Зміст
Введення. 2
1. Опис технологічних процесів .. 3
1.1. Способи отримання феросплавів .. 3
1.2. Феросплавна піч. 4
2. Виробництво феросплавів .. 13
2.1. Виробництво феросиліцію .. 13
2.2. Виробництво вуглецевого феромарганцю .. 16
2.3. Виробництво вуглецевого ферохрому .. 19
2.4. Виробництво Феротитан .. 22
Висновок. 26
Список літератури .. 27
Введення
Феросплави - це сплави заліза з кремнієм, марганцем, хромом, вольфрамом та іншими елементами, які застосовуються в виробництві сталі для поліпшення її властивостей і легування. Вводити в сталь потрібний елемент не у вигляді чистого металу, а у вигляді його сплаву з залізом зручніше внаслідок більш низької температури його плавлення і вигідніше, так як вартість провідного елементу в сплаві з залізом нижче в порівнянні з вартістю технічно чистого металу.
Початковою сировиною для отримання феросплавів служать руди або концентрати. Для виробництва основних сплавів - феросиліцію, феромарганцю; силікомарганцю і ферохрому - користуються рудами, так як в них високо зміст окислів елемента, що підлягає відновленню. При виробництві ферровольфрама, феромолібдену, феррованадия, феро-титану і інших сплавів руду внаслідок малої концентрації в ній корисного елемента збагачують, отримуючи концентрат з досить високим вмістом оксидів основного елемента.
Феросплави отримують відновленням окислів відповідних металів. Для отримання будь-якого сплаву необхідно вибрати відповідний відновник і створити умови, що забезпечують високе витяг цінного (провідного) елемента з сировини, що переробляється.
відновник може служити елемент, що володіє більш високою хімічною спорідненістю до кисню, ніж елемент, який необхідно відновити з оксиду. Інакше кажучи, відновлювачем може бути елемент, який утворює більш хімічно міцний оксид, ніж відновлюваний елемент. Відновні процеси полегшуються, якщо вони проходять у присутності заліза або його оксидів. Розчиняючи відновлений елемент або утворюючи з ним хімічна сполука, залізо зменшує його активність, виводить його із зони реакції, перешкоджає зворотної реакції - окислення.
1. Опис технологічних процесів 1.1. Способи отримання феросплавів
Залежно від виду застосовуваного відновлювача розрізняють три основних способи отримання феросплавів: углевосстановітельний, силікотермічеським і алюмінотермічеським. Найбільш Найдешевшим є вуглець, тому його використовують при виробництві вуглецевих феромарганцю і ферохрому, а також всіх сплавів з кремнієм (кремній перешкоджає переходу вуглецю в сплав). Реакції відновлення металів з їх оксидів вуглецем ендотермічну, тому углевосстановітельний процес вимагає підведення тепла - звичайно це тепло, що виділяється електричними дугами феросплавної печі. Виплавку феросплавів углевосстановітельним процесом здійснюють у так званих відновних (рудовідновних) феросплавних печах з трансформаторами потужністю 10-115 MB • А, працюють безперервним процесом, тобто з безперервним завантаженням шихти піч і періодичним випуском продуктів плавки.
силікотермічеським і алюмінотермічеським способами отримують феросплави зі зниженим або дуже низьким вмістом вуглецю: середньовуглецевого і маловуглецевої феромарганець і феррохром, безуглеродістий феррохром, металеві хром і марганець, феросплави та лігатури з титаном, ванадієм, вольфрамом, молібденом, цирконієм, бором і іншими металами. Ці сплави виплавляють в рафінувальних феросплавних печах, обладнаних трансформаторами потужністю 2,5-7 MB • А і працюють періодичним процесом з випуском з печі металу і шлаку по закінчення плавки. Коли виділяється при екзотермічних реакціях тепла достатньо для отримання металу і шлаку в рідкому вигляді, плавку проводять у футерованих шахтах (горнах).
