RU2768304C1 - Method of producing ferroalloys and portland cement - Google Patents
Method of producing ferroalloys and portland cement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768304C1 RU2768304C1 RU2021122557A RU2021122557A RU2768304C1 RU 2768304 C1 RU2768304 C1 RU 2768304C1 RU 2021122557 A RU2021122557 A RU 2021122557A RU 2021122557 A RU2021122557 A RU 2021122557A RU 2768304 C1 RU2768304 C1 RU 2768304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- melting
- ferroalloy
- metal
- clinker
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 74
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 73
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 71
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 65
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 47
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 47
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 65
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 49
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 46
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 24
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 24
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 19
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 16
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 4
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 47
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 16
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 14
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 13
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 12
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 11
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 10
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 6
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 6
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 2
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- AGWMJKGGLUJAPB-UHFFFAOYSA-N aluminum;dicalcium;iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Ca+2].[Ca+2].[Fe+3] AGWMJKGGLUJAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 electricity Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
- C04B7/44—Burning; Melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/08—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in rotary furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/04—Making slag of special composition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и цементному производству. Способ может быть использован для производства ферросплава и портландцемента, в соответствии действующими техническими требованиями. При реализации способа вместе с первичными источниками сырья и энергии такими как: железная руда, уголь, известняк, электроэнергия, природный газ и т.д., используют вторичные материальные и энергетические ресурсы (ВМР и ВЭР), такие как: раскаленные печные газы, шлаковые расплавы, некондиционные железоуглеродистые сплавы, отвальные шлаки, металлолом, пыли системы газоочистки, и т.д.The invention relates to metallurgy and cement production. The method can be used for the production of ferroalloy and Portland cement, in accordance with current technical requirements. When implementing the method, together with primary sources of raw materials and energy such as: iron ore, coal, limestone, electricity, natural gas, etc., secondary material and energy resources (SMR and VER) are used, such as: hot furnace gases, slag melts, substandard iron-carbon alloys, dump slags, scrap metal, dust from gas cleaning systems, etc.
Известен способ получения ферросплава в электропечи [1]. Способ включает плавку металлического железа с одновременным восстановлением ведущего компонента сплава из руды. В способе не получают портландцемент. В связи с этим он не может быть аналогом заявляемого способа.A known method of obtaining a ferroalloy in an electric furnace [1]. The method includes melting metallic iron with simultaneous reduction of the leading component of the alloy from the ore. The process does not produce Portland cement. In this regard, it cannot be an analogue of the proposed method.
Известно устройство «рол-камера для реализации термохимических процессов» [2], которое используют для аппаратурного оформления различных технологических процессов. Рол-камера имеет корпус, представляющий собой пустотелый ролик с симметричной цилиндрическо-конической поверхностью с бóльшим диаметром в центральной по его длине зоне. Внутренняя рабочая поверхность корпуса футерована. Рол установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси. С обеих сторон в него введены невращающиеся вставки, в которых сформированы подводящие каналы, обеспечивающие подачу в камеру материалов и газовых смесей и отводящий канал, по которому из камеры отводят образующуюся пылегазовую смесь. Кроме этого на невращающихся вставках размещают видеокамеры и приборы, позволяющие контролировать процессы в камере и каналах вставок. Каждая вставка установлена с образованием щели между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью вставки. Щель используют в качестве канала для подачи в рол-камеру газовых смесей. Вставки выполнены с возможностью их выведения из камеры, а в местах контакта вставок с вращающимся корпусом установлены уплотнительные манжеты. В центральной части корпуса камеры установлен загрузочный люк. В частных случаях исполнения в центральной части корпуса устанавливают шиберный затвор для выпуска жидких продуктов плавки и механизм для отбора проб, а на невращающихся вставках устанавливают горелки для сжигания дополнительного топлива. Кроме этого, в отводящем канале рол-камеры устанавливают систему затворов, позволяющую регулировать расход и логистику отходящей пылегазовой смеси. Устройство не может быть аналогом способа.Known device "roll-camera for the implementation of thermochemical processes” [2], which is used for hardware design of various technological processes. The roll-camera has a body, which is a hollow roller with a symmetrical cylindrical-conical surface with a larger diameter in the central zone along its length. The inner working surface of the body is lined. The roll is installed with the possibility of rotation around a horizontal axis. On both sides, non-rotating inserts are introduced into it, in which inlet channels are formed, ensuring the supply of materials and gas mixtures to the chamber and an outlet channel, through which the resulting dust-gas mixture is removed from the chamber. In addition, video cameras and devices are placed on non-rotating inserts, which make it possible to control the processes in the chamber and channels of the inserts. Each insert is installed with the formation of a gap between the inner surface of the housing and the outer surface of the insert. The slot is used as a channel for supplying gas mixtures to the roll chamber. The inserts are made with the possibility of their removal from the chamber, and sealing cuffs are installed at the contact points of the inserts with the rotating body. A loading hatch is installed in the central part of the chamber body. In particular cases of execution, a sliding gate is installed in the central part of the body for discharging liquid products of melting and a sampling mechanism, and burners for burning additional fuel are installed on non-rotating inserts. In addition, a system of shutters is installed in the outlet channel of the roller chamber, which makes it possible to regulate the flow and logistics of the outgoing dust-gas mixture. The device cannot be analogous to the method.
Известен способ получения стали и портландцемента [3]. В способе используют вращающиеся технологические камеры: камеру плавления и камеру насыщения. Камеры являются аналогом рол-камеры [2]. В камере плавления производят основные технологические операции, связанные с получением стали, а именно: жидкофазное восстановление чугуна, окислительное рафинирование и раскисление-легирование стали. В камере насыщения, получают портландцементный клинкер. Клинкер получают посредством насыщения известью шлаковых расплавов, образующихся в камере плавления. Охлаждение клинкера и очистку портландцемента от металлических включений проводят за пределами технологических камер. В способе не получают ферросплав. В связи с этим, он не может быть аналогом заявляемого способа, так как относится к другой области техники.A known method of producing steel and Portland cement [3]. The method uses rotating technological chambers: a melting chamber and a saturation chamber. The cameras are analogous to a roll-camera [2]. In the melting chamber, the main technological operations associated with the production of steel are carried out, namely: liquid-phase reduction of cast iron, oxidative refining and deoxidation-alloying of steel. In the saturation chamber, Portland cement clinker is obtained. Clinker is obtained by saturating slag melts formed in the melting chamber with lime. Cooling of the clinker and cleaning of Portland cement from metal inclusions is carried out outside the process chambers. The process does not produce a ferroalloy. In this regard, it cannot be an analogue of the proposed method, as it relates to another field of technology.
Предлагаемое изобретение не имеет аналогов.The present invention has no analogues.
Задачей изобретения является предложение способа совместного производства ферросплава и портландцемента. Использование способа позволит повысить экономическую и экологическую эффективность производства ферросплавов и портландцемента.The objective of the invention is to propose a method for the joint production of ferroalloy and Portland cement. Using the method will improve the economic and environmental efficiency of the production of ferroalloys and Portland cement.
Поставленная задача решается заявляемым способом производства ферросплавов, и портландцемента. Способ включает жидкофазное восстановление компонентов ферросплава в рол-камере плавления и насыщение шлакового расплава известью в другой рол-камере насыщения. Ферросплав после рол-камеры плавления направляют на разливку и кристаллизацию, а клинкер после рол-камеры насыщения направляют на охлаждение и очистку от металлических включений. Охлаждение клинкера проводят в клинкерном холодильнике, а очистку его от металлических включений проводят в составе цементной смеси в два этапа. Сначала проводят избирательное измельчение неметаллической составляющей цементной смеси, а затем, регулируемым воздушным потоком, отделяют хорошо измельченный и менее плотный цемент, от более плотного и не измельченного металла. При этом, следует заметить, что в соответствии с [4] и [5] цементная смесь может состоять только из цементного клинкера. То есть, измельченный портландцементный клинкер является цементом. Кроме этого, пылегазовую смесь, образующуюся в рол-камере плавления, направляют в котел-утилизатор, а пылегазовую смесь, из рол-камеры насыщения и клинкерного холодильника, используют в качестве теплоносителя при обжиге извести.The problem is solved by the claimed method for the production of ferroalloys and Portland cement. The method includes liquid-phase reduction of ferroalloy components in a melting roll-chamber and saturation of the slag melt with lime in another saturation roll-chamber. The ferroalloy after the melting roll chamber is sent for pouring and crystallization, and the clinker after the saturation roll chamber is sent for cooling and cleaning from metal inclusions. The clinker is cooled in a clinker cooler, and it is cleaned from metal inclusions as part of the cement mixture in two stages. First, the selective grinding of the non-metallic component of the cement mixture is carried out, and then, by controlled air flow, the well-ground and less dense cement is separated from the denser and not ground metal. At the same time, it should be noted that, in accordance with [4] and [5], the cement mixture can only consist of cement clinker. That is, crushed Portland cement clinker is cement. In addition, the dust-gas mixture formed in the melting roll-chamber is sent to the waste-heat boiler, and the dust-gas mixture from the saturation roll-chamber and the clinker cooler is used as a heat carrier during lime burning.
В частных случаях, реализации способа перед жидкофазным восстановлением компонентов ферросплава, проводят дефосфорацию исходного металлосодержащего материала.In particular cases, the implementation of the method before the liquid-phase reduction of the components of the ferroalloy, dephosphorization of the original metal-containing material is carried out.
В частных случаях, реализации способа пылегазовую фазу из рол-камеры плавления, используют для сушки и дефосфорации исходного металлосодержащего сырья.In particular cases, when implementing the method, the dust-gas phase from the melting roll-chamber is used for drying and dephosphorization of the initial metal-containing raw material.
В частных случаях, реализации способа после жидкофазного восстановления компонентов ферросплава, в рол-камере плавления проводят окислительное рафинирование ферросплава.In particular cases, the implementation of the method after the liquid-phase reduction of the components of the ferroalloy, in the roll melting chamber, oxidative refining of the ferroalloy is carried out.
В частных случаях, реализации способа для жидкофазного восстановления компонентов ферросплава, проводят подряд несколько восстановительных плавок. Количество этих плавок на восстановительном этапе определяют исходя из объема ферросплава, который необходимо набрать в рол-камеру.In particular cases, the implementation of the method for liquid-phase reduction of ferroalloy components, several reduction heats are carried out in a row. The number of these heats at the recovery stage is determined based on the volume of ferroalloy that must be collected in the roll chamber.
В частных случаях, реализации способа в рол-камеру плавлению, вносят уже восстановленный металл, при этом мелкий металл вносят непосредственно в камеру плавления, а крупный – предварительно плавят.In particular cases, implementation of the method into the melting roll chamber, already reduced metal is introduced, while fine metal is introduced directly into the melting chamber, and large metal is preliminarily melted.
В частных случаях, реализации способа при жидкофазном восстановлении, используют: расплавы металлосодержащих шлаков, некондиционные сплавы, отвальные шлаки и пыли.In particular cases, the implementation of the method in liquid-phase recovery, use: melts of metal-containing slags, substandard alloys, waste slags and dust.
В частных случаях, реализации способа часть шлака, образующегося в рол-камере плавления, направляют на грануляцию для получения активной минеральной добавки к цементу.In particular cases, the implementation of the method, part of the slag formed in the melting roll-chamber is sent for granulation to obtain an active mineral additive to cement.
