Голотин-ФЕРР. Курсовая работа по курсу Теория и технология производства ферросплавов

• Название: Курсовая работа по курсу Теория и технология производства ферросплавов
• Дата: 30.10.2022
• Размер: 1.31 Mb.
• Имя файла: Голотин-ФЕРР.doc
• Тип: Курсовая; #761900
• страница: 4 из 9

2 Специальная часть

2.1 Требования к шихтовым материалам и их подготовка

Выплавка ФС75 – процесс бесшлаковый; к сплаву предъявляются особые требования по содержанию алюминия, количество которого не должно превышать 1 %. Поэтому одним из главных требований к шихтовым материалам, применяемым в качестве сырья для плавки данного сплава, является их чистота в первую очередь по содержанию наиболее вредных примесей оксидов алюминия, кальция, титана, фосфора и мышьяка.

Природные формы кремнезема, которые могут быть использованы для плавки кремния и ферросилиция, представлены как самостоятельным минералом – кварцем, так и породами, практически нацело им сложенными – кварцевыми песками, кварцитами и кварцитовидными песчаниками.

Для расчета материального баланса выплавки ферросилиция применяем кварцит Антоновского месторождения. Качество кварцита определяется не только его химическим составом, но и физическими свойствами. Наиболее важными из них являются гранулометрический состав и термостойкость. Антоновские кварциты (Украина, третичный период) — серого цвета, твердые, имеют блестящий излом. Зерна кварца угловатые и окатанные с преобладающим размером 0,1-—0,3 мм; 20—55% аморфного кремнеземис­того цемента с вторичным кварцем и глинистым вещест­вом; в небольшом количестве встречаются бурые оксиды железа. Газопроницаемость и крупность шихты сказываются на показателях плавки главным образом вследствие того, что они решающим образом влияют на газификацию SiO₂ и улавливание SiO, отходящего из III зоны печи. При нагревании кварцита особенно в зоне температур модификационных превращений происходят значительные изменения его объема, поэтому кварцит некоторых месторождений при нагревании растрескивается. Это может привести не только к переизмельчению шихты, но и к расстройствам процесса. Такие кварциты невозможно использовать для плавки, поэтому важной характеристикой кварцита является его термостойкость, его поведение при нагревании со скоростью, близкой к скорости нагрева шихты в промышленной электропечи.

В качестве восстановителя в процессе производства ферросилиция марки ФС-75 применяют кокс (ЗСМК). Наиболее важными требованиями к восстановителям, предъявляемыми технологией, являются:

- высокое электрическое сопротивление;

- высокая реакционная способность;

- минимальное содержание золы;

- минимальное содержание серы и фосфора в золе.

Восстановитель является основной токопроводящей составляющей шихты, поэтому электрическое сопротивление восстановителя определяет электрическое сопротивление ванны печи, глубину посадки электродов в шихте и рабочее напря­жение, на котором осуществляется плавка ферросилиция. Качество восстановителя по электрической проводимости обычно оценивается двумя показателями – собственным сопротивлением и сопротивлением в засыпи. Наиболее высоким электросопротивлением в засыпи обладает восстановитель крупностью 5 – 15 мм. Однако даже при применении кокса различных заводов крупностью 5 – 15 мм в шихту целесообразно вводить рыхлители, в качестве которых из условий сопротивления шихты можно использовать древесную щепу, лигнин.

Второй характеристикой является реакционная способность. Реакционная способность восстановителя зависит от многих факторов. Главными из них являются величина поверхности открытых пор на единицу массы восстановителя (м²/г), структура поверхности зерен восстановителя, содержание и химический состав минеральных примесей, особенно на поверхности открытых пор, структура самого углистого вещества и т.п. Реакционная поверхность восстановителя и особенно открытых пор увеличивается при его дроблении, поэтому применение кокса крупностью 5 – 15 мм не только стабилизирует посадку электродов, но и улучшает условия для улавливания SiO.

Третьим требованием является минимальное содержание золы. Зольность определяет содержание примесей в сплаве, количество шлака, образовавшегося при плавке. Необходимо иметь благоприятный состав золы, минимальное содержание в золе вредных примесей и особенно глинозема, оксидов кальция, магния и титана.

Достаточно важным показателем является содержание влаги и гранулометрический состав восстановителя. Высокое содержание влаги увеличивает соответственно расход электроэнергии на 100 – 150 кВт ч/т сплава. При неравномерном сходе шихты высокая влажность восстановителя может стать причиной понижения качества сплава (получение сплава с повышенным содержанием водорода). Наибольший вред ходу процесса и показателям плавки ферросилиция наносит не высокое содержание влаги, а ее неконтролируемые колебания, приводящие к неточностям дозирования шихты и серьезным расстройствам хода процесса.

Целесообразность использования угля при производстве ферросилиция объясняется его низкой стоимостью и высоким УЭС. При низких температурах (600-700⁰С) УЭС углей значительно выше, чем у кокса или полукокса, при температуре (1100-1200)⁰С УЭС восстановителей сближаются.

Можно сделать вывод, что введение угля в шихту оказывает положительное воздействие на электросопротивление верхних слоев колошника, что обеспечивает устойчивую глубокую посадку электродов.

В условиях данной курсовой работы в технологии производства ферросилиция марки ФС-75 в качестве восстановителей используется кокс (ЗСМК), в качестве железосодержащего компонента – стружку углеродистых сталей (Ст3), размеры витка до 45 – 50 мм.