Файл: Лакерник, М. М. Электротермическое оборудование. (Руднотермические печи).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 36

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц е

9

 

 

 

 

Состав ИТ9ЙН8 |

ШЛ8К8,

%

 

 

 

 

 

 

 

 

Продукт

Си

Fe

NL

S

In

РЬ

fls

sloz

Fed

CaO +

 

 

flu,

4

MpP

W o Ф

r/ T

Штейн•••••••

40

27-30,2

0,4

24,6

5,4

2,7

0,3

-

-

-

-

 

30

340

Шлак............... .

0,79

—•

0,04

0,9

10,7

2,2

0,24

31,7

39,7

1,9

8,1

«■>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Состав штейне и шлака из отстойника, %

 

Т а б л и ц а '

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продукт

Си

 

Zn

РЬ

sioz

CaO

 

Fe

Cl

F

 

fls

 

Sb

 

Штейн.............

22,6

0,7

0,2

-

-

 

41,8

-

-

 

0,7

 

1,5

 

Шлак...............

0,39

0,8

0,01

38,3

5,3

34,2

0,006

0,045

 

0,01

0,02

 

ся

•о


равен 900 т шихты. Удельный расход энергии составляет 542 квт*ч/т шихты при расходе электродной массы 5 кг/т и десуль­ фуризации 42,9#.

-Шихту, состоящую из огарка и части необожженного концент­ рата, загружают через течки в своде с двух сторон печи в околоэлектродное пространство.

Стены печи в области ванны выложены хромонагнезитовым кир­ пичом, а свод - шамотом. Штейн выпускают через три ипуровых отверстия периодически о температурой П 50-П 80°С. Конвертерный шлак, имеющий температуру 1230-1260°С, заливают через отверстие в итейновои торце печи. Газы от печи отводятся вестью газохода­ ми.

При очень бедной медью вихте (10-15# Си ) из печи выдают штейн с содержанием 28-30# Си и шлак, содержащий 0,5-0,7# Си ,

около 35# SL0Z и 50-55# FeO.

Перерабатывая концентраты с очень большим содержанием пири­ та и получая сильно железистые электропроводные шлаки, завод испытывает большие трудности при плавке и по основным техникоэкономическим показателям работает хуже завода "Реннер" [4 ] .

Завод "Джинджа"

Для переработки-медных концентратов руднике "Килямба” на заводе "Джинджа" (Уганде) фирма "Элкем" установила электропечь мощностью 5500 ква. Печь трехэлектродная длиной 14 жшириной 5,36 м, производительностью 9000 т меди в год. Плавят необожжен­ ный концентрат, смешенный с другими компонентами шихты, которые загружают через шесть бункеров, находящихся вблизи электродов, через течки, расположенные на расстоянии 1220 мм от стен. Систе­ ма шихтовки автоматизирована. Шихта, загружаемая в печь и попа­ дающая на ванну, распределяется по ее поверхности.

Напряжение не низкой стороне трансформатора имеет 21 ступень через 5 в от 120 до 220 в . Обычно работают на верхней ступени 220 в и мощности 5200 квэ. Дивметр электродов 1045 нм.

Высота печи 3000 мм при площади пода 75 м^. Ванна печи из­ нутри футерована хромомагнезитом, а снаружи - шамотом. Верхняя часть стен и овод выложены шамотом.

Уровень ванны поддерживают на отметке 1200 мм, из них штей­ на - на уровне 500-600 мм.

Завод "Джинджа" является примером малотоннажного производ­ ства, для которого электроплавка является, видимо, наиболее ра­ циональным процессом [4 ].

З а в о д " Б рик слег"

Возможность плавки обожженного "намертво" концентрата на черновую медь представляет известный интерес. Тэкой способ поз­ волил бы исключить операцию конвертирования штейна с использова­ нием всей серы при обжиге, однако он не нвшел широкого примене­ ния, так как при этом получается шлак, богатый медью. Следует, однако, указать на практику завода "Брикслег" (Австрия}, рабо­

тающего по такой схеме.

 

Перерабатываемый концентрат содержит,%: 26-27 Си ;

30-35А> ;

32-36 J ; до

0 ,7 NL ; до 0 ,7 As ; 0,Q5Fi ; 0,08 In ; 0,3 S6 ;

0,05 Со;

0,5 Са0 ; 0,2

МуО и bSi02.

 

Концентрат обжигают в семиподовой лечи до содержания серы

1,0 -1, 2%.

 

 

Шихта,

направляемая на плавку, состоит из огарка, 25% кварца

(к массе огарка), 12% известняка и 4-5% оборотных продуктов. Су­

точный проплав шихты равен 75-85 т при расходе угля 6-7% к массе шихты.

