Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИЦИЯ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению ферросплавов в рудно-термических электропечах, и может быть использовано в производстве кремнистых ферросплавов: ферросилиция, силикохрома, силикомарганца.

Известен способ производства кремнистых ферросплавов, в частности ферросилиция, включающий в себя дозирование кварцита, углеродистых восстановителей и стальной стружки, загрузку их в рудно-термическую электропечь, карботермическое восстановление и периодический выпуск расплава из печи. Полученный ферросилиций разливается на слитки, дробится до необходимых фракций и отправляется потребителям (Рысс М.А. Производство ферросплавов. М., Металлургия, 1985, с.33-58).

Образующиеся при дроблении мелкие фракции ферросилиция, менее 15 мм, имеют ограниченный сбыт, так как при раскислении и легировании стали мелкие фракции ферросилиция имеют большую поверхность, чем кусковой материал, и имеют и больший угар. Это снижает потребительскую цену на мелкие фракции, по сравнению с кусковым материалом, что негативно сказывается на экономике производства ферросилиция. Попытки получить из мелких фракций кусковой материал, например, путем брикетирования, приводят к увеличению затрат на производство, т.е. к удорожанию продукции.

Задача предлагаемого изобретения - повышение экономических показателей производства ферросилиция за счет переплава мелких фракций и вовлечения их в товарный ферросилиций в кусковом виде.

Способ выплавки ферросилиция включает дозирование кварцита, углеродистых восстановителей и стальной стружки, загрузку сдозированных шихтовых материалов в рудно-термическую электропечь, карботермическое восстановление и выпуск расплава из печи, при этом на колошник печи периодически загружают ферросилиций фракцией 0-15 мм, в количестве 1,0-6,0% от веса загруженного в печь кварцита.

Загруженный на колошник печи ферросилиций укрывают шихтой, в которой соотношение углерода к кремнезему составляет 0,41-0,48. После загрузки сплава в печь часовую активную мощность печи увеличивают на 0,3-0,8 МВт.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем в себя дозирование кварцита, углеродистых восстановителей и стальной стружки, загрузку их в электропечь, карботермическое восстановление, в печь одновременно загружают мелкие фракции ферросилиция, которые расплавляются в рудно-термической печи одновременно с ведением восстановительной плавки. Продукты плавки выпускают из печи и разливают на слитки.

Мелкие фракции ферросилиция загружают на колошник печи таким образом, чтобы исключить попадание сплава под электроды, так как это нарушает электрический режим работы печи и ухудшает показатели восстановительной плавки ферросилиция.

Часть загруженного на колошник печи ферросилиция под воздействием высоких температур может испаряться, что уменьшает степень использования ферросилиция. Для предотвращения испарения кремния ферросилиция мелкие фракции ферросилиция после загрузки закрывают шихтой, содержащей повышенное, против стехиометрического значения, соотношение углерода к кремнезему. Дополнительный углерод связывает газообразный кремний в карбид по реакции:

Это увеличивает степень перехода загруженного ферросилиция в расплав.

Поскольку на расплавление мелких фракций ферросилиция требуется тепло, чтобы не уменьшать производительность печи, необходимо увеличить активную мощность печи для компенсации затрат тепла на расплавление ферросилиция.

Переплав мелких фракций ферросилиция, крупностью 0-15 мм, в рудно-термической электропечи одновременно с ведением восстановительной плавки является новизной технического решения.

Переплав мелких фракций ферросилиция в рудно-термической электропечи под слоем шихты, содержащей повышенное соотношение углерода к кремнезему для предотвращения улета кремния, с компенсацией затрат тепла на расплавление мелких фракций ферросилиция за счет увеличения активной мощности печи, обладает признаками "существенное отличие".

Способ осуществляется следующим образом.

В рудно-термической электропечи мощностью 25 МВА проводили переплав мелких фракций ферросилиция. Ферросилиций компактно загружали в печь, предварительно понизив уровень колошника печи таким образом, чтобы вошел весь объем загружаемого ферросилиция. Затем ферросилиций закрывали шихтой, содержащей повышенное соотношение углерода к кремнезему. Контролировали количество загруженных в печь кварцита, углеродистых восстановителей и ферросилиция, изменяя соотношение углерода к кремнезему и активную мощность печи, определяли производительность печи и степень усвоения загруженного ферросилиция. Результаты опытов сведены в таблицу.

Количество переплавляемого ферросилиция мелких фракций в пределах 1,0-6,0% от веса загруженного кварцита при соотношении углерода к кремнезему 0,410-0,480 и увеличении часовой активной мощности печи на 0,3-0,8 МВт (примеры 12-15, 18, 20, 21, 23-26) является оптимальным. Количество переплавляемого ферросилиция менее 1,0%, более 6% от веса загруженного кварцита (примеры 9, 10, 16, 17, 19, 27, 28), соотношение углерода к кремнезему менее 0,410 (примеры 11, 17, 19) и более 0,480 (примеры 16, 22, 28), без увеличения часовой мощности печи (примеры 5-10), при увеличении часовой активной мощности печи более 0,8 МВт (примеры 29-35) не является оптимальным.