Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Вышеизложенные результаты испытании технологии производства металлизованного молибденового концентрата на оборудовании цеха железного порошка явились основанием для расширения промышленных исследований получения нового легируемого материала.
Программой дальнейших исследований предусматривалось получение двух опытных партий металлизованного концентрата в количестве 35 и 66 тонн, отвечающего требованиям технических условий ТУ 48-01-05-25-78 Проведены более глубокие исследования новой технологии на заводе "Днепроспецсталь".
Задачей промышленных испытаний являлась разработка технологических параметров процесса металлизации молибденсодержащих брикетированных шихт, которые обеспечивают высокую производительность существующего основного оборудования цеха, получение целевого продукта высокого качества при минимальных потерях ведущего элемента.
Обожженный молибденовый концентрат поставлялся на завод упакованным в цилиндрические барабаны размером 0,540*0,660 м. Вес концентрата в одном барабане составлял 200 кг. Использовали концентрат марки КМо2, соответствующий требования» ТУ 14-5-88-77.
В качестве железосодержащих компонентов шихты применяли чугунную стружку завода "Запорожсталъ". Размол ее производили после грохочения через сито с размером ячейки 0,02 м на шаровой мельнице или на молотковой дробилке ШМА-1.
Состав шихты одного замеса для изготовления брикетов характеризовался следующим содержанием компонентов: концентрат молибденовый - 1025 кг (69,97 %); чугунная стружка - 240 кг (16,38 %); пек каменноугольный - 110 кг (7,51%); уголь древесный - 90 кг (6,14 %). Итого - 1465 кг (100,00 %).
Расчетное отношение (О/С) в шихте составляло 1,8, что обеспечивает полное восстановление трехокиси молибдена в концентрате. Расчет шихты производится по следующей формуле:
где G - количество железосодержащего материала на 100 кг MoO3, кг;
А - содержание кислорода в MoO3, %;
В - содержание молибдена в MoO, %;
С - суммарное количество кислорода и углерода в железосодержащем материале, %;
Д - заданное содержание молибдена в металлизованном молибденсодержашем концентрате, %.
Процесс приготовления брикетированных шихт на смесительно-брикетировочных установках характеризовался следующими параметрами:
- время перемешивания шихты в смесителе - 45 мин;
- давление пара в системе нагрева - 0,4...0,5 МПА;
- оптимальное расстояние между валками пресса 0,004...0,005 м;
- давление прессования - 15...20 Мпа;
- размер брикета - 0,04*0,06 м;
- кажущаяся плотность брикетов - 3,22 г/см3;
- прочность "сырых" брикетов (на раздавливание) - 1100...1400 кг на брикет.
Как показали промышленные испытания, существующее смесительно-прессовое оборудование в цехе и установленные режим его работы обеспечивают хорошие условия для изготовления брикетов из молибденового концентрата, что позволяет рекомендовать существующее оборудование цеха для производства нового продута.
Учитывая, что смесительнопрессовое оборудование, установленное в цехе железного порошка (четыре установки), имеет резерв по производственной мощности, для освоения производства губчатого ферромолибдена в объеме 5 тысяч тонн в год не потребуется установки дополнительного оборудования.
Брикеты из-под пресса виброгрохотом транспортировались в кобеля, где охлаждались путем погружения кобеля в емкость с проточной водой. После выдержки кобеля в воде в течение 10-15 минут брикеты транспортировались с помощью мостового крана в загрузочные бункера.
Как показали промышленные испытания, описанные выше, восстановление брикетированного молибденового концентрата в открытых стаканах связано с высокими потерями молибдена в виде возгонов в газовую фазу. Для предотвращения безвозвратных потерь молибдена загрузку брикетов для восстановления осуществляли в стальные барабаны, изготовленные из кровельного листа, диаметром 0,400 и высотой 0,590 м, которые помещались в перфорированные стаканы из жаропрочной стали Х25Н20С2, применяемые при производстве железной губки.
Для увеличения скорости нагрева брикетов и улучшения процесса восстановления на основании данных предварительных испытаний в барабаны были установлены центральные вставки диаметром 0,150 и высотой 0,400 м. Подача стаканов с сырыми брикетами на печи восстановления осуществлялась цепным конвейером.
В процессе получения опытных партий металлизованного молибденсодержащего концентрата отрабатывались оптимальные параметры восстановления брикетированных шихт в шахтных электрических печах сопротивления. Необходимо достичь равномерного нагрева шихты по всему объему герметически закрывающейся емкости, не снижая при этом скорости восстановления концентрата.
На данной стадии исследований было испытано три варианта технологических режимов восстановления брикетированных молибденсодержащих шихт, которые отличались циклом перегрузок печей и способом загрузки висты в барабаны.
В табл. 8.9 и 8.10 приведены данные химического анализа полученного продукта и параметры работы шахтных печей восстановлении во время проведения испытаний.
Из табл. 8.10 видно, что оптимальными для производства металлизованного молибденсодержащего концентрата являются параметры работы шахтной печи, соответствующие режиму 1. Рекомендуемый режим работы шахтных печей обеспечивает номинальную среднесуточную производительность печи по металлизованному молибденсодержащему концентрату 6,048 т (62,8*60/60*24*4), где 62,8 — средний выход восстановленных брикетов из одного барабана, кг;
60 - цикл перегрузок печей, мин.;
24 - количество рабочих часов шахтных печей в сутках, час;
4 - количество рабочих муфелей.
