Навигация
Сущность процесса плавки в жидкой ванне
36050
знаков
2
таблицы
3
изображения
10 Сущность процесса плавки в жидкой ванне
Сущность технологического процесса плавки в жидкой ванне заключается в следующем. Кислородсодержащий газ вводится под избыточным давлением около 0,1 МПа в расплав через фурмы в стенах печи на уровне примерно 0,3—0,7 м ниже уровня расплава в спокойном состоянии внутри шахты печи.
Общая глубина ванны расплава в печи без барботажа 2,0—2,5 м. Кислородсодержащий газ дутья, барботируя верхнюю часть расплава, энергично перемешивает его и создает газонасыщенный слой гетерогенного расплава, состоящего в основном из шлака с включениями до 10 % (вес.) сульфидов в виде капелек штейна и при недостатке тепла — угля или кокса. Высота барботируемого газонасыщенного расплава увеличивается на величину, равную 2—3-х кратному расстоянию от оси фурм до уровня расплава в спокойном состоянии. Кислородсодержащий газ взаимодействует, в первую очередь, с сульфидом железа, серой и углем и генерирует тепло, необходимое для плавления загружаемой шихты и нагрева расплава именно в зоне технологического процесса равномерно во всем верхнем слое.
Благодаря интенсивному перемешиванию капельки сульфидной фазы, образуемые из загруженных частиц сырья, соударяются и сливаются, достигая гидродинамически устойчивого размера 0,5-5 мм, достаточного для выпадения их из верхнего барботируемого слоя и быстрого опускания в донную фазу.
Шихта, состоящая из флотационного концентрата или кусковой руды с флюсом и, если необходимо, с кусковым углем, вводится сверху в барботируемый слой; вследствие высокой энергии перемешивания она равномерно распределяется по всему его объему.
Расплавленные сульфиды шихты вследствие высокой активности серы и железа интенсивно взаимодействуют со шлаком и кислородом дутья, поддерживают низкое содержание магнетита в шлаке. Это способствует получению шлаков, бедных по цветным металлам. В условиях активного перемешивания происходит быстрое растворение кварца и других тугоплавких компонентов шихты, и поэтому во всем объеме расплава постоянно поддерживается оптимальный состав лака, обеспечивающий минимальные потери цветных металлов. Наличие в расплаве пузырьков барботирующего газа способствует быстрой и полной (в соответствии с величиной равновесного давления пара) возгонке летучих компонентов.
Расположение переточного канала для вывода шлака из шахты на 1 м ниже уровня фурм привело к тому, что весь образующийся в верхнем барботируемом слое шлак постепенно движется сверху вниз, проходя свой путь в течение 1,5—3,0 ч. При этом он непрерывно промывается дождем крупных капель штейна, выпадающих из верхнего перемешиваемого слоя. Ниже фурм движущийся поток шлака уже не перемешивается и в нем можно создавать соответствующие градиенты температуры, состава и других параметров, способствующие обеднению шлака. Благодаря такой организации его движения исключена возможность проскока и быстрого выхода из печи непроработанного шлака с повышенным содержанием цветных металлов. Сульфидная донная фаза, образующаяся на дне печи из опускающихся капель, отдельно от шлака выводится из плавильного агрегата.
11 Процессы, протекающие в надфурменнои и подфурменной зонах печи для плавки в жидкой ванне
В надфурменной зоне происходит плавление, окисление сульфидов, растворение
тугоплавких компонентов, укрупнение мелких сульфидных частиц.
При этом все процессы проходят одновременно и с высокой скоростью. Высокая скорость обеспечивается интенсивным перемешиванием расплава. Отсутствие диффузионных ограничений.
Важная особенность:
- невысокое содержание магнетита в шлаке в сравнение с другими автогенами процессами способствует снижению потерь меди со шлаком .
- 100% использование кислорода в расплаве, что позволяет изменять состав штейна за счет изменения соотношения кислорода в дутье и количества шихты.
