[go: up one dir, main page]

RU2714561C1 - Method of producing ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces - Google Patents

Method of producing ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces Download PDF

Info

Publication number
RU2714561C1
RU2714561C1 RU2019130540A RU2019130540A RU2714561C1 RU 2714561 C1 RU2714561 C1 RU 2714561C1 RU 2019130540 A RU2019130540 A RU 2019130540A RU 2019130540 A RU2019130540 A RU 2019130540A RU 2714561 C1 RU2714561 C1 RU 2714561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
furnace
quartzite
reducing agent
amount
Prior art date
Application number
RU2019130540A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Сергеевич Ёлкин
Original Assignee
Константин Сергеевич Ёлкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Сергеевич Ёлкин filed Critical Константин Сергеевич Ёлкин
Priority to RU2019130540A priority Critical patent/RU2714561C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714561C1 publication Critical patent/RU2714561C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/04Making ferrous alloys by melting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly to an electrothermal method of producing ferrosilicon. Ferrosilicon in closed ore-reducing electric furnaces is obtained by reducing quartzite with the help of carbon reducing agents in the presence of steel chips. Directly under furnace roof between electrodes charge is additionally consisting of quartzite, steel chips with carbonaceous reducing agent exceeding stoichiometric amount by 2–8 wt%, with periodicity of single loading in 16–24 hours, at that amount of charged charge into furnace with increased excess of carbon reducing agent makes 4–10 % of total amount of loaded charge.
EFFECT: invention reduces downtime for cleaning sub-water space and gas intake branch pipes.
1 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электротермическому способу получения ферросилиция.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to an electrothermal method for producing ferrosilicon.

Уровень техникиState of the art

Ферросилиций в закрытых печах рудовосстановительных электрических печах получают восстановлением кварцита с помощью углеродистых восстановителей (Рожихина И.Д., Нохрина О.И. Основы теории и технологии производства ферросплавов, СибГИУ, Новокузнецк, 2017, С. 85-89). Недостатками данной технологии является недостаточная производительность печей.Ferrosilicon in closed furnaces of ore-reducing electric furnaces is obtained by reducing quartzite using carbonaceous reducing agents (Rozhikhina I.D., Nokhrina O.I. Fundamentals of the theory and technology of production of ferroalloys, SibGIU, Novokuznetsk, 2017, P. 85-89). The disadvantages of this technology is the insufficient productivity of the furnaces.

Из уровня техники известен способ выплавки ферросилиция (патент RU 2112071, С22С 33/04, опубл. 1998.05.27), включающий непрерывную подачу в печь дозированной шихты, формируемой в виде конусов вокруг электродов, содержащей рудную часть и в качестве восстановителя кокс, проплавление шихты и периодический выпуск металла, отличающийся тем, что перед очередным выпуском металла проплавляют конус шихты и задают порциями кремнийсодержащие окатыши отработанной контактной массы химического производства за 10-15 мин до очередного выпуска металла. НедостаткомThe prior art method for smelting ferrosilicon (patent RU 2112071, C22C 33/04, publ. 1998.05.27), comprising continuously feeding a metered charge formed in the form of cones around electrodes containing ore part and as a reducing agent coke, melting the charge and periodic metal production, characterized in that, before the next metal production, the charge cone is melted and the silicon-containing pellets of the spent contact mass of chemical production are set in portions 10-15 minutes before the next metal production. Disadvantage

Известен способ выплавки сплавов ферросилиция (патент RU 2294977 С22С 33/04, опубл. 1997.03.10) с содержанием кремния 60-70% в трехфазной руднотермической электропечи с угольной футеровкой стен, включающий загрузку в печь исходных шихтовых материалов, содержащих кремнезем, стальную стружку и углеродистые восстановители, отличающийся тем, что шихту в печь загружают дифференцированно, при этом в три зоны колошника, расположенные радиально в областях, соответствующих минимальному зазору между электродами и футеровкой стен и шириной 0,7-1,2 диаметра электрода, подают шихту с содержанием кремнезема по массе 70-100%. НедостаткомA known method of smelting ferrosilicon alloys (patent RU 2294977 C22C 33/04, publ. 1997.03.10) with a silicon content of 60-70% in a three-phase ore-thermal electric furnace with coal lining of the walls, including loading into the furnace of the original charge materials containing silica, steel shavings and carbon reducing agents, characterized in that the charge is loaded into the furnace differentially, while in three zones of the top, located radially in areas corresponding to the minimum gap between the electrodes and the lining of the walls and a width of 0.7-1.2 diameters of electro and fed batch with silica content of 70-100% by weight. Disadvantage

