Файл: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие..pdf

Таблица 18

при достаточно глубокой (1300—1700 мм) и устойчивой посадке электродов и равномерном выделении газов по всей поверхности колошника.

Глубину погружения электродов в шихту регулируют измене­ нием электрического сопротивления печи или, что более желательно, изменением рабочего напряжения. Для изменения электрического сопротивления печи, в которой выплавляют сплавы кремния, уве­ личивают или уменьшают проводимость шихтовых материалов, из­ меняя состав шихтовой смеси или размеры кусков шихты. Увеличе­ ние в шихтовой смеси количества углеродистого восстановителя или увеличение его крупности увеличивают проводимость шихты. За­ мена части рядового коксика ангарским полукоксом с повышенным электросопротивлением, древесным углем или добавка древесных отходов снижают ее проводимость,

464

Процесс плавки происходит главным образом у электродов, где в этой наиболее горячей зоне печи под каждым электродом обра­ зуются своеобразные газовые полости — тигли (рис. 174), в которых и протекают реакции восстановления кремнезема. При горячем ходе печи нижние части тиглей соединяются, образуя общий тигель.

Нижняя часть тигля представляет собой газовую полость. Рас­ стояние между торцом электрода и поверхностью расплава обычно составляет около 200 мм. Температура газов, образующихся внизу, возле дуг, высока, и эти газы, проходя через вышележащие слои шихты, нагревают их. Прохождение горячего газа через более хо­ лодную шихту ведет к конденсации паров кремния. При выплавке ферросилиция для обеспече­ ния равномерного распреде­ ления по колошнику выходя­ щих из печи газов, предотвра­ щения спекания колошника

иснижения потерь кремния

вулет необходимо вращать ванну печи, а при работе на высокопроцентных сплавах—

и«прошивать» шихту. За­ валку шихты необходимо про­ водить непрерывно или воз­ можно часто небольшими

плавильной зоны вверх и нарушению теплового режима в зоне реакции. Недогруз печи шихтой приводит к увеличению потерь тепла с уходящими газами и потерь кремния в улет.

Для загрузки шихты в открытые печи на отечественных заводах применяют завалочные машины. При переходе к печам большой мощности с вращающейся ванной, видимо, будет целесообразно осу­ ществлять завалку по трубам, проведенным из печных карманов. Этот метод завалки становится единственно возможным при пере­ ходе к закрытым печам.

Количество заваливаемой за смену шихты определяют исходя из расхода электроэнергии печью и расхода, на каждую тонну за­ груженного с шихтой кварцита 16,6 ГДж (4650 кВт-ч) при выплавке ФС45 и 17,28 ГДж (4800 кВт-ч) при выплавке ФС75.

В случае нарушения шихтовки печи или неправильного ведения технологического процесса возможно расстройство хода печи.

Недостаток восстановителя — закварцевание печи ведет к не­ устойчивой посадке электродов и колебаниям нагрузки, тигли су­ жаются, происходит сильное спекание шихты, на колошнике наблю­ даются частые «свищи», летка сильно газит, шлак становится густым, рабочие концы электродов сильно утоньшаются и быстро укорачи-

ваются. Температура в печи на глубине 500—600 мм от поверхности колошника при выплавке ФС45 поднимается в этом случае до 1800—

При длительной работе печи с недостатком восстановителя наблю­ дается расстройство работы летки — прекращается выход шлака, летка закрывается с трудом или вообще не закрывается, наблюдается просачивание сплава в любом месте арочки и даже прорыв футе­ ровки печи сплавом. Это происходит вследствие размягчения гарниссажа у передней стенки из-за разрушения карбидов кислым

шлаком.

При избытке восстановителя, при котором посадка электрода становится высокой, из-под электродов начинают бить «свищи», тигли сужаются, становится слышной работа дуг, шихта круто обваливается у электродов, из печи прекращается выход шлака, вследствие понижения температуры количество сплава уменьшается

ивыпуск его осложняется. Нагрузка на электродах при этом бывает спокойной. Длительная работа с избытком восстановителя на печи, в которой выплавляют кристаллический кремний, очень опасна, так как приводит к зарастанию ванны карбидом кремния и к ава­ рийной остановке печи для чистки ванны.

Работа на коротких электродах как по внешним признакам, так

ипо результатам подобна работе с избытком восстановителя. Работа с чрезмерно длинными электродами при высокой по­

садке их ведет к увеличению потерь электроэнергии в самих электро­ дах, а при глубокой посадке электродов часто приводит к тому, что они садятся в шлак, теряется дуговой режим работы печи и беспо­ лезно расходуется электроэнергия.

Выплавка кремния и его сплавов в печах с вращающейся ванной имеет ряд технологических особенностей. В этом случае объем газо­ вой полости под электродами уменьшается в 3—4 раза по сравнению с объемом при работе с неподвижной ванной. Газовая полость фор­ мируется в основном с набегающей стороны электрода, а со сбе­ гающей стороны или совсем отсутствует, или развивается очень слабо.

При вращении ванны печи шихта как бы «вспахивается» непод­ вижными электродами, спекшиеся участки практически отсутствуют, что обеспечивает увеличение активной зоны более чем в два раза. Примерно 65% шихты надо заваливать с набегающей стороны элек­ трода.

Следует, однако, иметь в виду, что чрезмерная скорость враще­ ния ванны приводит к ухудшению работы колошника, неустойчи­ вой посадке электродов, затруднениям в работе летки и, как следст­ вие, к снижению технико-экономических показателей работы уста­ новки. При уменьшении скорости вращения ванны ниже оптималь­ ной соответственно теряется эффект, достигаемый при применении этого способа.

Оптимальная скорость вращения ванны составляет для печей мощностью 10 MBA примерно 1 оборот за 70 ч при выплавке ФС75

Щ