Билет №16

1. Электротермия высокоуглеродистого феррохрома.

Получение высокоуглеродистого феррохрома основано на восста­новлении хрома и железа из хромитовых руд углеродом непрерыв­ным способом в рудно-термических круглых закрытых электропечах. Ниже приведены основные реакции восстановления хрома из ок­сидов углеродом:

Сr₂О₃ + 13/3С = 2/3Сr₃С₂ + 3СО

2/3Сr₂O₃ + 18/7С = 4/21Сr₇С₃ + 2CO

Сr₂О₃ + 81/23С = 2/23Сr₂₃С₆ + 3СО

2/3Сr₂О₃ + 2С = 4/3Сr + 2CO

3(FeO∙Сr₂О₃) + 3С = 3Fe + 3 Сr₂О₃ + 3СО

MgO∙Сr₂О₃ + 3С = 2Cr + MgO + 3СО

Восстановление хрома из Сr₂О₃ до чистого хро­ма термодинамически менее вероятно, чем до карбидов. Поэтому, используя углерод как восстановитель, всегда получают высокоугле­родистый феррохром. Для выплавки высокоуглеродистого феррохрома используют хромитовую руду и углеродистые восстановители - кокс, полукокс, газовый уголь. В шихту вводят также собственные оборотные отхо­ды сплава. Феррохром можно также выплавлять с использованием агломерата и (или) окатышей из хромитовых руд. При расчете шихты принимают, что извлечение хрома составляет 92%, железа 95%, а избыток восстановителя для плавки в закрытых печах равен 2%, от­крытых 10%. Металл и шлак выпускают из печи совместно.

Высокоуглеродистый феррохром выплавляют и в плазменной пе­чи, что позволяет эффективно решить ряд задач: использовать пыле­видные и бедные хромитовые руды, а также дешевый каменный уголь

2. Электротермия карбида бора и нитрида бора.

Карбид бора - В₄С и изделия на его основе широко применяют в различных отраслях техники и про­мышленности, в порошковой металлургии, для изготовления конст­рукционной керамики (броневых плит, облицовочной брони кабин самолетов, вертолетов), противоударной одежды (бронежелетов), а также в атомной энергетике в качестве поглотителей тепловых ней­тронов в регулируемых стержнях ядерных реакторов. В металлооб­рабатывающей отрасли В₄С используется в шлифовально-полировочных операциях. Температур­ная зависимость энергии Гиббса реакции образование В₄С из эле­ментов описывается уравнением: 4В + С = В₄С. Разработан процесс получения карбида бора с ис­пользованием ортоборной кислоты и углеродистого восстановителя в дуговой печи специально разработанной конструкции. Химизм процесса в общем виде может быть представлен реакцией: 4Н₃ВО₃ + 7С = В₄С + 6Н₂О + 6СО. В процессе плавки внутренний кожух нагревается от электрических дуг до 600-700 °С Вследствие чего борная кислота плавится, а шихтовая смесь (Н₃ВО₃ + углерод) приобретает подвиж­ность.

Билет №17

1. Электротермия ферросиликохрома.

Ферросиликохром производят товарный и передельный. Товарный ферросиликохром применяют в основном для раскис­ления и легирования стали. Передельный ферросиликохром используют в качестве восстановителя при производстве низкоугле­родистого феррохрома силикотермическим методом.

Существуют два способа получения ферросиликохрома: одно-(шлаковый) и двухстадийный (бесшлаковый). В России и Казахстане применяют двухстадийный способ, который основан на восстанов­лении кремния из кремнезема (кварцита) углеродом в присутствии передельного углеродистого феррохрома. При одностадийном (шла­ковом) способе в шихту используют хромитовую руду, кварцит и коксик. Двухстадийный способ получения ферросиликохрома основан на протекании реакций:

SiO_: + 2С = Si + 2CO

1/3(Cr,Fe)₇C₃ + 10/3Si = 7/3(Cr,Fe)Si + SiC

2/3(Cr,Fe)₇C₃ + SiO₂ = 14/3(Cr,Fe)Si + 2CO

Выплавку ферросиликохрома двухстадийным способом ведут в рудно-термических печах с углеродистой футеровкой непрерывным процессом.