RU2258759C1 - Пирометаллургическая установка для обогащения титанокремнеземистых концентратов - Google Patents
Пирометаллургическая установка для обогащения титанокремнеземистых концентратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258759C1 RU2258759C1 RU2004115049/02A RU2004115049A RU2258759C1 RU 2258759 C1 RU2258759 C1 RU 2258759C1 RU 2004115049/02 A RU2004115049/02 A RU 2004115049/02A RU 2004115049 A RU2004115049 A RU 2004115049A RU 2258759 C1 RU2258759 C1 RU 2258759C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- electrode
- diameter
- cylinder
- conductive channel
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical group [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ti] Chemical compound [Si].[Ti] UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007713 directional crystallization Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000003238 silicate melt Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пирометаллургической технологии и используется в основном при обогащении титано-кремнеземистых концентратов. Пирометаллургическая установка содержит цилиндрический корпус печи, блок питания и графитизированный электрод, установленный в печи через отверстие свода. Установка снабжена транспортным средством и приспособлением для формирования токопроводящего канала, выполненного в виде цилиндра с радиальными ребрами, внутренний диаметр которого равен двум диаметрам электрода, и установленного на дне печи. Графитизированный электрод установлен в корпусе печи коаксиально при соотношении внутреннего диаметра печи к диаметру электрода, равном 2:8, при этом корпус печи выполнен в виде водоохлаждаемого кристаллизатора, установлен на транспортном средстве и подключен к минусу, а электрод - к плюсу блока питания постоянного тока. Радиальные пластины приспособления для формирования токопроводящего канала жестко соединены с цилиндром, причем длина двух радиальных пластин плюс наружный диаметр цилиндра соответствует внутреннему диаметру печи. Изобретение позволяет в начальный период плавки снизить вероятность поломки электродов с соответствующим снижением технико-экономических показателей плавки в целом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к пирометаллургической технологии и используется в основном при обогащении титано-кремнеземистых концентратов.
Известна установка дуговой трехфазной электропечи, на которой был опробован "Способ обогащения титано-кремнистых концентратов" по патенту №2220222 С1 с приоритетом от 16.09.2002 г., основанный на создании на дне печи слоя жидкого металла, на который подают шихту титано-кремнеземистого концентрата и расплавлении его на две раздельные по плотности жидкие фазы, содержащая цилиндрический корпус, свод, через отверстия которого пропущены графитизированные электроды, и блок питания, подключенный к графитизированным электродам (см., например, "Технология металлов и конструкционные материалы." под редакцией проф. Б.А.Кузьмина, Москва, "Машиностроение", 1989 г., стр.70, рис.4.7).
Данная установка является прототипом.
Недостаток известной установки состоит в том, что в процессе плавки наблюдается повышенный пылеунос, отсутствует активное перемешивание расплава и наблюдается повышенный удельный расход электродов.
Наиболее напряженным этапом плавки является начальный период плавки, когда дуги горят неустойчиво и требуется более высокое напряжение холостого хода трансформатора, вызывающее сильную вибрацию электродов и электрододержателей, что увеличивает вероятность поломки электродов с соответствующим снижением технико-экономических показателей плавки в целом.
Предложенное изобретение свободно от вышеперечисленных недостатков.
Пирометаллургическая установка для обогащения титано-кремнеземистых концентратов, содержащая цилиндрический корпус печи, блок питания и графитизированный электрод, установленный в печи через отверстие свода, отличающаяся тем, что она снабжена транспортным средством и приспособлением для формирования токопроводящего канала, выполненного в виде цилиндра с радиальными ребрами, внутренний диаметр которого равен двум диаметрам электрода, и установленного на дне печи, причем графитизированный электрод установлен в корпусе печи коаксиально при соотношении внутреннего диаметра печи к диаметру электрода, равном 2:8, при этом корпус печи выполнен в виде водоохлаждаемого кристаллизатора, установлен на транспортном средстве и подключен к минусу, а электрод - к плюсу блока питания постоянного тока, причем приспособление для создания токопроводящего канала выполнено в виде цилиндра, жестко соединенного с радиальными пластинами, при этом сумма длин двух радиальных пластин плюс диаметр цилиндра равна внутреннему диаметру цилиндрической печи, выполненной в виде водоохлаждаемого кристаллизатора.
