Технология сплава

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1. Состав и применение сплава
2. Сырые шихтовые материалы
1. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ
2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
3. ПОДГОТОВКА ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
4. ДОЗИРОВАНИЕ
5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА
6. ВВЕДЕНИЕ  ПЛАВКИ
7. ОСНОВНЫЕ НАРУШЕНИЕ ХОДА ПЕЧИ
1. ПОВЫШЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ КРЕМНИЯ В МЕТАЛЛЕ
2. ПОВЫШЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОКСИДА ХРОМА В ШЛАКЕ
3. ПОВЫШЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА В СПЛАВЕ
4. СРЫВ ПОДИНЫ
5. ЗАРАСТАНИЕ ВАННА ПЕЧИ ГАРНИСАЖЕМ
6. НАРАСТАНИЕ ПОДИНЫ ПЕЧИ
7. ЗАГРЯЗНЕНИЕ СЛИТКОВ ШЛАКОМ
8. НЕРАССЫПАЮЩИЕ ШЛАКИ
8. ВЫПУСК ШЛАКА И МЕТАЛЛА
9. РАЗЛИВКА СПЛАВА
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАННЫ
2. РАСЧЕТ ШИХТЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОХРОМА
3. КОНСТРУКЦИЯ ПЕЧИ
4. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение 

Сталеплавильное производство, особенно производство качественных сталей, не могло бы развиваться без ферросплавов – сплавов Fe с различными легирующими элементами: кремнием, хромом, марганцем, ванадием, титаном, молибденом и другими элементами.

В число этих сплавов, получивших название от латинского наименования железа « феррум», обычно включают и сплавы, где основой не является железо, например силикокальций, силикомарганец, силикохром. Кроме того, к группе ферросплавов относятся так называемые лигатуры- сплавы нескольких элементов на железной основе: хром-бор, никель-бор и др., а также ряд чистых продуктов- кристаллический кремний, металлический марганец, металлический хром. Ферросплавы и лигатуры служат для введения в сталь легирующих элементов- Mn, Cr, Si, V, Mo, W и дркгие.  Эти элементы вводят в сталь либо для раскисления, десульфурации и денитризации (то есть удаления из стали кислорода, серы и азота) либо для придания стали специальных повышенных свойств, таких как жаропрочность, хладостойкость, кислотоупорность, коррозионная стойкость, пластичность, твёрдость. Применяемая в современной технике сталь и изделия из неё должны работать при высоких и низких температурах, под воздействием агрессивных химических веществ, обладать хорошей обрабатываемостью и высокой прочностью.

Использование не чистых металлов, а ферросплавов для легирования  стали объясняется тем, что в  этом случае уменьшается угар легирующих элементов, облегчается введение их  в сталь и снижается стоимость  легирования так как получить металл в чистом виде, как правило, сложнее и дороже, чем в виде ферросплава или лигатуры.

 

 

1. Состав и применение сплава

       В природе  хром встречается главным образом  в виде оксидов, входящих в  состав хромшпинелидов. Содержание хрома в земной коре 0.03%.

       Хром  широко используют при производстве  сталей и жаропрочных сплавов  как легирующую добавку. При  добавлении хрома в сталь повышается  её износостойкость, твёрдость  и прочность, несколько снижая  при этом пластичность. Хромистые стали (с примерно 1% хрома 1% углерода) широко используют при изготовлении подшипников. Стали с 18% хрома и 8-10% никеля известны как нержавеющие и кислотоупорные. Сплавы с 60-80% никеля и 15-20% хрома обладают высоким электросопротивлением  и стойкостью к окалинообразованию, и используются для выполнения электронагревательных элементов. Получили большое распространение жаропрочные сплавы с 13-60% хрома на железной, никелевой и кобальтовой основе, используемые для изготовления деталей реактивных двигателей. Сплав хрома, молибдена и кобальта (космохром) не оказывает вредного воздействия на организм человека и используется в восстановительной хирургии.

Хромирование металлических  изделий, то есть покрытие их тонким слоем  хрома электрохимическим методом, увеличивает срок службы изделий. Широкое  применение находят оксиды хрома  при изготовлении красок; соединения хрома входят в состав многих огнеупорных  материалов (на пример хромомагнезит). Серийный выпуск сплавов хрома был начат только в тридцатых годах 20века на Челябинском ферросплавном заводе.

        В  качестве легирующей добавки  для производства качественных  сталей используют и низкоуглеродистый  феррохром.

        В  соответствии с требованиями  ГОСТ4751-91 «Феррохром», марки и  химический состав низкоуглеродистого  феррохрома должны соответствовать  требованиям, указанным в таблице  №1

Таблица №1 Феррохром низкоуглеродистый

Марка	Массовая доля, %
	Cr не менее	C	Si	P	S	Al
		Не более
ФХ 001А ФХ 001Б	68	0.01	0.8	0.02     0.03	0.02	0.2
ФХ 002А ФХ 002Б		0.02	1.5	0.02     0.03
ФХ 003А ФХ 003Б		0.03		0.02     0.03
ФХ 004А ФХ 004Б		0.04		0.02     0.03
ФХ 005А ФХ 005Б	65	0.05		0.03     0.05
ФХ 006А ФХ 006Б		0.06		0.03     0.05
ФХ 010А ФХ 010Б		0.10		0.03     0.05
ФХ 015А ФХ 015Б		0.15		0.03     0.05		-
ФХ 025А ФХ 025Б		0.25	2.0	0.03     0.05
ФХ 050А ФХ 050Б		0.50		0.03     0.05

 

 

По требованию потребителя  низкоуглеродистый феррохром изготавливают:

- с массовой долей фосфора  не более 0.02% в марках ФХ 005А,  ФХ 006А, ФХ 010А;

- с массовой долей хрома  не менее 60% и кремния 6.0-12.0% в марках ФХ 005А, ФХ 005Б, ФХ 006А,  ФХ 006Б, ФХ 010А, ФХ 010Б, ФХ 015А, ФХ 015Б, ФХ 025А, ФХ 025Б.