Ферросплав – это сплав железа с легирующим элементом (элементами), который используют при легировании стали. Металлургический сплав состоит из основы (одного или нескольких металлов), добавок, специально вводимых в сплав и не удалённых примесей. В случае ферросплава основа представлена железом и ведущим элементом (легирующим элементом, с точки зрения сталевара). РОЛ-камера [2,3] позволяет создать условия для жидкофазного восстановления сразу всех компонентов (металлов), входящих в основу сплава.A ferroalloy is an alloy of iron with an alloying element(s) that is used to alloy steel. A metallurgical alloy consists of a base (one or more metals), additives specially introduced into the alloy, and impurities that have not been removed. In the case of a ferroalloy, the base is represented by iron and a leading element (an alloying element, from the point of view of a steelmaker). The ROL-chamber [2, 3] makes it possible to create conditions for the liquid-phase reduction of all components (metals) that make up the base of the alloy at once.
Для начала жидкофазного процесса в камере плавления должен находиться исходный шлаковый расплав – реакционная среда. При первом использовании способа исходный расплав получают в результате плавления шихтовой смеси посредством сжигания в камере дополнительного топлива. При дальнейшем использовании способа в качестве исходного расплава используют оборотный шлак. В данном описании оборотным называют шлак, который образуется в результате реализации способа. Это может быть шлак, образующийся в камере плавления, котле-утилизаторе и т.д.To start the liquid-phase process, the melting chamber must contain the initial slag melt - the reaction medium. When the method is used for the first time, the initial melt is obtained by melting the charge mixture by burning additional fuel in the chamber. With the further use of the method, recycled slag is used as the initial melt. In this description, circulating refers to the slag that is formed as a result of the implementation of the method. This can be slag formed in the melting chamber, waste heat boiler, etc.
Шихтовая смесь, используемая при жидкофазном восстановлении, включает в себя: металлосодержащие материалы (ведущий металл и железо), восстановитель и флюс. Шихтовую смесь подают в камеру плавления пневмотранспортом или другим каналом через подающую вставку [2, 3]. При загрузке шихты в качестве транспорта используют различные газы или смеси газов. Выбор газовой смеси зависит от условий, создаваемых в камере. При обычном жидкофазном восстановлении, в качестве транспорта, используют кислородсодержащее дутье. Если восстановительную плавку необходимо провести при более низком парциальном давлении кислорода, то в качестве транспорта могут использовать инертный газ или газ восстановитель (Н2 или CO).The charge mixture used in liquid-phase reduction includes: metal-containing materials (lead metal and iron), reducing agent and flux. The charge mixture is fed into the melting chamber by pneumatic transport or another channel through the feed insert [2, 3]. When loading the charge, various gases or mixtures of gases are used as transport. The choice of gas mixture depends on the conditions created in the chamber. In conventional liquid-phase reduction, oxygen-containing blast is used as a transport. If the reduction smelting is to be carried out at a lower oxygen partial pressure, an inert gas or a reducing gas (H 2 or CO) can be used as transport.
В качестве металлосодержащего сырья, для восстановления компонентов сплава в способе, используют соответствующие руды и концентраты. Кроме этого, для восстановления железа используют литейную и прокатную окалину.As a metal-containing raw material, to restore the alloy components in the method, use the appropriate ores and concentrates. In addition, foundry and rolling mill scale is used to reduce iron.
В частных случаях, реализации способа в качестве металлосодержащего сырья, используют вторичные материальные ресурсы такие как: расплавы металлосодержащих шлаков, некондиционные сплавы, отвальные шлаки и пыли. Указанные материалы используют по отдельности или в составе смесей материалов. Это позволяет повысить экономическую и экологическую эффективность ферросплавного производства.In particular cases, the implementation of the method as a metal-containing raw material uses secondary material resources such as: melts of metal-containing slags, substandard alloys, waste slags and dust. These materials are used individually or as part of mixtures of materials. This makes it possible to increase the economic and environmental efficiency of ferroalloy production.
В частных случаях, реализации способа в камеру плавлению, вносят уже восстановленный металл. Это позволяет сократить время восстановительной плавки. При этом мелкий металл вносят непосредственно в камеру плавления в течение всей плавки по каналу, расположенному на восстановительной вставке. Расход металла регулируют таким образом, чтобы не переохладить ванну. Крупный металл перед внесением в камеру плавления: плавят. В частных случаях реализации способа расплав металла могут вносить вместе со шлаком, образовавшимся в процессе плавления.In particular cases, the implementation of the method into the melting chamber, make the already reduced metal. This makes it possible to shorten the recovery melting time. In this case, fine metal is introduced directly into the melting chamber during the entire melting through a channel located on the reducing insert. The metal consumption is regulated in such a way as not to supercool the bath. Large metal before being introduced into the melting chamber: melted. In particular cases of the implementation of the method, the metal melt can be introduced together with the slag formed during the melting process.
Расход металлосодержащих материалов регулируют таким образом, чтобы в результате восстановительной плавки, с учетом металла, содержащегося в восстановителе и флюсе, получить ферросплав заданного состава.The consumption of metal-containing materials is regulated in such a way that as a result of reduction melting, taking into account the metal contained in the reducing agent and flux, a ferroalloy of a given composition is obtained.
В качестве восстановителя и топлива, в процессе жидкофазного восстановления используют: уголь, кокс, полукокс, термококс, сланцы, торф, золу-унос тепловых электростанций, древесину и т.д. Однако наиболее эффективным восстановителем согласно критерию «цена/качество» является уголь. При внесении угля в камеру плавления под действием температуры происходит его разделение на коксовый остаток и летучие. Коксовый остаток замешивается в расплав, где участвует в жидкофазном восстановлении, а летучие и образующийся в расплаве СО выходят в зону дожигания над ванной. Чтобы пополнить приходную часть теплового баланса: производят частичное или полное дожигание газовой смеси над ванной. При этом нагревается открытая поверхность камеры, которая в результате вращения уходит под расплав, отдавая ему тепло.As a reducing agent and fuel, in the process of liquid-phase reduction, coal, coke, semi-coke, thermocoke, shale, peat, fly ash from thermal power plants, wood, etc. are used. However, the most effective reducing agent according to the "price/quality" criterion is coal. When coal is introduced into the melting chamber under the influence of temperature, it is separated into coke residue and volatiles. The coke residue is kneaded into the melt, where it participates in liquid-phase reduction, and the volatiles and CO formed in the melt go into the afterburning zone above the bath. To replenish the incoming part of the heat balance: partial or complete afterburning of the gas mixture above the bath is performed. At the same time, the open surface of the chamber is heated, which, as a result of rotation, goes under the melt, giving it heat.
В процессе восстановительной плавки из-за выхода газовой фазы на поверхность расплава образуется пена. Пенный режим способствует активизации тепло-массообменных процессов, а также снижает пылевынос шихтовых материалов из камеры, работая как фильтр. Подачу шихты в камеру регулируют таким образом, чтобы пена на поверхности расплава не была барботажной и не переходила в брызговой режим, а равномерно распределялась по всему зеркалу расплава.In the process of reduction melting, foam is formed due to the release of the gas phase to the surface of the melt. The foam mode promotes the activation of heat and mass transfer processes, and also reduces the dust removal of charge materials from the chamber, working as a filter. The charge supply to the chamber is controlled in such a way that the foam on the melt surface is not bubbling and does not go into a spray mode, but is evenly distributed over the entire melt mirror.
Поскольку в способе, как правило, используют железосодержащее сырье, которое не подвергалось глубокому обогащению, то в процессе восстановления компонентов ферросплава образуется много шлака. Восстановительную плавку, обычно, заканчивают, когда объем расплава в камере (металл и шлак) достигает максимально допустимого значения.Since, as a rule, iron-containing raw materials are used in the method, which have not been subjected to deep enrichment, a lot of slag is formed in the process of reducing the components of the ferroalloy. Reduction melting is usually completed when the volume of the melt in the chamber (metal and slag) reaches the maximum allowable value.
В частных случаях реализации способа проводят подряд несколько восстановительных плавок. Это делают для того, чтобы набрать в камеру плавления заданный объем сплава. Несколько восстановительных плавок проводят, например, чтобы повысить эффективность окислительного рафинирования сплава, проводимого после жидкофазного восстановления. При проведении подряд нескольких восстановительных плавок (восстановительный этап плавки) подачу шихтовых материалов производят до тех пор, пока объем расплава в камере не достигнет максимально допустимого значения. После выпуска избыточного шлака проводят следующую восстановительную плавку и т.д. до тех пор, пока не наберут заданный объем ферросплава.In particular cases of implementation of the method, several recovery heats are carried out in a row. This is done in order to collect a given volume of alloy into the melting chamber. Several reduction heats are carried out, for example, to improve the efficiency of the oxidative refining of the alloy after the liquid phase reduction. When carrying out several reduction heats in a row (reduction stage of melting), charge materials are supplied until the volume of the melt in the chamber reaches the maximum allowable value. After the release of excess slag, the next reduction melting is carried out, etc. until a predetermined volume of ferroalloy is reached.
Образующиеся в камере плавления пылегазовую смесь направляют в котел-утилизатор, где её используют для подогрева воды, которую используют в различных технологических процессах в качестве теплоносителя.The dust and gas mixture formed in the melting chamber is sent to the waste heat boiler, where it is used to heat water, which is used in various technological processes as a heat carrier.
В частных случаях, реализации способа пылегазовую смесь из камеры плавления, используют в качестве теплоносителя для сушки и дефосфорации исходного металлосодержащего сырья.In particular cases, the implementation of the method dust-gas mixture from the melting chamber is used as a heat carrier for drying and dephosphorization of the original metal-containing raw materials.
В частных случаях, реализации способа, когда необходимо получить высококачественный ферросплав с пониженным содержанием фосфора, дополнительно проводят мероприятия по дефосфорации исходного металлосодержащего сырья.In particular cases, the implementation of the method, when it is necessary to obtain a high-quality ferroalloy with a low phosphorus content, additional measures are taken to dephosphorize the original metal-containing raw materials.
Если химическое сродство к кислороду ведущего элемента меньше, чем у железа (Mo,Co,Ni,Cu, и т.д.), то дефосфорацию проводят после восстановительной плавки или восстановительных плавок. Обычно это делают посредством окисления фосфора и перевода его шлак. В связи с этим, процесс часто называют окислительным рафинированием. Чаще всего окислительное рафинирование проводят в камере плавления. Кислород в ванну для окислительного рафинирования подают через фурму, расположенную в подающей вставке. Чтобы повысить основность шлака и уменьшить испарение металла в зоне контакта с кислородом, в струю кислорода вводят известь. Наличие в камере плавления высокоосновного окисленного шлака является непременным условием удаления из металла фосфора и его удержание в шлаке. Температурный режим на этом этапе регулируют расходом кислорода в металл. Если интенсивность подачи дутья в ванну высокая, то дожигание в камере образующегося СО не производят.If the chemical affinity for oxygen of the leading element is less than that of iron (Mo, Co, Ni, Cu, etc.), then dephosphorization is carried out after reduction melting or reduction melting. This is usually done by oxidizing phosphorus and transferring it to slag. For this reason, the process is often referred to as oxidative refining. Most often, oxidative refining is carried out in a melting chamber. Oxygen is supplied to the oxidative refining bath through a tuyere located in the feed insert. To increase the basicity of the slag and reduce the evaporation of the metal in the zone of contact with oxygen, lime is introduced into the oxygen jet. The presence of highly basic oxidized slag in the melting chamber is an indispensable condition for the removal of phosphorus from the metal and its retention in the slag. The temperature regime at this stage is controlled by the flow of oxygen into the metal. If the intensity of the blast supply to the bath is high, then afterburning in the chamber of the formed CO is not performed.