Использование данной печи постоянного тока уменьшает пылеобразование из-за отсутствия магнитогидродинамических пульсаций давления и устраняет растворение материала футеровки в продуктах плавки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 схематично изображена пиротехническая установка, предназначенная для обогащения титановых концентратов. На фиг.2 схематично изображено приспособление для формирования токопроводящего канала, расположенного на дне водоохлаждаемого кристаллизатора. На фиг.3 изображен вид сверху приспособления для формирования токопроводящего канала.
Обозначения на чертеже следующие.
На транспортном средстве, выполненном в виде тележки 1 с тросовым приводом, установлен водоохлаждаемый кристаллизатор 2 из меди, электрически связанный через блок питания 3 постоянного тока с графитизированным электродом 4, причем минус блока питания 3 подключен к водоохлаждаемому кристаллизатору 2, а плюс - к графитизированому электроду 4, установленному коаксиально через отверстие свода 5 водоохлаждаемому кристаллизатору 2. Пиротехническая установка дополнительно снабжена приводом 6 возвратно-поступательного движения графитизированного электрода 4, приводом 7 перемещения водоохлаждаемого свода 5 и приспособлением для формирования токопроводящего канала, выполненного в виде полого цилиндра 8, жестко соединенного с радиальными пластинами 9, причем сумма двух радиальных пластин 9 и диаметра полого цилиндра 8 равна внутреннему диаметру водоохлаждаемого кристаллизатора 2. Соотношение внутреннего диаметра кристаллизатора к диаметру электрода, равное 2-8, выбрано из условия оптимизации процесса плавки концентрата в печи. При соотношении, меньшем 2-х, возникает перегрев электрода из-за превышения допустимой плотности тока в электроде. При соотношении, большем 8-ми, становятся недопустимо большими потери тепла теплопроводностью по телу массивного электрода.
Установка работает следующим образом.
В плавильном отделении с помощью крана опускают на дно водоохлаждаемого кристаллизатора 2, установленного на тележке 1 и находящегося в зоне подготовки водоохлаждаемого кристаллизатора 2 к плавке, приспособление для формирования токопроводящего канала. В полый цилиндр 8 засыпают исходную шихту с содержанием коксика не менее 33% от массы концентрата, которая является основой токопроводящего канала, а в сектора, образованные радиальными пластинами 9, наружной поверхностью полого цилиндра 8 и внутренней поверхностью водоохлаждаемого кристаллизатора 2, заполняют исходной шихтой с содержанием коксика 5-6% от массы концентрата, которая при комнатной температуре не электропроводна. Диаметр токопроводящего канала, соответствующий внутреннему диаметру полого цилиндра 8, пропорционален внутреннему диаметру водоохлаждаемого кристаллизатора 2:
Двнутр. цилин.=К×Дкрист., где К=((%С)шихта)×(%С)канал)0,5
Например, при диаметре водоохлаждаемого кристаллизатора 2, равному 1,6 м, диаметре графитизированного электрода 350 см и концентрациях коксика в рабочей шихте и в шихте электропроводного канала, равным 6% и 33%, соответственно диаметр токопроводящего канала составит 0,714 м. Диаметр токопроводящего канала можно принять примерно равным удвоенному диаметру графитизированного электрода 4. После заполнения пустот приспособления для формирования токопроводящего канала составами шихты его извлекают из водоохлаждаемого кристаллизатора 2. Подготовленный водоохлаждаемый кристаллизатор 2 закатывают на рабочее место и сверху с помощью привода 7 его перекрывают водохлаждаемым сводом 5. После уплотнения зазора между сводом и кристаллизатором включают газоочистку печи, блок питания 3 устанавливают на максимальную мощность, равную 3000 Вт/ч, графитизированный электрод 4 с помощью привода 6 опускают до соприкосновения с шихтой на дне кристаллизатора и зажигания устойчивой дуги при напряжении холостого хода блока питания 3, равном 300 В, и токе, равным 10 кА. По мере проплавления токопроводящего канала снижают напряжение до 150 В, а силу тока увеличивают до 20 кА и продолжают плавку до появления жидкой фазы кремнеземистого шлака, в которую заглублена часть графитизированного электрода 4. После этого снижают напряжение до 75 В, а силу тока увеличивают до 40 кА и продолжают плавку до появления полностью жидкой фазы кремнеземистого шлака. Весь процесс плавки шихты в кристаллизаторе длится 1,2-1,5 часа. После этого в печь подают шихту с содержанием 5-6% коксика и снижают потребляемую мощность. Загрузку печи осуществляют переодически, порциями по 50-150 кг, сообразуя подачу шихты с расходом электроэнергии и визуальным наблюдением за проплавлением шихты, не допуская "раскрытие" колошника, т.е. поверхность расплава должна быть закрыта слоем непроплавленной шихты. Одновременно с плавлением загружаемой исходной шихты осуществляют плавный подъем электрода. Длительность этого периода плавки составляет 11-12 часов.