         Низкоуглеродистый феррохром изготавливают  в кусках массой не более  20кг и в соответствии с таблицей  №2

 

Таблица №2 Крупность феррохрома

Класс крупности	Размер кусков, мм	Массовая доля продукта в  партии, %, не более
		Надрешётного	Подрешётного
2              3              4              5              6              7	Св 50 до 200 Св 5 до 200 Св 5 до 100 Св 20 до 50 Св 5 до 50 Св 5 до 20	10                5                10                10                10                10	10                5                10                10                10                10

 

Класс крупности указывают  цифрой в конце обозначения марки, например ФХ 010Б-4.

       Поверхность  и излом кусков феррохрома  не должны иметь резко выраженных  включений шлака, песка и других  инородных материалов. На поверхности  кусков допускается оксидная  плёнка и следы противопригарных  материалов.

        Феррохром  принимают партиями. Партия должна состоять из феррохрома одной или нескольких плавок одной марки и одного класса крупности. Массовая доля хрома в отдельных плавках партии не должна отличаться более чем на 4 %.

 

1. Сырые шихтовые материалы 

      При выплавке  рафинированного феррохрома флюсовым  методом шихта состоит из хромовой  руды, силикохрома и извести.

      Не допускается  загрязнение шихтовых материалов  углеродосодержащими примесями.

 

 

1. Гранулометрический состав шихтовых материалов.

       Руда хромовая ОАО « Донской ГОК» по гранулометрическому составу должна соответствовать требованиям, указанным в таблице №3

Таблица №3 Крупность руды хромовой

Класс крупности	Размер куска, мм	Массовая доля класса 0-10мм,%, не более	Массовая доля класса 0-1мм,%, не более	Массовая доля класса 0-0.5%мм,%, не более
1 2 3	0-0.05 0-3 0-10	- - -	- - -	- 70 -

 

Хромовая руда месторождения Рай- Из (харп) должна соответствовать требованиям, приведённым в таблице №4

Таблица №4 Крупность руды харп

Наименование показателя	Норма для сорта			Метод испытания
	1	2	3
Крупность, мм - массовая доля класса +20мм,%,не более - массовая доля класса   -20мм,%, не более - массовая доля класса +50мм,%, не более - массовая доля класса   -50мм,%, не более - массовая доля класса +200мм,%, не более	0-20   10	20-50       10   10	50-200               10   10	ГОСТ17495
Массовая доля оксида хрома,%, не менее	30	35.0	35.0	ГОСТ 15848.1
Массовая доля оксида железа, общего, %, не более	15.0	15.0	15.0	ГОСТ 15848.2
Массовая доля фосфора, %, не более	0.006	0.006	0.006	ГОСТ 15848.14
Массовая доля влаги, %, не более	8	5	5	ГОСТ 28584

 

Для выплавки феррохрома марки  ФХ 010А используется ферросиликохром марки ФХС 48(п) 0 и 1 бункеров  (смотри таблицу № 4). Его изготавливают в кусках крупностью до 315 мм подлежащих дроблению в цехах- потребителях (цех №6).

Флюсы вводят в печь для  перевода пустой породы железосодержащей шихты в шлак требуемого химического  состава, обладающего определёнными  физическими свойствами.  В качестве флюсов (добавочных материалов) в производстве низкоуглеродистого феррохрома применяют  известь. Известь с вращающихся  печей изготавливают в кусках размером до 40мм. Кусков размером более 40мм должно быть не более 10% от массы  отгружаемой партии.

  Ферросиликохром, используемый для выплавки феррохрома изготавливают в кусках крупностью до 315мм, подлежащих дроблению в цехе- потребителе ( цех№6 ).

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1.2.2 Химический состав шихтовых материалов

     Руда хромовая  ОАО «Донской ГОК» должна соответствовать  ТУ 645 РК 0186760-12-2000 и отвечать требованиям,  указанным в таблице №5

Таблица №5 Требования к хромовой руде

Наименование показателей	Норма для марок руд
	ДХ-Э-1	ДХ-Э-2	ДХ-Э-3	ДХ-Э-4	ДХ-Э-5	ДХ-Э-6	ДХ-Э-7	ДХ-Э-8
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Массовая доля хрома, %, не менее	57.0	50.5	50.0	49.0	47.0	45.0	42.0	38.0
Массовая доля кремния, %, не более	3.0	6.8	7.0	8.0	9.0	10.0	12.0	18.0
Отношение массовой доли оксида хрома к закиси железа, не менее	-	3.9	3.9	3.9	3.4	3.2	3.0	2.8
Массовая доля фосфора, %, не более	-	0.005	0.005	0.005	0.008	0.008	0.008	0.01
Массовая доля серы, %, не более	-	0.008	0.08	0.08	0.07	0.07	0.08	0.1
Массовая доля кальция, %, не более	1.0	0.8	-	0.8	-	-	-	-
Массовая доля влаги, %, не более
В летний период (16.04-15.10 )	1.5	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
В зимний период        (16.10-15.04)	1.0	2.0	4.0	2.0	4.0	4.0	4.0	4.0
Крупности,мм	0-0.5	0-3	0-10	3-10	0-10	0-10	0-10	0-10