Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Восстановительные ферросплавные печи

Теоретические основы получения ферросплавов.

Ферросплавы получают путем восстановления кислородных со­единений элементов, входящих в состав исходного сырья. В качестве восстановителя применяют вещества, которые обладают большим сродством к кислороду, чем элементы, подлежащие восстановлению. В соответствии с этим различают процессы углетермические (восста­новитель — углерод) и металлотермические (в качестве восстановите­ля используются металлы), например алюминотермический и сили-котермический процессы. В составе руд и концентратов, используе­мых для выплавки ферросплавов, имеются оксиды элементов, присутствие которых в ферросплаве нежелательно, т.е. необходимо создать условия, препятствующие их восстановлению (особенно ес­ли эти элементы снижают качество ферросплава). В данной ситуации необходимо использовать элемент-восстановитель, который в условиях плавки об­разует оксид, более прочный, чем оксид элемента, подлежащего вос­становлению.

К примеру, кремний применяют в качестве восстановителей ма­лоуглеродистых и безуглеродистых сплавов хрома, марганца, ванадия {силикотермия), а алюминий при производстве сплавов марганца, титана и циркония (алюминотермия).

На практике используют комплексное восстановление оксидов: сначала углеродом, а затем сплавами кремния или алюминия (вы­плавка ферровольфрама и силикованадия).

Для практических целей пригодны восстановители и ферросплавы, которые укладываются в следующую форму:

 

MenOm + R → nMe + ROm

|-ΔGROm | - |-ΔGMenOm| ≥ 105

К примеру, алюмотермия:

MnO + Al → Mn + Al2O3

 

Большая разница энергий Гиббса глинозема (Al2O3) и оксида мар­ганца (MnO) способствует более полному завершению реакции вос­становления марганца.

Восстановительные ферросплавные печи работают непрерывно. В работающей печи электроды погружены в твердую шихту и дуга горит под слоем шихты. Шихту пополняют по мере ее проплавления; сплав и шлак выпускают периодически. Печи этого типа оснащены мощными трансформаторами 10 000 – 120 000 КВ * А (10 – 120 МВт). Используют печи трехфазные, стационарные или вращающиеся вокруг вертикальной оси; ранее печи изготавливали открытыми, а новые печи делают закрытыми, т.е. с рабочим пространством, закрытым сверху водоохлаждаемым сводом.

 

 

Схема устройства и ра­боты ферросплавной печи: 1- футеровка; 2- жидкий сплав; 3 - гарнисаж; 4 — шихта; 5 - за­грузочный (печной) бункер; 6-электрод; 7 - свод; 8 - летка

 

В поперечном сечении большая часть ферросплавных печей круглые, а ряд новых мощных печей имеют прямоугольную форму. Большая часть печей оборудована тремя электродами, а печи большой мощности иногда имеют шесть электродов. В круглых печах электроды расположены по вершинам равно­стороннего треугольника, а в прямоугольных печах - в ли­нию. Для выпуска продуктов плавки печь имеет одну—две, а иногда три летки. Если технологический процесс связан с раздельным выпуском металла и шлака, имеются две летки (металлическая и шлаковая), расположенные на различных уровнях.

Материалы, применяемые для футеровки печи, выбирают и зависимости от выплавляемого сплава. Так, для выплавки кремнистых сплавов и углеродистого ферромарганца рабочее пространство печи выкладывают из угольных блоков, а для выплавки углеродистого феррохрома - из магнезитового кир­пича.

Для ферросплавных печей характерна подина большой тол­щины. Общая толщина футеровки подины достигает 2,5 м. При такой толщине подины обеспечивается большая тепловая инерция и облегчаются условия сохранения устойчивой тем­пературы в плавильной зоне печи при кратковременных прос­тоях.

В большинстве ферросплавных печей рабочим слоем футе­ровки служит так называемый гарнисаж, т.е. настыль, обра­зованная из проплавляемой руды, шлака и сплава.

Свод выполняется водоохлаждаемым.

Механизм вращения ванны предусмотрен на многих ферро­сплавных печах. Вращение ванны позволяет предотвратить зависание шихты и образование настылей. В таких печах ванна крепится на железобетонной плите, опирающейся на ходовые колеса, которые катятся по кольце­вому рельсу, заложенному в фундаменте.

В восстановительных ферросплавных печах применяют само­спекающиеся непрерывные электроды, причем формирование электрода (обжиг и спекание электродной массы) происходит в процессе работы ферросплавной печи. Эти электроды в три раза дешевле графитированных электродов, применяемых в дуговых сталеплавильных печах.

Самоспекающийся электрод представляет собой заполненный электродной массой кожух из стального листа толщиной 1—3 мм с продольными ребрами внутри.

Электродную массу изготавливают из термоантрацита, кокса, каменноугольной смолы и пека. Электродную массу забрасывают в кожух сверху в холодном состоянии. Под действием тепла печи масса размягчается и плотно заполняет кожух. В процессе работы печи по мере сгорания и опускания электрода необожженная его часть постепенно приближается ко все более нагретым зонам печи; масса постепенно теряет летучие.

Самоспекающийся электрод:

1 — кожух электрода; 2 — электродная масса; 9 — свод печи; 10 — шихта

 

По мере сгорания электрод опускается, а сверху с дозировочной площадки к железному кожуху приваривают, не выключая тока, новую секцию, которую на­полняют электродной массой.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Руды и концентраты | Производство ферросилиция
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1304; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.