EA011206B1 - Method for processing dusty wastes of metal and ferro production - Google Patents
Method for processing dusty wastes of metal and ferro production Download PDFInfo
- Publication number
- EA011206B1 EA011206B1 EA200702338A EA200702338A EA011206B1 EA 011206 B1 EA011206 B1 EA 011206B1 EA 200702338 A EA200702338 A EA 200702338A EA 200702338 A EA200702338 A EA 200702338A EA 011206 B1 EA011206 B1 EA 011206B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- composition
- charge materials
- melt
- fraction
- furnace
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 38
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 25
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 18
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 18
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 15
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 9
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 7
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 abstract description 6
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 6
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 description 4
- 230000003890 fistula Effects 0.000 description 4
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N calcium sulfide Chemical group [Ca]=S JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам переработки пылевых отходов металло- и ферропроизводства, и может быть использовано для выплавки ферросплавов, а также различных металлических сплавов.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to methods for processing metal and ferrous dust waste, and can be used for smelting ferroalloys, as well as various metal alloys.
Получение ферросплавов, а также различных металлических сплавов с использованием отходов металло- и ферропроизводства с применением как дуговых, так и электрошлаковых технологий широко известно и успешно применяется. В известных способах производства указанных сплавов применяется, в основном, только кусковая фракция шлака и отходов металло- и ферропроизводства. Пылевые отходы металло- и ферропроизводства и пылевая фракция шлаков могут использоваться в известных способах только после предварительного брикетирования с применением связующих материалов, таких как цемент, каменноугольный пек и другие, что, в свою очередь, затрудняет и нарушает ход печи. В известных способах осуществляется жесткая регламентация размеров кусков шихтовых материалов, поскольку при осуществлении известных технологических процессов мелкофракционные материалы нарушают проницаемость шихты и затрудняют выход газов, что приводит к затруднению осуществления технологического процесса в целом. Кроме того, в литературе широко отмечено, что пылевая составляющая отходов металло- и ферропроизводства или шлаков выносится восходящими газовыми потоками из печи открытого типа, поэтому возможность их использования затруднена. Следует отметить, что пылевая фракция размером от 0,001 до 3 мм в объеме шлаков и отходов металлопроизводства, например производства ферросилиция, составляет от 25 до 35%, а после выборки из общей массы кусковых материалов и того больше. Кроме того, в течение небольшого времени нахождения на отвалах под действием разности температур окружающей среды и влаги, в результате подверженности разложению некоторых марок ферросилиция и их шлаков, доля пылевой составляющей превосходит 40% от общего объема, причем количество корольков и пыли ферросилиция в пылевых отходах производства доходит до 45-48% от общей их массы, а такое сырье уже можно применять для промышленного производства. На практике же, такой большой объем пригодного для промышленного применения сырья никак не используется, что приводит к нерациональному расходу исходного сырья. Кроме того, хранение не подлежащих переработке пылевых отходов металло- и ферропроизводства, зачастую осуществляющееся с нарушениями условий хранения, может приводить к значительному усложнению экологической обстановки. Таким образом, становится актуальной проблема разработки способа переработки пылевых отходов металло- и ферропроизводства.The production of ferroalloys, as well as various metal alloys using metal and ferro production wastes using both arc and electroslag technologies, is widely known and successfully used. In the known methods of production of these alloys, mainly lumpy slag fraction and metal and ferro-production wastes are used. Dust waste metal and ferro production and dust fraction of slags can be used in known methods only after pre-briquetting with the use of binders such as cement, coal tar pitch and others, which, in turn, complicates and disrupts the furnace. In the known methods, a strict regulation of the sizes of pieces of charge materials is carried out, since in the implementation of known technological processes, fine-grained materials violate the permeability of the charge and impede the flow of gases, which makes it difficult to carry out the process as a whole. In addition, it is widely noted in the literature that the dust component of metal or ferro-production waste or slags is carried by ascending gas streams from an open-type furnace, therefore the possibility of their use is difficult. It should be noted that the dust fraction of 0.001 to 3 mm in size in the volume of slags and metal production wastes, for example, production of ferrosilicon, is from 25 to 35%, and after sampling from the total mass of lump materials even more. In addition, during a short time spent on dumps under the influence of ambient temperature and moisture, as a result of susceptibility to decomposition of some grades of ferrosilicon and their slags, the proportion of the dust component exceeds 40% of the total volume, and the amount of corols and ferrosilicon dust in the dust production it comes to 45-48% of their total mass, and such raw materials can already be used for industrial production. In practice, such a large amount of raw materials suitable for industrial use is not used at all, which leads to an irrational consumption of raw materials. In addition, the storage of non-recyclable dust waste from metal and ferro production, often carried out with violations of storage conditions, can lead to a significant complication of the environmental situation. Thus, it becomes an urgent problem to develop a method for processing dust waste from metal and ferro production.