Если химическое сродство к кислороду ведущего элемента больше, чем у железа (например, при производстве ферромарганца), то использовать окислительное рафинирование сплава нельзя. В этом случае перед восстановительной плавкой проводят подготовительный этап, в рамках которого осуществляют селективную дефосфорацию металлсодержащих материалов. Дефосфорацию проводят посредством обработки сырьевых материалов газом СО. При этом фосфор восстанавливается до Р2 (газ) и уходит в газовую фазу, а марганец и железо не восстанавливаются до металла и не взаимодействуют с фосфором.If the chemical affinity for oxygen of the leading element is greater than that of iron (for example, in the production of ferromanganese), then the oxidative refining of the alloy cannot be used. In this case, before the reduction melting, a preparatory stage is carried out, within the framework of which the selective dephosphorization of metal-containing materials is carried out. The dephosphorization is carried out by treating the raw materials with CO gas. In this case, phosphorus is reduced to P 2 (gas) and goes into the gas phase, while manganese and iron are not reduced to metal and do not interact with phosphorus.
Известно, что для восстановления металла в жидкой ванне необходимо постоянно проводить рекомбинацию образующегося СО2. Такая рекомбинация проходит по реакции СО2+С=2СО. В жидкофазном процессе она протекает в пузырьках газа на поверхности угля или чугуна. Поскольку в расплаве на подготовительном этапе плавки угля и чугуна нет, то восстановление железа до металла не происходит. Таким образом, селективная (выборочная) дефосфорация исходного металлсодержащего сырья на подготовительном этапе плавки позволяет получить, после жидкофазного восстановления компонентов, ферросплав с пониженным содержанием фосфора.It is known that in order to reduce the metal in a liquid bath, it is necessary to constantly carry out the recombination of the resulting CO 2 . Such recombination proceeds by the reaction CO 2 +C=2CO. In a liquid-phase process, it flows in gas bubbles on the surface of coal or cast iron. Since there is no coal and cast iron in the melt at the preparatory stage of melting, the reduction of iron to metal does not occur. Thus, the selective (selective) dephosphorization of the original metal-containing raw materials at the preparatory stage of melting makes it possible to obtain, after the liquid-phase reduction of the components, a ferroalloy with a reduced phosphorus content.
В частных случаях, реализации способа, подготовительный этап плавки проводят как в камере плавления, так и другой, специально для этого приспособленной, рол-камере, подготовительной камере.In particular cases, the implementation of the method, the preparatory stage of melting is carried out both in the melting chamber and in another, specially adapted for this, roll-chamber, preparatory chamber.
В частных случаях, реализации способа, выпуск ферросплава из камеры в ковш проводят таким образом, чтобы защитить струю металла от окисления, инертным газом. Для этого ковш закрывают крышкой с приемным патрубком. Под крышку закачивают инертный газ. По мере заполнения ковша металлом, инертный газ вытесняется из патрубка защищая струю металла от окисления. После того, как ковш принял весь металл, входное отверстие закрывают, а под крышку подают инертный газ, чтобы создать небольшое избыточное давление. Это позволяет защитить металл от окисления и испарения в процессе его перемещения к месту разливки.In particular cases, the implementation of the method, the release of the ferroalloy from the chamber into the ladle is carried out in such a way as to protect the metal stream from oxidation with an inert gas. To do this, the bucket is closed with a lid with a suction pipe. An inert gas is pumped under the cover. As the ladle is filled with metal, the inert gas is displaced from the nozzle, protecting the metal stream from oxidation. After the ladle has received all the metal, the inlet is closed, and an inert gas is supplied under the lid to create a slight overpressure. This makes it possible to protect the metal from oxidation and evaporation during its movement to the casting site.
В частных случаях, реализации способа, образующийся в процессе жидкофазного восстановления шлаковый расплав в соответствии с производственной необходимостью делят на две части. Одну часть расплава отправляют на ускоренное охлаждение с целью получения активной минеральной добавки [6], а другую часть - на насыщение известью с целью получения портландцементного клинкера.In particular cases, the implementation of the method, the slag melt formed in the process of liquid-phase reduction, in accordance with the production need, is divided into two parts. One part of the melt is sent for accelerated cooling in order to obtain an active mineral additive [6], and the other part is saturated with lime in order to obtain Portland cement clinker.
Для получения портландцементного клинкера заданного состава в исходный шлаковый расплав вносят известь и корректирующие добавки. В качестве корректирующих добавок используют материалы содержащие: Fe2O3 и Al2O3. В частных случаях, реализации способа, внесение корректирующих добавок используют также для оптимизации температурного режима на этапе насыщения.To obtain Portland cement clinker of a given composition, lime and corrective additives are added to the initial slag melt. As corrective additives, materials containing: Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 are used. In particular cases, the implementation of the method, the introduction of corrective additives is also used to optimize the temperature regime at the stage of saturation.
Процесс получения портландцементного клинкера включает в себя следующие частные процессы: образование белита и алита, образование легкоплавких минералов и регулируемое охлаждение клинкерных шаров в холодильнике. Все эти процессы, кроме охлаждения клинкера, проводят в камере насыщения.The process of producing Portland cement clinker includes the following partial processes: the formation of belite and alite, the formation of low-melting minerals and the controlled cooling of clinker balls in a refrigerator. All these processes, except for cooling the clinker, are carried out in the saturation chamber.
Поступающий на переработку шлаковый расплав уже содержит в своем составе известь, которую ввели при жидкофазном восстановлении. Введение новой извести, и перемешивание расплава приводит к образованию: двухкальциевого силиката (белит), который, взаимодействуя со свободной известью, образует: трехкальциевый силикат (алит). Для активизации процесса алитообразования температуру расплава удерживают в диапазоне (1350-1500)ºС, в зависимости от состава сырьевой смеси. При температуре, ниже указанного диапазона, процесс образования алита затягивается, а превышение указанного диапазона, неоправданно увеличивает расход энергоносителей на реализацию способа. Процесс образования клинкерных минералов сопровождается выделением тепла. Чтобы температура расплава не выходила за пределы указанного температурного диапазона, вводят корректирующие добавки. Если температура расплава ниже указанного диапазона, то расплав подогревают, вводя в плавильную камеру топливо. При использовании твердого топлива его минеральная часть остается в сырьевой смеси, корректируя содержание основных компонентов. Продолжительность процесса алитообразования определяется составом смеси и находится в диапазоне (10-30) минут. О завершении синтеза алита судят по снижению выделяемого в камере тепла.The slag melt supplied for processing already contains lime, which was introduced during liquid-phase reduction. The introduction of new lime and mixing of the melt leads to the formation of: dicalcium silicate (belite), which, interacting with free lime, forms: tricalcium silicate (alite). To activate the process of alite formation, the temperature of the melt is kept in the range (1350-1500)ºС, depending on the composition of the raw mixture. At a temperature below the specified range, the process of alite formation is delayed, and exceeding the specified range unnecessarily increases the energy consumption for the implementation of the method. The process of formation of clinker minerals is accompanied by the release of heat. To ensure that the melt temperature does not go beyond the specified temperature range, corrective additives are introduced. If the melt temperature is below the specified range, then the melt is heated by introducing fuel into the melting chamber. When using solid fuel, its mineral part remains in the raw mixture, adjusting the content of the main components. The duration of the alite formation process is determined by the composition of the mixture and is in the range of (10-30) minutes. The completion of alite synthesis is judged by the reduction of heat generated in the chamber.
Чтобы активизировать образование легкоплавких минералов – трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита, сырьевую смесь охлаждают до температуры, при которой эти минералы образуются. Обычно температуру расплава удерживают в диапазоне (1150-1350)ºС. При превышении указанного диапазона процесс образования плавней затягивается, а при снижении начинается процесс разложения алита. Чтобы охладить смесь, в камеру насыщения вводят известняк. В результате эндотермической реакции декарбонизации происходит снижение температуры смеси, а образующаяся при этом известь участвует в синтезе легкоплавких минералов. Следует отметить, что при охлаждении сырьевой смеси температура футеровки снижается незначительно, поскольку клинкер имеет низкую теплопроводность и основное охлаждение происходит в очагах на поверхности известняка. По мере образования легкоплавких минералов объем жидкой фазы в технологической камере уменьшается. Таким образом, чтобы получить заданный минералогический состав клинкера, плавильщик определяет момент выгрузки клинкера в холодильник по объему жидкой фазы, оставшейся в смеси. Если клинкер выпустить раньше, то в продукте будет больше стекла и меньше легкоплавких минералов, а если задержать выпуск, то может начаться процесс разложения алита и в клинкере появится свободная известь.To activate the formation of low-melting minerals - tricalcium aluminate and tetracalcium aluminoferrite, the raw mixture is cooled to a temperature at which these minerals are formed. Typically, the melt temperature is kept in the range (1150-1350)ºС. When the specified range is exceeded, the process of formation of smooths is delayed, and when it decreases, the process of alite decomposition begins. To cool the mixture, limestone is introduced into the saturation chamber. As a result of the endothermic reaction of decarbonization, the temperature of the mixture decreases, and the resulting lime participates in the synthesis of low-melting minerals. It should be noted that when the raw mixture is cooled, the temperature of the lining decreases slightly, since the clinker has a low thermal conductivity and the main cooling occurs in the centers on the limestone surface. With the formation of fusible minerals, the volume of the liquid phase in the process chamber decreases. Thus, in order to obtain a given mineralogical composition of the clinker, the smelter determines the moment of unloading the clinker into the cooler by the volume of the liquid phase remaining in the mixture. If the clinker is released earlier, then the product will contain more glass and less low-melting minerals, and if the release is delayed, the process of alite decomposition may begin and free lime will appear in the clinker.
Вращение камеры вокруг горизонтальной оси приводит к образованию в ней клинкерных шаров, подобных тем, что получают в традиционных цементных печах. Для выгрузки клинкера в холодильник открывают загрузочный люк, расположенный в центральной части камеры, поворачивают камеру люком вниз и, раскачивая ее, добиваются выхода всего материала в холодильник.The rotation of the chamber around a horizontal axis leads to the formation of clinker balls in it, similar to those obtained in traditional cement kilns. To unload the clinker into the refrigerator, open the loading hatch located in the central part of the chamber, turn the chamber with the hatch down and, swinging it, achieve the exit of all material into the refrigerator.
Холодильник, для окончательного охлаждения клинкера, располагают в непосредственной близости от камеры насыщения, чтобы ускорить начало регулируемого охлаждения продукта. Обычно охлаждение производят воздушным потоком.The refrigerator for the final cooling of the clinker is located in close proximity to the saturation chamber in order to speed up the start of the controlled cooling of the product. Typically, cooling is carried out by air flow.