Количество добавляемого угля подбирают с таким расчетом, чтобы восстановить всю медь, весь никель и лишь незначительное количество железа. Практически все железо ошлаковывают в виде фаялита. Небольшое количество серы, остающееся в огарке, образу­ ет богатый штейн, содержащий до 65%Си, и частично переходит в

шлак.

Тонкий слой штейна между шлаком и медью позволяет

получать

шлак,

содержащий менее 1% Си . При отсутствии этого слоя

штейна

для получения бедного медью шлак8 пришлось бы восстанавливать

много

железа, что привело бы к ухудшению качестве черновой меди.

Медь, получаемая в описанных условиях,

содержит, %: до

1 ,5 NL ;

до 3,5 Fe ;

0,2 As ; 0,7 Sh' и около 93-95Cu . Шлак содер­

жит, %:

49-45 Fe ;

30-3Z SL0Z ; 8-10- CaO; 0,2 Zn } 0,0ZPb ; до

0,7 Си и следы никеля.

 

 

Извлечение меди составляет 98%, из них

95%

- прямой выход

в металл

и 3% - в медный штейн, возвращаемый в

обжиговую печь.

Потери меди оо шлаком не превышают I , 5-2,0%

и равны потерям при

плевке на штейн.

Печь на заводе круглая, трехфазнзя, диаметром 5 м и пло­ щадью подв 20 м2. Сэмоспекэющиеся электроды имеют диаметр 780 мм. Печь открытая и имеет колпак для отводе газов. Плавку ведут при напряжении 90 в о расходом энергии 750 квт-ч/т огарке или 580 квт-ч/т шихты. Медь и шлак периодически выпускают в обогре­ ваемый отстойник для разделения. Медь в жидком виде сливают в анодную печь.

5 9



В связи с трудность!) регулирования процесса восстановления железа при плавке и растворения его в меди в последнее время появились предложения обжигать концентраты в кипящем слое, затем таким же способом восстанавливать медь в огарке, после чего пла­ вить его в нейтральной атмосфере. При атом можно получать более чистую медь. Такая схема проходит проверку [4].

Завод "Муфулира"

В 1971 г . на заводе "Иуфулира" (Замбия) введена в эксплуа­ тацию электропечь мощностью 36 тыс.ква для плавки медных концент­ ратов. Необожженные содержащие до 7% влаги концентраты в смеси с товкоизмельченным известняком подвергаются сушке в трубчатой печи, а 38тем конвейерами загружаются в печь через £6 воронок,

расположенных в своде вдоль стен и ближе к электродам. Ванна печи общей высотой 1,7 м имеет слой шлака Г,1 м.

Штейн и шлак выпускаются непрерывно через шпуры, расположенные в противоположных концах печи. Дивметр шлакового шпура 100 мм.

Отходящие газы по грушевидному газоходу отводятся в элект­ рофильтр .

Электроэнергия подается от однофазных трансформаторов с 35 ступенями напряжения на кэждую пару электродов диаметром

1,6 м. Электродов шесть, высота их 15 н . Минимальное напряжение на электродах 325 в . Расход электродной массы равен 2 кг/т су­ хой шихты, а расход электроэнергии не превышает 400 квт*ч/т сухой шихты. Тепловой к .п .д . печи равен 75?. Управление печью автоматизировано и производится с центрального пульта.

Введение в эксплуатацию электропечи позволило увеличить производительность завода на 150 тыс.т штейна, или на 65 тыс.т меди в год, доведя ее выпуск до 230 тыс.т [16].

Завод "Инспирейшн"

Завод ’’Инспирейшн" (США) был построен в 1914 г . и несколь­ ко раз реконструировался.

В связи с вводом в действие с декабря 1973 г . закона, обя­ зывающего заводы использовать 90? серы от ее содержания в исход­ ном сырье,принято решение о реконструкции завода. Было рассмот­ рено четыре варианта технологии: электроплавкв, обжиг в печах

i£C с последующим восстановлением, плавка во взвешенном состоянии и плавка концентратов в конвертерах на дутье, обогащенном кисло­ родом. Была выбрана следующая технологическая схема: плавка су-

(/

хих концентратов в электропечи, конвертирование штейнов в кон­ вертерах с боковым отсосом (способ Хобокен) и электролитическое рафинирование.

Применение электропечи и конвертеров с боковым отсосом позволит получать газы, содержащие 4-8$ Л?2. Газы после раздель­ ной для каждого агрегата оухой и мокрой очистки будут использо­ ваться для производства серной кислоты контактным способом.