Известны шихтовые материалы, включающие компоненты с размером фракции 3 мм и более, а также способы осуществления различных металлургических процессов с применением такой шихты. Однако все указанные процессы не предназначены для переработки пылевых отходов металло- и ферропроизводства.Known charge materials, including components with a fraction size of 3 mm or more, as well as methods for the implementation of various metallurgical processes using such a mixture. However, all these processes are not intended for the processing of dust waste from metal and ferro production.
Известен способ переработки отходов металло- и ферропроизводства, описанный в патенте Украины № 66958, включающий наведение в печи шлаковой ванны путем переплавки шихтовых материалов. Указанный способ направлен на получение ферросилиция. Шихтовые материалы включают отходы производства ферросилиция, углеродосодержащий материал, а также известь или известняк. Плавление шихтовых материалов осуществляют в бездуговом, электрошлаковом режиме постоянным током, причем подачу шихтовых материалов в печь осуществляют порциями. Процесс начинают наведением шлаковой ванны путем полного расплавления порций шихтовых материалов. Размер фракции отходов производства ферросилиция находится в пределах от 3 до 20 мм.A known method of recycling metal-and ferro-production, described in the patent of Ukraine No. 66958, including the guidance in the furnace slag bath by remelting the charge materials. This method is aimed at obtaining ferrosilicon. Charge materials include waste from the production of ferrosilicon, carbonaceous material, and lime or limestone. Melting of charge materials is carried out in an arc-free, electroslag mode with direct current, and the supply of charge materials to the furnace is carried out in batches. The process begins by guiding the slag bath by completely melting portions of the charge materials. The size of the fraction of waste production of ferrosilicon is in the range from 3 to 20 mm.
Основными недостатками описанного способа является то, что он не пригоден для использования пылевой фракции шихтовых материалов с размером менее 3 мм, что, в свою очередь, обуславливает нерациональное использование исходного сырья. Для использования пылевой фракции при реализации данного способа необходимо производить предварительное брикетирование пылевой фракции с применением связующих материалов, что, в свою очередь, ухудшает ход печи и значительно усложняет технологический процесс в целом.The main disadvantages of the described method is that it is not suitable for using the dust fraction of charge materials with a size of less than 3 mm, which, in turn, leads to the irrational use of raw materials. To use the dust fraction in the implementation of this method, it is necessary to pre-briquet the dust fraction with the use of binders, which, in turn, worsens the furnace and greatly complicates the process as a whole.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ переработки пылевых отходов металло- и ферропроизводства, описанный в патенте Украины № 53306, включающий наведение в печи шлаковой ванны путем переплавки в электродуговом режиме первого состава шихтовых материалов. Состав шихтовых материалов следующий: шлак ферросилиция, углеродосодержащий материал, гашеная известь, раскислитель шлака и отходы древесины. При этом шлак ферросилиция имеет фракцию размером от 3 мм, что относится к пылевой фракции, и до 10 см, что относится к кусковой фракции. При осуществлении способа шихтовые материалы подаются одномоментно, то есть загружается вся масса указанных материалов сразу.The closest analogue of the claimed invention is a method of processing metal and ferrous dust waste, described in the patent of Ukraine No. 53306, which includes the guidance in the furnace of a slag bath by melting in the electric arc mode the first composition of charge materials. The composition of the charge materials is as follows: ferrosilicon slag, carbon-containing material, slaked lime, slag deoxidizer and wood waste. While the slag ferrosilicon has a fraction of a size of from 3 mm, which refers to the dust fraction, and up to 10 cm, which refers to the lump fraction. When implementing the method, charge materials are fed in one step, that is, the entire mass of these materials is loaded at once.