В частных случаях реализации способа для получения заданного минералогического состава клинкера к охлаждаемому воздуху добавляют (0-30)% пара. Внесение пара более 30% приводит к коррозии и выходу из строя оборудования на участке пылеочистки.In particular cases of the implementation of the method to obtain a given mineralogical composition of the clinker, (0-30)% of steam is added to the cooled air. The introduction of steam over 30% leads to corrosion and equipment failure at the dust cleaning site.
После ускоренного охлаждения клинкер и активную минеральную добавку подвергают чистке от металлических включений. Для этого, в соответствии с заданными параметрами цемента, формируют смесь, в которую входит клинкер, активная минеральная добавка и гипс. Чистку производят в процессе избирательного измельчения цементной смеси. В результате всю неметаллическую составляющую смеси переводят в пылевидную фракцию (0-0.08)мм и извлекают, в процессе воздушной сепарации, регулируемым воздушным потоком в объем с чистым материалом. Более плотный и неизмельченный металл остается в дробильно-размольном оборудовании до полного отделения керамики. Очищенный от металла цемент отправляется потребителю, а металл возвращают в технологический процесс на жидкофазное восстановление.After accelerated cooling, the clinker and the active mineral additive are cleaned from metal inclusions. To do this, in accordance with the specified parameters of the cement, a mixture is formed, which includes clinker, an active mineral additive and gypsum. Cleaning is carried out in the process of selective grinding of the cement mixture. As a result, the entire non-metallic component of the mixture is transferred to a powder fraction (0-0.08) mm and removed, in the process of air separation, by a controlled air flow into a volume with pure material. More dense and unground metal remains in the crushing and grinding equipment until the complete separation of ceramics. The cement cleared of metal is sent to the consumer, and the metal is returned to the technological process for liquid-phase reduction.
Металлургическое и цементное производство потребляют значительное количество извести, которую обжигают газами, отходящими из камеры насыщения и клинкерного холодильника.Metallurgical and cement production consume a significant amount of lime, which is burned with gases from the saturation chamber and the clinker cooler.
В частном случае, реализации способа, агрегат для обжига извести включает две шахты, которые работают поочередно. Одна шахта находится в работе, а другая под загрузкой/выгрузкой. Для обжига извести в рабочую шахту сначала подают пылегазовую фазу из клинкерного холодильника, а потом из камеры насыщения.In a particular case, the implementation of the method, the unit for burning lime includes two mines that work alternately. One shaft is in operation and the other is under loading/unloading. For burning lime, the dust-gas phase is first fed into the working shaft from the clinker cooler, and then from the saturation chamber.
Далее, упомянутые выше существенные признаки и достоинства заявляемого способа будут проиллюстрированы на примерах. Приведенные примеры не ограничивает всех возможностей способа.Further, the above-mentioned essential features and advantages of the proposed method will be illustrated by examples. The given examples do not limit all possibilities of the method.
Пример 1. Получение среднеуглеродистого ферромарганца FeMn80C2 [7] и портландцемента ЦЕМ II/А-Ш [4]. Example 1. Obtaining medium-carbon ferromanganese FeMn80C2 [7] and Portland cement CEM II/A-Sh [4].
Камера плавленияMelting chamber
В камере плавления (КП) проводят жидкофазное восстановление компонентов ферросплава. КП имеет цилиндрическо-коническую форму [2,3]. Рабочая поверхность камеры имеет магнезитовую футеровку. Внутренний диаметр центральной цилиндрической части камеры – 3.3м. Длина центральной цилиндрической части камеры по футеровке – 5.2м. Диаметр горловин, через которые вводят подающую и отводящую вставку– 1.25м. Наружный диаметр вставок – 1.15м. Масса КП без расплава – 115 т. Допустимый объем расплава, который может находиться в камере, – 12.9 м3. На центральной цилиндрической части камеры размещен загрузочный люк, шиберный затвор для выпуска жидких продуктов плавки и механизм для отбора проб. Камера плавления вращается вокруг горизонтальной оси на опорных роликах. Частоту вращения камеры в процессе плавки меняют в диапазоне (0–30) об/мин. Вращение задают четыре, симметрично расположенных привода, которые синхронизируются в процессе работы гидромуфтами. Крутящий момент от привода передается камере через два зубчатых колеса, симметрично расположенных относительно центра камеры. С обеих сторон в горловины камеры вводят невращающиеся вставки. Одна вставка – подающая, через нее вводят материалы, а другая вставка – отводящая, через нее отводят пылегазовую фазу. Между вращающейся поверхностью камеры и неподвижной поверхностью вставок оставляют щели, через которые в зону дожигания подают газообразные компоненты плавки. В отводящем канале установлен шлюзовой затвор, который отделяет (соединяет) камеру от котла-утилизатора, а также позволяет дросселировать отходящий газовый поток.In the melting chamber (MC) carry out liquid-phase reduction of the components of the ferroalloy. The CS has a cylindrical-conical shape [2, 3]. The working surface of the chamber has a magnesite lining. The inner diameter of the central cylindrical part of the chamber is 3.3m. The length of the central cylindrical part of the chamber along the lining is 5.2m. The diameter of the necks through which the inlet and outlet inserts are inserted is 1.25m. The outer diameter of the inserts is 1.15m. The mass of the CP without the melt is 115 tons. The allowable volume of the melt that can be in the chamber is 12.9 m 3 . On the central cylindrical part of the chamber there is a loading hatch, a sliding gate for discharging liquid melting products and a sampling mechanism. The melting chamber rotates around a horizontal axis on support rollers. The frequency of rotation of the chamber during the melting process is changed in the range (0–30) rpm. The rotation is set by four symmetrically located drives, which are synchronized during operation by hydraulic couplings. Torque from the drive is transmitted to the chamber through two gears, symmetrically located relative to the center of the chamber. On both sides, non-rotating inserts are introduced into the chamber necks. One insert is a supply insert, materials are introduced through it, and the other insert is a discharge insert, the dust-gas phase is removed through it. Slots are left between the rotating surface of the chamber and the fixed surface of the inserts, through which gaseous components of the melt are fed into the afterburning zone. A sluice gate is installed in the discharge channel, which separates (connects) the chamber from the waste heat boiler, and also allows throttling the exhaust gas flow.
Жидкофазное восстановление компонентов ферросплаваLiquid-phase reduction of ferroalloy components
В КП после предыдущего металлургического цикла остается 2.604 т оборотного шлака, который используют в качестве реакционной среды для начала жидкофазного восстановления. В процессе плавки в исходный расплав вводят шихтовые материалы. В состав которых входят металлосодержащие материалы, восстановитель и флюс.After the previous metallurgical cycle, 2.604 tons of recycled slag remains in the CP, which is used as a reaction medium to start the liquid-phase reduction. During the melting process, charge materials are introduced into the initial melt. The composition of which includes metal-containing materials, reducing agent and flux.
В качестве металлосодержащих материалов, в рассматриваемом примере, используют, марганцевую руду никопольского месторождения и прокатную окалину. В таблице 1 показан состав используемой руды.As metal-containing materials, in this example, manganese ore from the Nikopol deposit and mill scale are used. Table 1 shows the composition of the ore used.
Таблица 1 – Химический состав марганцевой рудыTable 1 - Chemical composition of manganese ore
Руда и окалина поступает на переработку после сушки. Сушку шихтовых материалов проводят в кипящем слое. В качестве теплоносителя для сушки используют печные газы, полученные из КП на предыдущем производственном цикле.Ore and scale are sent for processing after drying. Drying of charge materials is carried out in a fluidized bed. Furnace gases obtained from the KP in the previous production cycle are used as a heat carrier for drying.
В качестве восстановителя используют уголь марки «Т», добываемый в Кемеровской области, а в качестве флюса - известь. Всего в течение плавки в КП подают 37.89т марганцевой руды, 1.66т прокатной окалины, 16.76т угля и 10.71т извести. Подачу шихтовых материалов осуществляют пневмотранспортом используя в качестве транспортирующей среды кислород. Расход шихтовых материалов в КП регулируют таким образом, чтобы пена на поверхности ванны не переходила в брызговой режим, а равномерно покрывала все зеркало расплава. Когда объем расплава в камере достигнет максимально допустимого значения, плавку прекращают. Плавку проводят при температуре ванны 1450оС. Для тепловой балансировки процесса большую часть отходящего из ванны газа дожигают в КП. Для этого, через боковые щели и вместе с шихтой через подающую вставку вводят 14888нм3 кислорода. В результате жидкофазного восстановления в КП получают 18.55т ферросплава, 26.04т шлакового расплава и 46.313т пылегазовой фазы. Температура пылегазовой фазы - 1650оС. Степень дожигания СО в отходящем газе – 94.39%. Пылегазовую фазу после дожигания и очистки от пыли используют в качестве теплоносителя для сушки шихтовых материалов.As a reducing agent, coal of grade "T", mined in the Kemerovo region, is used, and lime is used as a flux. In total, 37.89 tons of manganese ore, 1.66 tons of mill scale, 16.76 tons of coal and 10.71 tons of lime are fed into the CP during the smelting. The supply of charge materials is carried out by pneumatic transport using oxygen as a transport medium. The consumption of charge materials in the KP is regulated in such a way that the foam on the surface of the bath does not go into a spray mode, but evenly covers the entire melt mirror. When the volume of the melt in the chamber reaches the maximum allowable value, melting is stopped. Melting is carried out at a bath temperature of 1450 o C. For thermal balancing of the process, most of the gas leaving the bath is burnt out in the combustion chamber. To do this, 14888 nm 3 oxygen is introduced through the side slots and together with the mixture through the supply insert. As a result of liquid-phase reduction in the CP, 18.55 tons of ferroalloy, 26.04 tons of slag melt and 46.313 tons of dust-gas phase are obtained. The temperature of the dusty gas phase is 1650 o C. The degree of afterburning of CO in the exhaust gas is 94.39%. The dusty-gas phase after afterburning and dedusting is used as a heat carrier for drying charge materials.
Состав полученного ферромарганца приведен в таблице 2.The composition of the resulting ferromanganese is shown in table 2.
Таблица 2 - Состав ферросплава Table 2 - Ferroalloy composition
Приведенные данные показывают, что ферросплав соответствует среднеуглеродистому ферромарганцу FeMn80C2 [7]. Для выпуска ферросплава из КП отверстие шиберного затвора поворотом камеры устанавливают в нижнее положение. Расплав выпускают в ковш. Ковш предварительно закрывают крышкой с приемным патрубком. Под крышку закачивают инертный газ. По мере заполнения ковша металлом, инертный газ вытесняется из патрубка, защищая струю металла от окисления. После того, как ковш принял весь металл, входное отверстие закрывают, а под крышку подают инертный газ, чтобы создать небольшое избыточное давление. Это позволяет защитить металл от окисления и испарения в процессе его перемещения к месту разливки.The given data show that the ferroalloy corresponds to medium carbon ferromanganese FeMn80C2 [7]. To release the ferroalloy from the gearbox, the opening of the slide gate is set to the lower position by turning the chamber. The melt is released into the ladle. The bucket is pre-closed with a lid with a suction pipe. An inert gas is pumped under the cover. As the ladle fills with metal, the inert gas is displaced from the nozzle, protecting the metal stream from oxidation. After the ladle has received all the metal, the inlet is closed, and an inert gas is supplied under the lid to create a slight overpressure. This makes it possible to protect the metal from oxidation and evaporation during its movement to the casting site.
