Содержание

	Стр.
Введение	2
1 История металлургического производства ТОО «Нуран»	3
2 Технологическая схема производства	11
3 Индивидуальное задание. Дистилляция цинка в горизонтальных и вертикальных ретортах ретортах.	30
4 Охрана труда и техника безопасности	33
5 Охрана окружающей среды	35
Заключение	37
Список использованной литературы	38

Введение

Стратегия индустриального развития Казахстана предусматривает дальнейшее развитие машиностроительного сектора промышленного производства, дальнейшей индустриализации, строительства, всемерное расширение сортамента импортозамещающей продукции. В этой связи ТОО «Нуран» прилагаются значительные усилия по углублению металлургического передела в регионе и развития новых металлургических производств. До недавнего времени данное предприятие работало исключительно по заготовке и продаже металлических ломов. Однако специалистами предприятия внедряются стадии более глубокого металлургического передела, осваивается новое оборудование, проводится разработка технологий изготовления продукции, которая могла бы быть использована при техническом сопровождении многочисленной импортной техники, работающей в различных областях и сферах деятельности на территории Республики Казахстан. Целью этой работы может стать создание собственных сборочных производств на базе собственных комплектующих изделий. Внедряются новые технологии – непрерывное литье, производство сортового проката, производство новых ферросплавов, сплавов на основе меди и свинца, элементы реакционной плавки свинца и т.д. Важно изучать опыт данного передового в своей отрасли предприятия и оказывать всемерную поддержку и содействие со стороны академической и ВУЗовской науки, региональных технопарков и Национального агентства по техническому развитию. С этой целью между ЮКГУ им.М.Ауэзова и ТОО «Нуран» установлены давние прочные связи, которые находят отражение участии студентов в работе завода в период прохождения всех видов профессиональной практики.

1 История металлургического производства ТОО «Нуран»

ТОО «Нуран» молодая, интенсивно развивающаяся компания металлургического профиля. На данный момент мы можем сообщить о себе следующее:

1. Месторасположение: Республика Казахстан, Южно-Казахстанская область, г. Шымкент, промышленная зона Фосфорного завода

2. Основано: 2006 год

3. Форма собственности: частная

4. Основное направление деятельности: заготовка, сортировка, переработка и реализация продуктов переработки лома цветных и черных металлов. Выдана лицензия ДПП №07027 от 20 марта 2007 года

5. Основные виды продукции:

   0. Медь анодная литая по собственным техническим условиям (стандарту организации) для целей электролитического рафинирования и получения катодной меди

   1. Медь квалификации М0, М1, М2, М3 согласно ГОСТ 859-2001 в виде чушек по 25-30 кг,

   2. Медные сплавы в ассортименте по заявке заказчика (бронзы, латуни литейные и обрабатываемые давлением) в виде чушек по 25-30 кг

   3. Кремний-алюминиевые сплавы по заявке заказчика для литья деталей, применяемых в автомобилестроении в виде чушек по 600 кг

   4. Литые прутки круглого сечения из медных сплавов (латуни и бронзы) по ГОСТ 24301-93 диаметром от 20 до 110 мм по требованию заказчика, изготовленные методом непрерывного литья

   5. Свинец квалификации С1, С2, С3 согласно требований ГОСТ 3778-98 в виде чушек по 25-30 кг.

   6. Решен один самых главных вопросов для любого предприятия – сбыт продукции. Благодаря безупречному исполнению своих обязательств перед потребителями наше предприятие завоевало доверие и теперь является официальным поставщиком Лондонской биржи металлов (LME - London Metal Exchange). Это честь, которой удостаивается далеко не каждый. Вся наша продукция поступает на экспорт, что способствует росту экспортного потенциала нашей страны в целом.

   7. Мы заняты важной народно-хозяйственной задачей утилизации промышленных и бытовых отходов цветных и черных металлов. Очистка земель от завалов этих отходов также важна и с экологической точки зрения. Конечно, этим заняты многие. Но не многие выполняют эту работу цивилизованно, с минимальным ущербом для экологии и максимальной выгодой для Государства. Многие из этих отходов довольно опасны, например отработанные аккумуляторные батареи. Поэтому многие заготовители и переработчики наносят ущерб окружающей среде в процессе работы. Многие, но не мы. Мы производим переработку в полном соответствии с нормами, правилами и проектной документацией, что обеспечивает соблюдение норм выбросов вредных веществ, неизбежных при проведении данного вида деятельности.

Несмотря на небольшой срок своего существования, нами достигнуты определенные результаты, которые указывают на серьезность наших намерений в плане дальнейшего развития.

Немного о том, что достигнуто за 3 года существования.

Наши производственные показатели:

год	Переработано отходов цветных металлов, тонн	Переработано отходов черных металлов, тонн	Произведено сплавов цветных металлов, тонн
2007 г.	8629,94	1499,55	6806,5
2008 г.	12739	2759	11170
2009 г.	7228	650	6457
2010 г. (2 месяца)	1658	60	1340

2009 год стал серьезным испытанием для фирмы. Мировой экономический кризис сказался и на наших показателях. Объем собранных отходов черных и цветных металлов существенно снизился. Однако вместе со всей страной мы пусть и медленно, но уверенно справляемся с последствиями кризиса.

Являясь социально ответственным представителем бизнеса, мы регулярно и в полном объеме выполняем свои обязательства перед государством и своими работниками. В 2008 году фирма смогла обеспечить 120 рабочих мест. К сожалению, в результате кризиса в 2009 году число работников снизилось до 80, но это все временно, улучшение непременно наступит.

Наши налоговые отчисления и количество созданных рабочих мест

год	Налоговые отчисления ТОО «Нуран», тенге	Число рабочих мест
2008	34 729 000	120
2009	33 864 000	80
2010	6 582 000	80

В плане технологического оснащения все это время мы планомерно работали над совершенствованием производства. Теперь в процессе производства нами используются наиболее современное оборудование и передовые технологии. Предприятие укомплектовано для целей переработки лома меди и лома из сплавов на основе меди:

1. Двухпостовой печью емкостью по меди 2 тонны российского производства Печь поставлена широко известной производственной фирмой «Институт электротехнологий», имеющей большой опыт в создании аналогичных печных агрегатов;

2. Двумя печами китайского производства 5-го поколения, имеющими усовершенствованную электронную схему защиты и регулировки тиристорного преобразователя частоты на базе новейшего микропроцессора. Емкость печей 1 тонна по жидкой меди

Комплектация производства такими современными плавильными агрегатами позволяет поддерживать время цикла плавки около 75 мин, что может гарантировать производительность до 30 тонн готовой продукции в сутки. Обеспеченность производства всеми необходимым вспомогательным оборудованием (крановое, насосное хозяйство, разливочное оборудование) позволяет справляться с данными грузопотоками. Вспомогательное оборудование по каждой позиции имеется как основное, так и резервное, что практически исключает вероятность срыва поставок из-за технических неисправностей. На нашем предприятии внедрена научная организация труда и система планово- предупредительных ремонтов. За счет этого при любых обстоятельствах наше производство бесперебойно и является надежным партнером для своих потребителей.

Н аходясь на переднем крае внедрения передовых технологий, мы первыми в Республике Казахстан освоили непрерывное литье продукции на горизонтальной машине российского производства (Опытно-экспериментальный завод «Орггидромаш», г. Калуга). На фотографии установка непрерывного литья производительностью до 400 кг в час в действии. По мере комплектования портфеля заказов на непрерывно литую продукцию из меди и сплавов на ее основе мы планируем увеличить количество таких установок до 3-4 штук.

Предприятие имеет собственную энергетическую подстанцию с подключением от трех независимых источников электрической энергии. Мы являемся самостоятельными провайдерами на балансирующем рынке электрической энергии. Заключены несколько прямых договоров с производителями электрической энергии на поставку электроэнергии. Это также является гарантией нашей бесперебойной работы. Электрическая энергия подается на печи в определенном технологическом режиме, который обеспечивает максимально возможную производительность при минимальном расходе сырья.

Водоснабжение предприятия также предусмотрено от двух независимых источников – это внешний поставщик и собственная скважина, находящаяся на территории предприятия. Наши печи никогда не останутся без водоснабжения. Помимо дублирования водоснабжения мы имеем два бассейна-накопителя объемом 500 и 90 м³. Имея собственную котельную, мы производим умягченную для охлаждения элементов тиристорных преобразователей частоты путем испарения технической воды с последующей ее конденсацией.

В отношении технологии мы используем самые современные технологические приемы и самые высококачественные вспомогательные материалы. Так для удаления растворенных газов и удаления неметаллических примесей мы используем реагенты – Degasal, Probat и Probat+ немецкого производства. Практикуем продувку жидкого металла аргоном. Нами используется только качественный и сухой древесный уголь российского производства. Для футеровки печей мы используем наиболее совершенный метод сухой набивки с последующим спеканием. Набивка осуществляется с использованием кварцита, добываемого на собственном месторождении. Изготовление футеровочной массы особого состава осуществляется также на собственном участке.

Наша сеть заготовительных пунктов сбора отходов цветных и черных металлов одна из крупнейших в Республике и представлена в 8 из 12 регионов страны. Также наши заготовительные базы расположены и за пределами нашего государства. Это обеспечивает стабильное обеспечение сырьем нашего производства. Мы продолжаем работать над расширением наших партнерских отношений в части обеспечения сырьем. Наша особая надежда - войти в число производителей, осуществляющих технологический процесс не только с использованием лома, но и с привлечением рудных материалов, что значительно расширит наши производственные возможности.

Качество нашей продукции находится под постоянным контролем со стороны собственной спектрофотометрической лаборатории, оснащенной современными приборами для анализа. В числе них:

1) Оптический эмиссионный спектрофотометр МФС-8 18-канальный, производства ЗАО «Спектральная лаборатория» г. Санкт-Петербург, способный определять содержание следующих элементов – марганец, железо, кремний, фосфор в области высоких и низких концентраций, а также в области низких концентраций никель, цинк, олово, висмут, свинец, магний, алюминий, мышьяк, медь, сурьму

2) Оптический эмиссионный спектрофотометр МФС-8 24-канальный, производства ЗАО «Спектральная лаборатория» определять содержание следующих элементов – хром, марганец, алюминий, кремний, медь в области высоких и низких концентраций, а также в области высоких концентраций вольфрам, кальций, молибден, цирконий, титан, цинк, ниобий, ванадий, висмут, олово., свинец никель.

Наличие собственной лабораторной базы позволяет нам выдавать нашим потребителям полный химический состав нашей продукции – до 13 элементов для каждой плавки. Каждая партия продукции обязательно сопровождается сертификатом качества с химическим анализом на каждое транспортное место (плавку) в транспортном контейнере. От каждой плавки мы отбираем как минимум три пробы и выдаем среднее арифметическое значение. Благодаря этому мы на 100% уверены в качестве нашей продукции.

Мы по праву можем гордиться нашими достижениями в производственной сфере. Мы существуем всего 3 года, но за столь короткий срок нами достигнуты следующие технологические показатели:

1. Угар меди при переработке самых различных видов ломов, вплоть до самых низкокачественных 1,0-1,5%

2. Удельный расход электрической энергии 280-320 кВт*ч/тонну меди

3. Трудозатраты в денежном исчислении 25-30 долл. США/тонну

4. Продолжительность кампании плавок на одной футеровке до 300 плавок (600 тонн металла), в среднем 150-200 плавок.

5. Производительность до 30 тонн в сутки меди и медных сплавов.

6. Производительность до 7 тонн в сутки свинца и свинцовых сплавов

Мы полагаем, что эти показатели еще не предел наших возможностей. Мы с оптимизмом смотрим в будущее, поскольку уверенны, что совместно и благодаря нашим партнерам, потребителям, поставщикам достигнем значительно большего.

Кризис показал, что, несмотря на успехи нельзя останавливаться на достигнутом. Нужно не только совершенствовать имеющееся производство, необходимо диверсифицироваться, т.е. осваивать новые производства и новые сферы деятельности. Ограничивая себя рамками одного вида деятельности, мы рискуем в условиях неблагоприятной конъюнктуры оказаться перед лицом технического дефолта. Если мы будем развивать собственное производство в разных направлениях, то временные трудности в одной сфере мы сможем успешно пережить за счет работы в других сферах.

В этой связи политика предприятия на перспективы развития следующая:

0. 1. Главная и ближайшая наша задача – это организация производства стального сортового проката производительностью 10 тыс. тонн в год с последующим расширением до 50-100 тыс. тонн в год. Занимаясь сбором отходов черных металлов, мы понимаем, что нельзя на этом останавливаться. Необходимо продавать не сырьё, а продукцию. Это положение, направленное на создание инновационной экономики определено Президентом РК в его послании п.4 – в котором говорится о необходимости развития металлургической отрасли в Республике Казахстан. Несмотря на большую конкуренцию в этой сфере нашим главным преимуществом будет качество нашей продукции. Для обеспечения качества нами будет применяться не использующаяся пока ни на одном из действующих предприятий г. Шымкента и области технология термической обработки готовой продукции. Эта технология с использованием современных нагревательных индукционных печей российского производства обеспечит конкурентное преимущество нашей продукции. Механические свойства нашего стального проката будут не только соответствовать, но и превосходить требования ГОСТа. Непрерывный контроль качества будет обеспечен запланированными новыми собственными лабораториями механических испытаний и спектрального анализа. За счёт качества мы рассчитываем наладить поставки своей продукции лидерам отечественной строительной индустрии. Качество и низкая себестоимость даст нам возможность претендовать на Государственные заказы в рамках Президентской программы «Дорожная карта». Разливка стали будет производиться с использованием передовой технологии непрерывного литья, которая позволит снизить расходы и соответственно снизить себестоимость продукции, что также обеспечит конкурентоспособность. Для дальнейшего снижения себестоимости и, соответственно цен на нашу продукцию мы планируем приобрести права недропользования на месторождение железных руд, чтобы расширить свою сырьевую базу с меньшими затратами. Проект этого производства уже подготовлен силами наших специалистов совместно с ТОО «КазНИИХимпроект». Далее проект поступит на согласование в контролирующие государственные организации. Участок под кадастровым № 19-309-049-507

1. 2.Следующий наш шаг - это развитие новой для Казахстана современной и не имеющей аналогов в странах СНГ – технологии литья по выплавляемым моделям замкнутого цикла, что позволит заполнить вакуум, образовавшийся в казахстанском машиностроении после кризиса 90-ых. Участок под кадастровым № 19-309-049-510

2. 3. Заключен контракт и интенсивно ведутся проектные работы и закупка оборудования с технологиями мирового лидера в области современной металлургии это Шведско-Финской группой компаний «Outotek & Outokumpy» и «Кальдо» для организации производства катодной меди производительностью 10 тыс. тонн в год. Оборудование, приобретенное у этой фирмы уникально. Оно позволяет перерабатывать медьсодержащие отходы с очень низким 30-35% содержанием меди, которые сильно загрязнены примесями органического происхождения. Важное направление с этой сфере – переработка электронных отходов, которые сейчас утилизируются крайне не эффективно без извлечения содержащихся в них драгоценных металлов. Кроме того, экологический ущерб в нашем варианте – многократно ниже, чем в тех технологиях, которые используются сейчас. Такое оборудование имеется только в Европе (Германия и Италия), где экологические требования очень высоки. И работа этих предприятий высокоэффективна с экономической точки зрения. В отечественной практике эти низкосортные лома ранее слабо вовлекались в переработку с целью получения меди, поэтому использование этого дешевого сырья позволит также снизить себестоимость продукции и повысить конкурентоспособность.

3. Рассматривается вопрос приобретения у государства прав недропользования на техногенное месторождение меди с целью организации производства меди из рудного сырья ,или же хвостов обогащения скопившихся в огромных количествах с Советских времен в отвалах «Джезказганцветмет». Где будет применена передовая технология бактериального выщелачивания. Получаемая медь катодного качества по содержанию вредных примесей будет на порядок чище, чем аналогичная продукция производства АО «Казахмыс» и ТОО «Кастинг» за счет использования мембранных технологий электролитического рафинирования и уникального конверторного оборудования фирмы «Кальдо». Теперь такие технологии и оборудование будут работать и в Казахстане. Уникально чистая медь обладает пониженным электрическим сопротивлением, что особенно ценится производителями высококачественной электротехнической и кабельной продукции на мировом рынке. Со временем мы планируем организовать и эти производства, сделав переработку отходов цветных металлов еще глубже. Намечено производство кабельной продукции в широком ассортименте из меди катодного качества собственного производства. Проект данного производства разрабатывается силами специалистов института «Гипроникель» г.Санкт-Петербург входящих в группу «Русский Алюминий» совместно с ТОО «КазНИИХимпроект» (адаптация проекта к Казахстанским условиям)г.Шымкент. Участок под кадастровым №19-309-049-508 и 19-309-049-509

4. 4. Закуплено и установлено оборудование индийского производства фирмы «Gravita» для организации производства свинца и сплавов на его основе из аккумуляторного лома производительностью 2300 тонн в год. Техника и технология, предоставленная фирмой разработчиком, проходит промышленную апробацию. Такое производство призвано решать важную народно-хозяйственную задачу наиболее эффективной, в том числе и для государства, утилизации отработанных аккумуляторных батарей. Проект этого производства уже подготовлен силами наших специалистов совместно с ТОО «КазНИИХимпроект». В данный момент проект прошел согласование во всех контролирующих государственных организациях. Участок под кадастровым №19-309-049-367

5. 5. В планах дальнейшего развития организация производства ферросилиции (сплава железа и кремния с содержанием Si-75%). Производительностью 3 тыс. тонн в год. В настоящее время производство полностью подготовлено, производятся необходимая организационно-техническая подготовка. Имеются акт ввода в эксплуатацию, разрешение ГАСКа и согласования со всеми инстанциями. Участок под кадастровым №19-309-049-243 с объектами кадастровые номера №19-309-049-241 и 19-309-049-242

6. 6. Растущие грузопотоки требуют создания собственного ж/д транспортного узла, привязанного напрямую к ж/д транспортной системе НК «КазахстанТемирЖолы», минуя посредников-ветвевладельцев через чьи территории необходимо пройти, чтобы выйти в единую транспортную систему, что опять таки существенно скажется на конкурентноспособности продукции предприятия, поскольку посредники-ветвевладельцы используют свои ж/д пути в виде рычага давления для получения сверх прибылей за счет чужого транспортного потока. Так грузопоток только сталеплавильного производства составит около 25000 тонн в год, а в дальнейшем достигнет 250000 тонн, т.е. вырастет в 10 раз а это не менее 25 вагонов ежесуточно. Производство ферросплавов – 75000 тонн - 3 вагона ежесуточно, производство медных и свинцовых сплавов – 40000 тонн – 2 вагона, итого в сутки не менее 30 вагонов. Строительство своей ж/д станции позволит снизить транспортные расходы а также повысить конкурентоспособность продукции. Проект ж/д станции подготовлен совместно специалистами нашего предприятия и ТОО «СымбатСтройПроект». Для этих целей приобретен участок за кадастровым №19-309-049-348. На этом же участке будет организовано производство кислорода, необходимого для производственных нужд медеплавильного предприятия. Это будет также способствовать снижению себестоимости и повышению конкурентоспособности в целом.