Недостатками описанного способа является то, что при его реализации не используется пылевая фракция шихтовых материалов с размером менее 3 мм, что, в свою очередь, обуславливает нерациональное использование исходного сырья. Кроме того, при одномоментной подаче всей массы шихтовых материалов осуществить полное расплавление указанных материалов крайне проблематично, поскольку указанный состав шихтовых материалов в твердом состоянии неэлектропроводен. Процесс протекает только при наличии стабильного дугового контакта между рабочим и подовым электродами, то есть плавка происходит, практически, полностью в дуговом режиме, при котором имеют место значительныеThe disadvantages of the described method is that when its implementation does not use the dust fraction of the charge materials with a size of less than 3 mm, which, in turn, leads to irrational use of raw materials. In addition, with simultaneous feeding of the whole mass of charge materials, it is extremely difficult to completely melt these materials, since the composition of the charge materials in the solid state is not electrically conductive. The process takes place only in the presence of a stable arc contact between the working and bottom electrodes, that is, the melting takes place almost completely in the arc mode, during which significant
- 1 011206 потери кремнийсодержащих соединений и углеродосодержащих материалов восстановителя при значительных температурах электрической дуги и, следовательно, большом расходе тепловой и электрической энергии, что приводит к экономической нецелесообразности реализации способа.- 1,011,206 loss of silicon-containing compounds and carbon-containing materials of the reducing agent at significant temperatures of the electric arc and, consequently, a large consumption of thermal and electrical energy, which leads to the economic inexpediency of the method.
В основу изобретения поставлена задача создания способа переработки пылевых отходов металлои ферропроизводства, в котором благодаря особенностям организации технологического процесса будет возможным использование пылевой фракции шихтовых материалов, что, в свою очередь, позволит рационально и полностью использовать исходное сырье, повысить производительность металлургического процесса, а также обеспечить экономию электроэнергии и повышение экономической целесообразности реализации способа.The invention is based on the task of creating a method for processing dust metal waste and ferro production, in which, thanks to the peculiarities of the organization of the technological process, it will be possible to use the dust fraction of charge materials, which, in turn, will make it possible to rationally and fully use the raw materials, to increase saving electricity and increasing the economic feasibility of the method.
Поставленная задача решается тем, что способ переработки пылевых отходов металло- и ферропроизводства включает наведение в печи шлаковой ванны путем переплавки в электродуговом режиме первого состава шихтовых материалов, при этом после наведения шлаковой ванны в печь подают второй состав шихтовых материалов следующего фракционного состава:The task is solved by the fact that the method of processing dust waste metal and ferro production includes guidance of the slag bath in the furnace by melting in the electric arc mode the first composition of charge materials, while after guidance of the slag bath in the furnace serves the second composition of the charge materials of the following fractional composition:
пылевая фракция размером от 0,001 до 3 мм - до 80%; кусковая фракция размером от 3 до 50 мм - остальное.dust fraction from 0.001 to 3 mm in size - up to 80%; lump fraction from 3 to 50 mm in size - the rest.
В зависимости от необходимого конечного продукта первый состав шихтовых материалов может включать различные компоненты. Предпочтительно первый состав шихтовых материалов включает кусковую фракцию отходов металло- или ферропроизводства размером от 3 до 50 мм, известняк флюсовый, стальную стружку, или скрап, или другие металлоотходы. Введение флюсового известняка осуществляется для образования шлака и регулирования его состава. Также введение известняка позволяет обеспечить десульфацию, то есть удаление серы из расплава. При этом сера прочно связывается в сульфид кальция Са8 и переходит в шлак, что позволяет обеспечить повышение качественных характеристик конечного продукта за счет эффективной очистки расплава от вредных примесей и неметаллических включений. Введение стальной стружки, или скрапа, или других металлоотходов осуществляется для увеличения электропроводности шихтовых материалов, что позволяет значительно ускорить процесс наведения шлаковой ванны, следовательно, снизить энергоемкость металлургического процесса, в целом, и повысить его экономическую целесообразность. Кроме того, введение стальной стружки, скрапа или других металлоотходов позволяет обеспечить стабильное горение электрической дуги при электродуговом режиме плавки первого состава шихтовых материалов, что также обуславливает большую скорость наведения шлаковой ванны. При наведении шлаковой ванны используется электродуговой режим плавки, при этом обеспечивается возможность достижения высокой температуры в зоне дуг и, следовательно, возможность быстрого расплава и получения жидкоподвижного металлизированного зеркала шлаковой ванны по всей площади печи, что также обеспечивается подбором компонентов первого состава шихтовых материалов.Depending on the desired final product, the first composition of the charge materials may include various components. Preferably, the first composition of the charge materials includes a lumpy fraction of waste metal or ferro-production ranging in size from 3 to 50 mm, flux limestone, steel shavings, or scrap, or other metal waste. The introduction of flux limestone is carried out to form slag and regulate its composition. Also, the introduction of limestone allows desulfation, that is, the removal of sulfur from the melt. In this case, sulfur is firmly bound to calcium sulfide, Ca8, and goes into slag, which allows for improving the quality characteristics of the final product due to the effective cleaning of the melt from harmful impurities and non-metallic inclusions. The introduction of steel shavings, or scrap, or other metal waste is carried out to increase the electrical conductivity of the charge materials, which significantly speeds up the process of targeting the slag bath, therefore, reduce the energy intensity of the metallurgical process, in general, and increase its economic feasibility. In addition, the introduction of steel shavings, scrap or other metal waste allows for a stable electric arc during electric arc melting of the first composition of the charge materials, which also causes a high rate of slag bath. When hovering the slag bath, an electric arc melting mode is used, while it is possible to achieve a high temperature in the arc zone and, therefore, the ability to quickly melt and produce a liquid-mobile metallized slag bath mirror over the entire furnace area, which is also ensured by selecting the components of the first composition of batch materials.