Для выведения усадочной раковины титанистой части блока и создания ровной поверхности раздела титанистой и силикатной частей шлакового блока в конце плавки проводят постепенное уменьшение снимаемой мощности в течение 1,5-2 часов. При завершении плавки прекращается подача шихты в печь и проводится проплавление колошника печи для более полного осаждения капель титанистого шлака из силикатного шлака и соответственно для максимально возможного разделения титанистого и кремнистого шлаков. После окончания плавки печь обесточивается и кристаллизатор без отключения водяного охлаждения выкатывают и на его место закатывают другой кристаллизатор с подготовленным шихтовым слоем и начинают новую плавку. Длительность смены кристаллизатора должна быть максимально короткой для уменьшения простоев и сохранения физического тепла массивного электрода.
После выкатки из печи шлаковый блок охлаждается в кристаллизаторе при подаче воды 2-4 часа до температуры около 500 градусов для надежного затвердения всей массы блока, но не доводя до растрескивания его на отдельные фрагменты, а затем снимают с него кристаллизатор без отключения подачи в него воды. При этом непрореагировавшая шихта и частично гарнисаж осыпаются и собираются в специальный контейнер, куда засыпают также механически отделяемый гарнисажный слой, которые затем взвешиваются и подаются на следующую плавку. После чего на шлаковый блок краном одевается специальная транспортная оболочка с устройством захвата и слиток опускается набок. Со дна слитка также отбивается гарнисажный слой, который присоединяется к материалу бокового гарнисажа, затем слиток краном помещают на поддон, установленный на транспортной тележке, и вывозится в остывочный пролет, где происходит его остывание и последующая разделка.
Данная установка позволяет осуществить направленную кристаллизацию титанового шлака при наплавлении двухслойного шлакового слитка в водохлаждаемый кристаллизатор. При этом более тугоплавкие кристаллы оксидов титана кристаллизуются первыми и оттесняют более легкий силикатный расплав вверх, а сам процесс расслоения осуществляется при минимально возможной температуре, что само по себе способствует повышению концентрации оксидов титана в шлаке. Кроме того, проведение дуговой плавки при полярности минус на кристаллизаторе плюс на электроде вызывает дополнительное удаление вредных оксидов железа из шлака в металл, а оксида кремния - в улет в виде монооксида кремния из-за электролитических явлений. Кроме того, наличие постоянного электрического тока указанной полярности ускоряет оседание капель электропроводного титанистого шлака из силикатного шлака с преимущественно ионной проводимостью и уменьшает пылеобразование. Все вышеперечисленное позволяет поднять концентрацию оксидов титана до 91-95% без дополнительных мер по обогащению.
