расплава до 9497 А) и уменьшение значений периферийного сопротивления соответственно до 1,02 Ом•см и 0,81 Ом•см при пониженной мощности (70 В) сопровождается снижением объема шихты, проплавляемой в реакционном пространстве под электродом. Из-за избытка мощности происходят перегрев и разложение части карбида кальция, т.е. снижаются производительность и качество карбида кальция.
При уменьшении выдержки расплава менее 5 мин не достигается стабильность показателей качества продукта.
Увеличение выдержки расплава более 15 мин может привести к снижению качества карбида вследствие диссоциации.
Определенный экспериментально диапазон значений периферийного сопротивления карбидных печей вне зависимости от мощности печи позволяет выбрать оптимальный электрический режим для получения высоколитражного продукта при различных диаметрах электрода, что проиллюстрировано в табл. 2.
Таким образом, заявляемый способ получения карбида кальция позволяет расширить сырьевую базу производства карбида кальция за счет возможности переработки термически нестойких известняков, повысить выход продукта путем получения высоколитражного продукта (до 280-300 л/кг), а также дает возможность определить при необходимости оптимальные размеры электродов, а следовательно, и ванны печи.
Claims (1)
- Способ получения карбида кальция в руднотермической печи, включающий приготовление шихты из известняка и кокса, загрузку шихты в печь, плавление шихты при поддержании заданных тока и рабочей мощности печи путем перемещения электрода и/или переключения ступеней трансформатора и периодический слив образовавшегося расплава, отличающийся тем, что плавление шихты ведут при периферийном сопротивлении электрода 1,17 - 1,67 Ом • см, а перед сливом расплав выдерживают в течение 5 - 15 мин при периферийном сопротивлении 0,83 - 1,2 Ом • см.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113756/12A RU2168463C2 (ru) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | Способ получения карбида кальция |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113756/12A RU2168463C2 (ru) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | Способ получения карбида кальция |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168463C2 true RU2168463C2 (ru) | 2001-06-10 |
| RU99113756A RU99113756A (ru) | 2001-06-27 |
Family
ID=20221819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99113756/12A RU2168463C2 (ru) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | Способ получения карбида кальция |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168463C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2255562A1 (ru) * | 1973-12-21 | 1975-07-18 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | |
| US4213955A (en) * | 1977-11-23 | 1980-07-22 | Union Carbide Corporation | Computerized process and apparatus for use with a submerged arc electric furnace to produce metallurgical products |
| EP0112325A2 (de) * | 1982-12-22 | 1984-06-27 | VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft | Anlage zur Erzeugung von Calciumcarbid |
| RU2040467C1 (ru) * | 1992-08-19 | 1995-07-25 | Юрий Григорьевич Ярославцев | Способ производства карбида кальция |
-
1999
- 1999-06-23 RU RU99113756/12A patent/RU2168463C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2255562A1 (ru) * | 1973-12-21 | 1975-07-18 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | |
| US4213955A (en) * | 1977-11-23 | 1980-07-22 | Union Carbide Corporation | Computerized process and apparatus for use with a submerged arc electric furnace to produce metallurgical products |
| EP0112325A2 (de) * | 1982-12-22 | 1984-06-27 | VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft | Anlage zur Erzeugung von Calciumcarbid |
| RU2040467C1 (ru) * | 1992-08-19 | 1995-07-25 | Юрий Григорьевич Ярославцев | Способ производства карбида кальция |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МИЛЛЕР С.А. Ацетилен, его свойства, получение и применение. Т. 1. - Л.: Химия, 1969, с. 208 - 210. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100327034B1 (ko) | 환원철펠렛의제조방법 | |
| US4124404A (en) | Steel slag cement and method for manufacturing same | |
| US6592647B2 (en) | Method for producing metallic iron | |
| JP6788655B2 (ja) | アルミン酸カルシウムの製造プロセス | |
| US4396422A (en) | Process for producing iron and refractory material | |
| FI70253B (fi) | Framstaellning av aluminium-kisellegeringar | |
| RU2168463C2 (ru) | Способ получения карбида кальция | |
| JPH0238545B2 (ru) | ||
| JPS58224132A (ja) | 熔鉱炉法によるアルミニウム製錬法 | |
| Mishra et al. | Synthesis of silicon carbide from rice husk in a packed bed arc reactor | |
| JP2003328022A (ja) | 溶鋼用脱硫剤及びその製造方法 | |
| AU2006335814B2 (en) | Method for manufacturing metallic iron | |
| JPH05339654A (ja) | 焼結鉱原料の前処理法および製鉄用焼結鉱原料 | |
| RU2228305C2 (ru) | Способ получения специальных видов клинкеров и сопутствующих металлов из отходов производств | |
| JPH05339653A (ja) | 焼結鉱原料の前処理法および製鉄用焼結鉱原料 | |
| US4289537A (en) | Method of producing cement | |
| JP2021084844A (ja) | 骨材の製造方法、粗骨材および細骨材 | |
| RU2171225C1 (ru) | Способ получения нормального электрокорунда | |
| JPH0827525A (ja) | 高結晶水鉱石を原料とする焼結鉱の製造方法 | |
| RU2068393C1 (ru) | Способ переработки лейкоксенового концентрата | |
| SU1643507A1 (ru) | Способ получени высокоогнеупорного плавленого материала | |
| JPH0867919A (ja) | リモナイト系鉱石を原料とする焼結鉱の製造方法 | |
| SU863661A1 (ru) | Способ производства безуглеродистых сплавов | |
| RU2188807C1 (ru) | Способ получения черного периклаза | |
| US3377177A (en) | Metallurgical furnace lining |