Второй состав шихтовых материалов предпочтительно включает пылевую и кусковую фракции отходов металло- и ферропроизводства. Фракционный состав второго состава шихтовых материалов обусловлен возможностями осуществления металлургического процесса. При введении более 80% пылевой фракции размером от 0,001 до 3 мм, соответственно, уменьшается доля вводимой кусковой фракции размером от 3 до 50 мм, что, в свою очередь, приводит к тому, что при выходе газов, скапливающихся в зоне проплава, при достижении ими критического давления пылевая фракция частично выносится восходящими газовыми потоками, при этом количества оставшейся пылевой фракции второго состава шихтовых материалов недостаточно для получения расплава необходимого количества и состава. Использование кусковой фракции размером более 50 мм является нецелесообразным, поскольку приводит к увеличению времени расплавления второго состава шихтовых материалов, что, в свою очередь, приводит к повышению энергоемкости технологического процесса, а, следовательно, к снижению экономической целесообразности осуществления способа.The second composition of the charge materials preferably includes dust and lumpy fractions of metal and ferro production waste. Fractional composition of the second composition of the charge materials due to the possibilities of the metallurgical process. With the introduction of more than 80% of the dust fraction with a size of from 0.001 to 3 mm, respectively, the proportion of the introduced lump fraction with a size of 3 to 50 mm decreases, which, in turn, leads to the fact that when the gases exit, accumulating in the propellant zone, when reaching they have a critical pressure, the dust fraction is partially removed by the ascending gas flows, while the amount of the remaining dust fraction of the second composition of the charge materials is not enough to produce the required amount and composition of the melt. The use of lumpy fraction with a size of more than 50 mm is impractical because it leads to an increase in the time of melting of the second composition of charge materials, which, in turn, leads to an increase in the energy intensity of the technological process, and, consequently, to a decrease in the economic feasibility of the method.
Второй состав шихтовых материалов подают в количестве большем, чем количество первого состава шихтовых материалов, предпочтительно в соотношении 9:1. Такое соотношение обусловлено тем, что основное сырье для получения ферросплава или получаемого металлического сплава входит во второй состав шихтовых материалов, поэтому для получения конечного продукта в необходимом количестве и необходимого качества предпочтительно соблюдать указанное соотношение первого и второго составов шихтовых материалов.The second composition of the charge materials is supplied in an amount greater than the amount of the first composition of the charge materials, preferably in a ratio of 9: 1. This ratio is due to the fact that the main raw material for the production of ferroalloy or the resulting metal alloy is included in the second composition of batch materials, therefore, to obtain the final product in the required quantity and quality, it is preferable to follow the specified ratio of the first and second composition of batch materials.
Целесообразно осуществлять подачу пылевой и кусковой фракций второго состава шихтовых материалов слоями раздельно. Как уже было сказано выше, постепенно в зоне проплава скапливаются образующиеся в ходе процесса плавки газы, которые удерживаются внизу полурасплавленным слоем и весом остальных холодных находящихся сверху шихтовых материалов. При достижении газами в закрытой герметично зоне плавления критического давления поток газа прорывается вверх, в основном, по электроду, в виде так называемого свища. Для снижения критического давления газов в зоне плавления и, следовательно, для облегчения выхода газов осуществляется подача различных фракций второго состава шихтовых материалов слоями и раздельно. Такая реализация способа позволяет обеспечить возможность применения пылевых отходов металло- и ферропроизводства, поскольку пылевая фракция второго состава шихтовых материалов вместе с кусковой фракцией обваливается в пустоты, которые образуютсяIt is advisable to supply the dust and lump fractions of the second composition of the charge materials in layers separately. As already mentioned above, gases formed during the smelting process gradually accumulate in the pro-melt zone and are held at the bottom by the semi-molten layer and by the weight of the remaining cold charge materials above. When the gases reach the hermetically sealed critical pressure melting zone, the gas flow breaks up, mainly along the electrode, in the form of a so-called fistula. To reduce the critical pressure of gases in the melting zone and, therefore, to facilitate the release of gases, various fractions of the second composition of the charge materials are fed in layers and separately. Such an implementation of the method makes it possible to ensure the possibility of using dust waste from metal and ferro-production, since the dust fraction of the second composition of charge materials together with the lump fraction falls into voids, which are formed
- 2 011206 при выходе потоков газа, при этом свищи принудительно закрываются плавильщиком, и, таким образом, осуществляется полный расплав как кусковой фракции, так и пылевой фракции второго состава шихтовых материалов с минимальным выносом пыли с газом.- 2,011,206 at the exit of the gas flows, while the fistula is forcibly closed by the smelter, and thus, a complete melt of both the lump fraction and the dust fraction of the second composition of the charge materials with the minimum removal of dust with gas is carried out.
