7.10.5 Отечественная практика электроплавки оловянных концентратов
На одном из наших заводов работают цилиндрические электропечи мощностью 1000 и 1400 ква, (рис. 100). Днище кожуха этих печей, сделанное из листового железа (14—16 мм), опирается на шестиугольную крестовину из двутаврового железа № 30, а последняя — на тумбы бетонного фундамента. У некоторых печей в фундаментах есть аварийные приямки, способные в случае прорыва олова задержать его. Кожух печи сделан из листового железа (12. мм) высотой 2,8 м. Диаметр кожуха электропечи мощностью 1000 ква равен 4200 мм, а у печи мощностью 1400 ква — 4500 мм.
Рис. 100. Установка электропечи в цехе:
1- электрофильтр; 2- шихтовая площадка; 3 — газоход; 4 - загрузочный бункер; 5-скруббер; 6-загрузочный рукав; 7 - электрододержатели; 8 - трансформатор, 9 - электропечь; 10 - летка; 11 - шнек для разгрузки пыли; 12 -отстойник
Подпятовой балкой свода служит кольцо из швеллера № 30. Подина и шлаковый пояс футерованы угольными блоками. Высота шлакового пояса 25—35 см. Стены выложены из электродинаса толщиной 460 мм. Свод из электродинаса имеет три электродных, три загрузочных и одно газоходное отверстие.
Особое внимание уделяется устройству передней стенки. Практикой доказана выгодность двойной подины из угольных блоков и устройство защитного кольца из угольных плит за шлаковым поясом. Все это предупреждает аварийные прорывы расплавленной массы. На газоходное кольцо устанавливается круглое водоохлаждаемое кольцо, футерованное внутри шамотным кирпичом.
При полном выпуске продуктов плавки отделение ферросилиция и олова от шлака происходит в маленьком отстойнике, который делают каждый раз в спускном желобе.
Несмотря на малые размеры, этот отстойник довольно, хорошо отделяет олово от шлака. Из отстойника металл спускается через небольшое отверстие в приемную ванну или котел, шлак же переливается через глиняный порог и по желобу поступает в шлаковую ванну.
Емкость приемной ванны для олова около 2-2,5 т.
Электроплавка богатых оловосодержащих материалов предъявляет строгие требования к качеству исходного сырья. Это в первую очередь относится к содержанию вредных примесей.
В богатом концентрате, поступающем в электроплавку должно быть не более 0,01% Bi, 0,05% Pb и 0,2 As. При соблюдении этого черновое олово, полученное при электроплавке, рафинируется с получением марочного олова 01 без удаления висмута и свинца. Кроме того, в концентрате не должно быть более 2,0% Fe и 0,6% WO3.
Отношение железа к вольфраму в концентрате должно быть не ниже 3, а содержание WO3 обычно колеблется в пределах от 0,2 до 0,8%. Концентраты содержат кремнезема обычно больше, чем окиси кальция, поэтому в шихту всегда добавляют известь.
Известь применяется в виде «пушонки», содержащей до 80% СаО или дробленного известняка с 51-53% СаО.
В качестве восстановителя применяют мелкий кокс крупностью до 10 мм. Содержание влаги в коксе от 5 до 15—20%, золы 8-11%.
При расчете шихт содержание углерода в коксе принимают равным 80%, с приблизительной корректировкой на влажность.
Для связывания железа в ферросилиций вводят кремний или ферросилиций (75—90% Si). Расчет шихты сводится в основном к определению расхода восстановителя по реакции:
SnO2 + 2С = Sn +2CO.
Достаточность теоретического количества восстановителя подтверждена практикой плавки.
Количество кремния для связывания железа в ферросилиций добавляют из расчета получения сплава следующего состава: 67% Fe, 25% Si, 2% Sn.
Шихта готовится отдельными порциями, из расчета на сменный проплав. Отдельные компоненты ее загружают послойно в прямоугольный ящик с дном, имеющим несколько поворачивающихся секторов.
После загрузки ящика секторы открывают и шихта пересыпается в бункер хранения, а из него подается в двухвалковый шнековый смеситель. Готовую шихту переносят кюбелями в надколошниковые бункера печей.
Особое внимание уделяется влажности исходных материалов: при содержании влаги в концентрате более 2% наблюдается слеживание шихты в печи и ее обвалы, сопровождаемые сильными хлопками и выбросами.
Плавка ведется периодическим способом. После выпуска продуктов предыдущей плавки подготавливают электроды и осматривают подину печи, определяя наличие тугоплавкого остатка шихты в виде смеси избыточного кокса, шлака и ферросилиция.
После этого опускают электроды почти до подины, загружают шихту и включают ток.
Садка шихты весом 20—26 т в течение 18 часов. Первые 3—4 ч плавки около электродов еще мало жидкого шлака и температура его низка, поэтому электрический режим плавки неустойчив. Часты короткие замыкания электродов на подину. В этом периоде плавки к автоматическому управлению электродами подключают ручное управление; мощность трансформатора используется на 70—80%.
