RU2380633C1 - Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy - Google Patents
Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380633C1 RU2380633C1 RU2008120855/02A RU2008120855A RU2380633C1 RU 2380633 C1 RU2380633 C1 RU 2380633C1 RU 2008120855/02 A RU2008120855/02 A RU 2008120855/02A RU 2008120855 A RU2008120855 A RU 2008120855A RU 2380633 C1 RU2380633 C1 RU 2380633C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- siphon
- liquid
- phase
- furnace
- windows
- Prior art date
Links
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 7
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 24
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 23
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 12
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 abstract 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 19
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 18
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 7
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 ores Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области производства качественных марганцевых ферросплавов из бедных концентратов (как, например, руд, отвальных шлаков, шламов и пылей), а также может найти свое применение для безкоксовой переработки бедных марганцевых руд и концентратов, а также техногенных отходов металлургии (конвертерных пылей, масляных шламов, конкреций морского шельфа и пр.).The present invention relates to the production of high-quality manganese ferroalloys from poor concentrates (such as ores, waste slag, sludge and dust), and can also be used for coke-free processing of poor manganese ores and concentrates, as well as industrial metallurgy wastes (converter dusts) , oil sludge, nodules of the sea shelf, etc.).
Традиционно во всем мире, например, бедные марганецсодержащие руды и техногенные отходы на ферромарганец последовательно перерабатывают в отражательной печи (конструкция широко известна специалистам), затем шлак переливают в электропечи, футерованные угольными блоками (патент Австралии кл. №254219, 15.4 и РЖ «Металлургия», 1967, №3), в которых ведут восстановительные плавки.Traditionally around the world, for example, poor manganese-containing ores and man-made waste for ferromanganese are subsequently processed in a baking oven (a design widely known to specialists), then slag is poured into electric furnaces lined with coal blocks (Australian patent, Cl. No. 254219, 15.4, and Metallurgy Russian Railways) , 1967, No. 3), in which lead smelting.
Недостаток известного вида оборудования:The disadvantage of this type of equipment:
- необходимость в использовании трех печных агрегатов, в каждом из которых выдерживается определенная температура;- the need to use three furnace units, in each of which a certain temperature is maintained;
- высокий расход энергоресурсов из-за потери тепла при транспортировке расплавов и значительной суммарной площади теплопроводящих поверхностей печных агрегатов;- high energy consumption due to heat loss during transportation of the melts and a significant total area of the heat-conducting surfaces of the furnace units;
- низкое сквозное использование марганца;- low through use of manganese;
- большие выбросы вредных веществ (пылей, диоксидов и пр.) в окружающую среду.- large emissions of harmful substances (dusts, dioxides, etc.) into the environment.
Известен печной агрегат для выплавки марганцевых ферросплавов, называемый в металлургии дуплекс-печью. Например, в а.с. 1038366 (МКИ: С21С 5/52, опубл. 30.08.83 г., Бюлл. №32) описана последовательная схема: загрузка бедных марганецсодержащих материалов в первую электропечь, а затем перегрузка продуктов плавки в следующую электропечь и их последующая плавка. Из-за широкой известности конструкции электропечей, их описание здесь не приводится.Known furnace unit for the smelting of manganese ferroalloys, called in metallurgy a duplex furnace. For example, in A.S. 1038366 (MKI: C21C 5/52, published on 08.30.83, Bull. No. 32) describes a sequential scheme: loading poor manganese-containing materials into the first electric furnace, and then reloading the melting products into the next electric furnace and their subsequent melting. Due to the wide popularity of the design of electric furnaces, their description is not given here.
Недостатки этого технического решения:The disadvantages of this technical solution:
- высокое энергопотребление (до 1000 кВтч электроэнергии на тонну передельного марганцовистого шлака);- high energy consumption (up to 1000 kWh of electricity per tonne of redistributed manganese slag);
- повышенные потери марганца с попутным металлом (до 20%);- increased losses of manganese with associated metal (up to 20%);
- низкая востребованность получаемого попутного металла;- low demand for the associated metal;
- низкая степень извлечения марганца из передельного шлака в ферромарганец;- low degree of extraction of manganese from the slag in ferromanganese;
- высокая кратность шлака.- high slag ratio.
