Файл: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие..pdf

Выплавку металлического марганца ведут периодическим про­ цессом. После выпуска очередной плавки проводят заправку ванны печи отходами от разливки и разделки сплава и известью, которые задают в наиболее разрушенные места. Затем по всей плошади подины задают с шихтой около 30—40% снликомарганца и заливают 8— 10 т шлака. После поднятия мощности на шлак загружают оставшуюся часть извести в соответствии с массой залитого шлака.

После расплавления шихты и прогрева расплава постепенно загружают силикомарганец в твердом или жидком виде. За 30 мин до конца плавки расплав продувают сжатым воздухом для ускоре­ ния рафинирования металла от кремния в результате его перемеши­ вания. Окончание плавки определяется расходом электроэнергии [на тонну залитого шлака расходуется 3,60—4,32 ГДж (1000— 1200 кВт-ч)], состоянием ванны и анализом металла.

С целью получения плотного слитка и уменьшения отходов ме­ талла при разделке после слива шлака металл можно вакуумировать в течение 5— 10 мин при остаточном давлении 33,3—52,3 Па (250—400 мм рт. ст.). Затем металл охлаждают в течение — 3 ч

вковше и разливают в металлические изложницы.

Вконечном шлаке содержится примерно 15,1% Мп; 28,8% S i0 2; 46,5% СаО; 1,7% А120 3; 2,8 MgO и 0,3% FeO.

Особо чистый электролитический марганец производят электро­ лизом сернокислых солей марганца. Способ позволяет даже из бед­ ных руд получить весьма чистый металл. В качестве исходного ма­ териала используют как окисленные, так и карбонатные руды.

При электролизе марганец осаждается на катоде в виде тонкого блестящего и хрупкого слоя, его снимают с катода, изгибая послед­ ний в противоположных направлениях. Полученные чешуйки пере­

плавляют в индукционной печи и разливают в чушки. Металл со­ держит примерно 99,77% Мп, 0,04% С и 0,014% S.

Расход материалов и электроэнергии на 1 базовую тонну метал­ лического марганца при производстве его различными методами приведен в табл. 32.

49!

Глава 40

ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОХРОМА

ХРОМ II ЕГО СПЛАВЫ С ЖЕЛЕЗОМ

Железо и хром в полной мере взаимно растворимы в твердом и жидком состояниях.

Сортамент сплавов хрома с железом, основанный па содержании в металле углерода и хрома, приведен в табл. 34.

Температура плавления углеродистого феррохрома равна при­

492

С углеродом хром образует прочные карбиды Сг23С«, Сг7С3 и Сг3С„, температура плавления которых равна соответственно 1550, 1780“п 1890°С.

1710, 1597, 1545 и 1553° С. Температура плавления сплава с 35%Si равна примерно 1500° С, а с 52% Si 1350— 1400° С. Силициды хрома прочнее его карбидов, поэтому в сплавах железо—хром—кремний

Сг20 3, в виде которого в основном хром и находится в рудах и шла­ ках. В высокоизвестковых шлаках при окислительных процессах частично образуется Сг03.

Ссерой хром образует сульфиды CrS, Cr2S3 и Cr3S4, а с фосфо­ ром фосфиды Сг3Р, Сг2Р.

Сазотом хром образует прочные нитриды Cr2N и CrN. Раство­ римость азота в жидком хроме равна 4,2% при 1900° С и 6,5% для переохлажденного расплава при 1600° С.

ХРОМОВЫЕ РУДЫ II ИХ ПОДГОТОВКА к ПЛАВКЕ

Основными хромсодержащими минералами хромовой руды яв­ ляются хромшпинелиды, часто называемые «хромитами». Хромиты

П р н м е ч а и н о. В рудах обычно содержится 0,005 — 0,015% Р и 0,006% S.

493

Потребности отечественной ферросплавной промышленности пол­ ностью покрываются хромовыми рудами Донского месторождения (Актюбпнская обл., Казахская СССР), примерный состав которых приведен в табл. 35.

Донские руды делят на крепкие (кусковые), рыхлые и порош­ ковые, по текстурным особенностям — на сплошные (массивные) и вкрапленные. Текстура и цементирующий состав определяют хими­ ческий состав руды. Наибольшее количество кремнезема и .фосфора содержится в рудах с кремнистым цементом, а окислов железа — в рудах с железистым цементом. Фосфор — наиболее вредная при­

применения различных сортов хромовых руд, значительно отличаю­ щихся по поведению в плавке.

При выплавке углеродистого и среднеуглеродистого феррохрома бесфлюсовым методом доля богатых кусковых руд с массивной или густовкрапленной текстурой и крупнокристаллической структу­ рой должна составлять около 50%. Эти руды трудновосстановимы, тугоплавки, плохо растворимы в шлаках и образуют в печи на раз­ деле шлак—металл рудный слой.

Руды для выплавки рафинированного феррохрома должны быть порошковыми и содержать минимальное количество кремнезема, так как чем выше его содержание в руде, тем больше требуется окиси кальция для связывания кремнезема и тем больше будут потери хрома в шлаке.

Легковосстановимые руды с железистым цементом рационально употреблять в смеси с другими рудами, что обеспечивает улучшение

обогащении бедных руд, не всегда могут быть эффективно исполь­ зованы в плавке, в связи с чем возникает необходимость проводить их окускование.

Требования к углеродистому восстановителю и кварциту анало­ гичны предъявляемым при производстве ферросилиция, кроме более жестких требований по содержанию серы в.коксике при производстве углеродистого феррохрома.

Известь, используемая при выплавке сплавов хрома, должна содержать >90% СаО и до 0,01 (желательно до 0,005%)Р.

ПРОИЗВОДСТВО УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА

Процесс производства углеродистого феррохрома основан на восстановлении углеродом окислов хрома и железа, содержащихся в хромовой руде.

494