Известен способ выплавки фекрросилиция (патент RU 2059013, С22С 33/04, опубл. 1996.04.27), включающий непрерывную загрузку вокруг электродов шихты, состоящей из кварцита, кокса, восстановителя и железной стружки, ее проплавление и периодический выпуск из печи сплава в ковш, отличающийся тем, что вокруг электродов загружают часть шихты, содержащей железной стружки 0,5 0,6 стехиометрического расхода и в 2 2,5 раза превышающей расход центральной зоны печи, а другую часть шихты, содержащей железную стружку в 2 3 раза больше стехиометрического расхода, загружают в центральную зону печи. НедостаткомA known method of smelting fecrosilicon (patent RU 2059013, C22C 33/04, publ. 1996.04.27), including continuous loading around the electrodes of the mixture, consisting of quartzite, coke, reducing agent and iron shavings, its melting and periodic release from the furnace alloy into the bucket, characterized in that around the electrodes load part of the charge containing iron chips 0.5 0.6 stoichiometric flow rate and 2.5 times higher than the flow rate of the Central zone of the furnace, and the other part of the charge containing iron chips 2 to 3 times more stoichiometric flow rate load the central zone of the furnace. Disadvantage

Из уровня техники известен способ выплавки ферросилиция в закрытых руднотермических печах (патент RU 2059011, С22С 33/00, опубл. 1996.04.27), включающий загрузку в печь через свод шихты, состоящей из кварцита, кокса, железной стружки и восстановителя, вокруг электродов, ее непрерывное проплавление и выпуск сплава в ковш, при этом часть шихты загружают через свод в центральную зону печи при стехиометрическом соотношении расхода кварцита и кокса, содержит избыток железной стружки, а часть шихты, загружаемая вокруг электродов при стехиометрическом соотношении расхода кварцита и восстановителя, имеет недостаток железной стружки. При этом стехиометрическая шихта из кварцита и кокса, загружаемая вокруг электродов, содержит железной стружки 0,5 0,6 стехиометрического расхода, а загружаемая под свод в центральную зону печи шихта содержит 2-3-кратный избыток железной стружки от стехиометрического расхода; а расход шихты вокруг электродов по количеству в 2-4 раза превышает расход шихты, подаваемой непосредственно под свод в центральную зону печи.The prior art method for smelting ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces (patent RU 2059011, С22С 33/00, publ. 1996.04.27), including loading into the furnace through the arch of a mixture consisting of quartzite, coke, iron shavings and a reducing agent around the electrodes, its continuous penetration and release of the alloy into the ladle, while part of the charge is loaded through the arch into the central zone of the furnace at a stoichiometric ratio of the flow rate of quartzite and coke, it contains an excess of iron shavings, and part of the charge loaded around the electrodes with a stoichiometric ratio In relation to the consumption of quartzite and a reducing agent, it has a lack of iron chips. In this case, the stoichiometric charge of quartzite and coke loaded around the electrodes contains iron chips of 0.5 to 0.6 stoichiometric flow, and the charge loaded under the arch into the central zone of the furnace contains a 2-3-fold excess of iron chips from stoichiometric flow; and the charge consumption around the electrodes in the amount of 2-4 times the consumption of the charge supplied directly under the arch in the Central zone of the furnace.

По технической сущности, по наличию общих признаков, данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога заявленногоBy technical nature, by the presence of common features, this technical solution was adopted as the closest analogue of the declared

способа выплавки ферросилиция. Недостатком способа является недостаточно высокая степень извлечения кремния. Кроме того, увеличение производительности печи за счет реализации способа не решает проблемы закрытой печи, периодического спекания шихты и образования конденсата под сводом руднотермической печи. Образование конденсата происходит из-за того, что не вступивший во взаимодействие с углеродом шихты монооксид кремния диспропорционирует по реакцииmethod of smelting ferrosilicon. The disadvantage of this method is not a sufficiently high degree of extraction of silicon. In addition, increasing the productivity of the furnace due to the implementation of the method does not solve the problem of a closed furnace, periodic sintering of the charge and the formation of condensate under the roof of the ore-thermal furnace. Condensation occurs due to the fact that silicon monoxide, which does not come into contact with the charge carbon, disproportionately reacts

2SiO=Si+SiO2,2SiO = Si + SiO 2 ,

что и приводит к спеканию шихты на поверхности колошника под зонтом печи (Рысс М.А. Производство ферросплавов, М., Металлургия 1985, С. 75-77).which leads to sintering of the charge on the top surface under the umbrella of the furnace (MA Ryss. Production of ferroalloys, M., Metallurgy 1985, S. 75-77).