Claims (2)
1. Пирометаллургическая установка для обогащения титанокремнеземистых концентратов, содержащая цилиндрический корпус печи, блок питания и графитизированный электрод, установленный в печи через отверстие свода, отличающаяся тем, что она снабжена транспортным средством и приспособлением для формирования токопроводящего канала, выполненного в виде цилиндра с радиальными ребрами, внутренний диаметр которого равен двум диаметрам электрода, и установленного на дне печи, причем графитизированный электрод установлен в корпусе печи коаксиально при соотношении внутреннего диаметра печи и диаметра электрода, равном 2:8, при этом корпус печи выполнен в виде водоохлаждаемого кристаллизатора, установлен на транспортном средстве и подключен к минусу, а электрод - к плюсу блока питания постоянного тока.
2. Пирометаллургическая установка по п.1, отличающаяся тем, что радиальные пластины приспособления для формирования токопроводящего канала жестко соединены с цилиндром, причем длина двух радиальных пластин плюс наружный диаметр цилиндра соответствует внутреннему диаметру печи.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115049/02A RU2258759C1 (ru) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Пирометаллургическая установка для обогащения титанокремнеземистых концентратов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115049/02A RU2258759C1 (ru) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Пирометаллургическая установка для обогащения титанокремнеземистых концентратов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2258759C1 true RU2258759C1 (ru) | 2005-08-20 |
Family
ID=35846093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004115049/02A RU2258759C1 (ru) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Пирометаллургическая установка для обогащения титанокремнеземистых концентратов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2258759C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1479542A1 (ru) * | 1987-05-19 | 1989-05-15 | Институт черной металлургии | Способ производства титансодержащих лигатур |
| RU2220222C1 (ru) * | 2002-09-16 | 2003-12-27 | Баканов Виталий Константинович | Способ обогащения титанокремнистых концентратов |
-
2004
- 2004-05-19 RU RU2004115049/02A patent/RU2258759C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1479542A1 (ru) * | 1987-05-19 | 1989-05-15 | Институт черной металлургии | Способ производства титансодержащих лигатур |
| RU2220222C1 (ru) * | 2002-09-16 | 2003-12-27 | Баканов Виталий Константинович | Способ обогащения титанокремнистых концентратов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Технология металлов и конструктивные материалы. Под редакцией проф. Б.А.Кузьмина. М., Машиностроение, 1989, с.70, рис.4.7. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2021311179B2 (en) | Method for recovering valuable metal | |
| CN204417564U (zh) | 一种电渣重熔用的旋转结晶器 | |
| CN101076610B (zh) | 有色金属及其合金的废料或残渣的处理设备和方法 | |
| US4875985A (en) | Method and appparatus for producing titanium | |
| RU2258759C1 (ru) | Пирометаллургическая установка для обогащения титанокремнеземистых концентратов | |
| KR20180106352A (ko) | 금속분리를 위한 유도가열시스템 | |
| JP4263366B2 (ja) | 希土類磁石スクラップの溶解方法及び溶解装置 | |
| ES2964492T3 (es) | Horno de arco eléctrico | |
| US20240200873A1 (en) | Electric furnace and method for producing valuable metal | |
| RU2296165C2 (ru) | Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления | |
| US8917754B2 (en) | Aluminum melting apparatus | |
| JP3827508B2 (ja) | プラズマ溶融炉の起動方法 | |
| RU2296166C2 (ru) | Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления | |
| JP2023028122A (ja) | 有価金属の製造方法 | |
| RU2062802C1 (ru) | Установка для электрошлакового переплава | |
| JPH11219781A (ja) | 直流アーク炉の炉底電極の冷却構造 | |
| US2925636A (en) | Skull type furnace | |
| RU2258760C1 (ru) | Способ обогащения титанокремнеземистых концентратов | |
| JPS5840791A (ja) | 出滓方法 | |
| JP3974534B2 (ja) | 電気溶融炉の運転方法 | |
| JPH1019230A (ja) | ごみ焼却灰の溶融処理方法及びその溶融炉 | |
| RU2318876C1 (ru) | Устройство для прямого восстановления металлов | |
| SE438730B (sv) | Forfarande och anordning for smeltning och ev raffinering, samt varmhallning av sa erhallen smelta | |
| JP2023131572A (ja) | 電気炉の操業方法 | |
| JP2747983B2 (ja) | 都市ごみ焼却灰の溶融処理方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060520 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060520 |
|
| RZ4A | Other changes in the information about an invention |