Время жидкофазного восстановления компонентов ферросплава с учетом выпуска продуктов плавки – 6779с (1.88ч)The time of liquid-phase reduction of ferroalloy components, taking into account the release of smelting products - 6779s (1.88h)
Состав шлакового расплава, полученного в КП, приведен в таблице 3.The composition of the slag melt obtained in the KP is shown in Table 3.
Таблица 3 – Состав шлакового расплава, полученного в КПTable 3 - The composition of the slag melt obtained in the KP
После выпуска из камеры плавления ферросплава, производят выпуск шлакового расплава. При этом 2.604т шлака оставляют в камере плавления. Он переходит на следующий производственный цикл. Выпущенный из камеры плавления шлаковый расплав направляют в миксер, где производят его накопление и усреднение химического состава. Накопленный в миксере расплав делят на две порции. Одну порцию - 4.687т шлака направляют на грануляцию с целью получения АМД [6], а другую 18.749т направляют на насыщение.After the ferroalloy is released from the melting chamber, the melted slag is discharged. In this case, 2.604 tons of slag is left in the melting chamber. It moves on to the next production run. The melted slag released from the melting chamber is sent to the mixer, where it is accumulated and the chemical composition is averaged. The melt accumulated in the mixer is divided into two portions. One portion - 4.687 tons of slag is sent for granulation in order to obtain AMD [6], and the other 18.749 tons is sent for saturation.
Камера насыщенияSaturation chamber
Камера насыщения (КН) футерована магнезитовой футеровкой и имеет цилиндрическо-коническую форму. Внутренний диаметр центральной цилиндрической части камеры –3.3м. Длина центральной цилиндрической части камеры по футеровке – 8.0 м. Диаметр горловин, через которые вводят вставки – 1.25м. Наружный диаметр вставок – 1.15м. Масса КН – 193 т. Допустимый объем расплава, который может находиться в камере – 23.0м3. Камера вращается вокруг горизонтальной оси на опорных роликах. Частоту вращения камеры регулируют в диапазоне (0–30) об/мин. Вращение задают четыре симметрично расположенных привода, которые синхронизируются в процессе работы гидромуфтами. Крутящий момент от привода передается камере через два зубчатых колеса, симметрично расположенных относительно центра камеры. В центральной части камеры располагают люк для загрузки расплава и выгрузки клинкера в холодильник. С обеих сторон в горловины камеры вводят невращающиеся вставки. Одна вставка – подающая, через нее вводят материалы, а другая вставка – отводящая, через нее отводят пылегазовую фазу. Между вращающейся поверхностью камеры и неподвижной поверхностью вставок оставляют щели, через которые в зону дожигания подают газообразные компоненты плавки. Клинкерный холодильник размещают под камерой насыщения. Охлаждение клинкера в холодильнике производят потоком воздуха в кипящем слое на колосниковой решетке. Отводящий канал КН и отводящий канал клинкерного холодильника соединяются в один канал, который подходит к агрегату для обжига извести. Агрегат для обжига извести состоит из двух шахт, работающих поочередно. Одна шахта находится под загрузкой (выгрузкой), а другая в работе.The saturation chamber (KN) is lined with magnesite lining and has a cylindrical-conical shape. The inner diameter of the central cylindrical part of the chamber is 3.3m. The length of the central cylindrical part of the chamber along the lining is 8.0 m. The diameter of the necks through which the inserts are inserted is 1.25 m. The outer diameter of the inserts is 1.15m. The mass of KN is 193 tons. The allowable volume of the melt that can be in the chamber is 23.0 m 3 . The camera rotates around a horizontal axis on support rollers. The camera rotation frequency is adjusted in the range (0–30) rpm. The rotation is set by four symmetrically located drives, which are synchronized during operation by hydraulic couplings. Torque from the drive is transmitted to the chamber through two gears, symmetrically located relative to the center of the chamber. In the central part of the chamber there is a hatch for loading the melt and unloading the clinker into the refrigerator. On both sides, non-rotating inserts are introduced into the chamber necks. One insert is a supply insert, materials are introduced through it, and the other insert is a discharge insert, the dust-gas phase is removed through it. Slots are left between the rotating surface of the chamber and the fixed surface of the inserts, through which gaseous components of the melt are fed into the afterburning zone. The clinker cooler is placed under the saturation chamber. The clinker is cooled in the refrigerator by air flow in a fluidized bed on a grate. The outlet channel of the KH and the outlet channel of the clinker cooler are connected into one channel, which is suitable for the lime kiln unit. The lime kiln consists of two shafts working alternately. One shaft is under loading (unloading), and the other is in operation.
Насыщение шлакового расплава известью и охлаждение клинкераSaturation of the slag melt with lime and cooling of the clinker
Температура футеровки КН перед загрузкой материала -13000С. Сначала во вращающуюся КН через подающую вставку вводят 13.63т извести и 1.27 т железной руды. В результате вращения камеры происходит разогрев материла. Далее через загрузочный люк из миксера заливают шлак (18.749т). Все это время, пока происходит загрузка материала, в клинкерном холодильнике охлаждают предыдущую партию клинкера. Время охлаждения клинкера в холодильнике - 980с. Для начала процесса алитообразования сырьевую смесь в КН разогревают. С этой целью в камеру подают 2.047т угля, а через боковые щели вводят 2894 нм3 кислорода. В результате сжигания топлива и образования клинкерных минералов температуру сырьевой смеси поднимают до 1469оС. Синтез алита и белита продолжается 1500с. По истечении этого времени разогрев камеры прекращается. Для начала синтеза легкоплавких минералов смесь охлаждают. С этой целью в камеру вводят 8.405т известняка. В результате эндотермической реакции декарбонизации температура смеси снижается до 1258оС. Выпуск клинкера в холодильник производят, когда в камере остается около 3% жидкой фазы. Для выгрузки открывают загрузочный люк, поворачивают камеру люком вниз и, раскачивая камеру, выпускают материал в холодильник. В результате насыщения шлакового расплава получают 38.59т портландцементного клинкера КН=0.91, n=2.11, p=2.17. Состав портландцементного клинкера приведен в таблице 4.The temperature of the KN lining before loading the material is -1300 0 C. First, 13.63 tons of lime and 1.27 tons of iron ore are introduced into the rotating KN through the feed insert. As a result of the rotation of the chamber, the material is heated. Further, slag (18.749t) is poured from the mixer through the loading hatch. All this time, while the material is being loaded, the previous batch of clinker is cooled in the clinker cooler. Clinker cooling time in the refrigerator - 980s. To start the process of alite formation, the raw mixture in KN is heated. For this purpose, 2.047 tons of coal are fed into the chamber, and 2894 nm 3 of oxygen are introduced through the side slots. As a result of fuel combustion and the formation of clinker minerals, the temperature of the raw mixture is raised to 1469 ° C. The synthesis of alite and belite continues for 1500 s. After this time, the heating of the chamber stops. To start the synthesis of low-melting minerals, the mixture is cooled. For this purpose, 8.405 tons of limestone are introduced into the chamber. As a result of the endothermic decarbonization reaction, the temperature of the mixture is reduced to 1258 ° C. The clinker is discharged into the refrigerator when about 3% of the liquid phase remains in the chamber. To unload, open the loading hatch, turn the chamber with the hatch down and, swinging the chamber, release the material into the refrigerator. As a result of the saturation of the slag melt, 38.59 tons of Portland cement clinker are obtained, КН=0.91, n=2.11, p=2.17. The composition of Portland cement clinker is shown in Table 4.
Таблица 4 – Состав портландцементного клинкераTable 4 - Composition of Portland cement clinker
Время на насыщение шлака – 5346с (1.48ч). Slag saturation time - 5346s (1.48h).
Обжиг известиLime firing
Параллельно с получением клинкера производят обжиг извести. Обжиг проводят в двух шахтах, расположенных за камерой насыщения. Агрегаты шахтного типа широко используются для обжига извести. В нашем случае шахты работают поочередно. В одной шахте производится обжиг, а в другой - выгрузку извести и загрузку следующей порции известняка. Для обжига в шахту загружают 42.53 т известняка. Обжиг начинают с подачи в рабочую шахту горячего воздуха из клинкерного холодильника. Температура воздуха 320оС. Время подачи 980с. Затем через шахту пропускают газовую фазу, отходящую из КН. Средняя температура газа 1250оС. Время его подачи 5346с. При удельном расходе тепла на обжиг извести 4.6 МДж/кг, для обжига одной порции требуется 112.01 ГДж, в то время как из холодильника и камеры насыщения отходит 167.52 ГДж. Таким образом, в течение одного металлургического цикла, удается получить 24.34т извести, необходимой для воспроизводства способа. Образующаяся в процессе обжига извести пыль возвращается в производство, так как она содержит значительное количество CaO.In parallel with the production of clinker, lime is calcined. Roasting is carried out in two shafts located behind the saturation chamber. Shaft type units are widely used for lime burning. In our case, the mines work alternately. Roasting is carried out in one mine, and lime is unloaded and the next portion of limestone is loaded in the other. For firing, 42.53 tons of limestone are loaded into the mine. Roasting begins with the supply of hot air from the clinker cooler to the working shaft. Air temperature 320 ° C. Delivery time 980 s. Then, the gas phase leaving the KN is passed through the shaft. The average temperature of the gas is 1250 ° C. The time of its supply is 5346 s. With a specific heat consumption for burning lime of 4.6 MJ/kg, 112.01 GJ is required for burning one portion, while 167.52 GJ leaves the refrigerator and saturation chamber. Thus, during one metallurgical cycle, it is possible to obtain 24.34 tons of lime, which is necessary for the reproduction of the method. The dust generated during the lime burning process is returned to production, as it contains a significant amount of CaO.
Производство гипсаGypsum production
Образующаяся в процессе производственного цикла газовая фаза содержит SO2. Очистку дымовых газов от диоксида серы производят известковым методом. В результате получают 0.883 т гипса, который вводят в состав цементной смеси вместе с клинкером и активной минеральной добавкой.The gas phase formed during the production cycle contains SO 2 . Flue gases are cleaned from sulfur dioxide using the lime method. As a result, 0.883 tons of gypsum is obtained, which is introduced into the cement mixture together with clinker and an active mineral additive.
Очистка портландцемента от металлических включенийCleaning Portland cement from metal inclusions
В рассматриваемом примере получают портландцемент с минеральными добавками ЦЕМ II/А-Ш [4]. Для этого формируют цементную смесь, в которую входит 38.59т портландцементного клинкера, 4.687т активной минеральной добавки и 0.883т гипса.In the example under consideration, Portland cement is obtained with mineral additives CEM II/A-Sh [4]. For this, a cement mixture is formed, which includes 38.59 tons of Portland cement clinker, 4.687 tons of active mineral additives and 0.883 tons of gypsum.
Чистку цементной смеси от металлических включений проводят в два этапа. Сначала цементную смесь подвергают избирательному измельчению (измельчается только неметаллическая составляющая смеси), а затем в процессе воздушной сепарации отделяют более плотный и не измельченный металл от портландцемента.The cleaning of the cement mixture from metal inclusions is carried out in two stages. First, the cement mixture is subjected to selective grinding (only the non-metallic component of the mixture is crushed), and then, in the process of air separation, the more dense and not crushed metal is separated from Portland cement.
Результаты, полученные в процессе реализации способаResults obtained during the implementation of the method
В процессе реализации способа, в течение одного производственного цикла, получают 18.55т среднеуглеродистого ферромарганца FeMn80C2 [7] и 44.16т портландцемента с минеральными добавками ЦЕМ II/А-Ш [4].In the process of implementing the method, during one production cycle, 18.55 tons of medium-carbon ferromanganese FeMn80C2 [7] and 44.16 tons of Portland cement with mineral additives CEM II/A-Sh [4] are obtained.
Пример 2. Получение среднеуглеродистого ферромарганца FeMn80C2 с пониженным содержанием фосфора [7] и портландцемента ЦЕМ II/А-Ш [4]. Example 2. Obtaining medium-carbon ferromanganese FeMn80C2 with a reduced content of phosphorus [7] and Portland cement CEM II/A-Sh [4].
Технологические камерыProcess chambers
Устройство и габаритные размеры камеры плавления и камеры насыщения как в примере 1.The device and overall dimensions of the melting chamber and the saturation chamber are as in example 1.
Подготовительная камераPreparation chamber
В камере проводят подготовительный этап плавки, в рамках которого осуществляют дефосфорацию исходного металлсодержащего сырья. Подготовительная камера (ПК) имеет цилиндрическо-коническую форму [2]. Рабочая поверхность камеры изготавливают из кислых огнеупоров. Внутренний диаметр центральной цилиндрической части камеры – 3.3м. Длина центральной цилиндрической части камеры по футеровке – 5.2м. Диаметр горловин, через которые вводят подающую и отводящую вставку– 1.25м. Наружный диаметр вставок – 1.15м. Масса ПК без расплава – 115 т. Допустимый объем материала, который может находиться в камере, – 12.9 м3. На центральной цилиндрической части камеры размещен загрузочный люк и шиберный затвор для выпуска продукта. Камера вращается вокруг горизонтальной оси на опорных роликах. Частоту вращения камеры в процессе обработки меняют в диапазоне (0–30) об/мин. Вращение задают четыре, симметрично расположенных привода, которые синхронизируются в процессе работы гидромуфтами. Крутящий момент от привода передается камере через два зубчатых колеса, симметрично расположенных относительно центра камеры. С обеих сторон, в горловины камеры, вводят невращающиеся вставки. Одна вставка – подающая, через нее вводят материалы, а другая вставка – отводящая, через нее отводят пылегазовую фазу. Между вращающейся поверхностью камеры и неподвижной поверхностью вставок оставляют щели, через которые в зону дожигания подают газообразные компоненты плавки. В отводящем канале установлен шлюзовой затвор, который отделяет (соединяет) камеру от котла-утилизатора, а также позволяет дросселировать отходящий газовый поток.The preparatory stage of melting is carried out in the chamber, within the framework of which the dephosphorization of the initial metal-containing raw material is carried out. The preparation chamber (PC) has a cylindrical-conical shape [2]. The working surface of the chamber is made of acid refractories. The inner diameter of the central cylindrical part of the chamber is 3.3m. The length of the central cylindrical part of the chamber along the lining is 5.2m. The diameter of the necks through which the inlet and outlet inserts are inserted is 1.25m. The outer diameter of the inserts is 1.15m. The mass of PC without melt is 115 tons. The allowable volume of material that can be in the chamber is 12.9 m 3 . On the central cylindrical part of the chamber there is a loading hatch and a slide gate for product release. The chamber rotates around a horizontal axis on support rollers. The rotational speed of the camera during processing is changed in the range (0–30) rpm. The rotation is set by four symmetrically located drives, which are synchronized during operation by hydraulic couplings. Torque from the drive is transmitted to the chamber through two gears, symmetrically located relative to the center of the chamber. On both sides, non-rotating inserts are inserted into the chamber necks. One insert is a supply insert, materials are introduced through it, and the other insert is a discharge insert, the dust-gas phase is removed through it. Slots are left between the rotating surface of the chamber and the fixed surface of the inserts, through which gaseous components of the melt are fed into the afterburning zone. A sluice gate is installed in the discharge channel, which separates (connects) the chamber from the waste heat boiler, and also allows throttling the exhaust gas flow.
Подготовительный этап плавки (дефосфорация марганцевой руды)Preparatory stage of smelting (dephosphorization of manganese ore)
Для получения ферромарганца с пониженным содержанием фосфора, перед жидкофазным восстановлением компонентов проводят подготовительный этап плавки, в рамках которого осуществляют дефосфорацию исходной марганцевой руды (см таблицу 1). Марганцевая руда поступает на переработку после сушки. Сушку проводят в кипящем слое. В качестве теплоносителя для сушки используют печные газы, отходящие из КП на предыдущем производственном цикле.To obtain ferromanganese with a reduced phosphorus content, before the liquid-phase reduction of the components, a preparatory smelting stage is carried out, within which the initial manganese ore is dephosphorized (see table 1). Manganese ore is sent for processing after drying. Drying is carried out in a fluidized bed. As a heat carrier for drying, furnace gases exhausted from the KP in the previous production cycle are used.
В рассматриваемом примере дефосфорацию проводят в подготовительной камере посредством обработки расплава газом СО. При этом фосфор восстанавливается до Р2 (газ) и уходит в газовую фазу, а марганец и железо, содержащиеся в исходном материале не восстанавливаются до металла и не взаимодействуют с фосфором.In this example, the dephosphorization is carried out in the preparation chamber by treating the melt with CO gas. In this case, phosphorus is reduced to P 2 (gas) and goes into the gas phase, while manganese and iron contained in the source material are not reduced to metal and do not interact with phosphorus.
Важным компонентом подготовительного этапа плавки является моно оксид углерода. Его получают из пылегазовой фазы, образующейся в подготовительной камере на предыдущем производственном цикле. Для этого исходную пылегазовую фазу дожигают в котле-утилизаторе, очищают от пыли, фосфора, двуокиси серы и влаги. Очищенный и осушенный CO2 подают в газогенератор, где его нагревают и конвертируют в CO. Конвертацию производят по реакции CO2+C=2CO. В рассматриваемом примере в подготовительную камеру через подающую вставку подают 17.77т СО с температурой 1000оС. При этом в газовый поток вносят 33.61т марганцевой руды. В процессе транспортировки марганцевой руды, в среде CO, происходит восстановление MnO2 до MnO по реакции MnO2+CO=MnO+CO2, с выделением тепла, что позволяет минимизировать расход энергии на реализацию способа. Тепловую балансировку процесса осуществляют посредством дожигания части СО в подготовительной камере. Для этого через щели в ПК подают 2505нм3 кислорода. В результате проведения подготовительного этапа в ПК образуется 27.0т расплава с температурой 1520оС, а по отводящему каналу в котел-утилизатор отводят 28.354т пылегазовой фазы с температурой 1650оС. В таблице 5 приведен состав расплава марганцевой руды после дефосфорацииAn important component of the preparatory stage of melting is carbon monoxide. It is obtained from the dusty gas phase formed in the preparatory chamber in the previous production cycle. To do this, the initial dust-gas phase is burned in a waste-heat boiler, cleaned from dust, phosphorus, sulfur dioxide and moisture. Purified and dried CO 2 is fed into the gasifier, where it is heated and converted into CO. The conversion is carried out by the reaction CO 2 +C=2CO. In the example under consideration, 17.77 tons of CO at a temperature of 1000 o C are fed into the preparation chamber through a supply insert. In this case, 33.61 tons of manganese ore are introduced into the gas stream. During the transportation of manganese ore, in a CO environment, MnO 2 is reduced to MnO by the reaction MnO 2 +CO=MnO+CO 2 , with heat release, which minimizes the energy consumption for the implementation of the method. Thermal balancing of the process is carried out by afterburning part of the CO in the preparatory chamber. To do this, 2505 nm 3 oxygen is supplied through the slots in the PC. As a result of the preparatory stage, 27.0 tons of melt with a temperature of 1520 ° C are formed in the PC, and 28.354 tons of the dust-gas phase with a temperature of 1650 ° C are discharged through the outlet channel into the waste heat boiler. Table 5 shows the composition of the manganese ore melt after dephosphorization
Таблица 5 – Химический состав расплава после дефосфорацииTable 5 - Chemical composition of the melt after dephosphorization
Полученный расплав выпускают из подготовительной камеры и ковшом перевозят в КП на жидкофазное восстановление. Время подготовительного этапа плавки с учетом выпуска продукта – 6656с (1.85ч)The resulting melt is discharged from the preparatory chamber and transported by a ladle to the CP for liquid-phase reduction. The time of the preparatory stage of melting, taking into account the release of the product - 6656s (1.85h)
Жидкофазное восстановление компонентов ферросплаваLiquid-phase reduction of ferroalloy components
В КП через подающую вставку загружают 8.331т извести. После ее прогрева через загрузочный люк в камеру заливают расплав марганцевой руды с подготовительного этапа плавки (27.0т). Через подающую вставку в камеру плавления подают 8.633т угля и 1.549 т прокатной окалины. Расход материалов регулируют таким образом, чтобы пена на поверхности ванны не переходила в брызговой режим, а равномерно покрывала все зеркало расплава. Плавку проводят при температуре ванны 1450оС. Для тепловой балансировки процесса большую часть отходящего из ванны газа дожигают в КП. С этой целью через боковые щели подают 7808нм3 кислорода. В результате жидкофазного восстановления в КП получают 15.47т ферросплава, 18.11т шлакового расплава и 23.069т пылегазовой фазы. Температура пылегазовой фазы - 1650оС, степень дожигания СО в газовой смеси – 92.55%. Пылегазовую фазу после дожигания и очистки от пыли используют в качестве теплоносителя для сушки шихтовых материалов. В таблице 6 приведен состав ферромарганца, полученного в процессе жидкофазного восстановления.8.331 tons of lime are loaded into the KP through the feed insert. After it is warmed up, manganese ore melt from the preparatory stage of smelting (27.0 t) is poured into the chamber through the loading hatch. Through the feed insert, 8.633 tons of coal and 1.549 tons of mill scale are fed into the melting chamber. The consumption of materials is regulated in such a way that the foam on the surface of the bath does not go into a spray mode, but evenly covers the entire surface of the melt. Melting is carried out at a bath temperature of 1450 o C. For thermal balancing of the process, most of the gas leaving the bath is burnt out in the combustion chamber. For this purpose, 7808 nm 3 oxygen is supplied through the side slots. As a result of liquid-phase reduction, 15.47 tons of ferroalloy, 18.11 tons of molten slag and 23.069 tons of dust-gas phase are obtained in the CP. The temperature of the dusty gas phase is 1650 o C, the degree of afterburning of CO in the gas mixture is 92.55%. The dusty-gas phase after afterburning and dedusting is used as a heat carrier for drying charge materials. Table 6 shows the composition of ferromanganese obtained in the process of liquid phase reduction.
