Контрольная работа: Производство ферросплавов

Основным недостатком пекового и нефтяного коксов является высокая концентрация серы – до 3–4%. При работе на высокосернистых восстановителях в атмосферу будет выделяться значительное количество серного ангидрида, который сухой газоочисткой не улавливается. Требуется сооружение специальной сероочистки; это требует вложения очень значительных средств.

Древесный уголь производится на 40 предприятиях России и не является дефицитным материалом, его стоимость составляет от 55–65 $/т. Однако из-за его сравнительно высокой стоимости в настоящее время при выплавке ферросилиция он не используется.

В отличие от нефтяного и пекового коксов содержание серы в древесном угле незначительно. Зола древесного угля практически не содержит оксидов титана, однако содержание Р₂ 0₅ в золе достигает 3–5%.

При выплавке ферросилиция марки ФС75 с низким содержанием примесей для улучшения экономических показателей производства, возможно произвести частичную (до 30% по углероду) замену древесного угля каменным углем марки «СС» с зольностью 5–7%. Такой уголь добывается разрезом «Бачатский», содержание серы в угле, оксидов титана и фосфора в золе угля – обычное для углей региона и является приемлемым.

Наиболее пригодным для производства ферросилиция с пониженным содержанием примесей следует считать кварцит Черемшанского месторождения.

Опытная кампания выплавки ферросилиция марки ФС75 с использованием черемшанского кварцита, проведенная на ОАО «Кузнецкие ферросплавы» в 1999 году, показала возможность полной замены антоновского кварцита черемшанском без каких-либо изменений в технологии плавки. Вместе с тем, концентрация ТiO₂ в черемшанском кварците в два раза ниже, чем в антоновском при примерно равном содержании Р₂ 0₅ . Поэтому данный кварцит следует рассматривать как базовый для производства высокочистых марок фероссилиция.

Испытание кварцев различных месторождений, также содержащих пониженное содержание ТiO₂ , как указано выше, на ОАО «Кузнецкие ферросплавы» для производства высокочистых марок ферросилиция не дало положительного результата. Работа на кварцах приводила к спеканию колошников, расстройству хода печей, но не обеспечила желаемого снижения титана в сплаве.

Стальной стружкой нелегированных сталей в сплав вносится не более 3% титана и около 10% фосфора, вносимых шихтой, поэтому существующую стружку можно считать пригодной для производства высокочистых марок ферросилиция.

Таким образом, выплавка ферросилиция марки ФС75 с использованием в шихте черемшанского кварцита, древесного угля, угля разреза «Бачатский» обеспечивает выплавку содержанием не более 0,03% титана и не более 0,02% фосфора.

Вторая стадия – рафинирование ферросилиция от алюминия, кальция. углерода методом продувки в ковше через донную пробку

Рафинирование предельного 75% ферросилиция с низким титаном и фосфором наиболее рационально производить во время выпуска ферросилиция в ковш за счет продувки сжатым воздухом, обогащенным кислородом, через донную пробку методом «Tinject».

Метод не требует больших капитальных затрат и вписывается в существующих режим выпуска и разливки ферросилиция. Метод доказал свою надежность, эффективность и гибкость за время эксплуатации в течение 15 лет.

Предельный ферросилиций с низким титаном и фосфором на этой стадии производства подвергается рафинированию от алюминия, кальция и углерода. При этом без существенных потерь исходного металла достигается содержание в 75% ферросилиции: А1 – не более 0,05%; Са – не более 0,02%; С – не более 0,02%.

Таким образом, после реализации указанных двух стадий производства может быть получен ферросилиций марки ФС75 с пониженным содержанием примесей, содержащий:

• [Si] – не менее 75,00%;

• [А1] – не более 0,05%;

• [Ti] – не более 0,05%;

• [Са] – не более 0,02%;

• [С] – не более 0,02%;

• [Р] – не более 0,02%.

Далее полученный высокочистый ферросилиций разливают, фракционируют, упаковывают по существующей на ОАО «Кузнецкие ферросплавы» технологии и отправляют потребителям.

Существуют следующие разновидности разливки ферросплавов:

• разливка в изложницы;

• разливка на разливочных машинах;

• полигонная разливка.

Разливка ферросплавов в изложницы – один из наиболее ранних способов разливки, однако до сих пор применяется для разливки кремнистых и хромистых ферросплавов. Существует две разновидности разливки в изложницы:

• разливка в водонеохлаждаемые чугунные изложницы (поддоны);

• разливка в медные водоохлаждаемые изложницы.

Разливка в чугунные изложницы