Общим недостатком обоих известных печных агрегатов является то, что эти агрегаты способны работать удовлетворительно (с точки зрения технико-экономических показателей) только в случае предварительной подготовки шихты (сушки агломерации, брикетировании, грануляции и т.п.);A common drawback of both known furnace units is that these units are able to work satisfactorily (from the point of view of technical and economic indicators) only in case of preliminary preparation of the mixture (drying of sintering, briquetting, granulation, etc.);
при точном согласовании времени загрузки, пребывания и выгрузки материала по каждому агрегату дуплекс-процесса; при включении в схему сложной системы газоочистных установок (так как процесс сопряжен со значительными выбросами мелкодисперсных материалов и диоксидов в окружающую среду).with exact coordination of the time of loading, staying and unloading of material for each unit of the duplex process; when a complex system of gas treatment plants is included in the scheme (since the process is associated with significant emissions of finely dispersed materials and dioxides into the environment).
Известны печные агрегаты для дуплекс-процессов, как, например, для переработки мелкодисперсных окисленных бедных никельсодержащих руд. В этих агрегатах устранены вышеперечисленные недостатки, в том числе недостатки приведенных известных дуплекс-печей. Наиболее прогрессивный агрегат описан в патенте РФ №234888 по заявке №2006109262 от 24.03.2006 г. (авторы Салихов З.Г., Щетинин А.П., Ишметьев Е.Н.) на «Печь Ванюкова для плавки материалов, содержащих цветные и черные металлы».Known furnace units for duplex processes, such as, for example, for the processing of finely divided oxidized poor nickel-containing ores. In these units, the above disadvantages are eliminated, including the disadvantages of the above known duplex furnaces. The most progressive unit is described in RF patent No. 234888 for application No. 2006109262 dated March 24, 2006 (authors Salikhov Z.G., Schetinin A.P., Ishmetyev E.N.) on “Vanyukov’s furnace for melting materials containing colored and black metals".
Это техническое решение принято за прототип заявляемого изобретения как наиболее близкое по назначению и достигаемым положительным техническим результатам.This technical solution is taken as a prototype of the claimed invention as the closest in purpose and achieved positive technical results.
Прототип по существу представляет из себя последовательно соединенные или сообщающиеся два печных агрегата: печь Ванюкова и электродуговую печь, незначительные изменения конструкции которых могут быть потребованы в зависимости от назначения рассматриваемого типа дуплекс-печи и достигаемых положительных результатов.The prototype essentially consists of two furnace units connected in series or connected: a Vanyukov furnace and an electric arc furnace, minor structural changes of which may be required depending on the purpose of the type of duplex furnace in question and the achieved positive results.
Печь Ванюкова по прототипу содержит:The prototype Vanyukov’s furnace contains:
- жидкофазную плавильную шахту с кессонированными поясами с нижним и верхним рядами фурм;- liquid-phase smelter with coffered belts with lower and upper rows of tuyeres;
- патрубки для загрузки шихты и отвода печных газов на своде и отверстия для отвода жидкого металла;- pipes for loading the charge and removal of furnace gases on the arch and openings for the removal of liquid metal;
- наклонную или ступенчатую подину;- inclined or stepped hearth;
- перегородку с нижним окном или окнами для перетекания шлакового расплава в сифон;- a partition with a bottom window or windows for the flow of slag melt into a siphon;
- на своде сифона установлен(ы) электрод(ы) с возможностью перемещения;- an electrode (s) is installed on the siphon arch (s) with the possibility of movement;
- канал(ы) для выпуска шлаковой и металлической составляющих расплава из нижней части сифона.- channel (s) for the release of slag and metal components of the melt from the bottom of the siphon.
К недостаткам прототипа относятся:The disadvantages of the prototype include:
- большая суммарная площадь поверхностей агрегата и связанные с этим потери тепла (размеры восстановительной камеры сопоставимы или даже больше размеров плавильной камеры);- a large total surface area of the unit and the associated heat loss (the size of the recovery chamber is comparable or even larger than the size of the melting chamber);
- недостаточная утилизация тепла окисления газов СО, выделяющихся при работе сифона в режиме электродуговой печи (для изменения вязкости шлака на границе разделения металла и шлака);- insufficient utilization of the heat of oxidation of CO gases released during the operation of the siphon in an electric arc furnace mode (to change the slag viscosity at the metal-slag separation boundary);
- значительное количество выбросов СО (диоксида) из сифона в окружающую среду;- a significant amount of emissions of CO (dioxide) from the siphon into the environment;
- потребности в углеродсодержащем материале (кокс или угль) при получении передельного марганцевого шлака или ферромарганца;- the need for a carbon-containing material (coke or coal) upon receipt of conversion manganese slag or ferromanganese;
- большой объем невостребованного синтетического чугуна или требующего дальнейшего передела, получаемого на первой стадии выплавки марганцевых ферросплавов.- a large amount of unclaimed synthetic cast iron or requiring further redistribution obtained at the first stage of smelting of manganese ferroalloys.
