Файл: Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов.pdf

Nb20 5; 10% CaO; 1,7% MgO; 5,9% S i0 2; 0,9% FeO, 4,9% Z r0 2 и 4%!'N a20.

Низкокремнистый феррониобий выплавляют из технической пятиокиси и особо малофосфористой гематитовой железной руды. Состав шихты: 100 кг технической пятиокиси ниобия, 47—50 кг порошка первичного алюминия, 30—40 кг обогащенной железной руды и 10—20 кг извести. Максимальное извлечение ниобия дости­ гается при содержании в шихте 110% восстановителя к теоретиче­ ски необходимому и при содержании в сплаве 4,5% А1, при 30% извести в шихте от массы пятиокиси ниобия и при 72—76% ниобия в сплаве. Плавку ведут с нижним запалом в плавильном горне с магнезитовой футеровкой, приемная изложница состоит из чугун­ ного кольца и блока металлического хрома толщиной 200—850 мм, который служит подиной. При нормальном ходе плавка идет с за­ крытым шихтой зеркалом расплава. Скорость проплавления шихты ПО—140 кг/(см2-мйн). После окончания загрузки шихты загружают известь. После раскрытия зеркала расплава и растворения извести производят слив шлака и сплава с выдержкой 1—2 мин после слива части шлака для образования шлакового гарниссажа. После осты­ вания блока производится очистка, разделка и упаковка сплава.

Примерный состав шлака: 73,5% А120 3; 6,10% Nb20 5; 15,20% СаО; 3,21% MgO; 1,15% FeO; 0,42 S i0 2 и 0,18% Cr20 3.

При выплавке феррониобия на концентратах на 1 т базового сплава расходуется 2692 кг концентрата, 862 кг алюминия, 200 кг железа и 584 кг селитры. Извлечение ниобия в этом случае состав­ ляет 88,6%. При выплавке на пятиокиси ниобия цифры расхода будут следующими: 2573 кг Nb20 5, 386 кг алюминия, 285 кг железа и 80 кг извести; извлечение ниобия повышается до 92,6%.

Дальнейшее улучшение показателей производства обеспечивается ведением плавки в дуговой печи с магнезитовой футеровкой. Вы­ плавка феррониобия в дуговой печи со сводом без термитной добавки и с выпуском сплава, и шлака в изложницу позволяет повысить использование ниобия до 97% и сэкономить 300 кг алюминиевого порошка на 1 т феррониобия, при этом в феррониобии снижается

Бор обладает следующими физико-химическими свойствами:

В изученной области системы Fe—В существуют бориды железа Fe2B и Fe2B с температурой плавления соответственно 1389 и 1540° С. Сплавы с 12—16% В имеют температуру плавления 1480—1550° С, сплав с 20% В — около 1430° С. Бор применяют для микролегиро­

221

вания стали в виде ферробора, состав которого приведен в табл. 41, а также в виде комплексных сплавов.

Содержание бора в земной коре составляет 3 -10 “4%. Для место­

ной влаги и измельчают до крупности 1—2 мм. Для плавки чистых и богатых бором сплавов и лигатур используют химически чистые

Бор может быть восстановлен углеродом по следующим реакциям:

с теоретической температурой начала восстановления соответственно 1751 и 1702° С. Так как карбид бора является весьма стойким хи­ мическим соединением, то в случае углетермического восстановления бора полученные сплавы будут неизбежно содержать большое коли­ чество углерода и на практике углевосстановительный процесс рас­ пространения не получил.

Восстановление бора кремнием по реакции

2/3В20 3 + Si = 4/3В + S i0 2

возможно лишь при условии получения сплава с весьма высоким содержанием кремния при низком содержании бора. Восстановление алюминием происходит по реакции

При получении ферробора восстановление облегчается вследствие образования борида железа FeB. При восстановлении В 20 3 алюми­ нием выделяется 3290 кДж (785 ккал) на 1 кг борного ангидрида. Оптимальная величина удельной теплоты при выплавке ферробора из боратовых руд должна составлять 5770 кДж/кг (1375 ккал/кг)

222

шихты, и поэтому его выплавляют внепечным способом с использова­ нием значительного количества термитных добавок или в электро­ печи.

