Технология сплава

При этом горновой должен находиться на безопасном расстоянии, откуда он хорошо виден крановщику и может следить  за сливом шлака и заполнением  им шлаковен.

Окончательный слив шлака  делают в ковш, установленный у  стенда для загущения шлака.

Перед разливкой феррохрома оставшийся в ковш шлак загущается известняком с последующим обвалом «корки» стальной ложкой с рабочей площадки.

Сплав в ковше не должен находиться более 20 минут после окончания  выпуска.

Разливка сплава производится на чугунные изложницы. Перед разливкой горячие чугунные изложницы поливают известковым молоком или заправляют чистыми от шлака отсевами стандартного низкоуглеродистого феррохрома. При выплавке феррохрома марки ФХ 010А на изложницы под струю металла подкладывают кусок сплава, полученного при дроблении на дробилке ЦЕМАГ. В отсевах и куске перед взятием на подсыпку (подложку) должен быть определён химический состав. Содержание углерода, кремния и фосфора в отсевах и куске должно быть не выше, чем в заданной на подставку (контакте) марке металла. Ферросплав, берущийся под подсыпку (подложку), должен быть согласован с ОТК. Продолжительность разливки сплава не должно превышать 10 минут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчётная часть

2.1 Расчёт основных параметров  ванны

Главным показателем ферросплавной  печи,  определяющим размеры печи, является мощность трансформатора.

1. Активную мощность ванны определяют исходя из выражения:

Рв = P×η_Э,                        (1)

где η_Э- к.п.д. электрической печной установки,  η_Э= 0.95;

Р- мощность трансформатора, кВА, Р= 5000кВА;

Рв= 5000×0.95= 4750МВт.

2. Активная мощность ванны на одном электроде находится по формуле:

Р₁в= Рв/N,                        (2)

где N- число электродов, шт., N=3шт.

                                Р₁в= 4.75/3= 1.58 МВТ

3. Рабочее полезное фазовое напряжение определяем по формуле:

                                      Uпол.ф.= сP₁вⁿ,                   (3)

где с-коэффициент, характеризующий электрическое поле ванны для данного технологического процесса, с= 9.6;

n- показатель степени для шлаковых процессов, n= 0.25;

                                       Uпол.ф.= 9.6×1580^0.25= 60.525 кВт

4. Определим рабочий ток в электроде:

                                       Iэ-д= Р₁в/ Uпол.ф.                (4)

 

                                                  Iэ-д= 1580/60.52= 26.1 кА_э-д÷I

5. Найдём расчётный диаметр электрода:

                                             Дэ-д=_э-д÷I,        (5)

где I- технически рациональная плотность, А×см², I= 7.4 А×см²

                                             Д_э-д==670мм

Полученные данные сильно превышают действующие.  Далее  в расчётах используем Д_э= 350мм.

6. Диаметр распада электродов вычисляют по формуле:

      Д_р=(2.3÷2.7)Д_э-д                       (6)

                               Д_р= 2.7×350= 945мм

Примем размер Д_р указанный в техническом паспорте действующей рафинировочной печи №36, Д_р= 1100мм.

7. Определим размеры ванны. Диаметр ванны находим по формуле:

                               Д_в=Д_р+Д_э-д+2δ= (2.2÷2.3)Д_р,     (7)

где δ- расстояние от электрода  до футеровки, мм, δ= 875мм

                               Д_в= 1100+350+2×875= 3200мм.

Глубина ванны (hв) для открытых печей примерно равна диаметру распада электродов (Д_р)

                                hв Д_р, hв1100

Наружный диаметр ванны  равный диаметру кожуха находят из выражения:

                                      Д_к= Д_в= 2 δф,                               (8)

где δф- толщина футеровки, мм, δф= 1325мм.

                                     Д_к= 3200+2×1325=58506000мм

Толщину гарниссажа определяют согласно практическим данным из выражения:

                                      Δг= (0.1÷0.2)Д_э-д                           (9)

                                      Δг= 0.2×350=70мм

Общая высота ванны определяется из глубины ванны и толщины  футеровки подины:

                                           h= hв+δn,                                        (10)

где δn- толщина подины, 1540мм

                                            h= 1100+1540=2640мм.

