Производство ферросилиция с пониженным содержанием титана и фосфора за счет использования чистых шихтовых материалов

В период 1985-1990 гг. на открытых печах мощностью 20 и 29МВА ОАО «Кузнецкие ферросплавы» были проведены несколько опытных кампаний выплавки ферросилиция марок ФС70 и ФС75 с пониженным содержанием титана и фосфора. Поскольку использовали более чистые по примесям шихтовые материалы, то одновременно получали сплав с более низким содержанием алюминия. Полученный сплав рассматривали как передельный, предназначенный для последующего глубокого рафинирования от алюминия в специальных агрегатах.

В качестве чистых по примесям кремнийсодержащих материалов использовали кварц талды-курганский и кварц горы Хрустальной, которые содержали менее 0,3% Al2O3, менее 0,03% TiO2 и менее 0,01% P2O5 . Наряду с этим использовали кварцит  Антоновского месторождения, селективно отобранный по крупности.

Содержание примесей в кварците Антоновского месторождения в зависимости от класса крупности приведено в табл. 6.8.

Таблица 6.8.

Содержание примесей в кварците Антоновского месторождения

Класс крупностиСодержание примесей, % масс.
Al2O3TiO2P2O5
Рядовой кварцит:   
·                                  класс 0-150 мм0,650,0410,014
Подготовленный кварцит:   
·                                  класс 40-100 мм0,320,0230,009
·                                  класс 20-40 мм0,430,0280,011
Отсевы кварцита:   
·                                  класс 0-20 мм0,780,048нет сведений
·                                  класс 0-5 мм1,60,0910,046

В качестве углеродистых восстановителей использовались пековый кокс зольностью 1,6-2,8%, слабоспекающийся уголь разрезов «Бачатский» и «Вахрушевский» зольностью 4-6%. В качестве рыхлителя использовали древесную щепу.

Наряду с этим применяли кемеровский коксовый орешек, зола которого содержит меньше примесей в сравнении с другими поставщиками кокса; в частности Al2O3–17,2% против 26% и P2O5–0,22 % против 0,77% в золе коксового орешка КМК.

В качестве чистых железосодержащих материалов использовалась стружка с автомобильных и моторных заводов, а также трансформаторная высечка.

Результаты опытных кампаний (I-III) приведены в табл. 6.9.

Таблица 6.9.

Результаты опытных кампаний выплавки ферросилиция с пониженным содержанием титана и фосфора

кам-
пании

Компоненты шихтыСодержание примесей*, % масс.Особенности технологии
AlTiP
IКварцит антоновский рядовой класса 20-150 мм1,7

1,1-2,3

0,12

0,08-0,14

0,036

0,023-0,040

Базовая технология
Коксовый орешек кузнецкий
Стальная стружка
IIКварцит антоновский сортовой класса 40-100 мм1,1

0,8-1,4

0,07

0,05-0,08

0,029

0,026-0,030

Производительность печи и расход электроэнергии на уровне кампании I
Коксовый орешек кемеровский
Слабоспекающийся малозольный уголь
Древесная щепа
Стальная стружка
IIIКварцит антоновский сортовой класса 40-100 мм0,7

0,5-1,1

0,045

0,04-0,05

0,022

0,020-0,025

Снижение производительности печи и повышение расхода электроэнергии
Кварц г. Хрустальной
Пековый кокс
Слабоспекающийся малозольный уголь
Древесная щепа
Стальная стружка
Трансформаторная стружка

 

Примечание: * – числитель – среднее значение, знаменатель – пределы колебаний.

Первая группа кампаний (I) проводилась на рядовых шихтовых материалах с получением 70 и
75%-го ферросилиция; примесные элементы находились на среднестатическом уровне 1980 — 1990 гг. Вторая группа кампаний (II) проводилась на традиционных, но более тщательно подготовленных материалах. В частности антоновский кварцит был селективно отобран от поступающих партий и тщательно рассеян на ситах малым потоком для более полного удаления загрязненных мелких классов. В качестве восстановителей использовались кемеровский коксовый орешек (60-70% по углероду) и слабоспекающийся малозольный уголь разреза «Бачатский» (30-40% по углероду). В качестве рыхлителя применялась древесная щепа в равном весовом соотношении с углем. Содержание примесей снизилось на 35% по алюминию, на 40% по титану и на 20% по фосфору. Основные технико-экономические показатели плавки сохранились на уровне базовых кампаний.

Третья группа кампаний (III) проводилась с использованием нетрадиционных для ОАО «Кузнецкие ферросплавы» шихтовых материалов. В качестве кремнеземсодержащего материала использовался кварц горы Хрустальной и талды-курганский кварц в соотношениях 50 : 50 с сортовым антоновским кварцитом. В качестве углеродистого восстановителя использовали пековый кокс (60-70% по углероду) и малозольный слабоспекающийся уголь разрезов «Вахрушевский» и «Бачатский» (30-40% по углероду). Железосодержащий компонент шихты вводился смесью стружки моторных заводов (50% по железу) и трансформаторной высечки (50% по железу).

Основные показатели третьей группы кампаний приведены в табл. 6.10.

Таблица 6.10.

Основные технико-экономические показатели третьей группы кампаний выплавки 70%-го передельного ферросилиция
с низким содержанием титана и фосфора


п.п.
ПоказателиКампании
IIIIIIIVVVI
1.Время проведения кампаний6.01-13.01

1988 г.

14.02-25.02

1988 г.

27.06-5.07

1988 г.

9.01-24.01

1989 г.

14.04-21.04

1989 г.

19.07-31.07

1989 г.

2.№№ печей446666
3.Используемая мощность, МВт14,314,719,820,020,418,6
4.Производительность, т/сут.34,836,452,349,850,646,6
5.Расход сырья, т:      
¨        кварцит1,9051,8871,6081,3791,6621,742
¨        кварц0,4550,2380,186
¨        пековый кокс (сухой)0,5590,5250,4200,4560,4650,520
¨        слабоспекающийся уголь

(сухой)

0,3320,2400,2020,2260,3030,312
¨        древесная щепа (влажная)0,4100,4790,4230,5090,5900,493
¨        древесный уголь*0,0780,0740,062
¨        стальная стружка0,2730,2870,3330,3450,3160,294
6.¨        Расход электроэнергии, кВтч/т981396689072964696509746
7.Содержание примесей в ферросилиции (среднее), %:      
¨                               алюминий1,271,180,850,810,920,95
¨                               титан0,089**0,077**0,0630,0630,0430,044

 

Примечание: * – древесный уголь использовался кратковременно (1-2 суток) и выведен из шихты из-за отсутствия заметного эффекта;

** – на содержание титана повлияло засорение шихты ванадиевым шлаком в цехе № 1.

Содержание алюминия в ферросилиции опытных плавок снизилось на 50%, титана на 54% и фосфора на 45%. Однако технико-экономические показатели выплавки ферросилиция существенно ухудшились. Производительность печи снизилась на 10-16%; расход электроэнергии увеличился на 8-12%. Причиной этого явились низкая реакционная способность пекового кокса и кварца. В период промышленного использования этих технологий в 1988 — 1991 гг. выплавлено 4050 т передельного 70 и 75%-го ферросилиция с пониженным содержанием алюминия, титана и фосфора, который специальным рафинированием перерабатывали в высокочистый ферросилиций с содержанием менее 0,5% алюминия.

Оставьте комментарий