Конвертирование чернового ферроникеля

Министерство образования Российской Федерациия

Санкт-Петербургский Государственный Горный Институт им. Г.В. Плеханова.

(технический университет)

КУРСОВОЙ  РАБОТА

По дисциплине: металлургия меди и никеля

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: “ Конвертирование чернового ферроникеля “.

Автор:  студент гр.:  МЦ – 99               ________             / Макушин Д.В. /

Оценка: ____________

Дата: ______________

Проверил:

Руководитель проекта       доцент            __________         / Смирнов Ю.М. /          

Санкт-Петербург

2002 г.

Кафедра: металлургии цветных металлов

КУРСОВОЙ  РАБОТА

ЗАДАНИЕ

Студенту группы:  МЦ – 99               ________             / Макушину Д.В. /

1. Тема проекта: Конвертирование чернового ферроникеля.   

2.   Исходные данные к проекту: Черновой ферроникель, содержащий: Ni-5,5%, Co-0,4%,Cr-2,5%, Fe-82,8%,S-0,5%,C-2,1%,P-0,2%,Si-6%

3.   Перечень графического материала: сборочный чертеж агрегата (печи), выполненный на формате А-1. 

4. Срок сдачи законченного проекта:     16.12.2002  г.  

Руководитель проекта:      доцент             __________          / Смирнов Ю.М. /

Дата выдачи задания:  16 сентября 2002г.

Аннотация.

    В данном курсовом проекте разработана и рассчитана технологическая схема переработки чернового ферроникеля в ферроникель. В нем излагается научно обоснованная методика расчета процессов, конкретные числовые расчеты конвертирования.

The Summary.

In the given course project in developed and the technological scheme of processing of draft ferronickel in ferronickel is calculated. In it the technigue of account of processes,  concrete numerical accounts of converting is stated scientifically justified.

Содержание.

Введение………………………………………………………………………………………5

1.Теоретические основы окислительного плавления ферроникеля………………………6

2.Расчет вещественного состава ферроникеля…………………………………………….8

3.Технологический расчет…………………………………………………………………..11

3.1.Обессеривание…………………………………………………………………………...11

3.2.Кислое конвертирование………………………………………………………………..11

3.3.Основное конвертирование…………………………………………………………….16

4.1.Тепловой эффект реакций кислого конвертирования………………………………..22

4.2.Тепловой эффект реакций основного конвертирования……………………………..24

5.1.Расчет статей прихода тепла первого конвертирования……………………………..29

5.2.Приход тепла второго конвертирования…………………..…………………………..31

6.1.Расход тепла первого конвертирования……………………………………………….32

6.2Расход тепла второго конвертирования………………………………………………..34

Библиографический список……………………………………………………………...…39

Введение.

    Основными легирующими элементами в черной металлургии являются никель и кобальт, от 60-70% никеля используют в производстве стали, поэтому в последнее время в мировой никелевой промышленности в больших объемах реализуется технология плавки окисленных никелевых руд на ферроникель. Данный процесс позволяет извлечь не только никель и кобальт, но и более 60% железа. Но эта технология исключает возможность селективного выделения никеля и кобальта.

Поэтому условия электроплавки приводят к массовому загрязнению ферроникеля (S, Si, C, O₂ и др.эл.), следовательно, в технологии производства ферроникеля огромное значение придается операциям рафинирования ферроникеля. В промышленной практике используется дуплекс процесс: последовательно окислительную переплавку ферроникеля в двух конверторах. Первый конвертор с кислой футеровкой, используется для вывода кислых примесей (Cr, Si). Второй - основной, используется для вывода остальных примесей (P, S, C).

Данный метод хорошо себя зарекомендовал на отечественных заводах. Поэтому данная технология взята к разработке в курсовой работе.

1.Теоретические основы рафинирования ферроникеля.

   Черновой ферроникель имеет высокое содержание примесей и после внепечного обессеривания подвергается рафинированию дуплекс-процессом – последовательной продувкой в кислом и основном конверторе.

Удаление серы  при низких ее концентрациях путем окисления в конверторе исключено, поэтому сера из ферроникеля удаляется за счет образования сульфида натрия при обработке чернового ферроникеля расплавленной кальцинированной содой:

FeS+Na₂CO₃=Na₂S+FeO+CO₂

Увеличение расхода соды до определенных пределов (16-18 кг на 1т ферроникеля)

интенсифицирует процесс десульфуризации.

Внепечное обессеривание проводится в футерованном ковше. Ковш с содовым расплавом устанавливается под выпускной желоб рудной электропечи, и в него выпускается из электропечи ферроникель.

Для обеспечения необходимого контакта между взаимодействующими фазами операция обессеривания ферроникеля должна продолжаться не менее 30минут. При этом степень десульфуризации ферроникеля достигает 67-78%, а содержание серы в нем снижается до 0,03-0,05%. По окончании процесса содовый шлак тщательно скачивается с поверхности ферроникеля.

Из – за высокого содержания кремния в ферроникеле (5-7%) исключается его возможность конвертирования в основном конверторе, т.к. происходит интенсивное разрушение его футеровки. Поэтому процесс производят в кислом конверторе.

1.Кислое конвертирование: Основной целью кислого конвертирования является - удаление основной части кремния, и попутное окисление некоторой части других примесей (марганца, хрома), что может быть представлено суммарными реакциями:

2Fe+O₂=2FeO

2FeO=Si=SiO₂+2Fe

3FeO+2Cr=Cr₂O₃+3Fe

Расход кислорода на продувку устанавливается исходя из содержания  кремния в ферроникеле. В процессе продувки регулярно отбираются пробы для определения содержания в ферроникеле главнейших примесей кремния, хрома, углерода и др.

Продувка ферроникеля в кислом конверторе прекращается при содержании кремния в расплаве около 1%. Выход ферроникеля после кислого конвертирования 85-95%, выход шлака 10-40%Средние составы шлаков %: Si 0,8-1,2.; Cr 0,4-0,6; Ni 0,004-0,008; Co 0,004-0,01. 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.