Виробництво феросплавів

1. Яка роль коксового шару у вуглецевотермічному шлаковому процесі?

В углетермическом шлаковом процессе металл восстанавливается углеродом с образованием більшого количества шлака. Коксовый слой – это так называемая коксовая насадка, через которую просачивается жидкий шлак и в основном восстанавливается , а восстановившиеся элементы попадают в сплав. Благодаря ему проходит начало основних реакцій восстановления , т.к. проходит тесный контакт жидкой фазы с восстановителем, а температура начала восстановления ниже температуры плавления шихты. Если температура начала восстановления больше температуры плавления шихты, то феросплав не восстановится, а образуется жидкий шлак.

2. Охарактеризуйте електрометалургійний спосіб дефосфорації марганцевих концентратів.

Низкофосфористый углеродистый ферромарганец про­изводят двухстадийным процессом из предварительно вы­плавляемого богатого низкофосфористого шлака с добав­ками известняка, доломита, железной стружки и коксика непрерывным процессом. Применение в качестве флюса доломита позволяет получить сплав, содержащий <0,04 %Р и 0,4—0,8 % Si.

Бесфосфористый высокомарганцовистый шлак, предна­значенный для выплавки низкофосфористых сплавов мар­ганца и металлического марганца, выплавляют периоди­ческим процессом в печах с магнезитовой футеровкой. Шихту рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить в ходе плавки полное восстановление содержащихся в руде железа и фосфора и незначительной части марганца. Обычный состав колоши на одну плавку: 12,5 т марганце­вой руды (48%), 0,8 т коксовой мелочи, 1,1 т отходов уг­леобогащения, 1 т отвальных шлаков (фракция 80 мм) силикомарганца (20 % Мn и 50% SiO₂) и до 0,4 т отхо- дов от чистки сплава. Целесообразна присадка в шихту не­которого количества оксидов железа, что позволяет увели­чить переход марганца в шлак из руды. Руду перед плав­кой сушат в печах кипящего слоя. Повышение мощности осуществляется постепенно по ступени напряжения 160—170 В и через 40—60 мин печь переводят на рабочее напряжение 130—140 В. При загруз­ке шихты к стенам печи заваливают в основном коксик, а затем загружают остальные компоненты шихты. Готов­ность плавки определяют полным проплавлением шихты, достаточной жидкоподвижностью шлака, что обеспечивает осаждение капель фосфористого сплава: расход электро- эйергии составляет 1250 кВт-ч на 1 т загружаемой руды.

Шлак имеет следующий состав, %: 62,0—66,0 МnО; 25—27 SiO₂; 0,1—0,3 FеО; 3,5—5,0 СаО; 2,0—4,0 Al₂O₃ 1,0—2,0 Мg0 и 0,008—0,017 Р. Выпуск его производят два- три раза в смену и один раз в двое суток выпускают обра­зующийся попутно железомарганцевый сплав («попутный» металл, 50—70 кг на 1 т шлака), содержащий 54—64 % Мn; 28—37% Fе; 3,0—6,0 % С; 0,5—0,7 % и 2,5-4,0 % Р, который находит применение при выплавке автоматной ста­ли. Полезное использование марганца составляет 93 %.

3. Опишіть функції флюсу у феросплавному процесі?

Флюс в ферросплавных процесах выполняет следующие функции:

1) Так как температура процесса определяется температурой первичного шлакообразования, то для регулирования этой температуры применяют флюсы с целью ее повышения или понижения.

2) Изменение вязкости шлака

3) Флюсы существенно влияют на полноту извлечения элемента из шихты, изменяет основность шлака

4. Охарактеризуйте технологію виробництва феросиліцію?

Выплавка ферросилиция

Ферросилиций выплавляют в круглых печах различной кон­струкции — вращающихся и стационарных, открытых и закры­тых мощностью 16,5—115 МВА при рабочем напряжении 130— 250 в. Рабочий слой футеровки выполняют из углеродистых блоков. Печь имеет две летки, одну рабочую и другую ре­зервную.