Предпочтительной является подача второго состава шихтовых материалов в печь несколькими порциями. Подача в печь после наведения шлаковой ванны всей массы второго состава шихтовых материалов одновременно не позволяет осуществить расплавление шихтовых материалов, поскольку шихтовые материалы нагреваются, но не расплавляются, а верхние слои шихтовых материалов остаются холодными. Таким образом, в данном случае необходимы значительные затраты электроэнергии и значительное увеличение длительности процесса плавки, что является экономически нецелесообразным. Подача второго состава шихтовых материалов порциями, а не одномоментно, позволяет оптимизировать процессы плавки и рафинирования, а также снижает возникающее критическое давление образующихся газов.It is preferable to supply the second composition of the charge materials to the furnace in several portions. The flow into the furnace after the slag bath is directed to the entire mass of the second composition of the charge materials does not simultaneously allow the charge materials to be melted, since the charge materials heat up but not melt, and the upper layers of the charge materials remain cold. Thus, in this case, significant energy costs and a significant increase in the duration of the smelting process are necessary, which is not economically feasible. The supply of the second composition of the charge materials in portions, rather than simultaneously, allows to optimize the processes of smelting and refining, and also reduces the resulting critical pressure of the resulting gases.
Целесообразной является подача известняка в количестве до 1% от массы второго состава шихтовых материалов перед подачей в печь кусковой фракции второго состава шихтовых материалов. Введение известняка в указанном количестве, в общем, направлено на снижение температуры плавления шихтовых материалов, а также на увеличение жидкоподвижности образующегося шлака.It is advisable to supply limestone in an amount of up to 1% by weight of the second composition of the charge materials before the lumpy fraction of the second composition of the charge materials is fed into the furnace. The introduction of limestone in the specified amount, in general, is aimed at reducing the melting temperature of the charge materials, as well as at increasing the liquid mobility of the resulting slag.
Целесообразной является подача в печь на поверхность расплава после переплавки каждой порции второго состава шихтовых материалов известняка в количестве 2-3% от массы расплава. Добавление известняка позволяет повысить степень активности шлака. Таким образом, введение известняка облегчает дальнейшее проведение процесса плавки. Кроме того, введение известняка повышает окислительную способность шлака, что, в свою очередь, обеспечивает возможность осуществления процессов десульфации получаемого сплава.It is advisable to feed the furnace to the surface of the melt after melting each portion of the second composition of the charge materials of limestone in the amount of 2-3% by weight of the melt. Adding limestone can increase the degree of slag activity. Thus, the introduction of limestone facilitates the further carrying out of the smelting process. In addition, the introduction of limestone increases the oxidizing ability of slag, which, in turn, makes it possible to carry out the processes of desulfation of the resulting alloy.
Целесообразным также является подача в печь на поверхность расплава после переплавки каждой порции второго состава шихтовых материалов металлической стружки в количестве 0,2-0,3% от массы расплава. Такая реализация способа позволяет значительно ускорить протекание металлургического процесса, поскольку металлическая стружка имеет малое электрическое сопротивление, что обеспечивает возможность осуществления электродугового режима плавки, а, следовательно, обеспечивает возможность полного расплава подаваемой порции второго состава шихтовых материалов.It is also advisable to feed the metal on the surface of the melt after melting each portion of the second composition of the charge materials in an amount of 0.2-0.3% by weight of the melt. This implementation of the method allows to significantly accelerate the course of the metallurgical process, since metal chips have a low electrical resistance, which makes it possible to carry out the electric arc melting mode, and, therefore, makes it possible to completely melt the supplied portion of the second composition of charge materials.