Таблица 6 - Состав ферромарганца Table 6 - Composition of ferromanganese
Приведенные данные показывают, что содержание вредных компонентов в сплаве значительно ниже, чем в примере 1. Выпуск ферросплава из КП производят так же, как в примере 1. Время жидкофазного восстановления компонентов ферросплава с учетом выпуска продуктов плавки из КП – 4930с (1.37ч).The given data show that the content of harmful components in the alloy is significantly lower than in example 1. The release of the ferroalloy from the CP is carried out in the same way as in example 1. The time of the liquid-phase reduction of the ferroalloy components, taking into account the release of melt products from the CP, is 4930 s (1.37 h).
Насыщение шлакового расплава известью и охлаждение клинкераSaturation of the slag melt with lime and cooling of the clinker
Полученный в процессе жидкофазного восстановления шлаковый расплав перерабатывают в портландцемент. Одну часть шлака 1.811т направляют на грануляцию, а другую 16.299т – на насыщение. Процесс насыщения шлакового расплава известью и охлаждение клинкера проводят как в примере 1. В результате получают 33.56т портландцементного клинкера КН=0.91, n=2.15, p=2.15. Состав портландцементного клинкера приведен в таблице 7.The slag melt obtained in the process of liquid-phase reduction is processed into Portland cement. One part of the slag 1.811t is sent for granulation, and the other 16.299t - for saturation. The process of saturation of the slag melt with lime and cooling of the clinker is carried out as in example 1. As a result, 33.56 tons of Portland cement clinker KN=0.91, n=2.15, p=2.15 are obtained. The composition of Portland cement clinker is shown in Table 7.
Таблица 7 – Состав портландцементного клинкераTable 7 - Composition of Portland cement clinker
Время на насыщение шлака – 5151с (1.43ч). Slag saturation time - 5151s (1.43h).
Обжиг известиLime firing
Обжиг извести производят как в примере 1 и получают 22.32т извести, необходимой для воспроизводства способа.Roasting lime produced as in example 1 and receive 22.32 tons of lime needed to reproduce the method.
Производство гипсаGypsum production
Образующаяся в процессе производственного цикла газовая фаза содержит SO2. Очистку дымовых газов от диоксида серы производят известковым методом. В результате получают 0.722 т гипса, который вводят в состав цементной смеси вместе с клинкером и активной минеральной добавкой.The gas phase formed during the production cycle contains SO 2 . Flue gases are cleaned from sulfur dioxide using the lime method. As a result, 0.722 tons of gypsum is obtained, which is added to the cement mixture along with clinker and an active mineral additive.
Очистка портландцемента от металлических включенийPurification of Portland cement from metal inclusions
В рассматриваемом примере получают портландцемент с минеральными добавками ЦЕМ II/А-Ш [4]. Для этого формируют цементную смесь, в которую входит 33.56т портландцементного клинкера, 1.811т активной минеральной добавки и 0.722т гипса.In the example under consideration, Portland cement is obtained with mineral additives CEM II/A-Sh [4]. For this, a cement mixture is formed, which includes 33.56 tons of Portland cement clinker, 1.811 tons of active mineral additives and 0.722 tons of gypsum.
Чистку цементной смеси от металлических включений проводят как в примере 1.The cleaning of the cement mixture from metal inclusions is carried out as in example 1.
Результаты, полученные в процессе реализации способаResults obtained during the implementation of the method
В процессе реализации способа получают 15.47т среднеуглеродистого ферромарганца [7], с содержанием фосфора 0.014% и 36.09т портландцемента с минеральными добавками ЦЕМ II/А-Ш [4].In the process of implementing the method, 15.47 tons of medium-carbon ferromanganese [7] with a phosphorus content of 0.014% and 36.09 tons of Portland cement with mineral additives CEM II/A-Sh [4] are obtained.
Пример 3. Получение среднеуглеродистого ферроникеля [8] и портландцемента ЦЕМ I [4]. Example 3. Obtaining medium-carbon ferronickel [8] and Portland cement CEM I [4].
Технологические камерыProcess chambers
Устройство и габаритные размеры камеры плавления как в примере 1.The device and overall dimensions of the melting chamber as in example 1.
Жидкофазное восстановление компонентов ферросплаваLiquid-phase reduction of ferroalloy components
В КП после предыдущего металлургического цикла остается 7.405 т оборотного шлака, который используют в качестве реакционной среды, для начала жидкофазного восстановления. В процессе плавки в исходный расплав вводят шихтовые материалы. В состав которых входят металлосодержащие материалы, восстановитель и флюс.In the KP after the previous metallurgical cycle, 7.405 tons of recycled slag remains, which is used as a reaction medium to start the liquid-phase reduction. During the melting process, charge materials are introduced into the initial melt. The composition of which includes metal-containing materials, reducing agent and flux.
В качестве металлосодержащих материалов, в рассматриваемом примере используют: закись никеля и железную руду. В таблице 8 показан химический состав закиси никеля, используемой в примере.As metal-containing materials, in this example, nickel oxide and iron ore are used. Table 8 shows the chemical composition of the nickel oxide used in the example.
Таблица 8 – Химический состав закиси никеля (ГОСТ17607-72Table 8 - Chemical composition of nickel oxide (GOST 17607-72
В качестве восстановителя используют уголь марки «Т», добываемый в Кемеровской области, а в качестве флюса - известь. Подачу шихтовых материалов осуществляют пневмотранспортом через подающую вставку, используя в качестве транспортирующей среды кислород. Расход шихтовых материалов в КП регулируют таким образом, чтобы пена на поверхности ванны не переходила в брызговой режим, а равномерно покрывала все зеркало расплава. Восстановительную плавку продолжают до тех пор, пока объем расплава в камере не достигнет максимально допустимого значения. После выпуска избыточного шлака проводят вторую восстановительную плавку, чтобы набрать данный объем ферросплава. В таблице 9 приведен материальный баланс восстановительного этапа плавок.As a reducing agent, coal of grade "T", mined in the Kemerovo region, is used, and lime is used as a flux. Charge materials are supplied by pneumatic transport through a supply insert using oxygen as a transport medium. The consumption of charge materials in the KP is regulated in such a way that the foam on the surface of the bath does not go into a spray mode, but evenly covers the entire melt mirror. Reduction melting is continued until the volume of the melt in the chamber reaches the maximum allowable value. After the release of excess slag, a second reduction melt is carried out in order to gain a given volume of ferroalloy. Table 9 shows the material balance of the recovery stage of melts.
Таблица 9 - Материальный баланс восстановительного этапа плавокTable 9 - Material balance of the recovery stage of heats
пл-каpl-ka
пл-каpl-ka
балансbalance
* - Шлак переходит на окислительный этап плавки.* - The slag passes to the oxidative melting stage.
Восстановительный этап плавок проводят при температуре ванны 1450оС. Для тепловой балансировки процесса часть отходящего из ванны газа дожигают в КП. Степень дожигания СО в отходящем газе – 59.2%. Для окончательного дожигания пылегазовую фазу чрез отводящую вставку направляют в котел-утилизатор. В результате проведения двух восстановительных плавок (восстановительного этапа плавок) в КП образуется 72.30т ферросплава, состав которого приведен в таблице 10.The recovery stage of the melts is carried out at a bath temperature of 1450 ° C. For thermal balancing of the process, a part of the gas leaving the bath is burnt out in the combustion chamber. The degree of afterburning of CO in the exhaust gas is 59.2%. For final post-combustion, the dust-gas phase is sent through the outlet insert to the waste-heat boiler. As a result of carrying out two reduction melts (reduction stage of melts), 72.30 tons of ferroalloy is formed in the CP, the composition of which is given in table 10.
Таблица 10 - Состав ферросплава после жидкофазного восстановленияTable 10 - Ferroalloy composition after liquid-phase reduction
Полное время восстановительного этапа плавки, включая время на выпуск избыточного шлака – 9667с (2.69ч)The total time of the reduction stage of melting, including the time for the release of excess slag - 9667s (2.69h)
Окислительное рафинирование металла от примесейOxidative refining of metal from impurities
В рассматриваемом примере, в качестве источника железа, используют железную руду с повышенным содержанием фосфора. В связи с этим содержание фосфора в восстановленном сплаве не удовлетворяет техническим требованиям. Его содержание не должно быть выше 0.03% [8]. Чтобы привести сплав в соответствие с требованиями проводят окислительное рафинирование сплава.In this example, iron ore with a high phosphorus content is used as a source of iron. In this regard, the phosphorus content in the reduced alloy does not meet the technical requirements. Its content should not exceed 0.03% [8]. To bring the alloy in line with the requirements, an oxidative refining of the alloy is carried out.
Перед началом окислительного рафинирования в КП находится 72.30т сплава, с содержанием углерода 4.0% и 8.707т шлака.Before the start of oxidative refining, 72.30 tons of alloy with a carbon content of 4.0% and 8.707 tons of slag are located in the KP.
Перед началом продувки из КП выпускают 4.661т. избыточного шлака. В процессе продувки в расплав через фурму, расположенную в подающей вставке вводят 1.768нм3 технического кислорода. Время продувки - 560с. Для того чтобы снизить испарение металла в струю кислорода вводят известь – 1.936 т. В результате продувки и интенсивного перемешивания ванны в КП образуется шлак с основностью В=2.3, в который из сплава переходят удаляемые примеси. В конце окислительного рафинирования в КП образуется 69.80т. сплава и 7.405т шлака. Шлак остается в КП и переходит на следующий металлургический цикл, а ферросплав выпускают и направляют на разливку и кристаллизацию. Химический состав ферросплава после окислительного рафинирования приведен в таблице 11. Приведенные данные показывают, что ферросплав соответствует требованиям [8].Before the start of blowing, 4.661 tons are released from the gearbox. excess slag. In the process of blowing into the melt through a tuyere located in the supply insert, 1.768 nm 3 of technical oxygen is introduced. Purge time - 560s. In order to reduce the evaporation of the metal, 1.936 tons of lime is introduced into the oxygen jet. As a result of blowing and intensive mixing of the bath, slag with a basicity of B = 2.3 is formed in the CP, into which the removed impurities pass from the alloy. At the end of the oxidative refining, 69.80t is formed in the CP. alloy and 7.405 tons of slag. The slag remains in the CP and passes to the next metallurgical cycle, while the ferroalloy is released and sent for casting and crystallization. The chemical composition of the ferroalloy after oxidative refining is shown in Table 11. The given data show that the ferroalloy meets the requirements [8].
Таблица 11 - Состав ферросплава после окислительного рафинированияTable 11 - Ferroalloy composition after oxidative refining
Полное время окислительного рафинирования сплава, включая время на выпуск избыточного шлака, готового сплава и заправку КП – 1760 с (0.49 ч)The total time of the oxidative refining of the alloy, including the time for the release of excess slag, the finished alloy and the filling of the CP - 1760 s (0.49 h)
Насыщение шлакового расплава известью и охлаждение клинкераSaturation of the slag melt with lime and cooling of the clinker
Избыточный шлак после первой восстановительной плавки (15.831т) и избыточный шлак, выпущенный перед окислительным рафинированием (4.661т) направляют на насыщение известью и получение портландцементного клинкера. Насыщение проводят как в примере 1. В результате получают 31.30т портландцементного клинкера КН=0.91, n=1.95, p=1.96. Время, затраченное на насыщение шлака – 4935с (1.43ч).Excess slag after the first reduction melt (15.831 tons) and excess slag released before oxidative refining (4.661 tons) are sent to lime saturation and production of Portland cement clinker. Saturation is carried out as in example 1. As a result, 31.30 tons of Portland cement clinker KN=0.91, n=1.95, p=1.96 are obtained. The time spent on slag saturation is 4935s (1.43h).