Цель изобретения: создание печного агрегата - дуплекс-печи для выплавки марганцевых ферросплавов из железомарганцевых бедных руд, концентратов и техногенных отходов металлургии. Совокупность новых признаков существенного совершенствования прототипа дает положительный технический эффект - устраняет недостатки известных печных агрегатов для выплавки марганцевых ферросплавов.The purpose of the invention: the creation of a furnace unit - a duplex furnace for smelting manganese ferroalloys from poor manganese ores, concentrates and industrial wastes of metallurgy. The combination of new signs of significant improvement of the prototype gives a positive technical effect - eliminates the disadvantages of the known furnace units for smelting manganese ferroalloys.
Предлагаемая дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов содержит жидкофазную плавильную шахту с кессонированными поясами с нижним и верхним рядами фурм и с отверстиями для отвода газов и загрузки шихты и выпуска жидкого металла, наклонную или ступенчатую подину, перегородку с нижним окном или окнами для выпуска шлакового расплава в сифон, на своде которого установлен(ы) электрод(ы) для регулирования температуры расплава, и каналом(ами) для выпуска шлаковой и металлической составляющих расплава из нижней его части.The proposed duplex furnace for smelting manganese alloys contains a liquid phase smelter with coffered belts with lower and upper rows of tuyeres and with holes for removing gases and loading the charge and discharge of liquid metal, an inclined or stepped hearth, a partition with a lower window or windows for the release of slag melt into a siphon, on the arch of which electrode (s) are installed to control the temperature of the melt, and a channel (s) for the release of slag and metal components of the melt from its lower part.
В ней роль торцовой стенки плавильной шахты и сифона выполняет перегородка, верхняя кромка которой опирается на свод плавильной шахты, а нижняя - на ее подину, свод сифона, через окно(а) перегородки, выполненной(ных) для отвода газов из-под его свода, на уровне ниже горизонтальной оси верхнего ряда фурм жидкофазной плавильной шахты, сообщена с плавильной шахтой и содержит патрубки для загрузки углеродсодержащих материалов (кокс, уголь и т.д.) в зону горения дуги электрода(ов), а в нижней части сифона установлена сплошная перегородка, верхняя кромка которой заканчивается выше горизонтальной оси нижнего ряда фурм, а нижняя кромка опирается на подину сифона. Параллельно установленные сплошная перегородка и поперечная перегородка с окнами образуют канал для перетока расплава из плавильной зоны на поверхность слоя углеродсодержащего восстановителя в сифоне.In it, the role of the end wall of the melting shaft and siphon is played by a partition, the upper edge of which rests on the vault of the melting shaft, and the lower edge - on its bottom, the vault of the siphon, through the window (a) of the partition made (s) to remove gases from under its arch , at a level below the horizontal axis of the upper row of tuyeres of a liquid-phase melting mine, communicated with the melting mine and contains nozzles for loading carbon-containing materials (coke, coal, etc.) into the combustion zone of the arc of the electrode (s), and a solid siphon is installed in the lower part partition upper to omka which ends above the horizontal axis of the lower row of tuyeres and the lower edge rests on the hearth siphon. In parallel, a solid partition and a transverse partition with windows form a channel for melt flow from the melting zone to the surface of the carbon-containing reducing agent layer in the siphon.
Кроме того, дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов, свод ее сифона через окно перегородки, играющей и роль общей торцевой стенки между плавильной шахтой и сифоном с электродом(ами), сообщен с плавильной шахтой ниже горизонтальной оси верхнего ряда фурм, например, на 8-12 размеров устья фурм.In addition, the duplex furnace for smelting manganese alloys, the arch of its siphon through a partition window, which plays the role of a common end wall between the smelter and siphon with electrode (s), is in communication with the smelter below the horizontal axis of the upper row of tuyeres, for example, by 8 -12 sizes of the mouth of the tuyeres.