Шихту составляют исходя из того, что SiO2 кварцита восстанавливается на 98 % и все железо стружки переходит в сплав. Шихтовые материалы смешивают в примерно следую­щей пропорции:

Плавку ведут непрерывным процессом. На колошник печи сверху непрерывно загружают шихту, а сплав периодически выпускают через летку. Глубина погружения электродов в шихту должна быть большой (от 800 мм на малых печах до 2700 мм на больших). Расстояние от концов электродов до подины должно составлять 300—600 мм. При загрузке переме­шанных шихтовых материалов в печь стремятся создать и поддерживать вокруг электродов шихту в виде возвышающихся конусов, которые затрудняют выход газов здесь и уменьшают вследствие этого потери тепла и кремния.

Процесс плавки происходит главным образом у электро­дов, под которыми горят электрические дуги. Здесь в зоне дуг в шихте образуется полость ("тигель") с очень высокой температурой. Стенки тигля непрерывно оплавляются, кремнезем восстанавливается, кремний раство­ряется в жидком железе, жидкий сплав опускается на поди­ну, а новые порции шихты— в зону реакций. Кремний вос­станавливается твердым углеродом по реакции 8SiO2 + 2С = + 2СО - 635096 Дж, идущей с большой затратой тепла, теоретическая температу­ра ее начала равна 1554 °С. В присутствии железа восста­новление кремния облегчается и идет при более низких тем­пературах, поскольку железо, растворяя кремний, выводит его из зоны реакции, что сдвигает равновесие этой реакции вправо, в сторону восстановления кремния. Чем больше же­леза в шихте, тем при более низкой температуре происходит восстановление кремния и образование ферросилиция.

Железо облегчает ход процесса также тем, что разрушает карбид кремния SiC. Последний образуется при избытке вос­становителя (SiO2 + 2С = SiC+ 2СО) и, являясь тугоплав­ким (tпл > 2700 °С), накапливается внизу печи, загромож­дает ее, снижая производительность.

В зоне высоких температур идет частичное восстановле­ние алюминия и кальция из содержащихся в кварците и золе кокса Аl2О3 и СаО, поэтому ферросилиций содержит до 2,5 % Аl и до 1,5 % Са. В восстановительных условиях плавки более 60 % фосфора из шихтовых материалов переходит в сплав. Сера целиком улетучивается.

Из невосстановившихся оксидов шихты формируется шлак, его количество равно 2—6 % от массы сплава. Шлаки имеют высокую тем­пературу плавления (1500—1700 °С) и вязкость. Шлак выхо­дит из печи через летку вместе со сплавом. При повышенной вязкости часть шлака остается в печи, что может вести к зарастанию ванны.

Высокий слой шихты у электродов препятствует подъему здесь газов и они выделяются дальше от электродов, нагревая большее количество шихты. При вращении ванны неподвижные электро­ды разрыхляют шихту, поднимающиеся газы более равномерно распределяются по сечению ванны. Плохо прогретые у стен печи материалы спекаются в плотный монолит (гарнисаж).

Нормальный ход печи характеризуется медленным опуска­нием электродов по мере их сгорания и равномерным оседа­нием шихты вокруг этих электродов.

Сплав выпускают 12—20 раз в сутки. Вскрытие летки производят прожиганием электрической дугой или кислоро­дом, пробиванием железным прутом или при помощи бура. По окончании выпуска летку закрывают конической пробкой из смеси электродной массы и песка или огнеупорной глины и коксика.

Сплав выпускают в ковш, футерованный шамотным кирпичом или графитовой плиткой, и затем разливают в плоские из­ложницы или в чушки на разливочной машине конвейерного типа, аналогичной машине для разливки чугуна (см. рис. 63).

Расход материалов и электроэнергии при выплавке ферро­силиция некоторых марок:

5. Вкажіть та стисло охарактеризуйте технології виробництва ферохрому?

Поиск по сайту: