6.1 Scopul feroaliajelor și metodele de producere a acestora
Ferro - este aliaje de fier cu siliciu, mangan, crom, titan și alte elemente utilizate în producția de oțeluri pentru a îmbunătăți proprietățile lor. Utilizați elementul dorit sub forma unui aliaj cu fier convenabil datorită temperaturii sale de topire mai scăzut și mai profitabile, deoarece costul elementului de intrare în aliajul cu fier mai mic decât valoarea de metal pur.
Feroaliajele se obțin prin reducerea oxizilor metalelor corespunzătoare. Reducerea se efectuează în cea mai mare parte în prezența fierului sau a oxizilor săi. În acest caz, metalul redus formează o soluție cu fier. Dizolvarea elementului redus sau formarea unui compus chimic cu acesta, fierul își reduce activitatea, facilitează condițiile de reducere, previne reacția inversă - oxidarea. În majoritatea cazurilor, temperatura de topire a aliajului cu fier este mai mică decât punctul de topire al elementului care urmează a fi reconstruit. Prin urmare, reacția de reducere are loc la o temperatură mai scăzută. Când se topesc feroaliajele, dacă materia primă nu conține fier, atunci se introduce în încărcătură ca resturi sau minereuri de fier.
În funcție de tipul de agent de reducere utilizat, există trei modalități principale de obținere a feroaliajelor
-uglevosstanovitelny; - silicotermic; -alyuminotermichesky.
comparativ cu cele recuperabile. Procesul se numește respectiv
silicotermic și aluminotermic.
6.2 Cuptorul de topire prin fero-topire
Pentru producerea feroaliajelor se folosesc în principal cuptoare cu arc de tip oțel, deoarece reacțiile de reducere din cuptoarele de feroaliaj au o absorbție mare de căldură.
Cuptoarele utilizate pentru topirea feroaliajelor pot fi staționare sau rotative, deschise sau închise. Cuptoarele introduse în ultimii ani sunt închise și rotative (Figura 42). Într-un cuptor de lucru, electrozii sunt imersați într-o încărcătură solidă, care este reumplută în timp ce pătrunde. Aliajul și zgura sunt produse periodic. Feroaliajele funcționează continuu.
Carcasa cuptorului este realizată din fier gros și armată cu nervuri și curele de duritate. Materialele utilizate pentru căptușeala cuptorului sunt selectate în funcție de aliajul care urmează să fie topit. Astfel, în cazul aliajelor de siliciu de topire și feromangan carbon workspace cuptor răspândirea blocurilor de carbon și ferocrom topire cărbunos - de cărămizi magnezit. Partea superioară a pereților este răspândită cu cărămizi de sticlă.
În majoritatea feroaliajelor, stratul de lucru al căptușelii este garnitura sau crusta formată din minereu topit, zgură și aliaj.
Spațiul de lucru al cuptorului este închis de o boltă în care sunt amplasate suporturile electrice, găuri pentru canale de încărcare, supape de siguranță și ieșiri de gaze.
În cuptoarele din feroaliaj se folosesc electrozi continuu de coacere automată, fabricați în cuptor în timpul funcționării. Electrozii constau dintr-o carcasă de fier, umplută cu o masă de electrod specială, constând din termoantracit, cocs de turnătorie, gudron de cărbune și smoală. Masa electrodului este aruncată în carcasă în stare rece. Sub influența căldurii cuptorului, masa se înmoaie și umple dens carcasa. În timpul funcționării cuptorului, pe măsură ce arde electrodul, porțiunea nearsă coboară treptat și, cu încălzire suplimentară, masa electrodului este sinterizată. Electrodul coboară, pe măsură ce procesul de combustie continuă, iar partea superioară a acestuia crește.
Pentru o topire mai uniformă a încărcăturii și distrugerea arsurilor formate, cuptoarele sunt echipate cu un mecanism de rotație a băii. Rotația se realizează prin intermediul unei transmisii, care este în plasă cu o roată inelară atașată la o placă de beton armat. Sarcina din cuptor prin placa de beton armat este transferată pe roțile circulare, susținută de o șină de inel. Rotația băii este reversibilă în cadrul sectorului corespunzător
rotirea cu 130 °.
6.3 Producția de ferosiliciu
deoarece atunci când este contaminat cu fosfor și aluminiu, se dezintegrează cu eliberarea compușilor volatili toxici. Cea mai mare distribuție a fost obținută prin topirea ferosiliciului de 45 și 75%.
Componentul de minereu al încărcăturii este cuarțitul care conține mai mult de 95% SiO2 și o cantitate mică de alumină (Al2O3). Cuarțitul este zdrobit și spălat din lut.