Для подтверждения достижения цели получения положительных технических эффектов и доказательства существенности отличительных признаков приведем описание работы предлагаемой конструкции дуплекс-печи при выплавке марганцевых сплавов из бедных руд и техногенных отходов.To confirm the achievement of the goal of obtaining positive technical effects and to prove the materiality of the distinguishing features, we describe the operation of the proposed design of a duplex furnace in the smelting of manganese alloys from poor ores and industrial wastes.
Дуплекс-печь для выплавки марганцевых сплавов из железомарганцевых бедных руд и концентратов и техногенных отходов металлургии содержит (см. чертеж): кессонированную жидкофазную плавильную шахту - 1 с корпусом - 2 (далее корпус не упоминается); фурмы нижнего ряда - 3; фурмы верхнего ряда - 4; свод - 6 с патрубками 7 для загрузки шихты на переработку и патрубками - 8 для отвода печных газов на своде и патрубок - 9 для отвода жидкого металла, подину - 10 (ровную, наклонную, ступенчатую или другой формы), сифон - 11 с установленным(и) на его своде электродом(ами) - 12 для регулирования температуры расплава и каналами - 14 для выпуска шлаковой и металлической составляющей расплава, поперечную перегородку - 13, верхняя кромка которой опирается на свод 6 плавильной шахты - 1, а нижняя - на ее подину - 10; свод сифона - 14 с отверстиями для подачи углеродсодержащего угля или кокса (не обозначены); в качестве торцевой стенки корпуса 2 плавильной шахты 1 и сифона 11 использована перегородка 13, имеющая нижнее(ие) окно или окна - 15 и окно - 16 для отвода печных газов из-под свода сифона 11 в нижнюю зону верхнего ряда фурм 4; торцевая стенка сифона 11 выполнена в виде сплошной поперечной перегородки 17, верхняя кромка которой заканчивается выше горизонтальной оси нижнего пояса ряда фурм 3, а сама перегородка 17 расположена параллельно поперечной перегородке 13 с окнами 15 на расстоянии, достаточном для перетекания всего объема потока расплава из плавильной шахты 1 через окно 15 и верхнюю кромку перегородки 17 на поверхность слоя углеродсодержащего материала в сифоне 11. Работает дуплекс-печь следующим образом.A duplex furnace for smelting manganese alloys from iron-manganese poor ores and concentrates and industrial wastes of metallurgy contains (see drawing): a coffered liquid-phase smelting mine - 1 with a body - 2 (the body is not mentioned further); tuyeres of the lower row - 3; tuyeres of the upper row - 4; vault - 6 with nozzles 7 for loading the charge for processing and nozzles - 8 for the removal of furnace gases on the arch and nozzle - 9 for the removal of liquid metal, bottom - 10 (flat, inclined, step or other shape), siphon - 11 with installed ( i) on its arch with electrode (s) - 12 for controlling the temperature of the melt and channels - 14 for the release of slag and metal component of the melt, a transverse partition - 13, the upper edge of which rests on the
Дуплекс-печь нагревают до определенной температуры по заранее заданному временному графику. Затем загружают расплавленным шлаком (мартеновским, доменным или другим легкоплавким шлаком) кессонированную жидкофазную плавильную шахту 1 до набора уровня до нижнего ряда фурм 3. После прогрева свода 6 через патрубки 7 постепенно начинают загружать шихту и уголь, а кислородно-воздушно-газовая (метан) смесь, подаваемая через нижний ряд фурм 3 и пусковые горелки (не показаны) создают барботирующую жидкофазную среду по всему объему плавильной шахты 1. Поскольку железомарганцевое сырье (отходы обогащения и др.), нефракционированный уголь, флюс (для обеспечения необходимой вязкости расплава) активно перемешиваются, то тепло от сгорания угля (и метана) расходуется на нагрев и расплавление шихты, а продукты неполного его сгорания - оксид углерода (СО) и H2 используются в качестве восстановителя оксидов, термодинамическая прочность которых ниже, чем у закиси марганца, т.е. тех, которые можно восстановить с помощью оксида углерода. Оксиды марганца в этих условиях не восстанавливаются. Восстановленное железо и фосфор осаждаются на подину 10 печи и этот сплав, пользующийся большим спросом металлургов (90% Fe, 0,5-3,0% Mn; 0,3-0,5% Si; 3,5-4,0% С; 2,5-4,0% Р) непрерывно выходит из патрубка 9 плавильной шахты 1. Шлак, освобожденный от примесей (железо, фосфор, цветные металлы) и содержащий в основном оксиды марганца и оксиды, чья термодинамическая прочность выше, чем у закиси марганца (оксиды кремния, кальция, магния, алюминия, бария и др.), через нижнее(ие) окно(окна) 15 поперечной перегородки 13 и верхнюю кромку сплошной перегородки 17 непрерывно перетекает на нагретый слой углеродсодержащего восстановителя, образованного загрузкой его через загрузочные патрубки 11 на своде сифона 11. Проходя через углеродсодержащий слой, оксиды марганца и кремния восстанавливаются в разной степени, в зависимости от требуемой номенклатуры ферросплава (углеродистый ферромарганец или силикомарганец), что определяется температурой, толщиной слоя и основностью конечного шлака в сифоне 11 (эти параметры поддерживаются высокоточной системой автоматики - на чертеже не показана). Полученные продукты плавки выпускаются из печи одновременно и раздельно. Благодаря загрузке шихты в объем плавильной шахты 1, заполненной мелкодисперсными «частицами» расплава, и «кучное» (в виде плотного потока) движение потока шихты с последующим погружением в расплав в условиях отсутствия высоких скоростей отходящих газов в надшлаковом пространстве не создают условия для выноса пылей из жидкофазной плавильной шахты. Это подтверждено практикой работы печей: жидкофазная плавка при переработке мелкодисперсных материалов обеспечивает снижение выноса пылей до 30 раз по сравнению с шахтной, доменной или отражательной печи(ами). Поскольку загружаемая марганецсодержащая шихта сначала, погружаясь в слой расплавленного шлака, смачивается, затем фурмами нижнего ряда выбрасывается в верхнюю зону плавильной шахты 1, реакция восстановления железа идет многократно интенсивнее, чем в других известных печных агрегатах, а отделение СО и Н2 от процесса восстановления происходит в верхней зоне шахты и дожигаются фурмами верхнего ряда фурм. При этом тепло, выделяющееся при дожигании СО и H2, входя в контакт с мельчайшими частицами металла и шлака, возвращается обратно в жидкофазный барботирующий слой.The duplex furnace is heated to a certain temperature according to a predetermined time schedule. Then, molten slag (open-hearth, blast furnace or other low-melting slag) is charged with a coffered liquid-phase melting mine 1 until the level reaches the lower row of
Образующийся расплав восстановленных оксидов в сифоне 11 выводится через патрубок (отверстие 14) сифона. Состав этого продукта плавки: 70-75% Mn, 17-20% Si, 1,5-2,5% С, 0,1-0,3% Р и остальное Fe. Выделяющиеся при получении этого продукта газы СО непрерывно отводятся через окно(а) 16 в перегородке 13 и сгорают до СО2 (т.е. исчезает особо опасный для экологии диоксид), а тепло (ориентировочно 30% тепла плавильной зоны печи (на эту величину можно сократить подачу теплоносителей в плавильную зону печи, при этом благодаря общей степени - перегородки 13 сокращается 1/4 площадь вертикальных частей печи, а следовательно, на столько же сокращаются потери тепла в окружающую среду) передается жидкофазному барботирующему слою.The resulting melt of reduced oxides in the
Таким образом, совокупность новых элементов и их расположения позволяют повышать извлечение Fe на 30-35%, марганца на 15-25% и одновременно утилизировать тепло отходящих газов обратно в процессы дуплекс-печи, что снижает также энергозатраты на 15-25%, а также позволяет избавиться, практически полностью, от особо опасных для здоровья диоксидов.Thus, the combination of new elements and their location can increase the extraction of Fe by 30-35%, manganese by 15-25% and at the same time utilize the heat of the exhaust gases back into the processes of the duplex furnace, which also reduces energy costs by 15-25%, as well as allows you to get rid, almost completely, of especially hazardous to health dioxides.
Предлагаемое устройство дуплекс-печь для реализации способа производства ферромарганца или силикомарганца успешно может быть применено и для производства других видов ферросплавов из бедных руд, железомарганцевых концентратов и отходов металлургии, без использования кокса и без предварительной подготовки перерабатываемого сырья с потерей ценных компонентов на 20-40% на этой стадии.The proposed duplex-furnace device for implementing the production method of ferromanganese or silicomanganese can be successfully used for the production of other types of ferroalloys from poor ores, ferromanganese concentrates and metallurgical waste, without the use of coke and without preliminary preparation of the processed raw materials with a loss of valuable components by 20-40% at this stage.
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008120855/02A RU2380633C1 (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy |
| PCT/RU2009/000261 WO2009145672A1 (en) | 2008-05-27 | 2009-05-25 | Method for making ferroalloys and a duplex furnace for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008120855/02A RU2380633C1 (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008120855A RU2008120855A (en) | 2009-12-10 |
| RU2380633C1 true RU2380633C1 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=41488846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008120855/02A RU2380633C1 (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2380633C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697681C1 (en) * | 2018-10-10 | 2019-08-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of processing manganiferous raw material |
| RU2772053C1 (en) * | 2021-11-28 | 2022-05-16 | Татьяна Михайловна Парполито | Furnace for the production of ferrochromium alloys |
| WO2023096525A1 (en) * | 2021-11-28 | 2023-06-01 | Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО | Furnace for producing ferrochromium alloys |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4294433A (en) * | 1978-11-21 | 1981-10-13 | Vanjukov Andrei V | Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials |
| RU2242687C1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Furnace for continuous heat of materials containing non-ferrous and ferrous metals |
-
2008
- 2008-05-27 RU RU2008120855/02A patent/RU2380633C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4294433A (en) * | 1978-11-21 | 1981-10-13 | Vanjukov Andrei V | Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials |
| RU2242687C1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экологическое предприятие ЭКОСИ" | Furnace for continuous heat of materials containing non-ferrous and ferrous metals |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697681C1 (en) * | 2018-10-10 | 2019-08-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of processing manganiferous raw material |
| RU2779238C2 (en) * | 2021-01-15 | 2022-09-05 | Зуфар Гарифуллинович САЛИХОВ | Complex for processing and neutralization of technogenic and municipal waste based on “vanyukov smelting” |
| RU2772053C1 (en) * | 2021-11-28 | 2022-05-16 | Татьяна Михайловна Парполито | Furnace for the production of ferrochromium alloys |
| WO2023096525A1 (en) * | 2021-11-28 | 2023-06-01 | Татьяна Михайловна ПАРПОЛИТО | Furnace for producing ferrochromium alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008120855A (en) | 2009-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ghosh et al. | Iron making and steelmaking: theory and practice | |
| US7513929B2 (en) | Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control | |
| US4006010A (en) | Production of blister copper directly from dead roasted-copper-iron concentrates using a shallow bed reactor | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| US5431710A (en) | Method for continuously producing iron, steel or semi-steel and energy | |
| RU2591925C2 (en) | Method for direct melting | |
| US7740681B2 (en) | Reductant addition in a channel induction furnace | |
| RU2399680C2 (en) | Procedure for metallisation of titanium-magnesium concentrates at production of iron pellets and titanium-vanadium slag | |
| RU2380633C1 (en) | Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy | |
| CN101956035B (en) | Iron-containing material slag bath smelting reduction steelmaking technical method and device | |
| US7776126B2 (en) | Processing parameters for operation of a channel induction furnace | |
| RU2344179C2 (en) | Method of continuous processing iron oxide containing materials and device for implementation of this method | |
| RU2348881C2 (en) | Liquid-phase furnace for smelting materials containing ferrous and nonferrous metals | |
| RU2213788C2 (en) | Method of steel-making in electric-arc furnace | |
| RU2639396C1 (en) | Method for pyrometallurgical processing of oxidized nickel ore | |
| RU2548871C2 (en) | Method for direct production of metals from materials containing iron oxides (versions) and device for implementing it | |
| RU2283359C1 (en) | Method and device for processing raw lead material | |
| WO2009145672A1 (en) | Method for making ferroalloys and a duplex furnace for carrying out said method | |
| RU2788459C1 (en) | Charge for producing manganese ferroalloys | |
| US2879158A (en) | Method for the separation of impurities from cobalt-containing materials | |
| RU2352645C1 (en) | Method of steel smelting in arc electric steel-making furnace | |
| RU2368689C2 (en) | Method of receiving of vanadium-bearing alloys and ligatures | |
| RU2334925C1 (en) | Shaft melting furnace | |
| RU2183678C2 (en) | Method for melting steel in basic open-hearth furnace | |
| RU2618297C1 (en) | Method of cast iron manufacture by the romelt process of liquid phase recovery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140528 |