ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОСПЛАВОВ

Ферросплавы, применяемые для раскисления и легирования сталей, получают восстановлением окислов соответствующих металлов из руд или концентратов в доменных или дуговых печах. В доменных печах выплавляют ферромарганец и ферросилиций с невысоким содержанием кремния и феррохром с низким содержанием хрома. В дуговых печах при сравнительно высоких температурах получают ферросплавы с высоким содержанием трудновосстановимых элементов. Для получения безуглеродистых ферросплавов применяют металлотермические способы, силикотермию и алюминотермию.

Производство ферросплавов

Рис. Схемы машин непрерывного литья заготовок:

а — вертикальная; б — вертикальная с изгибом слитка; в — радиальная

В дуговых печах, благодаря развитию высоких температур и прямому восстановлению углеродом по реакции

О + С = + СО,

можно выплавлять различные ферросплавы с высоким содержанием трудновосстановимых окислов. Этот способ называют электротермическим. Восстановление облегчается при образовании растворов восстановленного металла с железом., а также при образовании карбидов. Ряд элементов — Сr, Мn, Ті, Мо и др. — легко образуют карбиды, в результате чего соответствующие ферросплавы при электротермическом способе производства получаются с высоким содержанием углерода. Между тем при выплавке ряда легированных сталей (жаропрочных, нержавеющих и др.) содержание углерода в стали, а следовательно, и в ферросплавах, которыми необходимо раскислять и легировать сплав должно быть минимальным.

Производство ферросплавов

Рис. 2 . Поперечный разрез ферросплавного цеха с открытой печью мощностью 7500 кВА:

1— дозировочная тележка; 2 — шихтовый бункер; 3— лебедки для перемещения несущих цилиндров; 4 — тормозное устройство; 5—печные карманы для шихтовых смесей; 6 — шины короткой сети; 7 — токоведущие щетки; 8 — лоток; 9 — колошниковая площадка; 10 — электрод; 11 — печь; 12 — сливной желоб; 13— аппарат для прожигания летки; 14— печной трансформатор

Для получения безуглеродистых ферросплавов применяют металлотермические способы восстановления кремнием — силикотермию и алюминием — алюминотермию. В этих случаях металл трудновосстановимого окисла восстанавливают при помощи другого металла, окисел которого образуется с большей убылью изобарного потенциала, или, что то же, упругость диссоциации которого меньше упругости диссоциации исходного восстанавливаемого окисла. Чем больше разница в этих величинах, тем успешнее осуществляется металлотермическая реакция

Me’ О + Me» = Me» О + Me’.

Ферросплавы производят в электрических печах шахтного типа с открытым колошником (рис.). Материалы футеровки печи зависят от выплавляемого сплава. Так, для выплавки малоуглеродистого ферромарганца или феррохрома под и нижнюю часть шахты выкладывают магнезитовым кирпичом. Для выплавки кремнистых сплавов (ферросилиция, силикохрома, силикомарганца) горн выкладывают из угольных блоков. Верхнюю часть стен, выше уровня шлака, выкладывают из шамотного кирпича. Футеровка заключена в металлический кожух. Шахтные печи для выплавки ферросплавов обычно круглые, но могут иметь и прямоугольный профиль. Печи — трехфазные, в круглых печах три электрода расположены по вершинам равностороннего треугольника, в прямоугольных— расположены в линию. Используют только самоспекающиеся электроды. Электроды формируются из электродной массы, которую подают в железный кожух сверху. По мере сгорания электрод опускается и верхнюю часть кожуха наращивают. Ток к электродам подводится с помощью гибких шин через контактные кольца. Трехфазные печи работают от трансформаторов мощностью 7,5—16,5 МВт. В настоящее время мощность трансформаторов ферросплавных печей достигает 30 МВт.

Статья Производство ферросплавов