Файл: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие..pdf

сохранять низкий уровень колошника. С этой целью шихту непре­ рывно подгребают гребками с колошника к электродам и ежесменно удаляют настыли карборунда с поверхности колошника.

Восстановительные процессы при выплавке силикокальция про­ текают в наиболее горячих зонах печи, т. е. у электродов, вокруг которых образуются газовые полости, имеющие в своей нижней части карбидные «чашки». Образовавшийся сплав скапливается в по­ лости («щели»), находящейся на уровне выпускного отверстия. Со­ хранение этих «чашек» и наличие полости («щели») являются обяза­ тельным условием нормального протекания процесса. Этому способ­ ствует работа с большим избытком восстановителя, однако чрез­ мерное развитие процесса карбидообразования приводит к зарас­ танию печи карбидами, в основном карборундом, и перекрытию по­ лости и ходов из нее, т. е. к прекращению выхода сплава, шлака и газа из летки. Для предотвращения этого в печь вводят периоди­

и др.

Когда избыток восстановителя превышает его нормальное коли­ чество, глубина посадки электродов в шихте и количество пропла­ вляемой шихты уменьшаются, летка плохо открывается, увеличи вается выход карборунда во время выпуска. В этом случае необ­ ходимо уменьшить навеску коксика в колоше и при необходимости увеличить навеску извести в колоше или массу единовременно вво­ димых добавок кварцита.

Если недостает восстановителя, то увеличивается выход шлака во время выпуска, колошник работает вяло при большом расходе шихты, содержание кальция в сплаве снижается, сплав выходит холодный, летка закрывается с трудом. Для выправления работы печи необходимо увеличить навеску коксика в колоше и уменьшить дачу кварцита.

При избытке извести в шихте уменьшается глубина посадки элек­ тродов и появляется жидкий шлак, количество которого быстро уве­ личивается от выпуска к выпуску, а при недостатке извести сни­ жается содержание кальция в сплаве. Для исправления положения необходимо откорректировать навеску извести в колоше.

Выпуск силикокальция проводится каждые два часа в футерован­ ный графитовой плиткой ковш. Разливку ведут в чугунную излож­ ницу. Сплав содержит примерно 29—33% Са, 3—5% Fe, 1,1,—1,3%

А1, 0,15—0,35% С и остальное Si.

Выплавка силикокальция силикотермическим процессом ве­ дется в печи с вращающейся ванной мощностью 2,5 MBA с угольной футеровкой при рабочем напряжении 127 В и силе тока 11 350А. Свод .закрывающий печь, выполняют из магнезитохромитового кир­ пича. Шихту загружают по труботечкам через воронки, которые в периоды между загрузками шихты закрывают крышками.

473

Расчет шихты ведут по использованию свободного кремния фер­ росилиция, количество которого определяют по формуле

%SiCB= 2,25Sio6u;— 121,25.

При расчете принимают следующее его использование, %:

Используется на восстановление СаО . . . — 15

Окисляется кислородомвоздуха ................... —20 Связывается во время выпуска сплава с железом прутьев.................................................. — 10

Избыток извести принимают равным 10%, а расход плавикового шпата 15 кг на 100 кг ферросилиция. Для колоши шихты принимают следующий расчетный состав, кг: извести 200; ферросилиция 196, плавикового шпата 30.

Оптимальное отношение в шихте СаО и свободного кремния ко­ леблется в пределах 1,7—2,0. Увеличение этого отношения вызы­ вает повышение содержания в сплаве Са и снижение содержания Fe. Сплав становится более легким, дуга начинает гореть непосредственно на сплаве, что приводит к увеличению потерь Са и Si, снижению ис­ пользуемой мощности печи, ухудшению отделения сплава от шлака и, следовательно, к увеличенным потерям сплава в шлаке. Плавико­ вый шлак уменьшает плотность шлака и улучшает разделение сп­ лава и шлака, что сокращает угар и потери сплава.

Плавка представляет собой периодический процесс, завершаю­ щийся каждый раз полным проплавлением шихты. Вращение ванны печи происходит реверсивно в пределах сектора в 70° со скоростью 1 оборот за час. На плавку в течение 2—2,5 ч заваливают 8— 10 ко­ лош шихты. Расход электроэнергии на колошу шихты составляет

1,37— 1,51 Гдж (380—420 кВт-ч).

Нормальная работа печи характеризуется устойчивым электриче­ ским режимом и содержанием Са в сплаве в пределах 14— 17%. Шлак должен выходить из печи равномерно и при остывании рассыпаться.

Пониженное содержание Са в сплаве объясняется избытком фер­ росилиция в шихте или низким содержанием СаО в извести. Высо­ кое содержание Са в сплаве является следствием недостатка восста­ новителя. Это сопровождается уменьшением зоны плавления и всплы­ ванием части сплава над шлаком, что приводит к возрастанию потерь сплава.

Сплав и шлак выпускают из печи одновременно 4 раза в смену в ковш, футерованный графитовой плиткой с теплоизоляционным слоем из шамотного кирпича, и после тщательного удаления шлака разливают в чугунные изложницы. Сплав содержит примерно 15— 18% Са, 19—22% Fe, 59—63% Si, 0,5—0,7% Al, по 0,01% S и Р, 0,05% С. В шлаке содержится 63—68% СаО, 30—33% S i02 и 2—5%

корольков сплава.

Силикокальций марок ФК-Ю, ФК-15 выплавляют и углетер­ мическим способом в открытой печи. Колоша шихты состоит из, кг:

474

Колошник по внешнему виду холоднее, чем при выплавке 75%-ного ферросилиция, и несколько горячее, чем при выплавке 45%-ного ферросилиция. При выплавке наблюдаются определенные затруд­ нения в работе летки и разливке сплава из-за выхода большого количества жидкого шлака. Сплав характеризуется повышенным содержанием алюминия (1,0%) и загрязнен шлаковыми включе­ ниями. Содержание кальция составляет 13— 16%. Шлак содержит примерно 20% S i0 2, 45% СаО, 30% СаС2 и другие соединения.

Сплав примерно такого же состава может быть получен проще и дешевле смешением в ковше жидкого силикокальция и ФС18. Процесс технологичен и характеризуется более низким сквозным расходом электроэнергии, составляющим 25,2—26,8 ГДж (7000— 7300 кВт-ч) на базовую тонну (15% Са) сплава. Расход шихтовых материалов и электроэнергии при производстве сплавов кальция приведен в табл. 23.

Глава 39

ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОМАРГАНЦА

МАРГАНЕЦ И ЕГО СПЛАВЫ С ЖЕЛЕЗОМ

Марганец — металл серебристого цвета. Плотность марганца равна 7,3 кг/см3, температура плавления 1244° С, температура ки­ пения 2095° С, теплота плавления 14,6 МДж/кг-атом (3500 кал/г- атом) и теплота испарения 224,8 МДж/г-атом (53 700 кал/г-атом).

В жидком состоянии железо и марганец полностью взаимно ра­ створимы, химических соединений они не образуют. Сплавы железа

475