- •Билет №1
- •1. Классификация и назначение ферросплавов. Общие требования к качеству ферросплавов. Способы получения ферросплавов.
- •2. Электротермия чугуна.
- •Билет №2
- •1. Свойства кремния и углерода. Теоретические основы восстановления кремния углеродом. Требования к качеству углеродистых восстановителей.
- •2. Алюмотермические процессы получения металлического хрома и феррохрома.
- •Билет №3
- •1. Электротермия кристаллического кремния.
- •2. Технология получения азотированного феррохрома.
- •Билет №4
- •1. Электротермия карбида кремния.
- •2. Руды и концентраты вольфрама. Электротермия ферровольфрама.
- •Билет №5
- •1. Сортамент ферросилиция. Технология выплавки и разливки ферросилиция.
- •2. Алюмотермия ферровольфрама и лигатур.
- •Билет №6
- •1. Электротермия карбида кальция.
- •2. Руды и концентраты молибдена. Окислительный обжиг сульфидных молибденовых концентратов.
- •Билет №7
- •1. Электротермия силикокальция.
- •2. Технология получения ферромолибдена.
- •Билет №8
- •1. Минералы, руды и концентраты рзм. Технология получения ферросплавов с рзм.
- •2. Ванадиевые руды и способы извлечения ванадия из руд.
- •Билет №9
- •1. Области применения марганца и его сплавов. Характеристики марганцевых руд и концентратов.
- •2. Металлотермия феррованадия.
- •Билет №10
- •1. Дефосфорация марганцевых концентратов. Технология окускования марганцевых концентратов.
- •2. Руды и концентраты титана. Подготовка титановых концентратов к плавке.
- •Билет №11
- •1. Электротермия высокоуглеродистого ферромарганца.
- •2. Алюмотермия ферротитана.
- •Билет №12
- •1. Электротермия силикомарганца.
- •2. Технология получения металлического титана.
- •Билет №13
- •1. Электротермия среднеуглеродистого ферромарганца и металлического марганца.
- •2. Руды ниобия и тантала. Алюмотермия феррониобия.
- •Билет №14
- •1. Технология получения азотированного марганца и силикомарганца.
- •2. Руды и концентраты циркония. Алюмотермия ферросиликоциркония и ферроалюмоциркония.
- •Билет №15
- •1. Области применения хрома и его сплавов. Месторождения хромовых руд.
- •2. Руды и концентраты бора. Алюмотермия ферробора и лигатур бора.
- •Билет №16
- •1. Электротермия высокоуглеродистого феррохрома.
- •2. Электротермия карбида бора и нитрида бора.
- •Билет №17
- •1. Электротермия ферросиликохрома.
- •2. Никельсодержащие руды. Комплексная технология получения ферроникеля.
- •Билет №18
- •1. Электротермия низкоуглеродистого феррохрома.
- •2. Полиметаллические руды кобальта. Комплексная технология получения кобальта.
- •Билет №19
- •1. Вакуумные процессы рафинирования феррохрома.
- •2. Руды фосфора. Процессы подготовки фосфоритов к электроплавке.
- •Билет №20
- •1. Классификация ферросплавных процессов по виду применяемых восстановителей.
- •2. Электротермия феррофосфора. Электропечи для восстановления фосфора.
- •Билет №21
- •1. Кислородно-конверторный и силикотермические процессы получения среднеуглеродистого феррохрома.
- •2. Минералы руды алюминия. Технология производства силикоалюминия.
2. Электротермия феррофосфора. Электропечи для восстановления фосфора.
Электротермия фосфора. Процесс получения фосфора может быть представлен реакцией: 2Ca3(PO4) + 10C + nSiO2 = P4 + 10CO + 6CaO∙nSiO2. Одновременно восстанавливаются содержащиеся в фосфоритах, флюсах и золе кокса оксиды железа, марганца, ванадия, ниобия и других элементов, образуя на подине печи металлическую фазу. Часть восстановленного фосфора растворяется в металле, в результате чего образуется попутный продукт - феррофосфор. Связывание железа, марганца, ванадия, ниобия и других элементов в фосфиды облегчает термодинамические условия восстановления этих металлов. Восстановление фосфора происходит из фосфатно-кремнеземистых расплавов, имеющих высокую вязкость, которая в интервале температур 1400-1450°С резко снижается, при дальнейшем нагреве до 1500 °С и выше вязкость уменьшается незначительно. Конечные шлаки имеют низкое содержание Р2О5.