Целесообразным является чередование электродугового и электрошлакового режима плавки в процессе плавки второго состава шихтовых материалов. Осуществление электродугового режима плавки позволяет преобразовывать электрическую энергию в тепловую, которая используется для нагревания и плавки подаваемых материалов. Тепло выделяется при прохождении электрического тока сквозь газовый слой и шихтовые материалы, которые имеют высокое электрическое сопротивление. Процесс характеризуется возможностью достижения высоких температур в области горения электрических дуг, что способствует быстрому наведению шлаковой ванны, а также быстрому расплавлению подаваемых материалов. Электродуговой режим плавки используется кратковременно, поскольку длительная работа в электродуговом режиме предусматривает сосредоточение тепла в локальной области, что приводит к местному перегреву расплава в зоне дуги, а это, в свою очередь, значительно препятствует возможности поддержания однородной температуры шлаковой ванны по всему объему. Неоднородность температуры шлаковой ванны может привести к различию условий для протекания разных реакций в шлаковой ванне, что, в свою очередь, может негативно повлиять на качество конечного продукта. Кроме того, длительное воздействие электрической дуги приводит также к быстрому износу эксплуатируемого металлургического оборудования. Исходя из вышесказанного, осуществляют чередование электродугового режима плавки и электрошлакового режима плавки, то есть материалы, подаваемые в печь на поверхность расплава после переплавки очередной порции второго состава шихтовых материалов, переплавляются в электродуговом режиме, а каждая порция второго состава шихтовых материалов переплавляется в электрошлаковом режиме. Плавление в электрошлаковом режиме исключает возможность локального введения тепла и позволяет рассредоточить его выделение по всему объему расплава. Также создаются одинаковые условия для протекания различных реакций и проведения рафинирования во всем объеме расплава, что, в свою очередь, обуславливает достижение высокого качества конечного продукта.It is advisable to alternate the arc and electroslag melting mode in the process of melting the second composition of the charge materials. The implementation of electric arc melting mode allows you to convert electrical energy into heat, which is used for heating and melting the feed materials. Heat is generated when electric current passes through the gas layer and charge materials that have high electrical resistance. The process is characterized by the possibility of achieving high temperatures in the field of burning of electric arcs, which contributes to the rapid induction of the slag bath, as well as the rapid melting of the supplied materials. Electric smelting mode is used for a short time, because long-term operation in an electric arc mode involves the concentration of heat in the local area, which leads to local overheating of the melt in the arc zone, and this, in turn, significantly hinders the ability to maintain a uniform slag bath temperature throughout the volume. The heterogeneity of the temperature of the slag bath can lead to a difference in the conditions for different reactions in the slag bath, which, in turn, can negatively affect the quality of the final product. In addition, prolonged exposure to an electric arc also leads to rapid wear of the metallurgical equipment in operation. Based on the foregoing, alternating electric arc melting mode and electroslag melting mode, that is, the materials fed to the furnace on the surface of the melt after remelting the next portion of the second composition of charge materials, are melted in the electric arc mode, and each portion of the second composition of charge materials is melted in electroslag mode. Melting in the electroslag mode eliminates the possibility of local introduction of heat and allows it to be dispersed throughout the melt. Also, the same conditions are created for various reactions and refining in the entire volume of the melt, which, in turn, leads to the achievement of high quality of the final product.
Предпочтительным является увеличение температуры плавки перед проведением последнего этапа плавки и введение на этом этапе рафинирующего и модифицирующего компонентов. Увеличение температуры плавки происходит за счет целенаправленного поддержания критически максимального уровня тока для разогрева расплава перед сливом. В качестве рафинирующего и модифицирующего компонентов используют известняк в количестве 0,7-1% от массы расплава и барийсодержащий модификатор в количестве 0,3-0,5% от массы расплава. Введение известняка способствует рафинированию расплава, то есть очистке его от ненужных или вредных примесей. Введение барийсодержащего модификатора, который уже в малых количествах способствуют кристаллизации структурных составляющих, улучшает механические свойства конечного продукта.It is preferable to increase the melting temperature before the last melting stage and introduce refining and modifying components at this stage. The increase in melting temperature occurs due to the targeted maintenance of the critical maximum current level for heating the melt before draining. Limestone in the amount of 0.7-1% by weight of the melt and barium-containing modifier in the amount of 0.3-0.5% by weight of the melt are used as refining and modifying components. The introduction of limestone contributes to the refining of the melt, that is, cleaning it from unnecessary or harmful impurities. The introduction of a barium-containing modifier, which already in small quantities contributes to the crystallization of structural components, improves the mechanical properties of the final product.
Предпочтительным является осуществление плавки в открытой малообъемной печи электрошлакового переплава с графитизированным тиглем, то есть полностью токопроводящим.It is preferable to carry out melting in an open low-volume furnace electroslag remelting with graphitized crucible, that is, completely conductive.
Способ переработки пылевых отходов металло- и ферропроизводства реализуется следующим образом.The method of processing dust waste metal and ferro-production is as follows.