Годовой объем производства металлизованного концентрата с учетом достигнутого коэффициента использования печей (0,94) составит в расчете на одну печь 2360 тонн.
На основании достигнутых показателей качества металлизванного молибденсодержащего концентрата и работы шахтных печей сопротивления, а также результатов выплавки молибденсодержащих сталей в дуговых печах в 1980 году продолжены промышленные исследования на заводе “Днепроспецсталь”. Исследованиями предусматривалось расширение промышленных испытаний производства и использования металлизованного молибденового концентрата. Согласно программе исследований завод должен был выпустить 250 тонн губчатого ферромолибдена по техническим условиям ТУ 48-01-05-25-80.
Новые технические условия отличались от предыдущих более низким содержанием углерода (С<1,0 %), кислорода (0<1,5%), серы (S<0,15 %) и фосфора (Р<0,03%).
В процессе получения опытных партий металлизованного молибденсодержащего концентрата были испытаны три основных технологических режима восстановления, которые отличались способом герметизации брикетов в реакционных стаканах, количеством перегрузок стаканов, расходом конвертированного газа. В ходе промышленных испытаний решались следующие задачи:
1) Отработка технологических параметров процесса восстановления, обеспечивающих получение целевого продукта с низким содержанием остаточного кислорода и углерода.
2) Выбор способа герметизации брикетов в реакционных стаканах, при которой достигался бы максимальный выход по молибдену.
Прямим следующие обозначения вариантов загрузки и соответствующих режимов восстановления:
I - брикеты загружались в стальные барабаны, которые уплотнялись в верхней чести крышками;
II - брикеты нагружались в барабаны без уплотнения крышками;
III - без применения барабанов, брикеты изолировались от внешнего газового погона с помощью стальных обечаек.
Состав шихты для приготовления брикетов и параметры брикетирования во второй серии опытов были аналогичным первой серии, описанной выше.
В табл. 8.11 приведены технологические параметры процесса восстановления по вариантам загрузки брикетов в реакционные стаканы.
В табл. 8.12 и 8.13 приведены данные химического анализа металлизованных брикетов для сравниваемых вариантов загрузки брикетов в реакционные стаканы и результаты расчетов материального баланса процесса восстановления молибденового концентрата в шахтных печах сопротивления.
Как видно ив табл. 8.12, металлизованный молибденсодержащий концентрат соответствует требованиям по химическому составу технических условий ТУ 48-01-05-25-80.
Результаты расчетов материального баланса восстановления для сравниваемых режимов (табл. 8.13) позволяет сделать вывод, что третий вариант загрузки приводит к самым высоким потерям молибдена. Так, если в первых двух вариантах выход молибдена составил, соответственно, для первого варианта - 99,36 %, для второго - 99,16 %, то в третьем варианте выход молибдена снизился до 96,6 %. Очевидно, что в третьем варианте загрузки брикетов были созданы условия, способствующие улёту молибдена в виде трехокиси в верхней части печи. В условиях третьего варианта загрузки брикетов ори установленном технологическом режиме возникли условия, при которых внешний газовый поток имел непосредственный контакт с оксидной фазой металлизуемых брикетов.
Как видно из табл. 8.11, восстановление брикетов осуществлялось в "форсированном" режиме (вариант III). Так, цикл толкания уменьшен до 53 минут, расход газа увеличен до 420 м3/час. Оба эти фактора способствовали увеличение потерь молибдена за счет выноса его газовым потоком возгонов MoO3.
Таким образом, третий вариант загрузки брикетов следует считать неудовлетворительным. Необходимо с целью снижения потерь молибдена увеличить время нахождения молибденсодержащей шихты в верхней зоне печи, значительно уменьшить расход конвертированного газа, снизить температуру первых двух зон до 1273...1323 К.
Полученные результаты промышленных испытаний свидетельствуют о высокой летучести трехокиси молибдена из концентрата. Следовательно, с целью уменьшения потерь молибдена необходимо добиваться максимального восстановления трехокиси до двухокиси при относительно низких температурах - летучесть MoO2 низка даже при 1373 К.
В течение 1980 года цех железного порошка в опытном порядке произвел 234 тонны металлизованного молибденсодержащего концентрата и поставил заводу “Днепроспецсталь”. Ho данным балансовых плавок, проведенных в ЭСПЦ-1 завода “Днепроспецсталь”, подтверждена высокая эффективность применения губчатого легирующего материала в качестве легирующей добавки молибдена при выплавке быстрорежущих сталей.
В ходе дальнейших испытании необходимо исследовать процесс комбинированного восстановлении молибденового концентрата в шахтных печах, при котором потери молибдена были бы минимальными.
- Технологическая схема производства металлизованного концентрата на оборудовании непрерывного действия
- Газовое, прямое и комбинированное восстановление обожженного молибденового концентрата
- Кинетика процесса восстановления молибденовых концентратов водородом, твердым углеродом и комбинированным методом
- Разработка метода определения степени восстановления тугоплавких элементов
- Фазовые и структурные превращения, анализ протекающих реакций при получении хромсодержащих брикетов для легирования стали