Когда под электродами образуется устойчивая шлаковая ванна, электрическая нагрузка печи становится равномерной.
В ходе плавки на подине печи накапливается черновое олово, которое периодически через 1,5—2 ч. выпускают через летку.
Обычно летку открывают электрическим прожиганием, но иногда ее приходится вскрывать с помощью кислорода.
Задачей плавки является получение шлака, содержащего не более 0,3% Sn. При этом неизбежно более или менее полное восстановление окислов других металлов: свинца, меди, мышья ка, висмута и вольфрама. Железо восстанавливается менее полно, чем вольфрам и олово.
Восстановленное железо образует с оловом сплав — гартлинг, выпускаемый из печи вместе с черновым оловом. По мере охлаждения олова с него удаляют железистые съемы и гранулируют их, пропуская через вибрационный грохот в воду. Гранулированный гартлинг возвращают в печь.
После 14—115 ч плавки начинают доработку шлаков, требующую повышения температуры шлаковой ванны; она длится еще 3—4 ч. Остаточный кокс всплывает на поверхность шлаковой ванны, создавая этим лучшие условия для восстановления окислов металлов из шлака непосредственно углеродом.
За 3 ч до выпуска содержание олова в шлаке составляет примерно 18—25%, а затем оно снижается до 0,3%.
Оборотные железистые съемы начинают загружать в печь за 5—6 ч до конца плавки. В это время, по всей вероятности, железо служит основным восстановителем SnO, так как при загрузке железистых съемов олово выплавляется в большем количестве и бывает сравнительно чистым по железу. За 2 ч до конца плавки создают условия для образования ферросилиция. Для этого температуру шлаковой ванны повышают до 1450— 1500° и значительно уменьшают окислительную способность шлака. Затем загружают кремний или ферросилиций с железистыми оборотами и за последующие 1—2 ч в печи образуется оловянистый ферросилиций.
В последнем выпуске в ванну-отстойник вместе с оловом выпускают и ферросилиций, который всплывает над металлом и застывает в виде корки, последнюю извлекают тельфером, разбивают и отвозят в отвал (временный).
- 1 Сырые материалы доменной плавки
- 1.1 Каменноугольный кокс
- 1.1.1 Процесс коксования
- 1.1.2 Устройство коксовых печей и цехов
- 1.1.3 Качество кокса
- 1.2 Железные руды
- 1.2.1 Классификация и генезис железных руд
- 1.2.2 Оценка качества железных руд
- 1.2.3 Важнейшие месторождения железных руд
- 2 Подготовка железных руд к доменной плавке
- 2.1 Современная к схема подготовки руд к доменной плавке
- 2.2 Агломерация железных руд и концентратов
- 2.2.1 Общие вопросы
- 2.2.2 Конвейерные агломерационные машины
- 2.2.3 Реакции между твердыми фазами
- 2.2.4 Плавление шихты, кристаллизация расплава и образование конечной микроструктуры агломерата
- 2.2.5 Удаление вредных примесей из шихты при спекании руд и концентратов
- 2.2.6 Качество агломерата
- 2.3 Производство железорудных окатышей
- 2.3.1 Получение сырых окатышей
- 2.3.2 Высокотемпературное упрочнение окатышей
- 2.3.3 Получение окатышей безобжиговым путем
- 2.3.4 Металлургические свойства окатышей
- 2.3.5 Сравнение металлургических свойств агломерата и окатышей
- 2.3.6 Производство металлизованных окатышей
- 2.4 Процессы восстановления в доменной печи
- 3 Образование чугуна и его свойства
- 3.1 Интенсификация доменной плавки
- 3.1.1 Нагрев дутья
- 3.1.2 Обогащение дутья кислородом
- 3.1.3 Водяной пар в дутье
- 3.1.4 Вдувание углеродсодержащих веществ в доменную печь
- 3.2 Профиль доменной печи
- 3.2.1 Общее понятие о профиле
- 3.2.2 Основные размеры профиля и его составные части
- 3.1. Производство стали в конвертерах.
- 3.1.1 Бессемеровский процесс.
- 3.1.2 Томасовский процесс.
- 3.1.3 Кислородно-конвертерный процесс.
- 3.3 Производство стали в мартеновских печах.
- 3.4 Производство стали в электрических печах.
- 3.5 Новые методы производства и обработки стали.
- 4 Ферросплавы
- 4.1 Введение
- 4.2 Сырые материалы
- 4.2.1 Требования к рудам и их выбор
- 4.2.2 Восстановители
- 4.2.3 Железосодержащие материалы
- 4.2.4 Флюсы
- 4.3 Основные элементы конструкции рвп
- 5 Технический (металлургический) кремний
- 5.1 Особенности процесса карботермического восстановления кремния в горне электропечи
- 5.1.1 Общие положения
- 5.1.2. Влияние температуры предварительного нагрева шихты на химизм карботермического восстановления кремнезема
- 5.1.3. Схема технологических зон горна электропечи
- 5.1.4 Влияние примесей шихты на состав технического кремния
- 5.2 Ферросилиций
- 5.2.1 Физико-химические основы получения ферросилиция.