Для реализации способа применяется открытая малообъемная печь электрошлакового переплава сTo implement the method applies open low-capacity furnace electroslag remelting with
- 3 011206 диаметром графитизированного тигля бвнутр., равным 550 мм, и глубиной 11. равной 840 мм, в который опущен графитизированный электрод диаметром ά, равным 150 мм.-. 3 011206 graphitic crucible diameter used vnut p equal to 550 mm, and a depth equal to 11 840 mm, which is omitted graphitized electrode diameter ά, equal to 150 mm.
В печь загружают первый состав шихтовых материалов и наводят в печи шлаковую ванну путем переплавки в электродуговом режиме первого состава шихтовых материалов. После наведения шлаковой ванны на зеркало расплава подают второй состав шихтовых материалов следующего фракционного состава: пылевая фракция размером от 0,001 до 3 мм - 80%; кусковая фракция размером от 3 до 50 мм остальное. Расплав второго состава шихтовых материалов идет в зоне нахождения нижнего конца электрода печи на условной границе шлаковой ванны и пылевой фракции, которая уже достаточно разогрета теплом шлаковой ванны и подпитывается поступающими токами, проходящими по проплавляемому в данный момент слою. Остальная шихта сверху проплавляемого слоя прогревается, но не плавится, при этом ее электрическое сопротивление гораздо больше сопротивления проплавляемого слоя. Постепенно в течение определенного времени (от 10 до 25 мин) в зоне проплава скапливаются образующиеся в процессе плавки газы, которые удерживаются снизу кольцевого столба шихтовых материалов полурасплавленным (пластилинообразным) слоем и весом остальной, холодной, находящейся вверху шихты. По достижении газами в закрытой герметично зоне плавления критического давления поток прорывается вверх, в основном, по электроду, в виде свища. Для снижения критического давления газа второй состав шихтовых материалов подают раздельно слоями. Первичная засыпка второго состава шихтовых материалов осуществляется в три слоя, причем верхний слой кусковой. Последующие две засыпки осуществляются в два слоя, верхний слой также является кусковым. Под кусковой слой второго состава шихтовых материалов подают известняк в количестве до 5 кг.The first composition of the charge materials is loaded into the furnace and a slag bath is introduced into the furnace by melting in the electric arc mode the first composition of the charge materials. After pointing the slag bath to the melt mirror, the second composition of the charge materials of the following fractional composition is fed: dust fraction of 0.001 to 3 mm in size - 80%; lump fraction from 3 to 50 mm in size the rest. The melt of the second composition of the charge materials goes in the zone where the lower end of the furnace electrode is located at the conditional boundary between the slag bath and the dust fraction, which is already sufficiently heated by the heat of the slag bath and is fed by the incoming currents passing through the currently melted layer. The rest of the charge on top of the pro-melt layer is heated, but does not melt, while its electrical resistance is much greater than the resistance of the pro-melt layer. Gradually, for a certain time (from 10 to 25 minutes), gases formed during the smelting process accumulate in the propellant zone and are held at the bottom of the ring column of charge materials by semi-molten (plasticine) layer and weight of the rest, cold, located at the top of the charge. Upon reaching the critical pressure-tight zone of melting by gases, the flow breaks up, mainly along the electrode, in the form of a fistula. To reduce the critical gas pressure, the second composition of the charge materials is supplied separately in layers. The primary backfilling of the second composition of the charge materials is carried out in three layers, with the upper layer lumpy. The following two backfills are carried out in two layers, the top layer is also lumpy. Under the lumpy layer of the second composition of batch materials serves limestone in an amount up to 5 kg.
При выходе газа образующиеся пустоты заполняются шихтовыми материалами, а свищи закрываются принудительно. Процесс плавления каждой порции второго состава осуществляется в электрошлаковом режиме плавки.At the exit of gas, the voids formed are filled with charge materials, and the fistula is closed forcibly. The process of melting each portion of the second composition is carried out in electroslag melting mode.
Далее на зеркало расплава подают известняк и металлическую стружку, плавку которых осуществляют в электродуговом режиме плавки. Далее подают вторую порцию второго состава шихтовых материалов, которые переплавляются в электрошлаковом режиме плавки. Процесс повторяют таким образом еще дважды до наполнения расплавом тигля печи на 9/10 его объема. После чего в расплав вводят 1 кг барийсодержащего модификатора и 3-5 кг известняка, таким образом осуществляют разжижение шлака. Средняя продолжительность процесса плавления - 65-80 мин.Next on the mirror melt serves limestone and metal shavings, melting which is carried out in an electric arc melting mode. Then a second portion of the second composition of charge materials is supplied, which are melted down in the electroslag melting mode. The process is repeated in this manner twice more until the furnace is filled with 9/10 of its volume with the melt. After that, 1 kg of barium-containing modifier and 3-5 kg of limestone are introduced into the melt, thus slag is liquefied. The average duration of the melting process is 65-80 minutes.
