Строение ванны печи и шлакообразование в условиях производства углеродистого феррохрома из руд массива Рай-Из

• Автор: Пашкеев, Александр Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1.1. ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВАННЫ ФЕРРОСПЛАВНОЙ ПЕЧИ И ВЛИЯНИИ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ШЛАКОВ НА ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА .

1.1. Представления о строении ванны ферросплавной печи, выплавляющей феррохром.

1.2. Роль температуры начала затвердевания шлаков и их вязкости в технологическом процессе производства углеродистого феррохрома

1.2.1. Температура начала затвердевания шлаков

1.2.2. Роль вязкости шлаковых расплавов в электрометаллургии углеродистого феррохрома
2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ШЛАКООБРАЗОВАНИЯ В ВАННЕ ПЕЧИ РКО,5 И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ШЛАКОВ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА

2.1. Исследование ванны печи РКО,5, выплавляющей углеродистый феррохром.

2.1.1. Методика исследования ванны печи.

2.1.2. Результаты исследования ванны печи РКО,5

2.1.3. Работа ванны печи РКО,5 при выплавке углеродистого феррохрома

2.2. Исследование шлаков производства углеродистого феррохрома
2.2.1. Определение зависимости потерь Сг3 от состава отвальных шлаков
2.2.2. Микрорентгеноспсктральный анализ отвальных шлаков
2.2.3. Исследование шлаков в процессе выпуска из печи.
2.3. Исследование вязкости и температуры начала затвердевания расплавов системы М0А0з.
2.3.1. Методика исследования вязкости шлаков
2.3.2. Исследование вязкости шлаков и нахождение математической зависимости вязкости шлаков от состава
2.3.3. Определение температуры начала затвердевания высокомагнезиальных расплавов в зависимости от состава
3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МЕЖДУ ШЛАКОМ И МЕТАЛЛОМ
ПРИ ВЫПЛАВКЕ УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА.
3.1. Термодинамическая модель распределения хрома и железа
между металлическим и шлаковым расплавами.
3.2. Термодинамическая оценка распределения хрома и железа
между шлаком и металлом при выплавке углеродистого феррохрома .
3.3. Термодинамическая модель распределения серы
между металлическим и шлаковым расплавами.
3.4. Оценка распределения серы между шлаком и металлом
на завершающей стадии выплавки углеродистого феррохрома
в печи РКО,5.
3.5. Взаимодействие хромовой руды со шлаковым расплавом.
3.5.1. Исследование взаимодействия хромовой руды массива РайИз
с расплавом шлака углеродистого феррохрома.
3.5.2. Результаты микрорентгеноспектрального исследования взаимодействия хромовой руды со шлаковым расплавом
3.5.3. Проникание жидкого шлака в шихту в центральной части ванны.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение П1. Определение связи потерь СГ2О3 с отвальными шлаками
с содержанием в них МО.
Приложение Г. Анализ углеродного слоя вокруг недовосстановленного
хромита, вынесенного со шлаком во время выпуска
Приложение ПЗ. Фотографии остатков хромита в пробах шлака
с координатами точек анализа металла
Приложение Г. Сравнение усредненных значений ЕеОоСщ и Сг3 0йц в отвальных шлаках плавок с их фактическими
значениями по ходу выпуска.
Приложение П5. Термограммы нагрева синтетических шлаков системы М0А0зБЮ2 в интервале концентраций
БЮг мас. и отношений Мй0А 1,,5.
Приложение П6. Результаты расчета коэффициента распределения серы
между металлом и шлаком при температуре С
Приложение 7. Результаты расчета коэффициентов активности оксида хрома в зависимости от состава шлаков в ин тервале
температур С шлаковых расплавов
Приложение Г. Термограммы нагрева и охлаждения производственных
шлаков углеродистого феррохрома.
ВВЕДЕНИЕ