Обжиг известиLime firing
Обжиг извести производят как в примере 1 и получают 21.10т извести, необходимой для воспроизводства способа.Roasting lime produced as in example 1 and get 21.10 tons of lime needed to reproduce the method.
Производство гипсаGypsum production
Образующаяся в процессе производственного цикла газовая фаза содержит SO2. Очистку дымовых газов от диоксида серы производят известковым методом. В результате получают 0.638 т гипса, который вводят в состав цементной смеси вместе с клинкером.The gas phase formed during the production cycle contains SO 2 . Flue gases are cleaned from sulfur dioxide using the lime method. As a result, 0.638 tons of gypsum is obtained, which is added to the cement mixture along with clinker.
Очистка портландцемента от металлических включенийCleaning Portland cement from metal inclusions
В рассматриваемом примере получают портландцемент без минеральных добавок ЦЕМ I [4]. Для этого формируют цементную смесь, в которую входит 31.30т портландцементного клинкера и 0.638т гипса.In the example under consideration, Portland cement is obtained without mineral additives CEM I [4]. For this, a cement mixture is formed, which includes 31.30 tons of Portland cement clinker and 0.638 tons of gypsum.
Чистку цементной смеси от металлических включений проводят как в примере 1.The cleaning of the cement mixture from metal inclusions is carried out as in example 1.
Результаты, полученные в процессе реализации способаResults obtained during the implementation of the method
В процессе реализации способа, получают 69.80т ферроникеля FeNi80 [8], с содержанием фосфора 0.015% и 39.94т портландцемента ЦЕМ I [4].In the process of implementing the method, 69.80 tons of ferronickel FeNi80 [8] with a phosphorus content of 0.015% and 39.94 tons of Portland cement CEM I [4] are obtained.
Пример 4. Получение ферроникеля [8] и портландцемента ЦЕМ I [4] с использованием никелевого лома. Example 4. Obtaining ferronickel [8] and Portland cement CEM I [4] using nickel scrap.
Технологические камерыProcess chambers
Устройство и габаритные размеры камеры плавления как в примере 1.The device and overall dimensions of the melting chamber as in example 1.
Жидкофазное восстановление компонентов ферросплаваLiquid-phase reduction of ferroalloy components
В КП после предыдущего металлургического цикла остается 7.407 т оборотного шлака, который используют в качестве реакционной среды для начала жидкофазного восстановления. В процессе плавки в исходный расплав вводят шихтовые материалы. В состав которых входят металлосодержащие материалы, восстановитель и флюс.After the previous metallurgical cycle, 7.407 tons of recycled slag remains in the CP, which is used as a reaction medium to start the liquid-phase reduction. During the melting process, charge materials are introduced into the initial melt. The composition of which includes metal-containing materials, reducing agent and flux.
В качестве металлосодержащих материалов, кроме приведенных в примере 3, используют никелевый лом. В таблице 12 показан химический состав лома, используемого в примере.As metal-containing materials, in addition to those given in example 3, nickel scrap is used. Table 12 shows the chemical composition of the scrap used in the example.
Таблица 12 – Химический никелевого ломаTable 12 - Chemical Nickel Scrap
В таблице 13 приведен материальный баланс восстановительного этапа плавок.Table 13 shows the material balance of the recovery stage of melts.
Таблица 13 - Материальный баланс восстановительного этапа плавокTable 13 - Material balance of the recovery stage of heats
пл-каpl-ka
пл-каpl-ka
балансbalance
* - Шлак переходит на окислительный этап плавки.* - The slag passes to the oxidative melting stage.
Восстановительный этап плавок проводят при температуре ванны 1450оС. Для тепловой балансировки процесса часть отходящего из ванны газа дожигают в КП. Степень дожигания СО в отходящем газе – 59.98%. Для окончательного дожигания пылегазовую фазу чрез отводящую вставку направляют в котел-утилизатор. В результате проведения двух восстановительных плавок (восстановительного этапа плавок) в КП образуется 72.31т ферросплава, состав которого приведен в таблице 14.The recovery stage of the melts is carried out at a bath temperature of 1450 ° C. For thermal balancing of the process, a part of the gas leaving the bath is burnt out in the combustion chamber. The degree of afterburning of CO in the exhaust gas is 59.98%. For final post-combustion, the dust-gas phase is sent through the outlet insert to the waste-heat boiler. As a result of two reduction melts (reduction stage of melts), 72.31 tons of ferroalloy is formed in the CP, the composition of which is given in Table 14.
Таблица 14 - Состав ферросплава после жидкофазного восстановленияTable 14 - Ferroalloy composition after liquid-phase reduction
Полное время восстановительного этапа плавки, включая время на выпуск избыточного шлака – 8817с (2.45 ч).The total time of the reduction stage of melting, including the time for the release of excess slag, is 8817 s (2.45 h).
Приведенные данные показывают, что использование лома при производстве ферросплава позволяет сократить время восстановительного этапа. В рассмотренном примере введение 7 т лома позволило сократить время восстановительных плавок на 850с (14.17 мин).The given data show that the use of scrap in the production of ferroalloys makes it possible to reduce the time of the recovery stage. In the considered example, the introduction of 7 tons of scrap made it possible to reduce the time of reduction melts by 850 s (14.17 min).
Дальнейшую реализацию способа проводят как в примере 3.Further implementation of the method is carried out as in example 3.
Список использованных источниковList of sources used
1. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия: учебник для вузов / под ред. В.Г.Воскобойникова – М.: «Металлургия», 1979. – 487с.1. Voskoboinikov V.G., Kudrin V.A., Yakushev A.M. General metallurgy: a textbook for universities / ed. V. G. Voskoboynikova - M .: "Metallurgy", 1979. - 487 p.
2. RU2692532 C1, 2018.2. RU2692532 C1, 2018.
3. 2710088 С1, 2017.3. 2710088 C1, 2017.
4. ГОСТ31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия. – М.: «Стандартинформ», 2016. – 12 с.4. GOST 31108-2016 General construction cements. Specifications. - M.: "Standartinform", 2016. - 12 p.
5. ГОСТ10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. – М.: «Стандартинформ», 2008. – 6 с.5. GOST 10178-85 Portland cement and Portland slag cement. Specifications. - M .: "Standartinform", 2008. - 6 p.
6. ГОСТ3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов. – М.: «Стандартинформ», 1974. – 6 с.6. GOST 3476-74 Granular blast-furnace and electrothermophosphoric slags for cement production. - M.: "Standartinform", 1974. - 6 p.
7. ГОСТ 4755-91 «Ферромарганец. Технические требования и условия поставки. – М.: «Стандартинформ», 1997. – 6 с.7. GOST 4755-91 “Ferromanganese. Technical requirements and terms of delivery. - M.: "Standartinform", 1997. - 6 p.
8. ISO 6501:1988 «Ферроникель. Технические условия и требования к поставке».8. ISO 6501:1988 Ferronickel. Specifications and delivery requirements”.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122557A RU2768304C1 (en) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Method of producing ferroalloys and portland cement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122557A RU2768304C1 (en) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Method of producing ferroalloys and portland cement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2768304C1 true RU2768304C1 (en) | 2022-03-23 |
Family
ID=80819274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021122557A RU2768304C1 (en) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Method of producing ferroalloys and portland cement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2768304C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003029500A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Jean Davene | Integrated prefabrication of reinforced concrete elements including production of concrete reinforcing bars and upgrading of the slag produced |
| RU2007109203A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью Промышленна компани "Технологи металлов" (RU) | METHOD FOR PRODUCING PORTLAND CEMENT CLINKER FROM INDUSTRIAL WASTE |
| RU2674048C2 (en) * | 2017-03-24 | 2018-12-04 | Сергей Викторович Ласанкин | Method for production of steel and portland cement in single process and technological chamber for implementing method |
| RU2710088C1 (en) * | 2018-10-23 | 2019-12-24 | Сергей Викторович Ласанкин | Method of producing steel and portland cement and process chambers for implementing method |
-
2021
- 2021-07-29 RU RU2021122557A patent/RU2768304C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003029500A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Jean Davene | Integrated prefabrication of reinforced concrete elements including production of concrete reinforcing bars and upgrading of the slag produced |
| RU2007109203A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью Промышленна компани "Технологи металлов" (RU) | METHOD FOR PRODUCING PORTLAND CEMENT CLINKER FROM INDUSTRIAL WASTE |
| RU2674048C2 (en) * | 2017-03-24 | 2018-12-04 | Сергей Викторович Ласанкин | Method for production of steel and portland cement in single process and technological chamber for implementing method |
| RU2710088C1 (en) * | 2018-10-23 | 2019-12-24 | Сергей Викторович Ласанкин | Method of producing steel and portland cement and process chambers for implementing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6648942B2 (en) | Method of direct iron-making / steel-making via gas or coal-based direct reduction and apparatus | |
| US5611838A (en) | Process for producing an iron melt | |
| US4124404A (en) | Steel slag cement and method for manufacturing same | |
| RU2172783C2 (en) | Method of processing of steel-melting slags and iron carriers for production of pig iron and ecological slags | |
| CN1040229C (en) | Process for producing pig iron and cement clinker | |
| JP2001500243A (en) | Plants and processes for the production of metal melts | |
| AU2003238774A1 (en) | Finisher-hearth-melter furnace and method of using for iron-making / steel-making | |
| US3912501A (en) | Method for the production of iron and steel | |
| JP7364899B2 (en) | Melting method of cold iron source with slag reduction | |
| CZ200975A3 (en) | Refining technology of metalline zinc-containing waste in revolving furnace | |
| WO2013011521A1 (en) | A method for direct reduction of oxidized chromite ore fines composite agglomerates in a tunnel kiln using carbonaceous reductant for production of reduced chromite product/ agglomerates applicable in ferrochrome or charge chrome production. | |
| JP4499306B2 (en) | Method for dezincing zinc-containing iron oxide using a rotary kiln | |
| MXPA04007099A (en) | Process for producing molten iron. | |
| US6372011B1 (en) | Method for producing an iron melt using iron-containing residual smelting plant materials | |
| CN117441031A (en) | Method for generating slag with desired properties | |
| JP7518455B2 (en) | Molten iron production method | |
| RU2768304C1 (en) | Method of producing ferroalloys and portland cement | |
| RU2710088C1 (en) | Method of producing steel and portland cement and process chambers for implementing method | |
| JPH06505302A (en) | Method for producing steel in a liquid bath and equipment for carrying out the method | |
| RU2674048C2 (en) | Method for production of steel and portland cement in single process and technological chamber for implementing method | |
| RU2775976C1 (en) | Method for producing steel, electricity, and portland cement | |
| JP3817969B2 (en) | Method for producing reduced metal | |
| RU2692532C1 (en) | Roll-chamber for thermochemical processes implementation | |
| RU2534682C1 (en) | Method for obtaining molten mineral components for portland-slag cement (versions) | |
| RU2347764C2 (en) | Method of producing portland cement clinker from industrial wastes |