- •Зміст навчальної дисципліни
- •1.1. Сировина і матеріали виробництва чорних металів та підготовка їх до виробничого процесу.
- •1.2. Вихідні матеріали, що використовуються при виробництві чавуну
- •1.3. Вогнетривкі матеріали
- •1.4. Устрій доменної печі (дп)
- •1.5. Допоміжні пристрої доменної печі
- •1.6. Доменний процес
- •1.7. Фізико-хімічні процеси в доменній печі, що супроводжують виробництво чавуну
- •1.9. Продукти доменного виробництва
- •2. Загальні відомості про виробництво сталі
- •1.8. Процеси відновлення інших елементів і шлакоутворення в доменній печі
- •2.1. Бесемерівський і томасівський способи виробництва сталі
- •2.2.Киснево-конверторна плавка
- •2.3. Виробництво сталі мартенівським способом
- •2.4. Отримання сталі в електропечах
- •2.5. Розливання сталі
- •2.6. Класифікація сталей
- •3. Загальні відомості про отримання феросплавів
- •3.1. Устрій феросплавної печі
- •3.2. Виробництво феросиліцію
- •3.3. Виробництво високовуглецевого феромарганцю
- •3.4. Виробництво силікомарганцю
- •4. Загальні відомості про отримання кольорових металів
- •4.1. Виробництво міді
- •4.2. Виробництво алюмінію
- •4.3. Виробництво магнію
- •4.4. Виробництво титану
- •Запитання до контрольних завдань
- •Тема 1. Паливо, сировина, матеріали - підготування та застосування їх для виробництва чорних металів
- •Тема 2. Виробництво чавуну
- •Тема 3. Процеси прямого - (позадоменного) отримання заліза із руд і концентратів та їх перспективи застосування
- •Тема 4. Виробництво сталі
- •Тема 5. Виробництво сталі в конвертерах
- •Тема 6. Виробництво сталі в мартенівських печах
- •Тема 7. Виробництво сталі в електричних печах
- •Тема 8. Розливання сталі
- •Тема 9. Позапічне рафінування, розкислення та легування сталей
- •Тема 10. Виробництво феросплавів
- •Рекомендована література
- •Варіанти завдань до контрольної роботи № 1
- •Варіанти завдань до контрольної роботи № 2
3.1. Устрій феросплавної печі
Феросплави виробляють із застосуванням потужних електричних печей, які називають феросплавними або рудовідновними (руднотермічними) печами. Нагрівання і плавлення шихти у феросплавній печі відбуваються під дією теплоти електричних дуг, що виникають між вугільними електродами і металевою ванною. Електроди складаються з металевого циліндрового кожуха, який заповнюється електродною масою, що спікається в процесі роботи. При опусканні електрода електродна маса нагрівається, поступово розм'якшується і щільно заповнює кожух. В зоні високих температур відбувається спікання маси в щільний вугільний електрод. При роботі електрод витрачається, його поступово опускають у піч, а верхню його частину нарощують (зваркою) черговою секцією без відключення струму.
Феросплавні печі є агрегатами безперервної дії . Через склепіння (свод) з бункерів періодично завантажують шихтові матеріали, по мірі протікання процесу рідкий метал накопичується на поду і періодично випускається із печі через зливний жолоб.
3.2. Виробництво феросиліцію
В електричних печах виплавляють переважно феросиліцй марок ФС 45 і ФС 75.
Назва Компонентний склад, % масовий
(по ГОСТ) Si Mn P S Fe
ФС 45 40-47 0,8 0,05 0,03 ост.
ФС 75 74-80 <0,7 0,04 0,03 ост.
Феросиліцій застосовують для розкислювання і легування сталі, а також як відновник при виробництві інших феросплавів і кольорових металів, що одержуються металотермічним (силікотермічним) способом.
Сировиною для виплавки феросиліцію є кварцити, що містять >95 % SiO2 і <0,02 % Р2О5, а також вводять подрібнену стружку вуглецевих сталей. Як відновник використовують металургійний коксик. В процесі плавки відбувається нагрів і розплавлення шихти, при цьому кремнезем відновлюється твердим вуглецем за реакцією:
SiO2 + 2С = Si + 2СО.
Відновлений кремній розчиняється в рідкому залізі, утворюючи розплав з необхідною концентрацією кремнію. Окрім сплаву, утворюється невелика кількість шлаку (2-5 % від маси сплаву). Плавка ведеться безперервно.
3.3. Виробництво високовуглецевого феромарганцю
В електричних печах виплавляють феромарганець марок ФМн 75 і ФМн78.
Сировиною для виплавки феромарганцю є марганцеві руди або концентрати. Як відновник використовують коксик. В шихту також додають сталеву стружку і вапно (для того, щоб ошлакувати кремнезем-SiO2, що міститься в руді). Основними реакціями, які призводять до утворення розплаву високовуглецевого феромарганцю, є:
МnО + С = Мn + СО; 3МnО + 4С = Мn3С + 3СО.
Назва і склад феромарганцю, що виробляють в електричних печах.
Назва Компонентний склад, % масовий
(по ГОСТ)
Mn С Si P Fe
ФМн 75 >75 <7 1,0-2,0 <0,45 ост.
ФМн 78 78 <7 1,0-2,0 <0,35 ост.
Разом з металом в процесі плавки утворюється велика кількість шлаку. Співвідношення маси шлаку і металу (так звана кратність шлаку) складає 1,0-1,2.
Плавку ведуть безперервно. Перехід марганцю в сплав досягає 60 %мас., в шлак до 30 %мас. Шлак в подальшому використовують для виплавки силікомарганцю і низькофосфористих марганцевих сплавів.