6.Выплавка богатого титанового шлака в герметичных печах с подогревом шихты по технологии «Outokumpu»
В середине 80-х и начале 90-х годов ХХ столетия Outokumpu Technologies (Outotec) разработал технологию окомкования хромовых руд и спекания на стальной ленте, а также технологию подогрева шихты с использованием отходящих газов ферросплавной печи. Преимуществами этой технологии являются следующее:
• низкий расход электроэнергии;
• высокое извлечение хрома;
• утилизация содержащих CO отходящих печных газов.
Фирма Outokumpu была вынуждена разрабатывать наиболее экономичные способы, чтобы сохранить производство феррохрома на заводе в Торнио, который расположен в условиях Арктики.
Процесс получения богатого титанового шлака фирмы Outokumpu включает в себя предварительный подогрев шихты для плавки и плавку в дуговой печи закрытого типа с погружной дугой. Оксид углерода из печи используется в основном как топливо для спекания и предварительного подогрева, что обеспечивает снижение на заводе затрат на энергию.
Для плавки необходим; окускованный продукт с целью высокого извлечения хрома, а также создания проницаемого столба шихты, что гарантирует выход газа из зоны реакции.
Плавильная установка состоит из участка предварительного подогрева расплавляемой шихты в шахтной печи и участка плавки в закрытой электропечи с погружной дугой. Обращение со шлаком, оксидом углерода, отходящими газами и сточной водой является важной частью работы плавильной установки.
6.1Предварительный подогрев шихты
Целями предварительного подогрева являются устранение влаги из смеси подаваемой шихты, возможно более полная ее кальцинация и предварительное повышение температуры. Возможность окисления углерода, особенно по реакции Будуара
СО2 + С = 2СО (6.1)
ограничивают степень предварительного подогрева в шахтной печи, так что средняя температура горячей шихты составляет максимально 600-700ºС.
Рисунок 5 – Шахтная печь для подогрева шихты
Расплавляемая шихта дозируется по порциям и поднимается к расходному бункеру, расположенному над шахтной печью. Специально сконструированная шахтная печь применяется для предварительного подогрева расплавляемой шихты. Это позволяет значительно снизить удельный расход электроэнергии и повысить производительность печной установки.Материал подается в шахтную печь из бункера полунепрерывно двумя вибрационными питателями. В печи имеется вращающееся устройство, которое распределяет шихтовой материал по нескольким секциям, откуда он стекает через завалочные трубы (труботечки) непрерывно в дуговую электропечь. В каждой секции предусмотрен указатель для контроля уровня материала в шахтной печи
Печь подогрева шихты представляет собой футерованный цилиндрический короб, с вращающейся внутри приёмной воронкой. Воронка распределяет шихту по труботечкам.
Предварительно шихтовой материал подогревается в противотоке с продуктами сгорания, которые образуются при сжигании газообразного СО в отдельной камере сгорания. Коэффициент расхода воздуха при сжигании меньше единицы, что предотвращает реакции кислорода с углеродом в шахтной печи. Промытые и охлажденные рециркулирующие отходящие газы из шахтной печи контролируют температуру газа в камере сгорания и в каналах распределения газа.
Отходящий газ отсасывается из печи и очищается в скруббере с промывкой водой. Избыточный газ из цикла циркуляции выпускается в атмосферу. Давление шахтной печи над шихтой контролируется вентилятором отходящего газа (эксгаустером) и поддерживается на уровне атмосферного во избежание утечек воздуха.