7. 7. С введением новых производств потребуется строительство новых административно – бытовых помещений для обеспечения надлежащих санитарно-гигиенических условий для работников предприятия. Проект административно – бытовых помещений подготовлен совместно специалистами нашего предприятия и ТОО «КазНИИХимпроект». Участок под кадастровым № 19-309-049-489 с прилегающей территорией кадастровый №19-309-049-490

8. 8. Для активной диверсификации производства в условиях острого дефицита электрической энергии нашими специалистами совместно с корпорацией «Казэлектромонтаж» г.Алматы разработано технико-экономическое обоснование строительства главной электроподстанции с отпайкой от шин высоковольтной линии ОАО «КЕГОК». Для этих целей приобретено здание под кадастровым № 19-309-049-505. Строительство подстанции улучшит инфраструктурную обеспеченность Индустриальной зоны, запланированной на Государственном уровне, на территории бывшего фосфорного завода. При этом не будет потрачено ни одного тенге бюджетных средств. Возникнет конкурентная среда на рынке поставщиков электроэнергии, что всегда положительный фактор в рыночных условиях, особенно в такой монопольной сфере как энергетика. Мы планируем составить конкуренцию монополисту на территории Индустриальной зоны – ТОО «Казфосфат» в вопросах переработки электроэнергии для местных потребителей.

9. Как видно планов много. Задуманные дела масштабные. Об этом можно судить только лишь по тому, что в 2008 году для организации новых производств закуплено оборудования на сумму 61 млн. тенге, а в 2009 году эта сумма составила уже 212,5 млн. тенге. При запуске всех производств на полную мощность предприятие обеспечит новые рабочие места в количестве не менее 1500 человек. В том числе:

10. Производство катодной меди и медной продукции - 500 чел

11. Производство свинца - 250 чел.

12. Производство стального проката - 600 чел.

13. Ж/д станция - 50 чел.

14. Литейное производство - 50 чел.

15. Электрическая подстанция - 50 чел.

16. Налоговые отчисления в течение ближайших 10 лет увеличатся как минимум в 10-20 раз.

17. Безусловно, что первый вопрос, который решался – это вопрос места размещения новых производств. Этот вопрос решался в первую очередь путем приобретения земельных участков в промышленной зоне. Поскольку планируемые производства большей частью 1-го класса опасности и требует санитарно-защитной зоны не менее 1000 метров, то наиболее подходящим местом явилась территория бывшего фосфорного завода, который с одной стороны находится достаточно далеко от жилых массивов, но с другой стороны сохранил инфраструктуру и коммуникации.

18. Как известно от замысла до реализации, особенно в крупных делах проходит довольно большой срок. После приобретения участков нами проводилась огромная работа по разработке проектов, изысканию финансирования, согласованию, заключению договоров с подрядчиками и т.д. На внешний взгляд можно было бы подумать, что приобретенные нами земельные участки бесполезно простаивают, но чтобы что-либо начинать делать, необходимо тщательно все продумать и только после этого что-то предпринимать. Этим мы и занимались последние 2 года. В ближайшее время начнутся реконструкционные и строительно-монтажные работы по приведенному выше списку. Поскольку все очень хорошо продумано, то строительство будет закончено в предельно сжатые сроки, а запуск производства не заставит себя ждать.

19. Мы прекрасно понимаем озабоченность властей по поводу целевого и рационального использования земельных участков. Имеют место землевладельцы, которые просто скупают участки, чтобы потом их перепродать. Особенно сейчас, когда поставлена задача - на территории бывшего фосфорного завода создать промышленный центр. В этой связи стоимость земли здесь вероятно поднимется. Однако мы можем доказать документально и на деле, что мы не временщики и не земельные спекулянты, а производственная компания, твердо стоящая на ногах, реально оценивающая свои возможности и прилагающая все усилия, чтобы обеспечить инновационное развитие Казахстана.

