Получение низкоуглеродистого феррохрома совмещенным алюмино-силикотермическим процессом

• Автор: Акимов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 107 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ ФОСФОРА В МЕТАЛЛ И СПОСОБЫ ЕГО ДЕФОСФОРАЦИИ

1Л. Дефосфорация стали

1.2. Источники и основные направления снижения содержания фосфора в производстве низкоуглеродистого феррохрома

1.2.1. Анализ сырья, используемого в производстве низкоуглеродистого феррохрома

1.2.2. Способы дефосфорации низкоуглеродистого феррохрома 20 Выводы по главе 1

Цели и задачи исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА СОВМЕЩЕННЫМ АЛЮМИНО-СИЛИКОТЕРМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

2.1. Физико-химические основы процесса

2.2. Термодинамический расчёт восстановления хрома алюминием и кремнием из хромовой руды
2.2.1. Методика расчёта
2.2.2. Результаты расчётов
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. ВЫПЛАВКА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА С СОДЕРЖАНИЕМ ФОСФОРА МЕНЕЕ 0,015% В РАФИНИРОВОЧНОЙ ПЕЧИ
3.1. Методика проведения плавок
3.2. Результаты промышленных плавкок
3.3. Себестоимость сплава промышленной выплавки
3.4. Обсуждение результатов
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ШЛАКОВ

4.1. Методика измерения электропроводности
4.2. Результаты экспериментов
Выводы по главе 4
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список использованных источников
Приложение - Акт о внедрении технологии производства низкоуглеродистого феррохрома совмещенным алюмино-силикотермическим процессом
Введение
Требования к содержанию вредных примесей неуклонно ужесточаются. Известно, что свойства стали и сплавов в значительной степени зависят от содержания таких примесей как углерод, сера, фосфор, азот и другие. Особенно сложной является проблема снижения содержания фосфора в высокохромистых сталях и сплавах. К таким сталям относятся коррозионностойкие хромоникелевые и хромистые (суперферритные), а также сплавы с содержанием хрома до 40%.
Известные способы дефосфорации (слабоокислительный, газовый, плазменный) имеют каждый свои достоинства, но не обеспечивают в полной мере выполнения основных требований, предъявляемых к процессу дефосфорации. Кроме того, они требуют увеличения числа дополнительных операций с использованием специального оборудования, что приводит к увеличению затрат при обработке стали и снижению производительности.
Требуются достаточно простые процессы, которые можно было бы относительно просто включить в технологическую схему, и которые обеспечивали бы высокую степень дефосфорации, низкую стоимость применяемых материалов.
Гарантированным способом снижения содержания фосфора при производстве сталей и сплавов с высоким содержанием хрома является использование феррохрома с низким содержанием фосфора, так как основная часть фосфора поступает в сталь из низкоуглеродистого феррохрома. Поэтому использование низкофосфористого низкоуглеродистого феррохрома позволит выплавлять хромистые стали с требуемым содержанием фосфора.
Основное количество фосфора (50.. .60%) в низкоуглеродистый феррохром поступает из ферросиликохрома, который используется в качестве восстановителя хрома и железа из хромовой руды, а также является дополнительным источником хрома. Использование низкофосфористого восстановителя позволит снизить содержание фосфора в сплаве.

Для сложных процессов, протекающих при алюминотермическом и силикотермическом восстановлении хрома в присутствии извести, число возможных превращений, сопровождающих основную реакцию восстановления хрома, как правило, велико. Учет всех возможных превращений возможно при использовании термодинамического моделирования на ЭВМ, которое позволяет прогнозировать результаты химических взаимодействий и фазовых превращений в многоэлементных гетерофазных неорганических системах как в качественной, так и количественной форме.
Для описания алюминотермического и силикотермического процессов восстановления элементов из хромовой руды выполнен термодинамический расчёт с использованием программного комплекса «ТЕКЛА». Программный комплекс «ТЕИЛА» разработан в МГТУ им. Баумана и адаптирован для расчёта равновесий многокомпонентных металлургических системах Институтом металлургии Уро РАН [91 - 94].
В соответствии с методикой расчётов в качестве равновесного признаётся состав, отвечающий условию максимума энтропии изолированной системы. Состав жидкого раствора описывали в рамках модели ассоциированного раствора.
Равновесное состояние описывается составом и количеством компонентов системы, а также набором шести термодинамических параметров: общим давлением Р, атм; температурой Т, К; объёмом V, м3;
полной внутренней энергией и, Дж; полной энтальпией Н, Дж; энтропией Б, Дж/К.
Термохимические характеристики веществ, используемые для расчёта, взяты из справочных изданиях, отсутствующие данные оценены по известным методикам; данные согласованы между собой и с эксперименталь-