Производство сплавов ферросплава - Курсовая работа

Курсовая работаВводить в сталь нужный элемент не в виде чистого металла, а в виде его сплава с железом удобнее вследствие более низкой температуры его плавления и выгоднее, так как стоимость ведущего элемента в сплаве с железом ниже по сравнению со стоимостью технически чистого металла. Исходным сырьем для получения ферросплавов служат руды или концентраты. Для производства основных сплавов - ферросилиция, ферромарганца, силикомарганца и феррохрома - пользуются рудами, так как в них высоко содержание окислов элемента, подлежащего восстановлению. При производстве - руду вследствие малой концентрации в ней полезного элемента обогащают, получая концентрат с достаточно высоким содержанием окислов основного элемента. Для получения любого сплава необходимо выбрать подходящий восстановитель и создать условия, обеспечивающие высокое извлечение ценного (ведущего) элемента из перерабатываемого сырья.Наиболее дешевым является углерод, поэтому его используют при производстве углеродистых ферромарганца и феррохрома, а также всех сплавов с кремнием (кремний препятствует переходу углерода в сплав). Выплавку ферросплавов углевосстановительным процессом осуществляют в так называемых восстановительных или т. н.: рудовосстановительных ферросплавных печах с трансформаторами мощностью 10-115 MB/А, работающих непрерывным процессом, т. е., с непрерывной загрузкой шихты печь и периодическим выпуском продуктов предназначенных для плавки.В работающей печи электроды погружены в твердую шихту и дуга горит под слоем шихты, процесс протекает так: - шихту пополняют по мере ее проплавления; ранее печи изготавливали открытыми, а новые печи делают закрытыми, т. е., с рабочим пространством, закрытым сверху охлаждаемым сводом. Большая часть печей оборудована тремя электродами, а печи большой мощности иногда имеют шесть электродов. Для выпуска продуктов плавки печь имеет одну-две, а иногда три летки. У строившихся ранее открытых печей через колошник выделяется много тепла и отходящих газов, что вызывает нагрев оборудования и затрудняет работу персонала, кроме того, на колошнике окисляется часть восстановителя, а над печью бесполезно сгорает содержащийся в отходящих газах оксид СО (отходящие газы содержат ~ 85% СО).В электрических печах выплавляют ферросилиций различных марок с содержанием кремния от 19-23% (сплав ФС20) до 92-95% (сплав ФС92). При содержании кремния в сплаве в пределах 50-60% и при загрязнении его фосфором и алюминием сплав рассыпается в порошок с выделением ядовитых летучих соединений. Помимо кремния ферросилиций содержит железо и ряд примесей. В сплавах, содержащих 41-47% кремния и более, имеется до 0,1-0,2% С, до 0,2-0,6% Мп, до 0,05% Р, до 0,02% S и до 1,5-2,5% Al. Для получения заданного содержания кремния в сплаве в шихту вводят рассчитанное количество железа в виде измельченной стружки углеродистой стали, железо, кроме того, облегчает восстановление кремния.В ферросплавных печах выплавляют углеродистый ферромарганец двух марок: ФМН78 и ФМН70, которые содержат марганца соответственно 75-82 и 65-75%. Марганцевые руды содержат много фосфора, поэтому и в ферромарганце содержание этого вредного элемента высокое. В рудах марганец находится в виде МПО2, Мп2О3, МПЭО4 и МПСО3, основной примесью является SIO2: - содержание марганца в рудах составляет 16-57%, большая часть добываемых марганцевых руд бедные; При не флюсовом процессе шихтой служит марганцевый концентрат (агломерат), содержащий более 48% Mn, кокс и железорудные окатыши либо железная стружка (соответственно в количестве 2100-2600, 450-500 и 100-200 кг/т сплава). Плавку ведут непрерывным процессом при напряжении 110-160 В, невысокое напряжение желательно, чтобы уменьшить перегрев ванны и потери марганца в результате его испарения и улета (марганец обладает высокой упругостью пара и при высоких температурах значительная часть его испаряется, в нормальных условиях производства потери в результате испарения достигают 8-10%).Углеродистый феррохром производят четырех марок: ФХ650, ФХ800, ФХ850 и ФХ900, которые содержат более 65% Сг и соответственно углерода менее 6.5, 8, 8.5 и 9%. Для выплавки углеродистого феррохрома применяют хромовые руды в основном Донского месторождения (Казахстан), которые содержат 30-58% СГГО3, остальное FEO, MGO, ALAO3, SIOZ.8 связи с истощением богатых руд в последние годы используют бедные (с содержанием до 30% Сг2О3) руды, подвергая их обогащению и иногда агломерации. К рудам и концентратам предъявляют следующие требования: содержание СГГО3 не менее 47%, отношение Cr3O3 и FEO не менее 3,0, такое соотношение обеспечивает получение сплава с содержанием хрома более 60%, а содержание SIO2 не более 7-9%. Шихту, содержащую хромовую руду, кокс и кварцит рассчитывают, исходя из того, что восстанавливаются и переходят в сплав 92% хрома и 95% железа и так, чтобы шлак содержал, %: Такой шлак имеет высокую температуру плавления (расплавляется при ~1650°С), что необходимо для достаточного нагрева сплава.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1.1 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСПЛАВОВ

1.2 ФЕРРОСПЛАВНАЯ ПЕЧЬ

2. ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОСПЛАВОВ

2.1 ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОСИЛИЦИЯ

2.2 ПРОИЗВОДСТВО УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА

2.3 ПРОИЗВОДСТВО УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА

2.4 ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОТИТАНА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