10.3.2 Электропечной способ выплавки металлического хрома

Электропечной способ позволяет дополнять недостающее количество тепла физическим теплом предварительно расплавленной части оксидов под электродами трехфазной печной установки (рис. 10.4). Плавку можно вести в горне на блок или в ванне электропечи сталеплавильного типа с выпуском шлака и металла в изложницу.

Перед началом плавки в плавильный реактор дуговой электропечи загружают запальную часть шихты (10% общей навески хрома), состав которой не отличается от шихты внепечной плавки. По окончании восстановительных реакций на образовавшемся шлаке зажигают дуги, проплавляют рудноизвестковую часть шихты и ведут плавление, сообразуя загрузку шихтовой смеси со съемом электроэнергии (на каждые 100 г смеси 150 кВт∙ч). Оксидная часть шихты не содержит восстановителя (алюминиевого порошка); изменяя ее количество для предварительного расплавления, регулируют количество тепла, необходимого для успешного проведения плавки с достаточно высоким извлечением хрома, благодаря небольшой вязкости шлака и хорошему отделению корольков металла. При проведении плавки часть восстанавливаемых оксидов и вся известь проплавляются под электродами, затем электроды поднимают; проплавляют остальную шихту с алюминиевым порошком. Восстанавливающую часть шихты (70% навески на плавку Cr₂О₃ и 70% общей массы шихты) загружают после полного проплавления рудоизвестковой части на поверхности расплава. Последующие технологические операции охлаждения и разделки блока такие же, как и при внепечном процессе. В табл. 10.5 приведен состав шихты промышленной плавки на 1456 кг металла, содержащего 90% Cr. Извлечение хрома при плавке составляет 92,5%.

1 – плавильный горн; 2 – загрузочный бункер; 3, 4 – теплоизоляционные экраны;

5 – электрододержатели; 6 – механизм подъема электродов; 7 – вытяжной зонт

Рисунок 10.4 – Электропечной агрегат для выплавки металлического хрома с предварительным расплавлении части оксидов (выплавка на блок)

Таблица 10.5 – Состав шахты плавка металлического хрома

Материал	Масса составляющих шихты, кг
	запальной	рудно- известковой	восстано- вительной	итого
Оксид хрома	200	500	1620	2320
Алюминиевый порошок	76	-	766	842
Известь	-	200	-	200
Натриевая селитра	16	-	-	16
Итого	292	700	2386	3378

В решении задачи повышения качества металлического хрома большую роль следует отводить применению вакуума. При проведении металлотермического процесса на воздухе даже в отсутствие натриевой селитры (NaNO₃) хром имеет повышенное содержание азота. Работами ДМетИ показано, что азот, содержащийся в хроме, снижает коррозионную стойкость стали, а корунд (неметаллические включения), поступающий вместе с хромом, ухудшает деформируемость стали. Развивая принцип применения вакуума в ферросплавных процессах, предложенный ДМетИ, НИИМ и КЗФ разработали и освоили технологию получения алюминотермического хрома повышенной чистоты, содержащего < 0,05% N и минимальное количество цветных металлов и других вредных примесей. Впервые в мировой практике освоена выплавка алюминотермического хрома особой чистоты и сплавов на его основе в вакуумной двухкамерной установке. Такой металл предназначается для замены дорогого электролитического хрома. Разработаны способы рафинирования хрома и его сплавов методами ЭШП и ВДП.