Расплав состоит из шлака, капель металла размером не более мм и включений хромовой руды до мм . Ниже приводятся результаты анализов затвердевших шлаков, из которых видна последовательность фазовых превращений, химический состав проб затвердевшего расплава, отобранных на различных горизонтах середины ванны печи и изменение состава шлаков на различных горизонтах в центральной части по оси ванны, табл. Таблица 1. Соотношение фаз в прозрачных шлифах затвердевшего расплава, об. При исследовании ванны печи в шлаках не был обнаружен форстерит, который представляет основу шлаков углеродистого и передельного феррохрома , . Практика работы не подтверждает данные Х. Н. Кадарметова о структуре ванны в середине печи. На это также указывает И. Т. Жердев в результатах исследований электрического режима работающей аналогичной печи, выплавляющей феррохром . Таблица 1. Глубина Содержание, мас. Имеются рудные включения. Таблица 1. Глубина ванны, мм Содержание, мас. Выполненные исследования по результатам раскопки остановленной без проплавлення ванны печи представляют картину последовательных превращений в руде и изменения состава металла при работе на актюбинской руде и, повидимому, отражают, состояние равновесия, которое достигается между фазами в околоэлектродных тиглях в результате длительного остывания шихты после остановки печи. Данные, представленные в табл. Такое представление о строении ванны печи сложилось на основании исследований промышленной печи и многократно излагалось в технической и учебной литературе. Наличие зон в ванне печи, описанных Х. Н. Кадарметовым, было подтверждено работами Г. Г. Сурсаева при исследовании застывшей ванны опытнопромышленной печи, выплавлявшей углеродистый феррохром рис. Им было установлено, что шихта без особых агрегатных изменений доходила до глубины до 0 мм, где затем начиналась зона спекания шихты с прослойками первичного шлака толщиной мм зона 3 на рис. Первичный шлак имел следующий состав 6,8 Сг3 ,6 i 2,9 ,6 ,6 А0з 2, 0, . Далее начиналась зона, обогащенная коксом, доходившая до глубины примерно 0 мм от уровня колошника. Схема структуры ванны печи углеродистого феррохрома по Г. Г. Сурсаеву приводится по книге М. И. Гасика и др. Теория и технология производства ферросплавов 8, рис. Рис. Структура ванны печи углеродистого феррохрома по Г. Схема строения ванны печи по Г. Г. Сурсаеву в части распределения зон схожа со схемой строения ванны по Х. Н. Кадарметову, однако, в исследовании Г. Г. Сурсаева не отмечены околоэлектродные тигли, описанные Х. Н. Кадарметовым в работе . В.М. Гетманчук с соавторами , производя раскопки застывшей ванны полупромышленной печи, выплавлявшей углеродистый феррохром, не обнаружил коксового и рудного слоев, рис. Приведенные в работе результаты могли быть получены в связи с использованием в качестве хромсодержащего сырья рудоугольных брикетов и для представления строения ванны печи при работе на кусковой руде не совсем показательны. Рис. Исследование застывшей ванны опытнопромышленной печи мощностью 0 КВА было проведено Ямагаши с соавторами Япония и результаты доложены на 1м международном конгрессе ферросплавщиков 1ЫРАСОЫ1 в г. Для более точного определения области интенсивного шлакообразования за один час до отключения в печь были присажены шарики из АОз. После отключения печи для быстрейшего охлаждения и фиксирования состава материалов в ванне на момент отключения ее продували азотом с расходом м3ч. В работе сделан вывод о том, что наличие рудного слоя 6 зависит от используемых шихтовых материалов и технологического режима выплавки. Коксовая подушка была обнаружена по всему сечению печи, как в центре, так и между электродами и футеровкой. Авторами предположено, что ее толщина зависит от используемого типа руды и от количества вводимого восстановителя, а использование руды с более высокой температурой плавления и стехиометрического количества восстановителя, без избытка на угар, может уменьшить или полностью разрушить коксовую подушку. Положение корундовых шариков характеризует неравномерный сход шихты по сечению колошника.