- 5.2.2 Технология производства ферросилиция.
- 6 Сплавы марганца
- 6.1 Применение и состав сплавов марганца
- 6.2 Марганцевые руды и их подготовка к плавке
- 6.3 Производство сплавов марганца
- 6.3.1 Высокоуглеродистый ферромарганец.
- 6.3.2 Силикомарганец
- 6.3.3 Низко- и среднеуглеродистый ферромарганец.
- 6.3.4 Металлический марганец.
- 7 Общие сведения о рудах и концентратах олова
- 7.1 Требования, предъявляемые к рудам и концентратам
- 7.2 Минералы олова
- 7.3 Промышленные типы месторождений олова
- 7.4 Типы оловянных концентратов, поступающих в металлургический передел
- 7.5 Методы обогащения оловянных руд
- 7.6 Влияние типа и вещественного состава руд на их обогатимость
- 7.7 Обогащение россыпей и коренных руд олова
- 7.7.1 Обогащение оловосодержащих россыпей
- 7.7.2 Обогащение оловянных руд коренных месторождений
- 7.8 Доводка оловянных концентратов
- 7.9 Основы современной металлургии олова
- 7.10 Основы теории оловянной восстановительной плавки
- 7.10.1 Восстановление окиси олова и сопутствующих металлов в условиях оловянной плавки
- 7.10.2 Кинетика восстановления окислов металлов и скорость плавки
- 7.10.3 Шлаки оловянной восстановительной плавки
- 7.10.4 Плавка в электрических печах
- 7.10.5 Отечественная практика электроплавки оловянных концентратов
- 7.11 Схема рафинирования олова пирометаллургическим способом
- 8 Производство свинца
- 8.1 Введение
- 8.2 Руды и концентраты
- 8.3 Способы получения свинца
- 8.4 Шихта
- 8.4.1 Состав шихты
- 8.4.2 Приготовление шихты
- 8.4.3 Агломерирующий обжиг свинцовых концентратов
- 8.5 Теория шахтной восстановительной плавки
- 8.5.1 Общие сведения
- 8.5.2 Теоретические основы восстановления окислов металлов
- 8.5.3 Восстановительная способность печи и способы ее регулирования
- 8.5.4 Шлак свинцовой плавки
- 8.5.5 Штейн и шпейза
- 8.5.6 Шахтная восстановительная плавка
- 8.5.7 Топливо
- 8.5.8 Дутье
- 8.6 Реакционная плавка свинца
- 8.6.1 Теоретическая сущность процесса
- 8.6.2 Реакционная плавка в короткобарабанной печи
- 8.7 Электроплавка свинца
- 8.7.1 Реакционная электроплавка свинца
- 8.7.2 Восстановительная электроплавка свинца
- 9.1 Общие сведения и методы получения
- 9.2 Технологические свойства
- 9.3 Области применения
- 9.4 Характеристика рудного цинкового сырья
- 9.5 Основные способы извлечения цинка из сырья
- 9.6 Обжиг цинковых сульфидных концентратов
- 9.6.1 Цели и типы обжига
- 9.6.2 Химизм процессов обжига
- 9.6.3 Обжиг цинковых концентратов для выщелачивания
- 9.7 Химизм кислотно-основных взаимодействий при выщелачивании
- 9.8 У глетермическое восстановление цинка
- 9.8.1 Цели и типы восстановления
- 9.8.2 Химизм восстановления окисленных цинковых материалов
- 9.9 Вельцевание цинковых кеков, цинковистых шлаков и других материалов
- 9.10 Дистилляция цинка из агломерата
- 10 Производство меди и никеля
- 10.1 Сырье для производства меди и никеля. Вспомогательные материалы
- 10.1.1 Классификация рудного сырья
- 10.1.2 Медные руды
- 10.1.3 Никелевые руды
- 10.2 Электроплавка окисленных никелевых руд.
- 10.3 Электроплавка сульфидных медно-никелевых руд и концентратов
- 10.4 Конвертирование никелевых и медно-никелевых штейнов
- 10.4.1 Термодинамика основных реакций процесса
- 10.4.2 Конвертирование никелевых и медно-никелевых штейнов
- 10.5 Переработка медно-никелевого файнштейна
- 10.5.1 Разделение медно-никелевого файнштепна флотацией
- 10.5.2 Обжиг никелевого файнштейна и концентрата. Восстановительная электроплавка закиси никеля.
- 10.6 Восстановительная электроплавка закиси никеля
- 10.7 Способы получения меди из рудного сырья
- 11 Способы получения алюминия
- 11.1 Основы электролиза криолитоглиноземиых расплавов
- 11.2 Сырье и основные материалы
- 11.2.1 Основные минералы и руды алюминия
- 11.2.2 Фториды
- 11.2.3 Огнеупорные и теплоизоляционные материалы
- 11.2.4 Проводниковые материалы
- 11.3 Корректировка состава электролита
- 11.4 Выливка металла
- 11.5 Транспортно-технологическая схема цеха электролиза
- 11.6 Способы очистки отходящих газов