В основу изобретения поставлена задача повышение технологической устойчивости работы печи.The basis of the invention is the task of increasing the technological stability of the furnace.

Техническим результатом является увеличение производительности печи.The technical result is to increase the productivity of the furnace.

Раскрытие изобретенияDisclosure of Invention

Технический результат достигается за счет того, под свод печи периодически загружают шихту, состоящая из кварцита, восстановителей и стальной стружки с восстановителем превышающим стехиометрическое количество на 2-8 масс. %; количество загруженной шихты в печь с повышенным избытком углерода составляет 4-10% от общего количества загружаемой шихты, с периодичностью разовой загрузки шихты с повышенным содержанием углерода 16-24 часа.The technical result is achieved due to the fact that a charge consisting of quartzite, reducing agents and steel chips with a reducing agent exceeding the stoichiometric amount by 2-8 masses is periodically loaded under the furnace arch. %; the amount of charge loaded into the furnace with an increased excess of carbon is 4-10% of the total amount of charge loaded, with a periodicity of a single charge loading with a high carbon content of 16-24 hours.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Испытания способа проводили в промышленной закрытой руднотермической печи мощностью 18 MB, работавшей на выплавке ферросилиция марки ФС 65. В процессе испытаний изменяли избыток углерода в шихте, дополнительно загружаемой под свод, количество шихты, периодически загружаемой под свод печи, периодичность загрузки дополнительной шихты по свод один раз за смену (8 часов). Дополнительная шихта загружалась в равных количества между электродами. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.Testing of the method was carried out in an industrial closed ore-thermal furnace with a capacity of 18 MB, operating on smelting ferrosilicon grade FS 65. During the tests, the excess carbon in the charge additionally charged under the arch was changed, the amount of charge periodically charged under the arch of the furnace, the frequency of loading of the additional charge according to arch one times per shift (8 hours). An additional charge was loaded in equal amounts between the electrodes. The test results are summarized in table 1.

По достигнутому лучшему показателю (пример 14) проводили загрузку шихты с повышенным избытком углерода с другой периодичностью: 12, 16, 24, 32 часа.According to the achieved best indicator (Example 14), the charge was loaded with an increased excess of carbon with a different frequency: 12, 16, 24, 32 hours.

Опыт 1. Периодичность загрузки один раз в 12 часов: производили загрузку шихты с избытком углерода 6 мас. % в количестве 10% от стехиометрического состава шихты; производительность печи составила 2358 кг/час., удельный расход электроэнергии составил 7634 кВтч/т;Experience 1. The frequency of loading once every 12 hours: produced the loading of the mixture with an excess of carbon 6 wt. % in the amount of 10% of the stoichiometric composition of the mixture; the furnace productivity amounted to 2358 kg / h., the specific energy consumption was 7634 kWh / t;

Опыт 2. Следующее испытания проводили с периодичностью загрузки шихты с избытком углерода 6 мас. % в количестве 10% один раз в 16 часов: производительность печи составила 2376 кг/час., удельный расход электроэнергии составил 7576 кВтч/т;Experience 2. The next test was carried out with a frequency of loading the mixture with an excess of carbon 6 wt. % in the amount of 10% once every 16 hours: the furnace productivity was 2376 kg / h., specific electricity consumption was 7576 kWh / t;

Опыт 3. Провели испытания с периодичностью загрузки шихты с избытком углерода 6 мас. % в количестве 10% один раз в 24 часа: апроизводительность печи составило 2368 кг/час, удельный расход электроэнергии составил 7600 кВтч/т.Experience 3. Conducted tests with a frequency of loading the mixture with an excess of carbon 6 wt. % in the amount of 10% once every 24 hours: the furnace productivity was 2368 kg / h, the specific energy consumption was 7600 kWh / t.

Опыт 4. Провели испытания с периодичностью загрузки шихты с избытком углерода 6 мас. % в количестве 10% один раз в 32 часа: производительность печи составила 2360 кг/час, удельный расход электроэнергии составил 7627 кВтч/т.Experience 4. Conducted tests with a frequency of loading the mixture with an excess of carbon 6 wt. % in the amount of 10% once every 32 hours: the furnace productivity was 2360 kg / h, the specific energy consumption was 7627 kWh / t.

По результатам испытаний можно сделать выводы: оптимальным вариантом изменения избытка углерода в шихте является 2-8 мас. % (примеры 2-7, 9-11, 13-15), количество загруженной шихты в печь с повышенным избытком углерода является 4-10% (примеры 4-7, 9-11, 13-15), оптимальная периодичность загрузки шихты один раз в 16-24 часов (опыты 2-3). При загрузке дополнительной шихты с избытком углерода 2 мас. % (примеры 2-3), 10-12 мас. % (примеры 8,10-12, 20) не являются оптимальными, так как небольшое увеличение избытка углерода не изменяет технологический режим работы печи; увеличение избытка углерода более 10 мас. %, приводит к нарушениям технологического режима и производительность печи снижается. При загрузке шихты с увеличенным избытком углерода оптимальным является периодичность загрузки шихты 16-24 часа. При периодичности загрузки шихты с избытком углерода менее 16 часов производительность печи изменяется незначительно, при периодичности - более 24 часов производительность печи снижается.According to the test results, we can conclude: the best option for changing the excess carbon in the mixture is 2-8 wt. % (examples 2-7, 9-11, 13-15), the amount of charge loaded into the furnace with an increased excess of carbon is 4-10% (examples 4-7, 9-11, 13-15), the optimal frequency of charge loading is one every 16-24 hours (experiments 2-3). When loading an additional charge with an excess of carbon 2 wt. % (examples 2-3), 10-12 wt. % (examples 8,10-12, 20) are not optimal, since a slight increase in excess carbon does not change the technological mode of operation of the furnace; an increase in excess carbon more than 10 wt. %, leads to violations of the technological regime and the productivity of the furnace is reduced. When loading a mixture with an increased excess of carbon, the optimal frequency of loading the mixture is 16-24 hours. With a frequency of loading a charge with an excess of carbon less than 16 hours, the productivity of the furnace changes slightly, with a frequency of more than 24 hours, the productivity of the furnace decreases.

Дополнительный эффект за счет снижения времени простоев на чистку подсводового пространства и газозаборных патрубков.An additional effect due to the reduction of downtime for cleaning the underwater space and gas inlets.

Информация:Information:

1. Рожихина И.Д., Нохрина О.И. Основы теории и технологии производства ферросплавов, СибГИУ, Новокузнецк, 2017, С.85-89;1. Rozhikhina I.D., Nokhrina O.I. Fundamentals of the theory and technology of production of ferroalloys, SibGIU, Novokuznetsk, 2017, P.85-89;

2. Патент RU 2112071, опубл. 1998.05.27;2. Patent RU 2112071, publ. 1998.05.27;

3. Патент RU 2294977, опубл. 1997.03.10;3. Patent RU 2294977, publ. 1997.03.10;

4. Патент RU 2059013, опубл. 1996.04.27;4. Patent RU 2059013, publ. 1996.04.27;

5. Патент RU 2059011, опубл. 1996.04.27.5. Patent RU 2059011, publ. 1996.04.27.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ выплавки ферросилиция в закрытых рудно-термических печах, включающий загрузку в печь через свод вокруг электродов шихты, состоящей из кварцита, углеродистого восстановителя и стальной стружки, взятых в стехиометрическом соотношении, ее непрерывное проплавление и выпуск сплава в ковш, отличающийся тем, что непосредственно под свод печи между электродами дополнительно загружают шихту, состоящую из кварцита, стальной стружки с углеродистым восстановителем, превышающим стехиометрическое количество на 2-8 мас.%, с периодичностью разовой загрузки дополнительной шихты в 16-24 часа, при этом количество загруженной шихты в печь с повышенным избытком углеродистого восстановителя составляет 4-10% от общего количества загружаемой шихты.A method for smelting ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces, including loading a charge consisting of quartzite, a carbon reducing agent and steel shavings taken in a stoichiometric ratio into the furnace through the arch around the electrodes, continuously melting it and releasing the alloy into the ladle, characterized in that it is directly under the furnace arch between the electrodes additionally load a mixture consisting of quartzite, steel shavings with a carbon reducing agent, which exceeds the stoichiometric amount by 2-8 wt.%, with a frequency of howling download additional charge in 16-24 hours, and the amount of the charge loaded into the furnace with a high excess carbon reducing agent is 4-10% of the total amount of the charge loaded.
RU2019130540A 2019-09-25 2019-09-25 Method of producing ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces RU2714561C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130540A RU2714561C1 (en) 2019-09-25 2019-09-25 Method of producing ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130540A RU2714561C1 (en) 2019-09-25 2019-09-25 Method of producing ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714561C1 true RU2714561C1 (en) 2020-02-18

Family

ID=69625816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019130540A RU2714561C1 (en) 2019-09-25 2019-09-25 Method of producing ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714561C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202025100513U1 (en) 2025-02-03 2025-02-17 2D Innovation Gmbh Concrete element on hydraulic binder with the function of energy storage

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3970446A (en) * 1972-11-24 1976-07-20 United States Steel Corporation Method of refining an iron base melt
GB1585278A (en) * 1977-05-24 1981-02-25 Metal Research Corp Method for refining molten iron and steels
RU2059013C1 (en) * 1992-11-10 1996-04-27 АО "Кузнецкие ферросплавы" Method to extract ferrosilicon by melting
RU2059011C1 (en) * 1992-11-10 1996-04-27 АО "Кузнецкие ферросплавы" Method to melt ferrocilicon out in closed ore-thermal electrical furnaces
RU2112071C1 (en) * 1997-03-19 1998-05-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of ferrosilicon smelting
RU2294977C2 (en) * 2005-02-16 2007-03-10 Закрытое акционерное общество "ТЭК-98" (ЗАО "ТЭК-98") Method of smelting of ferro-silicon alloys

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3970446A (en) * 1972-11-24 1976-07-20 United States Steel Corporation Method of refining an iron base melt
GB1585278A (en) * 1977-05-24 1981-02-25 Metal Research Corp Method for refining molten iron and steels
RU2059013C1 (en) * 1992-11-10 1996-04-27 АО "Кузнецкие ферросплавы" Method to extract ferrosilicon by melting
RU2059011C1 (en) * 1992-11-10 1996-04-27 АО "Кузнецкие ферросплавы" Method to melt ferrocilicon out in closed ore-thermal electrical furnaces
RU2112071C1 (en) * 1997-03-19 1998-05-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of ferrosilicon smelting
RU2294977C2 (en) * 2005-02-16 2007-03-10 Закрытое акционерное общество "ТЭК-98" (ЗАО "ТЭК-98") Method of smelting of ferro-silicon alloys

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202025100513U1 (en) 2025-02-03 2025-02-17 2D Innovation Gmbh Concrete element on hydraulic binder with the function of energy storage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jain et al. Refinement of primary carbides in hypereutectic high-chromium cast irons: a review
CN106222526B (en) A kind of synthesis and preparation process of High-silicon-molybdeductile ductile iron material
CN109930059B (en) Low-temperature high-strength high-toughness nodular cast iron, preparation method thereof and railway locomotive part
UA126490C2 (en) Silicon based alloy, method for the production thereof and use of such alloy
RU2714561C1 (en) Method of producing ferrosilicon in closed ore-thermal furnaces
SE448553B (en) SET FOR MANUFACTURE OF STEEL FROM SOLID METAL IRON
RU2007129387A (en) METHOD FOR Smelting IRON-CARBON ALLOYS OF DIFFERENT FUNCTIONAL PURPOSE IN INDUCTION FURNACES
US2867555A (en) Nodular cast iron and process of manufacture thereof
JP2004520478A (en) Manufacture of ferroalloys
RU2059013C1 (en) Method to extract ferrosilicon by melting
RU2620206C2 (en) Graphitizing modification method of iron
RU2649423C1 (en) Method for technical silicon melting
Lubyanoi et al. Application of alloyed cast iron to increase the durability of products of the mining and metallurgical industry
RU2059011C1 (en) Method to melt ferrocilicon out in closed ore-thermal electrical furnaces
TWI825639B (en) Ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, production of a ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, and the use thereof
RU2831573C2 (en) Alloy of ferrosilicon with vanadium and/or niobium, production of alloy of ferrosilicon with vanadium and/or niobium and its application
RU2270266C2 (en) Addition alloy for inoculation and doping of alloys
RU2823715C1 (en) Method of iron smelting in electric arc furnaces
RU2765221C1 (en) Method for melting technical silicon or high percentage brands ferrosilition
RU2343202C2 (en) Charge for cast iron smelting in cupola furnace
RU2315815C1 (en) Method for producing of vermiculate graphite cast-iron
SU1227707A1 (en) Cast iron for metallurgical equipment
RU2057710C1 (en) Method of smelting of crystalline silicon or high- silicon grades of ferrosilicon in rotating ore-smelting electric furnaces
SU1439147A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1696564A1 (en) Charge for producing ferronickel