1.2. Феросплавна піч
Відновлювальні феросплавні печі працюють безперервно. У працюючій печі електроди занурені в тверду шихту і дуга горить під шаром шихти. Шихту поповнюють у міру її проплавлення; сплав і шлак випускають періодично. Печі цього типу оснащені потужними трансформаторами: 10-115 М • А. Печі трифазні, стаціонарні або обертові навколо вертикальної осі; раніше печі виготовляли відкритими, а нові печі роблять закритими, тобто з робочим простором, закритим зверху водоохолоджуваним склепінням.
У поперечному перерізі велика частина феросплавних печей круглі, а ряд нових потужних печей мають прямокутну форму. Велика частина печей обладнана трьома електродами, а печі великої потужності іноді мають шість електродів. В круглих печах електроди розташовані по вершин рівностороннього трикутника, а в прямокутних печах - в лінію. Для випуску продуктів плавки піч має одну-дві, а іноді три льотки. Якщо технологічний процес пов'язаний з роздільним випуском металу та шлаку, маються два льотки (металева і жужільна), розташовані на різних рівнях.
Кожух печей виконують з листової сталі товщиною - 30 мм і підсилюють зовні вертикальними ребрами і гори зонтальнимі поясами жорсткості, дніше кожуха виконай плоским. До верху кожуха закритих печей приварений кільцевий жолоб піщаного затвора.
Матеріали, застосовувані для футеровки печі, вибирають залежно від виплавленого сплаву. Так, для виплавки крем'янистих сплавів і вуглецевого феромарганцю робочий простір печі викладають з вугільних блоків, для виплавки вуглецевого ферохрому - з магнезитової цегли. Верх стін викладають шамотною цеглою.
Рисунок 1 - Закрита рудовідновних піч: 1 - механізм обертання ванни, 2 залізобетонна плита; 3 - футеровка; 4 - кожух; 5 - кільцевої жолоб піщаного затвора, б - звід; 7 - завантажувальна воронка; 8 - трансформатор; 9 (9а, 96, 9е> - коротка мережу; 10 - несучий циліндр; 11 - механізм переміщення електрода; 12 - механізм перепусканія електрода; 13 - контактні щоки; 14 - газохід; 15 - льотка; 16 - зубчастий вінець
Для феросплавних печей характерна подини великої товщини. Загальна товщина футеровки подини досягає 2,5 м. При такій товщині подини забезпечується велика теплова інерція і полегшуються умови збереження стійкої температури в плавильній зоні печі при короткочасних простоях.
У більшості феросплавних печей робочим шаром футеровки служить так званий гарнісажу, тобто настилей, утворена з проплавляются руди, шлаку і сплаву.
Звід печі. У будувалися раніше відкритих печей через колошником виділяється багато тепла і газів, що відходять, що викликає нагрівання обладнання і ускладнює роботу персоналу; крім того, на колошнике окислюється частина відновлювача, а над піччю марно згоряє що міститься у відхідних газах оксид СО (що відходять гази містять ~ 85% СО). Ці недоліки усуваються, якщо піч накрита склепінням. На сучасних феросплавних печах широко поширені водоохолоджувані склепіння, і, зокрема, десяти-секційні склепіння. Звід складається з дев'яти периферійних і десятої центральної секцій, кожна з яких виконана у вигляді плоскої порожнистої коробки (Кесона), в якій циркулює охолоджуюча вода. Секції вмонтовують в сводово кільці, вони підвішені до металоконструкцій цеху.
Малюнок 2 - Схема водоохолоджуваних плоского зводу феросплавної печі: I - вибуховий клапан; 2 - сводовое кільце; 3 - газозаборний короб;
- периферійна секція зводу;
- центральна секція
Знизу звід футерований вогнетривким бетоном, є три отвори для електродів і при необхідності отвори для завантажувальних воронок. У зводі є два отвори для відводу пічних газів до газоочистке. Є також кілька отворів, обладнаних вибуховими клапанами, які необхідні, оскільки газ в печі, що містить багато СО, при попаданні повітря може вибухати.
Застосовуються також зводи, виконані у вигляді сталевого водоохлажлаемого каркаса з футеровкою з вогнетривкої цегли або блоків з вогнетривкого бето...