Шихту из склада типа "бединг" будут сушить в трубчэтой пе­ чи из нержавенай стали диаметром 4,88 и длиной 24,4 и .

Высуженную шихту в количестве 1360 т/сутки будут плавить

в электропечи мощностью 51 тыс,ква с площадью пода 380 м^

(удель­

ная нагрузка по току 133

квт/м^) с шестью самоспекающимися

элект­

родами диаметром по 1800

мм.

 

Шихте будетподаваться в два бункера емкостью по 635

т, а

оттуда шнеками - на скребковые конвейеры для загрузки в печь

через четыре ряда отверстий. Две ряда из них будут подавать

шихту к электродам, а два

- к боковым стенквм.

 

В сутки будут получать около 1100 т штейне, выпуск которо­

го будет осуществляться через шпуры, расположенные в торцевой

стене. 1*8зы из электропечи в количестве 850 нм3/нин о темпера­ турой около 700°С будут охлвждать до 450°С, очищать от пыли в циклонах (к .п .д . 98$), смешивать с конвертерными гэзвми, промы­ вать 25$-ным раствором серной кислоты и направлять на производ­ ство серной кислоты в контактной установке двойного катализа.

Четыре существующих конвертера будут заменены пятью конвер­ терами с боковым отсосом. Расход воздуха составит 510 м3/нин.

Флюсы будут дробить до класса

-19,5 +6,35 мы. Флюсы и обороты

-6,35 мм будут направляться в

электропечь, более крупные - в

конвертеры. Газы с температурой

1200°С в количестве 651 нм3/мин

будут охлаждаться в водоохлаждаемом холодильнике до 650°С, в сле­ дующем - до 480°С, после чего подвергаться очистке в циклонах и электрофильтре [ I ] .

Джезказганский горно-металлургический комбинат

На Джезказганском горно-металлургическом комбинате с 1973 г . начата эксплуатация электропечи для плавки медных концентратов.

Технологическая схема предусматривает предварительное ока­ тывание концентрата в смеси с пиритом в чашевом грануляторе, плавку полученных гранул в электропечи с получением штейна, шла­ ке и сернистого тезе и бессемерование штейне в горизонтальных конвертерах с последующим огневым и электролитическим рафиниро­ ванием черновой меди.

6 1


Химический состав

компонентов шихты приведен в табл. I I .

 

 

 

 

Т а б л и ц а

II

Химический состав компонентов шихты,$

 

Компоненты шихты

Си

S

Fe

Si о2

Щ 03

СаО

 

Концентрат медный

40

18

9

20

3

2

Концентрат пирит-

0,3

42

38

_

-

ный...........................

Известняк...............

 

1.2

3,5

1,7

50

Шихту составляют в соотношении:

86$ медного концентрата,

 

8$ пиритного концентрата

и 652 известняка.

 

 

 

При десульфуризации в электропечи 20$ выход штейна от ших­

ты составляет 66$, шлака -

50%,

 

 

 

 

Состав, продуктов плавки приведен в табл.

12.

 

 

 

Состав штейна и шлаке, %

Т а б л и ц а

12

 

 

 

 

Продукт плавки

Си

 

Fe

S

slo

СаО

 

 

 

2

 

 

Штейн.....................

52,5

 

23

18,5

-

-

 

Шлак......................

0,35

 

23,3

-

45

10

 

Содержание меди в черновом металле достигает 99% при извле­

чении ее 93$. При сушке гранул теряется 0,5$,

при плавке - 1$

и

при конвертировании - 0,5

$

меди.

 

 

 

 

Мощность печи 49,5 Мва при трех трансформаторах мощностью

16,5 Мва каждый. Пределы напряжения на низкой стороне

475-800

в

при максимальной силе тока на электроде 25830 8. Печь оборудова­ на шестью сэмоспекающимкся электродами диаметром 1200 мм.

Размеры печи: длина 24, ширине 7, высота 4,5 м. Площадь ванны 168 м“ . Ванне футерована плотным хромомагнезитом, свод арочный шамотный, имеющий отверстия для ввода электродов, под­ соединения газоходов и загрузочных течек, э также для заливки жидкого конвертерного шлака. Уплотнение электродов в своде саль­ никовое водоохлаждаемое.

Удельный расход электроэнергии на плавку в пусковой период

по ряду причин в несколько раз превышал

проектный. В этот период

и некоторые

другие показатели были ниже

нормы. Так шлак содержал

с ,44$ меди,

а извлечение меди в черновую не превышало 97$.