 

2. Расчёт шихты для выплавки феррохрома

Расчёт ведётся на 100кг сухой хромовой руды.  Для расчёта  приняты следующие условия:

- степень восстановления  хрома из руды                                 80%

- полезное использование  кремния ферросиликохрома         75%

- степень восстановления  железа из руды                                98%

- содержание кремния в  феррохроме                                         1%

- отношение CaO/SiO₂ в шлаке                                                  1.87

2.2.1 Состав шихтовых материалов  приведён в таблице №10

Таблица №10 Состав шихтовых материалов

Компонент шихты	Содержание, массовая доля, %
	Cr2O3	FeO	SiO2	MgO	Al2O3	CaO	ппп
Хромовая руда Известь	48 -	11.5 0.1	8 0.8	21 1	7.5 0.5	1 95	3 2.6

 

Состав ферросиликохрома: Si 50%, Cr 27%, Fe 22%

Основные реакции технологического процесса приведены в подразделе 1.5 Химические реакции 1и 2.

2.2.2   Восстанавливается хрома из руды:

                          100×0.48×0.8×104÷152= 26.27кг

2.2.3 Необходимо кремния  для восстановления хрома: 

                          26.27×84÷208=10.6кг

2.2.4  Восстанавливается железа из хромовой руды:

                          100×0.115×0.98×56÷72=8.76кг

2.2.5 Необходимо кремния  для восстановления железа:

                           8.76×28÷112=2.19кг

2.2.6 Всего необходимо кремния для восстановления хрома и железа:

                           10.6+2.19=12.79кг

 

2.2.7 Необходимо кремния  с учётом его полезного использования:

                            12.79÷0.75=17.0кг

2.2.8 Необходимо ферросиликохрома:

                            17÷0.5=34кг 

2.2.9 Расчёт количества  оксида кальция, необходимо для  образования в шлаке двухкальциевого силиката:

- хромовая руда вносит 8кг SiO₂;

- образуется диоксида  кремния при окислении ферросиликохрома:

                             17×60÷28=36.4кг;

- всего образуется диоксида  кремния, переходящего в шлак:

                              36.4+8=44.4кг;

- необходимо оксида кальция:

                              44.4×1.87=83кг;

- необходимо извести:

                               83÷0.95=87.3кг.

2.2.10 Соотношение компонентов  шихты 

Хромовая руда                            5200кг

Известь                                        87.3×5200÷100=4539.6кг

Ферросиликохром                       34×5200÷100=1768кг

2.2.11 Расчёт количества  и состава сплава приведён  в таблице №11

Таблица №11 Расчёт количества и состава сплава

Элемент	Переходит в сплав, кг		Итого
	Из руды	Из силикохрома	кг	%
Cr Fe Si C	26,27 8,76	34×0.27=9.18 34×0.22=7.48	35.45 16.24 0.518 0.052	67.83 31.08 0.991 0.099
Итого сплава (35.45+16.24)/(1-0.01-0.0010)=52.26			52.26	100

 

 

2.2.12 Расчёт количества  и состава шлака приведён в  таблице №12

Таблица №12 Расчёт количества и состава шлака

Окисел	Из руды,  кг	От окисления ФСХ	Из извести, кг	Итого
				кг	%
SiO2 CaO MgO Al2O3 Cr2O3 FeO Итого	8 1 21 7.5 48×0.2=9.8 1.5×0.02=0.23	36.4	87.3×0.008=0.7 87.3×0.95=82.9 87.3×0.01=0.87 87.3×0.005=0.44 - 87.3×0.001=0.09	45.1 83.9 21.87 7.94 9.6 0.32 168.73	26.73 49.72 12.96 4.72 5.65 0.20 100

 

Кратность шлака 168.73/52.29=3.23

Расход кислорода воздуха  на окисление кремния силикохрома будет составлять:

                                    17.0×0.3×32/28=5.83кг,

где коэффициент, учитывающий  расход кислорода на окисление равен 0.3.

2.2.13 Материальный баланс  приведён в таблице №13

Таблица №13 Материальный баланс

Задано	кг	%	Получено	кг	%
Хромовой руды Силикохрома Извести   Кислорода воздуха	100 34 87.3   5.83	44.02 14.97 38.44   2.57	Металла Шлака Летучих из известняка Летучих из руды Улёт	52.2 168.73   2.6 3 0.54	23.06 74.46   1.1537 1.32 (0.2363)
Всего	227.13	100	Всего	227.13	100

 

 

 

3. Конструкция печи

Используемая печь- рафинировочная открытая типа СКБНО- 3 с магнезитовой футеровкой и тремя графитированными электродами, предназначена для выплавки низкоуглеродистого феррохрома.

Кожух печи металлический  сварной, толщина листа днища 20мм, стенки 20мм.

Материалы,  используемые для футеровки печи приведены в таблице №8

Таблица №8

Наименование и марка  огнеупорного материала	Объём,       м3	Масса, кг	Количество, шт
Кирпич магнезитовый П-90, изд.3 (300×150×65) Масса корундовая набивная МК-90 Порошок периклазовый ППК-85	73.0   0.04	220000   100	25000