Классификация ферросплавных процессов. Физико-химические основы получения ферросплавов. Производство силикокальция силикотермическим процессом. Производство углеродистого феррохрома, страница 24

При бесфлюсовым способе шихту составляют из кусковой хромовой руды и ферросиликохрома. Плавку ведут в рафинировачной печи с мощностью 3,5 – 5 МВ*А. в печь загружают всю навеску хромовой руды и 90% от требуемого ферросиликохрома. Шихту расплавляют на максимальной мощности. В восстановительный период её снижают.

Корректируют химический состав либо добавками хромовой руды, либо ферросиликохрома. Сплав и шлак выпускают из печи одновременно в ковш, футерованный шамотом. Сплав разливают в чугунные изложницы. Бесфосфористый шлак с высоким содержанием оксидов хрома является ценным сырьем для производства передельного углеродистого феррохрома.

Полное использование шлака позволяет повысить сквозное извлечение хрома до 90%. При выплавке среднеуглеродистого феррохрома флюсовым методом используют хромовую руду, известь, ферросиликохром с 50% Si и передельный углеродистый феррохром. Плавку в рафинировочной печи ведут в 3 периода. Два периода – проплавление двух навесок шихты. Затем шлак выпускается и заваливается в печь третья навеска шихты, которая проплавляется, а сплав доводиться по химическому составу. Выпускают сплав и шлак в ковш, наполненный шлаком. Флюсовый расход энергии 2150, бесфлюсовый 1800. Концентрат 87%, 62%.

Производство низкоуглеродистого феррохрома

Этот сплав предназначен для легирования хромосодержащих конструкционных, нержавеющих сталей с низким содержанием углерода. В низкоуглеродистом феррохроме содержится 0,01 – 0.50% С, а содержание фосфора зависит от класса сплава. Класс А – 0,02 – 0,03 Р, класс Б – 0,03 – 0,05% Р.

Электросиликотермический способ выплавляют низкоуглеродистый феррохром, содержащий более 0,04% С. Процесс основан на восстановлений хромовой руды кремнием в присутствии извести по реакции:

FeO*Cr2O3+2[Si]Fe-Si-Cr+4CaO=[2Cr+Fe]+2(2CaO*SiO2).

Известь способствует активности кремнезема.  Одновременно с хромом из шихты восстанавливается Ca, Mg, P, S и другие элементы. По мере снижения содержания кремния растет способность растворять углерод. Для уменьшения науглероживания электродами процесс ведут с открытыми дугами и принимают меры, исключающие контакт электродов со шлаком и сплавом. Шлак формируется из CaO и SiO2. Основность шлака 1,8 – 2. Кратность шлака 1 – 1,5.

Шихта состоит их хромовой руды, передельного ферросиликохрома и извести. Перед плавкой руду дробят до менее 20 мм, усредняют и сушат (в зимнее время). Если руда предназначена для производства феррохрома с содержанием менее 0,06%, её прокаливают при 1100 С с целью удаления углерода.

Известь должна быть свежеобожженой. В сплав переходит 94% Cr, 95% Fe и 80% P. полезно используется 86% Si ферросиликохрома. Используют открытые, футерованные магнезитом рафинировочные печи с трансформаторами мощностью 3,5 МВА. Процесс состоит из проплавления шихты и рафинирования металла. шихту в печь загружают в 3 приема, после проплавления 1 и 2 завалок шлак выпускают в стальной не футерованный ковш. В печь загружают оставшуюся часть шихты и проплавляют.

В рафинировочный период доводят содержание в сплаве кремния. Выпускают сплав и шлак в стальной ковш, заполненный для образования гарнисажа шлаком от предыдущего выпуска. Для получения плотного слитка перед разливкой сплав вакуумируют 3 – 5 мин при остаточном давлении 400 – 533 Па и разливают в плоские изложницы для получения слитков толщиной 100 мм. Уменьшению газовой пористости слитка способствует также разливка под слоем шлака в изложнице.

Отвальный шлак содержит: CaO 50 – 53%, SiO2 26 – 29%, Al2O3 5 – 7%, MgO 8 – 11%, FeO 0,5 – 0,8 Cr2O3 3,5 – 5,5%.

При остывании такой шлак рассыпается в тонкий порошок. Это превращение сопровождается увеличением объема на 12%. Рассыпавшийся шлак сепарируют для извлечения корольков сплава, а затем используют в литейном и строительном производстве. Расход электроэнергии составляет 2650 – 3223 кВт – ч/т, а извлечение хрома 72 – 78%.

Производство низкоуглеродистого феррохрома двухстадийным смешиванием расплавов.