Ответы на вопросы № 1-17 к экзамену по дисциплине "Теория и технология производства ферросплавов" (Состав и применение сплавов кремния. Почему для выплавки ферросилиция нельзя рекомендовать применение железной руды вместо стружки?)

Теория и технология производства ферросплавов.

1.Состав и применение сплавов кремния.

ФС18, ФС25, ФС45, ФС 65, ФС 75 и ФС 90.

FeSi – применяется для раскисления всех спокойных сортов стали, а так же для легирования (пружинные стали).

Низкокремнистые сорта FeSi применяются для предварительного раскисления стали в печи, высококремнистые – для раскисления и легирования стали в печи и в ковше, для раскисления шлака при электроплавке стали, а также при производстве малоуглеродистых ферросплавов.В высококремнистых FeSi содержание Р допускается до 0,03…0,05% Р.

SiMn-используется как полупродукт при производстве рафинированного FeMn(средне- и малоуглер-го)и металлического Mn(СMn20 и СMn26),атакже как комплексный раскислитель и легированную добавку(СMn17,СMn11)при выплавке различных марок стали.

AlSiMn–применяется как комплексный раскислитель для окончательного раскисления.SiMnСа–тоже самое.

SiСа–сплавSi,Са и Fe. В металлургии качественных сталей применяется как сильный комплексный раскислитель. В ферросплавной промышленности применяется как восстановитель.

SiCr–применяется как полупродукт для получения средне- и малоуглеродистого FeCr.

2.Внепечное получение ферросплавов.Какие ферросплавы получают внепечным способом.Восстановители.

Этот способ идет по следующим реакциям:

МеО + Al(Si) + флюсы =Ме(в виде ферросплава)+Al2О3-аллюмотермический(силикотермический)

Ме–восстанавливается;Al(Si)– окисляется.

Процесс ведут на специальном оборудовании.Оно представляет из себя–тележка,футерованная огнеупорным кирпичом,на подину засыпается песок,на тележку ставится футерованный кожух.Кожух имеет летку для выпуска шлака.

Процесс ведут двумя способами:

-с нижним запалом(шихта поджигается снизу)

-с верхним запалом (сверху)

есть установки с подогревом и без подогрева шихты.

Если розжиг сверху, то реакция горения идет сверху вниз,следовательно образуются тугоплавкие оксиды.

Между металлом и шлаком может образоваться слой(Ме+шл),для того, чтобы Ме ушел из этого слоя подводят три электрода для разжижения.Внепечным способом получают следующие ферросплавы: FeW,FeTi,FeMo,CrMo,FeNb и лигатуры–B,Ca,Ba,Nb,Ti.

3.На чем основан бесфлюсовый способ производства углеродистого FeMn в электропечах.

Процесс ведут без добавки извести и получают,кроме,углеродистого FeMn,еще бесфосфористый марганцевый шлак(около 50% MnО и менее 0,02%Р).Такой шлак используют вместо марганцевой руды для выплавки SiMn или малофосфористых марганцевых сплавов.

Бесфлюсовым методом перерабатывают богатые  руды. Выплавляют в закрытых печах мощностью до 75МВА с угольной футеровкой.Шихтой служит марганцевый концентрат (агломерат),содержащий более 48%Mn,коксик и железорудные окатыши либо железная стружка.

Плавку ведут непрерывным процессом. При плавке следует уделять внимание температурному режиму, так как при перегреве увеличивается улет Mn.

При бесфлюсовом методе степень извлечения Mn в сплав равна около 60%.Ферромарг.выпускают из печи ч/з1,5-2ч,разливка в изложницы или на разливочных машинах в чушки.В закрытых печах-круглых и прямоугольных.

4.Какова  особенность получения SiMn.

Процесс производства SiMn заключается в параллельном восстановлении Mn из руды и Si из кварцита в электропечи углеро-дом(шлаковый процесс).

Известняк из состава шихты исключается,т.к.он ограничивает восстановление  Si.Для связывания Si и Mn и увеличения шлака в печь дополнительно подают доломит.

Выплавляют в закрытых печах непрерывном процессом.Шихтой служат марг.материалы(руда,концентрат,шлаки углерод исреднеугле-род.феррамарганцы),коксик,кварцит.

Шихту загружают в печь равномерно.Восстановление Mn,Si из MnO и SiO2 углеродом происходит в высокотемпературных зонах у электродов.

5.Какие восстановители в производстве ферросплавов получили наибольшее распространение.

По химическим свойствам  в качестве  восстановительных окислов руды при выплавке ферросплавов можно применять многие элементы. Однако экономически выгодно применять С, Si, Al.Наиболее широко используется C,а если нужно предотвратить науглераживание выплавляемого сплава,то применяют более дорогие Si и Al.Наиболее дешев.С,его используют при производстве углерод.ферромарганца,феррохрома,а также всех сплавов с кремнием(кремний препятствует С всплав).

Очень хорошим восстановителем является древесный уголь,обладающий высоким удельным электросопротивлением и реакционной способностью,чистотой.Древесный уголь уменьшает спекание шихты,что особенно важно при выплавке высокопроцентных сплавов Si и при работе на закрытых печах.

Хорошим по качеству восстановителем является нефтяной или пековый