Электропечи для восстановления фосфора.
Типовая фосфорная печь РКЗ-80Ф показана на рис. Основные параметры фосфорных печей различной мощности приведены в табл. Фосфорные печи работают только в герметичном режиме, поскольку продукт восстановления - фосфор находится в парообразном состоянии. Электроды непрерывные, самообжигающиеся. Между торцом электрода и подиной (расплавом) необходимо поддерживать постоянное расстояние.
Билет №21
1. Кислородно-конверторный и силикотермические процессы получения среднеуглеродистого феррохрома.
Силикотермический способ. Более ранним является бесфлюсовый силикотермический способ, предусматривающий восстановление хрома и железа хромитовой руды кремнием ферросиликохрома: FeO∙Cr2О3 + [Si-Cr-Cx] = [Fe-Cr-Cx] + SiO2. При бесфлюсовом методе извлечение хрома низкое, поэтому в настоящее время применяют флюсовый метод. Плавку ведут в дуговых электропечах рафинировочного типа. Извлечение хрома составляет 76-80%. Кислородно-конвертерный способ. Этот способ основан на процессе окисления углерода высокоуглеродистого феррохрома газообразным кислородом. Химизм процесса может быть описан следующими реакциями:
2/27Cr7C3 + 1/2O2 = 7/27Cr2O3 + 6/27CO
1/3Cr7C3 + 1/3O2 = 3Cr + CO
2/3Cr + 1/2O2 = 1/3 Cr2O3
Освоена технология производства феррохрома в 15-т конвертере с верхней подачей кислорода через водоохлаждаемую фурму. В конвертер через горловину заливают 7-11 т передельного высокоуглеродистого феррохрома, получаемого в том же цехе в рудно-термической электропечи. На 1 т залитого металла расходуется 80-100 м3 кислорода. После окончания плавки в металл задают 600-800 кг скрапа среднеуглеродистого феррохрома, а перед сливом металла 15-20 кг гранулированного ферросиликохрома марки ФСХ48 для частичного довосстановления и разжижения шлака. Выпуск металла и шлака производят в металлоприемник с последующей разливкой в изложницы. Извлечение хрома 80-81%
2. Минералы руды алюминия. Технология производства силикоалюминия.
В свободном виде глинозем (А12О3) встречается в природе в виде минерала корунда α-А1203. Известны и широко используются минералы, содержащие глинозем: каолин Al2О3∙2SiО2∙2H2O, дистен-силлиманит Al2О3∙SiО2, муллит 3Al2O3∙2SiО2 и др. Основной рудой для получения алюминия являются бокситы. Сплавы алюминия с кремнием (общее название силумины) широко используют для получения отливок различного функционального назначения. В мировой практике эти сплавы получают сплавлением электролитического алюминия с чистым кремнием. Для получения алюминия из технического глинозема необходимо, прежде всего, наличие высококачественных бокситов, большой удельный расход химических реагентов (NaOH) и электрической энергии.
Технология производства силикоалюминия. В 60-х годах была разработана электрометаллургическая технология выплавки алюминиево-кремниевого сплава (60 % А1 - 40 % Si) и реализована в промышленных условиях. Сущность технологии состоит в совместном восстановлении алюминия и кремния из оксидов А12О3 и SiО2 углеродом. Шихта состоит из дистен-силлиманитового концентрата, технического глинозема, каолина и углеродистого восстановителя.
Для корректировки шихты по ходу плавки брикетов в рудно-термической дуговой электропечи используют кварцит (98 % SiО2). В качестве восстановителя применяют газоугольный концентрат в смеси с нефтяным коксом.
Эти компоненты подвергают брикетированию с использованием сульфито-спиртовой барды. После сушки брикеты подвергают восстановительной электроплавке в открытых рудно-термических трехэлектродных электропечах. Процесс ведется непрерывно с погруженными в шихту рабочими концами самообжигающихся электродов. В общем, химизм процесса можно представить балансовой реакцией: 3А12О3 + 2SiО2 + 13С = 6А1 + 2Si + 13СО. Силикоалюминий выпускают в ковш с одновременным рафинированием его от шлака при помощи легкоплавких флюсов. Этот шлак используют в сталеплавильном производстве в качестве раскислителя. Рафинированный в ковше силикоалюминий в дальнейшем подвергают металлургическому переделу с целью получения литейных сплавов широкого сортамента.