46. Ферроалюминий технологиясы

FeAl дің химиялық құрамы келесі маркалар үшін: ФА - 10: 8 - 11,9% Al, ФА - 15: 12 - 16,9% Al, ФА - 20: 17 - 21,9% Al және ФА - 23: 22 - 24% Al. Келесі маркалар үшін қоспалардың құрамы: 4% Si, 4% C, 0,06% S, 0,06% P.  FeAl балқытуды үлкен қуаттылықты жабық электр пештерінде жүргізеді, балқыту технологиясы совролитті концентраттың   (48 - 50%; Al₂O₃; 34 - 36% SiO₂ және ≈ 15% Fe₂O₃  немесе басқа алюмосиликатты шикізаттардан (силимоноит, дистен, каолин және т.б.) боксит агломераттарынан алынатын электрлі корундтан алюминийді өңдеуден тұрады. Осылайша қарапайым әдіспен (SiO₂ және Fe, өндірілуімен, кен өндіргіш пештерде кедей бокситтерден көміртек алумен ) алынған электрлі корунд құрайды: 91 - 96%  Al₂O₃, 1 - 3% SiO₂, 1 - 2% TiO₂, ≈ 0,5% MgO; 0,8 - 3% CaO. Осыған байланысты ферросилиций (ФС20 - 25) алынады. 

Бірінші сатыда  1т электрлі корундқа және 500 - 800кг FeSi ге кедей бокситтің  1600 - 1700кг, кокстың 250 - 300кг-ы,  болаттың 600 - 850 шамасы электр энергия  5000кВт / ч болғанда агломераты алынады.

Екінші саты металды үздікті шығару арқылы және шлактың аздаған мөлшері жүретін үздіксіз үрдіс. Шихта ретінде электрлі корунд, кокс, болат қолданылады. Шихтаны дұрыс таңдап алу және құрау арқылы және электрлік режимді таңдау арқылы үрдіс қиындықсыз жүреді. Металды шығаруды әрбір екі сағат сайын жүргізеді. 1 т құймаға шлактың  1 - 3% өтеді. Шлак  біршама жақсы жүреді. FeAl дің құрамы: 8 - 20% Al, 2 - 3,5% Si, 1 - 3% С, н.б. 0,03% S және 0,04% Р.  1т FeAl ге кететін шығын  (ФА15) 3900кВт / ч.

Азотталған  FeAl-ді (8 - 28% Al, 4 - 10% N₂, н.б. 4% Si, 1 - 3% C қалғандары Fe) алу тиімдірек.  Құймаларды ауада азоттандыру арқылы азот немесе алюминийді 1473 - 1553К жүргізеді. Алюминий нитридін құрайтын құймаларды қолдану олардың құрамына кіретін азотты толығымен пайдалануға мүмкіндік беріп марганец немесе хромның азотталған құймаларын пайдаланбайды. Барлық алюминий қорытпаларын алу кезінде алюминий шикізаттарын жоғары температура кезінде сұйық фаза түзілуі арқылы өндіріледі, сондай ақ металдық құрамдағы өндірілген алюминийдің ерітіндісімен. 

Бұл қағидаға алюминийді басқада құймалармен алу технологиясы сүйенеді. Ол құймаларға, мысалы, ферромарганец, ферроалюминий және ФАМС жатады. ФМнА-ның құймасын балқыту үшін электрлі корунд, қайта өңделген көміртекті  FeMn,  болат струшкасы және кокс жанғағы. Балқыманы металды әрбір екі сағат сайын шығару арқылы үздіксіз жүргізеді.  ФмнА-ның 1т құймасына (8 - 11% Al, 35 - 40% Mn және 2 - 4% Si) шығындалады: 400кг  т электрлі корунд, 440кг жоғарыкөміртекті FeMn, 340кг болат стружкасы, 160кг кокс электр энергия шамасы  3600кВт / сағ. болғанда. Металдың массасына байланысты шлактың құрамы 1 - 3% болады.  Fe - Al - Mn - Si (ФАМС) жиынтықты құймасы тиімді болат қышқылсыздандырғыш болып саналады және одан әр түрлі шикізаттар алуға болады. БҰҰ – ның аумағындағы Оңтүстік Еуропада ставролитті концентратты – тау металлургиялық комбинатының өндісіндегі қалдықтарды қолдану тиімді. Ставролит  46 - 50% Al₂O₃, 36 - 38% SiO₂, 13 - 15% Fe₂O₃құрайды.  Концентратты брикеттейді немесе агломерациялайды. Үрдісті шлаксыз әдіспен үздіксіз түрде жүргізеді. Пештің колошнигі салқын, шихта еркін түрде болады, ағынөзек жақсы ашылады, ал шлактың құрамы  2% -дан  (металдың массасынан) төмен. Құйманың құрамында: 10 - 14% Al, 22 - 94% Mn, 10 - 15% Si, н.б. 0,06% Р, 0,03 - 0,05% Zr, 1 - 2% С бар. Бұндай құрамдағы құйма сақтау кезінде сеппеленбейді. 1т ФАМС-ке (10% Fe, 25% Mn, 13% Si) 700кг ставролит, 400кг - тауарлы SiMn, 630кг болат стружкасы электр энергия 5200кВт / сағ.болғанда шығындалады. FeMnAl-дің 1т құймасының өзіндік құны 180 - 210$, ФАМС-те 300$ құрайды. ФАМС құймасын Si және Al көміртегін боксит агломератынан және кремнийдің төменгі құрамымен жоғары көміртекті FeMn немесе FeSiMn-ті  метал ретінде енгізгендегі кварцитті алуға болады. Металдық қоспаны марганецті концентратпен алмастыру ертеректегі шлак түзумен және температураны пештің ваннасында төмендетумен байланысты. Бұл алюминий және кремнийдің жаксы өндірілуіне мүмкіндік бермейді.