В подфурмениой зоне происходит оседание капель штейна. Скорость движения
капель штейна намного превышает скорость движения шлака вниз. Происходит промывка шлака
каплями штейна. За счет этого ускоряется разделение и отстаивание шлака и штейна. Эти процессы
позволяют достигнуть удельную производительность 60-80т/м в сутки. Процесс может идти как в автогенном, так и полуавтогеном режиме. Во втором случае используется топливо: уголь, природный газ, мазут.
12 Конструкция печи Ванюкова
Достоинства печи Ванюкова:
- возможно широкое управление составом штейна и получение на богатых штейнах относительно бедных отвальных шлаков.
- процесс характеризуется низким пылеуносом и получением возгонов, богатых по содержанию ценных компонентов
- надежная и долговечная аппаратура
- роцесс не требует сложной подготовки сырья и пригоден для переработки как кусковой руды, так и концентратов различного состава
- по своим показателям он превосходит все известные в мировой практике процессы.
Рис. 1. Печь дли плавки в расплаве
1— штейновый сифон; 2 — плавильная камера; 3 — газоход; 4 — шлаковый сифон; 5 — огнеупорная кладка; 6 - воздушно-кислородный коллектор; 7—кессоны; 8 — фурма
Печь Ванюкова представляет собой прямоугольную шахту шириной 2,5, длиной 10,0 и высотой 6,0 м. В боковых продольных стенах печи на высоте 2,5 м от подины водоохлаждаемые фурмы для подачи дутья, а если необходимо, и углеродистого топлива (природного газа, мазута или пылеугля). Экспериментально установлено, что ни один из известных огнеупоров не способен длительное время противостоять воздействию нагретого до 1500—1600 К шлака при энергичном его перемешивании.
Для надежного ограждения расплава потребовалось смонтировать боковые и торцевые стены шахты из массивных охлаждаемых водой медных кессонов, расположенных в зоне перемешивания шлака от уровня, около 1 м ниже оси фурм, до уровня 3,5 м выше оси фурм. Горн шахты печи ниже кессонированного пояса выполнен из огнеупорного кирпича. В торцевых стенах горна созданы два переточных канала для вывода из него шлака и штейна. Снаружи к шахте печи у переточных каналов герметично примыкают емкости, сообщающиеся через них с внутренним пространством шахты, называемые шлаковым и штейновым сифонами. В стенах этих сифонов предусмотрены щелевидные окна, положение порога которых определяется соответствующим уровнем слива шлака и штейна.
Похожие работы
... , Пермской, Челябинской областей, Республики Коми, ЯНАО, ХМАО – Югры) «Соглашение о сотрудничестве в комплексном промышленном освоении Приполярного и Полярного Урала на основе опережающего развития транспортной и энергетической инфраструктуры» [38]. Нарождающийся новый экономический район, помимо развития отечественной минерально-сырьевой базы в интересах промышленности Урала, одновременно ...
... активно формировались альянсы в отрасли, что привело к значительной экономии издержек и позволило повысит маневренность и эффективность производства металла внутри России. Кроме России экспансия отечественных металлургов распространилась и в сопредельные государства – Украину, Армению, Румынию, а также и страны дальнего зарубежья – в частности в Гвинею, где не так давно один из операторов рынка ...
... Благоприятное отношение к туристам может быть создано через программы общественной пропаганды и информации, разработанные для местного населения. 2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТУРИСТСКОГО РЫНКА СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ 2.1 Общая характеристика ООО ТК «ГлавТур» Параметры, показатели Характеристика Полное наименование предприятия / сокращенное наименование Общество с ограниченной ответственностью ...
... без Тюменской области – соответственно 89 и 76%. В макрорегионе резко обозначена дифференциация между богатым севером и бедным югом. Чрезмерные различия в доходах населения двух зон федерального округа обусловлены не только высокой производительностью и благоприятной внешнеторговой конъюнктурой тюменской нефтегазовой промышленности, в значительной мере работающей на экспорт, но и действием ...
0 комментариев