Ca agent reducător se utilizează cocs metalurgic. Cerințe de bază pentru reductor:
- rezistența pieselor când este încălzită.
Pentru a obține concentrația necesară de siliciu în aliaj, în încărcătură se introduc așchii de oțeluri de carbon mărunțite. În prezența fierului, procesul este facilitat.
Siliciul este redus de carbon prin reacție: SiO 2 + 2C = Si + 2CO
Cu un exces de agent reducător, carbură de siliciu
Si02 + 3C = SiC + 2CO
Prezența de carbură de siliciu este de dorit, din cauza refractaritate sale (T mp ≈ 2700 ° C) partea ticsită inferioară a cuptorului și a redus Produ-clusive. În prezența fierului, carbură de siliciu este distrusă de silicea liberă (SiO2) prin reacțiile:
2SiC + Si02 = 3Si + 2CO Si + Fe = FeSi
Cu cât mai mult fier în încărcătură, cu atât temperatura este mai scăzută, se produce producția de ferosiliciu.
În ciuda utilizării unui reducant carbonic, ferosiliciul conține o cantitate mică de carbon (mai puțin de 0,1% C). Acest lucru se explică prin faptul că silicidele sunt mai puternice decât carburile. În prezența siliciului, solubilitatea carbonului din aliaj scade și cu atât mai mare în aliajul de siliciu, cu atât mai puțin aliajul conține carbon.
În procesul de topire, care se desfășoară în mod continuu, electrozii sunt adânc imersați în încărcătură. La încărcarea materialelor încărcate, ei se străduiesc să creeze și să mențină o încărcătură în formă de conuri în jurul electrozilor. Scopul conurilor de încărcare este de a face dificil pentru gazele formate în zona de reacție să reducă pierderile de căldură. Cu cât este mai mare conul de încărcare, cu atât este mai mare zona activă a cuptorului, sarcina se rezolvă mai bine, aragazul progresează mai stabil.
În zona arcului, în cavitate se formează o cavitate cu o temperatură foarte ridicată. Pereții acestei cavități sunt topiți în mod continuu, siliciul este redus și dizolvat în fierul lichid, formând un aliaj de ferosiliciu. Aliajul coboară în zona de reacție.
În cursul normal al cuptorului, electrozii sunt coborâți lent când se produce arderea și are loc o depunere uniformă a încărcăturii în jurul electrozilor.
Ferosiliciul topit este descărcat în ladă de 12 până la 15 ori pe zi și turnat.
6.4 Producția de feromangan
Materiile prime pentru fabricarea feromanganului sunt minereuri de mangan, cocs și cipuri de oțel.
Agentul reducător este carbon. Reducerea oxizilor de mangan se realizează destul de ușor la temperaturi relativ scăzute, în conformitate cu schema de la oxizi mai mari la oxizi inferiori
MnO2 → Mn2O3 → Mn3O4 → MnO
Procesul de recuperare este determinat de reacție
Simultan, în prezența carbonului, apare o reacție pentru a forma carbură de mangan
3MnO + 4C = Mn3C + 3CO
Astfel, reducerea manganului se efectuează în condiții de exces de carbon, iar feromanganul topit conține un procent ridicat de carbon
Pe lângă feromanganul carbonat, în timpul topirii se obține încă zgură de mangan fosforică (aproximativ 50% MnO și 0,04% P). Astfel de zgură se utilizează în locul minereului de mangan pentru topirea aliajelor de mangan cu conținut scăzut de fosfor, precum și a silico-manganului.
Uneori topirea se face cu o deficiență a agentului reducător pentru a reduce gradul de reducere a manganului și pentru a asigura producerea de oxizi de mangan, obținând în același timp un metal asociat care conține până la 65% Mn. Utilizarea acestui metal este dificilă datorită conținutului ridicat de fosfor (până la 2,0% P), care este redus și transformat într-un aliaj.
În producția de feromangan, topirea se realizează în mod continuu. Electrozii sunt imersați adânc în încărcătură, rezultând un strat mare de încărcare situat deasupra zonei cu temperatură ridicată. După o astfel de distanță, materialele de încărcare intră în zona de recuperare pregătită, când substanțele volatile sunt îndepărtate de la acestea și se încălzesc. Acest lucru asigură un flux neted de topire.
Aliajul feromangan și zgura sunt evacuate aproximativ la fiecare 1,5 ore. La eliberare, zgura este separată de aliaj. Compoziție marca feromangan FMN75: Mn
mai mult de 75%, C - mai puțin de 7%, P - mai puțin de 0,45%, Si - aproximativ 1,5%.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: