2. Технология получения азотированного феррохрома.

Азотированный феррохром используют для выплавки хромоникельмарганцевых и хромомарганцевых аустенитных и других сталей с целью частичной замены дефицитного никеля и повышения физико-механических свойств металлопродукции. Азотированию подвергают низкоуглеродистый феррохром с низ­ким содержанием кремния, раскисленный алюминием, обеспечивая условия, исключающие образование оксидной пленки (шлака) на по­верхности расплава. Газообразный азот должен быть тщательно очищен от кислорода и Н₂О. Наиболее полно эти условия выполня­ются при азотировании феррохрома в вакуумных индукционных пе­чах. Азотирование жидкого среднеуглеродистого феррохрома можно осуществить также в кислородном конвертере. Промышленно освоенным способом является азотирование бри­кетов низкоуглеродистого феррохрома, полученного вакуумным ме­тодом обезуглероживания высокоуглеродистого феррохрома. После окончания процесса обезуглероживания в вакуумных печах сопротивления при 1100 °С в печь вводят азот (99,5% N₂) под давлением 100 кПа. Полученные брикеты азотированного феррохрома охлаж­дают до 600-800 °С в атмосфере азота при давлении 3-4 кПа. За­тем в печь напускают воздух и в дальнейшем охлаждают их на воз­духе.

Билет №4

1. Электротермия карбида кремния.

Карбид кремния (карборунд) - SiC широко применяется в качест­ве искусственного абразивного материала с высокой микротвердо­стью. Используют в металлообрабатывающей и металлургической про­мышленности для зачистки металлопродукции. Высокая термическая и химическая стойкость позволяет применять его для изготовления огнеупоров. Искусственный карбид кремния получают восстановлением SiО₂ угле­родом: SiO_: + ЗС = SiC + 2CO. Различают черный и зеленый карборунд. Оба вида промышленно­го продукта получают в электрических печах сопротивления, в кото­рых рабочим сопротивлением являются слой кокса (так называемый керн) и непосредственно шихта, состоящая из углеродистого восста­новителя и кварцевого песка. Для получения зеленого карбида кремния в шихту добавляют хлорид натрия, снижающий вредное влияние некоторых шихтовых примесей. Единичная мощность печи сопротивления составляет 4-4,5 МВА. Печь представляет собой самоходную платформу, на концах которой размещены токоподводящие угольные электроды. На дно платформы насыпают возврат, кварцевый песок, а затем вы­кладывают из кускового нефтяного кокса керн, который и является в начальный период процесса рабочим сопротивлением. Сверху на керн насыпают реакционную шихту. Процесс получения карборунда контролируют в основ­ном по расходу электроэнергии. Кусковой SiC направляют на дальнейшую переработку для получе­ния абразивного зерна различных классов, а сростки, содержащие до 70% SiC, используют в составе шихты при выплавке ферросилиция, производстве огнеупорных масс, в составе углеродных масс для само­спекающихся электродов и других целей. Промышленное производство карбида кремния сопровождается выделением большого объема газообразных продуктов.

2. Руды и концентраты вольфрама. Электротермия ферровольфрама.

Промышленное значение имеют в основном следующие минера­лы: ферберит FeWО₄, гюбнерит MnWO₄, вольфрамит (Fe,Mn)WO₄ и шеелит CaWO₄. Руды вольфрама содержат в среднем 0,2...0,5 % WO₃, редко пре­вышая 1 %. Часто они включают минералы молибдена, олова, меди, мышьяка и других элементов. Основные месторождения вольфрамо­вых руд в странах СНГ находятся в России и Казахстане. Богатые вольфрамовые руды добывают в Китае, Корее, Мьянме, США, Испа­нии, Португалии, Боливии и Австралии. Руды подвергают обогащению различными сложными способами с получением концентратов. Для получения чистого окси­да WO₃, необходимого для производства металлического вольфрама, применяют сложные химические и гидрометаллургические схемы переработки шеелитовых и вольфрамитовых концентратов. В шеелитовых концентратах содержится 45...65 % WО₃. Переработка таких концентра­тов позволяет получать чистый оксид WО₃. Вольфрамовые концен­траты с повышенным содержанием серы (1...7 %) подвергают окис­лительному обжигу в одноподовой печи, при этом получают концентрат, содержащий 0,12...0,56 % S.

Получения ферровольфрама алюминотермическим способом. Алюминотермическим способом получают ферровольфрам марок ФВ80(а), ФВ75(а) и ФВ70(а) с повышенным содержанием вольфрама. Процесс основан на восстановлении триоксида вольф­рама алюминием: 2/3WO₃, + 2/3Al = 2/3W + 2/3Al₂O₃. Концентрат, используемый для получения ферровольфрама, со­держит примесные оксиды Mo, Si и Fe, поэтому основной реакции сопутствуют процессы восстановления этих оксидов. Для плавки применяют в основном шеелитовый концентрат. Плавку ведут в трехфазной элек­тропечи типа ДСП-1,5. Для повышения извлечения вольфрама в шихту вводят корки шлака, металлические отходы предыдущих плавок и уловленную пыль. На 1 т ферровольфрама расходуется, кг: 1555 шеелитового концентрата; 345 порошка первичного алюминия; 20 извести; 80 железной окалины; 45 железной высечки при расходе электроэнергии 424 кВт-ч. Извлечение вольфрама составляет 99 %.