Ферросилицийді балқытудың технологиялық процесінің ерекшеліктері

Мазмұны

Кіріспе

Жұмыстың өзектілігі. Болат өндірісінің қазіргі даму қарқынымен пайдаланылатын ферроқорытпалардың сапасына және ең алдымен ең массивті ферроқорытпаға - ферросилицийге барған сайын қатаң талаптар қойылады. Ферросилиций болат өндірісінде оны тотықсыздандыру және легирлеу үшін қолданылады. Болаттардағы кремний мөлшері 0,17 - 0,37%, жоғары легирленген кремнийлі болаттарда оның мөлшері 2 - 3% және одан да көп жетеді. Құрылымдық болатқа 2% дейін кремнийді енгізу оның қаттылығын, беріктігін, серпімділігін және аққыштық шегін арттырады. Сондай-ақ ферросилиций металлотермиялық процестерде, тау-кен өнеркәсібінде кен байыту үшін, кремнийорганикалық қосылыстарды, жарылғыш заттарды өндірудің химиялық технологияларында және басқа да салаларда тотықсыздандырғыш ретінде қолданылады. Тазалығы жоғары кремний жартылай өткізгіш технологияда, ал техникалық тазалығы (96-98%) қара және түсті металлургияда темірсіз қорытпаларды алу үшін қолданылады [1].

Кремний мен оның қорытпаларын балқытудың техникалық-экономикалық көрсеткіштері қолданылатын шихта материалдарының сапасына айтарлықтай тәуелді. Өкінішке орай, әзірге құрамында кремнезем бар кен материалдарының металлургиялық көрсеткіштеріне бірыңғай талаптар жоқ. Себебі, құрамында кремний тотығы бар материалдардың әртүрлі түрлері, тіпті химиялық құрамы ұқсас болса да, балқыту тотықсыздану процесінде бір-бірінен мінез-құлқы бойынша ерекшеленеді.

Өндірілген ферроқорытпалардың алуан түрлерінің ішінде өндіріс көлемі бойынша бірінші орындардың бірін болат өндіруде де, кремний-термиялық процестерде тотықсыздандырғыш ретінде де қолданылатын ферросилицийді атауға болады. Ферросилиций руда-термиялық электр пештерінде болат жоңқаларының қатысуымен кварциттен кремний диоксидін көміртекті тотықсыздандырғышпен тотықсыздандыру арқылы алынады. Бұл пештер электрод массасын күйдіру арқылы қалыптасатын өздігінен күйдірілетін электродтармен жабдықталған. Электр пештерінің тиімді жұмыс істеуі, жалпы алғанда, өздігінен куйдірілетін электродтардың қызмет ету мерзімі, атап айтқанда, көміртекті материалдарды өндіруде қолданылатын сапа көрсеткіштеріне байланысты. Осы көрсеткіштерге байланысты әртүрлі технологиялық процестерде көміртегі бар материалдардың әртүрлі түрлері қолданылады. Олардың кейбіреулері көмір-термиялық процестерде тотықсыздандырғыш ретінде, басқалары металлургиялық қондырғыларды қаптау үшін отқа төзімді материалдар ретінде, ал басқалары электродтық массаларды өндіруде толтырғыш ретінде қолданылады. Дәстүрлі түрде осы мақсаттарда қолданылатын кокстың, жартылай кокстың және термоантрациттің әртүрлі түрлері нарықтық қатынастар жағдайында тек тапшы ғана емес, сонымен қатар қымбат шикізатқа айналады. Осы көміртекті материалдарды балама ауыстыру ретінде тас көмірлер ұсынылды. Бірақ тас көмірлердің сапалық көрсеткіштері мен қасиеттері, олардың температурадан, қызу жылдамдығынан және бөлшектердің мөлшерінен таралуынан өзгеруі жеткілікті түрде зерттелмеген. Ферросилицийді балқытуға арналған тотықсыздандырғыш қоспалардың оңтайлы құрамдары, көмірді пайдалана отырып электродтық массаны дайындаудың рецептуралары мен технологиялық регламенттері әзірленбеген. Сондықтан көмірді ферросилиций өндірісінде пайдалану мүмкіндіктерінің теориялық алғы шарттарын зерттеу, олардың негізінде шикізатты, электр энергиясын оңтайлы тұтынуға және өнімнің өзіндік құнын төмендетуге бағытталған технологиялық процестерді жасау қажет болды [2].