Выплавку ферробора ведут в электропечи с набивной футеровкой из электродной массы (толщина 150—180 мм), металлоприемник выкладывают из магнезитового кирпича. Ванна печи сменная и по­ мещена на выкатывающейся тележке. Состав шихты: 1) запал 250 кг железной окалины, 250 кг боратовой руды, 170 кг алюминие­

запальной шихты и прогрева расплава, в печь шнеком равномерно загружают основную шихту. Затем при поднятых электродах для более полного осаждения из шлака корольков сплава на поверх­ ность расплава дают осадитель. По окончании плавки через летку выпускают шлак. Сплав извлекают из печи после затвердевания. Полученный сплав содержит 10—12% В, 6—8% Si и 1,5—2,5% А1.

Низкокремнистый ферробор выплавляют внепечным способом из борного ангидрида или борной кислоты. В качестве восстанови­ теля используют смесь первичного алюминиевого и 50%-ного алю- миний-магниевого порошков. Вследствие бурного протекания про­

получают внепечной плавкой с нижним запалом, чаще электропечной плавкой в сменных шахтах. Состав шихты на плавку следующий: 3400 кг обожженной боратовой руды, 3400 кг железной руды, 2050 кг алюминия. В состав осадителя входит 600 кг железной руды, 200 кг алюминия и 120 кг извести. Применение железотермитного осадителя (его загружают на поверхность расплава после проплавления основ­ ной шихты) увеличивает извлечение бора с 50% до 71% при сокра­ щении расхода алюминия на 40%. Электропечную плавку ферроборала ведут аналогично электропечной плавке ферробора, но обычно в одной шахте после слива шлака от первой плавки проводят про­ плавление второй навески шихты, затем вновь сливают шлак и охлаждают блок сплава в течение 32 ч.

На 1 т сплава расходуется 1500 кг боратовой руды (20% В20 3), 550 кг алюминиевой стружки, 400 кг железной окалины и 800 кВт-ч электроэнергии.

Значительное улучшение показателей может быть достигнуто за счет плавки с предварительным проплавлением боратовой руды, что позволяет уменьшить потери руды с 17 до 3% и снизить расход алюминия за счет удаления сульфатной серы. При работе по схеме: расплавление боратовой руды, дача на поверхность расплава 40% восстановителя и затем железной окалины и остального количества

223

1. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Основной производственной единицей в ферросплавной промыш­ ленности является завод, который возглавляется назначенными социалистическим государством руководителями, несущими полную ответственность за всю производственно-хозяйственную деятельность предприятия и за выполнение государственных плановых заданий по всем показателям. В состав ферросплавного завода обычно входит ряд основных и вспомогательных цехов. Задача основных плавиль­ ных цехов — производство ферросплавов. Вспомогательные цехи должны обеспечить высокопроизводительную бесперебойную работу основных цехов.

Наиболее эффективная система организации производства в фер­ росплавном цехе — это работа по регламентированному режиму — графику, предусматривающему выполнение производственных опера­ ций в последовательности и в сроки, обеспечивающие строгое вы­ полнение установленного плана производства и реализации готовой продукции. Основой цехового планирования является график вы­ пуска готовой продукции. График предусматривает порядок прове­ дения ремонтов и их характер, а также регламентацию работы подсобных участков цеха (подача шихты, обработка металла, уборка шлака и пр.). Основные операции на печах также строго регламен­ тированы или по времени (завалка шихты и выпуск металла, уборка металла из поддонов и т. п.), или по съему электроэнергии. Суточный график работы цеха доводится до бригад в виде сменного задания.

В зависимости от характера производственных процессов и усло­ вий их проведения в ферросплавном производстве применяют две основные формы организации труда — индивидуальную и бригад­ ную. Под индивидуальной понимают такую организацию труда, при которой производственный процесс от начала до конца выполняется одним рабочим. При бригадной форме производственный процесс выполняется группой рабочих различной квалификации. Каждый член бригады выполняет определенные возложенные на него опера­ ции, всей работой руководит бригадир. В ферросплавном производ­ стве преобладает бригадная форма работы: так, например, электро­ печь обслуживает бригада плавильщиков под руководством стар­ шего плавильщика.

Руководство работой плавильных бригад в смене осуществляет мастер, который должен обучать рабочих передовым методам труда, следить за соблюдением технологических инструкций и правил техники безопасности, обеспечивать высокое качество продукции, наблюдать за правильной эксплуатацией оборудования.

Руководство работой цеха осуществляется начальником цеха. Руководство работами в данной смене осуществляется начальником смены, на отдельных участках цеха работой руководят старшие мастера и начальники участков (блок печей, шихтовый двор и т. д.).

224