Промышленность \ Металлургия

Конвертирование чернового ферроникеля, страница 2

Конвертирование проводят в вертикальном конверторе емкостью 50т, который заполняет 30т расплава. В начале процесса в конвертор, в котором за счет отопления мазутом поддерживается температура 800ºС, загружаются оборотные материалы, а затем расплавленный ферроникель. По тепловому балансу в конверторе можно переработать до 40% от массы ферроникеля окисленной никелевой руды.

После заливки чернового  ферроникеля конвертер устанавливается в вертикальное положение и в него опускается водоохлаждаемая вертикальная форма, через которую подается технический кислород. Давление кислорода 10-13 атм, а интенсивность его подачи до 250 нм3/мин.

2.Основное конвертирование: Введение некоторого количества известняка приводит к реакциям:

2Fe+O2 =2FeO

CaCO3= CaO+ CO2

2 CaO+ CO2+SiO2=2CaO· SiO2+CO2        

2FeO· SiO2 + 2 CaO+ CO2=2CaO·SiO2+2FeO+ CO2        

В основном конвертере окисляются примеси P, C, S, Si, Sr. По ходу процесса добавляется известняк для получения шлака с основностью 2,0,  имеющего очень высокую жидкотекучесть. Состав заводских шлаков основного конвертирования ферроникеля %: Ni O,O8-0,18; Co 0,013-0,020; Fe 37-48; CaO 15-27; SiO2 4,5-12,0.

Таким образом, в результате продувки в основном конвертере получаются шлаки с достаточно высоким содержанием никеля, значительно превышающем аналогичную величину в шлаках кислого конвертирования, что объясняется высокой активностью кислорода в основных шлаках. Для снижения потерь никеля со шлаками перед его сливом в конвертер присаживают 100-500кг извести.

Процесс конвертирования обладает достаточным избытком тепла, что позволяет перерабатывать холодные добавки - бракованные партии ферроникеля, окисленную никелевую руду. При введении последней в конвертер происходит восстановление окисленных соединений железа, никеля и кобальта.

Перед каждым сливом шлака из конвертера проводится обязательное двухминутное отстаивание шлака для выделения из конвертерного шлака запутавшихся в нем капель ферроникеля.

Рафинирование ферроникеля в основном конвертере имеет цель окончательного удаления примесей и получение ферроникеля, пригодного для использования в производстве легированных сталей. Продувка ферроникеля проводится техническим кислородом с давлением 9-13 атм. и с интенсивностью подачи 100-140 нм3/мин.

Ввод кислорода в расплавленную ванну производится так же, как и в кислом конвертере, через вертикальную водоохлаждаемую фурму. Для основного конвертирования применяют вертикальный конвертер, футерованный хромомагнезитом. Температура расплавленной ванны перед ее сливом поддерживается в пределах 1620-1640º С.

Во время слива готового ферроникеля производится его раскисление (ферросилицием и алюминием). Расход ферросилиция составляет 3 кг на 1т ферроникеля, алюминия-0,8кг.

2.Расчет вещественного состава ферроникеля.

Таблица 1.

Химический состав ферроникеля, %.

Ni

Co

Fe

Cr

S

C

P

Si

Всего

%

5,5

0,4

82,8

2,5

0,5

2,1

0,2

6

100

  Примем, что Fe в ферроникеле находится в виде: FeS, Fe3P, Fe3C, Fe 3Si, а Ni в Ni3S2, Ni3C, Ni2P.

  Будим считать, что:

1)S в FeS-70%

S в Ni3S2-30%, тогда:


Fe (FeS) = =0,61 кг.

Ni (Ni3S2) ==0,413 кг.

2) C в Fe3C –90%

    C в Ni3C –10%

 Fe  (Fe3C) == 26,4 кг.

 Ni (Ni3C) ==3,082 кг.

3)P в Fe3P – 50%

         P в Ni2P –50%


Fe (Fe3P) =0,54 кг.

Ni (Ni2P) ==0,379 кг.

4)  Si в Fe3Si – 6 кг, тогда:

Fe (Fe3Si) ==35,78

5)  Fe мет = 82,8 – (35,78 + 0,54 + 26,4 + 0,61) = 19,47 кг.

6)  Ni мет = 5,5 – (0,379 + 0,4128 + 3,082) = 1,626 кг.

                                                                                                                       Таблица 2.

Вещественный состав чернового ферроникеля, кг.

Соединение

Ni

Fe

S

Si

P

C

Cr

Co

Всего

Ni3S2

0,413

-

0,15

-

-

-

-

-

0,563

Ni3C

3,082

-

-

-

-

0,21

-

-

3,292

Ni2P

0,379

-

-

-

0,1

-

-

-

0,479

Ni

1,626

-

-

-

-

-

-

-

1,626

Fe3P

-

0,54

-

-

0,1

-

-

-

0,64

FeS

-

0,61

0,35

-

-

-

-

-

0,96

Fe3C

-

26,4

-

-

-

1,89

-

-

28,29

Fe3Si

-

35,78

-

6

-

-

-

-

41,78

Fe

-

19,47

-

-

-

-

-

-

19,47

Cr

-

-

-

-

-

-

2,5

-

2,5

Co

-

-

-

-

-

-

-

0,4

0,4

Всего

5,5

82,8

0,5

6,0

0,2

2,1

2,5

0,4

100

                                                          Таблица 3.

Химический состав флюса, %.

СaCO3

CaO

Al2O3

SiO2

FeO

Fe2O3

всего

90

50,3597

2,5904

1,5267

1,825

4,057

100
Скачать файл