ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 42-169-01

Данная работа является результатом выполнения научно-производственной разработки.

В целях предотвращения десульфурации сульфидно-щелочных шлаков кислородом и углекислым газом воздуха или сульфатом натрия при температурах выше 1650 К проводились исследования по рафинированию от меди расплавов черных металлов в интенсивных режимах. Исследования проводились в лабораторных условиях на индукционной печи и в ковше емкостью 50 кг с магнезитовой футеровкой, а также в опытно-промышленном масштабе в электродуговой печи ДСП-1,5 с магнезитовой футеровкой и в изложнице на 1000 кг. Для исследований использовались расплавы черных металлов, содержащих растворенного углеводорода не более 1%. В качестве рафинирующей смеси использовались смеси коксовой мелочи с солями щелочных и щелочноземельных металлов, которые подавались в потоке газа-носителя в расплав, или обмазывалась ими изложница, после чего рафинирующая смесь оплавлялась газо-воздушной горелкой.

Лабораторные исследования в ковше показали, что с ростом отношения массы углерода к массе расплава сульфата натрия возрастает степень удаления из разливаемого в ковш расплава черных металлов меди и серы. Так при отношении массы углерода к массе сульфата натрия, равной 0,33 степень удаления меди составляет 21,9% (расход сульфата натрия 5,1%). При этом степень десульфурации достигает 13,6%. При подаче в расплав черных металлов, находящийся в тигле индукционной печи, смеси, состоящей из порошкообразных сульфатов и твердого углерода, с увеличением отношения массы углерода к массе сульфатов также возрастает степень удаления меди из расплавов черных металлов. Используя продувку расплавов черных металлов смесью порошкообразных сульфатов и твердого углерода в потоке газа носителя, можно за 80-100 ⁰С достигать степени удаления меди из расплава на 30-34%.

Рафинирование расплавов от меди порошкообразными материалами проводилось по пяти вариантам в электродуговой печи типа ДСП-1,5 с использованием рафинирующей смеси на основе кальцинированной соды. Смесь подавалась в расплав черных металлов в потоке кислорода или пропан-бутановой смеси. При расходе рафинирующей смеси до 100 кг на тонну черных металлов за 600 сек. Была достигнута степень удаления меди на 87,5 %, степень десульфурации 22,5% и дефосфорации - 66%. Рафинирование от меди в изложницы, в которую сливали по 1000 кг расплавленных черных металлов из электродуговой печи проводили по 6 вариантам. В отдельных случаях достигалась степень удаления меди из расплавов черных металлов до 85,7%. При рафинировании расплавов черных металлов, соответствующих по химическому составу группе Б 26, в которых концентрации углерода 0,25-0,31 и серы 0,016 - 0,026%, с них скачали шлак, а затем в количестве по 1000 кг разливали в изложницы, в которые давали по 10 кг рафинирующей смеси.

При расходе углерода, определяемого уравнением

С = 6+0,24 (na ₂co ₃),

гдеna ₂co ₃ % -концентрация кальцинированной соды в рафинирующей смеси, получено уравнение зависимости степени удаления меди из расплавов черных металлов (у), от концентрации кальцинированной соды в рафинирующей смеси (Х):у = 2,5+1,1х.

Доверительные значения для коэффициентов а ₀ и а ₁ с риском в 10% находится в интервале: 1,04 а ₁ 1,11; -4,5 а ₀ 9,61f_з= 6,70f_т[ 1; 11; 0,95]= 4,84.

Так какf_р> f_т, то полученная модель адекватна. Коэффициент корреляции равен 0,462.

Таким образом, процесс расплавления рафинирования от меди расплавов черных металлов в интенсивных режимах может протекать с высокой производительностью, с низкими затратами трудовых и материальных ресурсов за счет растворенной в их расплавах серы и рафинирующей смеси, содержащей углерод для восстановления кислородсодержащих соединений щелочных и щелочноземельных металлов и для защиты сульфидной серы от окисления.