Таким образом, заявляемое изобретение, представляющее собой способ переработки пылевых отходов металло- и ферропроизводства, благодаря особенностям организации технологического процесса делает возможным использование пылевой фракции шихтовых материалов, что, в свою очередь, позволяет рационально использовать исходное сырье, повысить производительность металлургического процесса, а также позволяет обеспечить экономию электроэнергии и повышение экономической целесообразности реализации способа.Thus, the claimed invention, which is a method of processing dust waste metal and ferro, thanks to the features of the organization of the technological process makes it possible to use the dust fraction of charge materials, which, in turn, allows efficient use of raw materials, improve the performance of the metallurgical process, and also allows to provide energy savings and increase the economic feasibility of the implementation of the method.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200612351A UA84918C2 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Method for recycling of dust waste materials of metalic- and ferro-production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200702338A1 EA200702338A1 (en) | 2008-06-30 |
| EA011206B1 true EA011206B1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40849099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200702338A EA011206B1 (en) | 2006-11-24 | 2007-11-26 | Method for processing dusty wastes of metal and ferro production |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA011206B1 (en) |
| UA (1) | UA84918C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU855039A1 (en) * | 1979-07-16 | 1981-08-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Briquet for smelting ferrous metals |
| RU2215811C1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Радуга" | Modifier (options) |
| UA53306C2 (en) * | 2002-04-23 | 2004-12-15 | Volodymyr Mykhailovych Marchuk | Charge for obtaining ferrosilicon |
| JP2006225679A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Ntn Corp | Solidified product of steelmaking dust and method for producing the same |
-
2006
- 2006-11-24 UA UAA200612351A patent/UA84918C2/en unknown
-
2007
- 2007-11-26 EA EA200702338A patent/EA011206B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU855039A1 (en) * | 1979-07-16 | 1981-08-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Briquet for smelting ferrous metals |
| UA53306C2 (en) * | 2002-04-23 | 2004-12-15 | Volodymyr Mykhailovych Marchuk | Charge for obtaining ferrosilicon |
| RU2215811C1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Радуга" | Modifier (options) |
| JP2006225679A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Ntn Corp | Solidified product of steelmaking dust and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA84918C2 (en) | 2008-12-10 |
| EA200702338A1 (en) | 2008-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2144571C1 (en) | Method of producing foundry pig iron | |
| Ünlü et al. | Comparison of salt-free aluminum dross treatment processes | |
| GB2497546A (en) | Base Metal Recovery | |
| CA2935206C (en) | Method for making steel in an electric arc furnace and electric arc furnace | |
| US5654976A (en) | Method for melting ferrous scrap metal and chromite in a submerged arc furnace to produce a chromium containing iron | |
| JP2020070475A (en) | How to recover precious metals | |
| Dragna et al. | Methods of steel manufacturing-The electric arc furnace | |
| RU2612330C2 (en) | Method of direct reduction of materials containing metal oxides to produce melt metal and device for carrying out method | |
| CA2995170A1 (en) | Method for making steel in an electric arc furnace | |
| KR20210079354A (en) | Gatan materials and methods using the same | |
| EA011206B1 (en) | Method for processing dusty wastes of metal and ferro production | |
| JP6237664B2 (en) | Arc furnace operating method and molten steel manufacturing method | |
| FI69647B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING OCH BEHANDLING AV FERROKROM | |
| RU2848376C2 (en) | Method of producing nickel matte from oxidised nickel ore | |
| RU2384627C1 (en) | Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace | |
| RU2756057C2 (en) | Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials | |
| UA20592U (en) | Method for reprocessing dust waste of metal- and ferroproduction | |
| RU2176276C2 (en) | Method of depleting slags containing heavy nonferrous and noble metals | |
| RU2437941C1 (en) | Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron | |
| RU2697129C2 (en) | Method of loading charge into arc electric furnace for steel melting | |
| SU1740469A1 (en) | Process for production of cast-iron | |
| SU1008250A1 (en) | Method for smelting steel in electric arc furnaces | |
| RU2190034C2 (en) | Method of smelting alloys from oxide-containing materials | |
| RU2075515C1 (en) | Method of steel melting | |
| CA1196502A (en) | Method of producing metallic cobalt from oxide cobalt- based material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ MD TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY KZ KG TJ RU |