2 Технологическая схема производства

Ферросплавное производство

Ферросплавы в ТОО «Нуран» получают восстановлением оксида кремния, который содержится в кварците углеродом, содержащимся в угле и спец. коксе. Восстановление происходит в электродуговой рудотермической печи. Тепло, необходимое для осуществления процесса восстановления и нагрева шихтовых материалов выделяется электрической дугой и при протекании электрического тока через слой шихты. В процессе восстановительной плавки происходит сход шихты и образование на подине жидкого металла, за счет тепла, выделяющегося при горении электрических дуг, который непрерывно вытекает через летку, а в печь непрерывно подаются новые шихтовые материалы. При помощи деревянных жердей производится шуровка колошника за счет чего облегчается сход шихты.

Физико-химические условия производства ферросплавов

Физико-химические свойства кремния и его соединений

Кремний:

Кремний (Si) имеет следующие основные физические свойства

Удельный вес, т/м³ 2,34

Температура плавления, ⁰С 1430

Температура кипения, ⁰С 2680

Источником кремния при производстве технического кремния является часто встречающийся в природе диоксид кремния (кремнезем) - SiO₂, существующий в различных модификациях. Технологически различают две основные формы кремнезема – кварцит и кварц. Эти модификации мало отличаются по физическим свойствам:

Удельный вес, т/м³ 2,65

Температура плавления, ⁰С 1720

Температура кипения, ⁰С 2780

Принципиально две формы отличаются тем, что кварцит представлен кусковым материалом, состоящим из сцементированных между собой отдельных частичек, кварц представляет собой цельные кристаллы. Кварц при нагревании трескается и разрушается подобно стеклу, образуя при этом мелкую пыль, которая нарушает процесс плавки и увеличивают удельный расход сырья.

Физико-химические основы выплавки технического кремния

При производстве технического кремния, кремнезем, вводимый в шихту, восстанавливается твердым углеродом в условиях электродуговой печи по следующей суммарной реакции:

SiO₂ + 2C = Si + 2CO (1)

Температура начала реакции (1) 1540⁰С

В печи восстановление кремнезема происходит с образованием карборунда SiC и моноокиси кремния SiO по следующим реакциям:

SiO₂ + 3C = SiC + 2CO (2)

SiO₂ + C = SiO + CO (3)

Температура начала реакции (2) 1430⁰С (3) 1630⁰С. Моноокись кремния SiO очень легколетучее соединение. Поэтому много кремния испаряется в виде моноокиси. Однако в горячих зонах печи моноокись может воссатнавливаться до кремния по реакции (4)

SiO + C = Si + 2CO (4)

При температуре более 1770⁰С карборунд может разрушаться кремнеземом по реакции (5). Эта реакция является полезной, т.к. избыточное количество карборунда в ванне печи может привести к нарушению хода печи из-за того, что карборунд это – тугоплавкое соединение с низким электрическим сопротивлением. Фактически восстановление кремния протекает не напрямую по реакции (1), а через образование промежуточных продуктов – карборунда и моноокиси кремния.

2SiC + SiO₂ = 3Si + 2CO (5)

Шлакообразование при выплавке технического кремния

Производство технического кремния относится к бесшлаковым процессам, но тем не менее получение сплава всегда сопровождается получением небольшого количества шлака. На одну тонну технического кремния получается 50-60 кг шлака. Шлак образуется в силу следующих причин:

1. В шихтовых материалах присутствуют примеси, которые не восстанавливаются – оксиды кальция, магния, алюминия, щелочных металлов, содержащиеся как в кварците, так и в золе углеродистых восстановителей;

2. Кремнезем, содержащийся в исходном сырье, не смотря на необходимый расход восстановителя, не восстанавливается в полной мере, а на 92-95%. Часть кремния испаряется в виде моноокиси, а часть не восстанавливается и переходит в шлак.

Шлаки от выплавки технического кремния имеют химический состав:

SiO₂ Al₂O₃ CaO MgO Si+SiC

70-80 % 10-15 % 5-7% 2-3% 5-10%

Шлак имеет высокую температуру плавления – 1600-1700⁰С, характеризуется высокой вязкостью и является «длинным», т.е. переход шлака из твердого в жидкое состояние происходит в широком интервале температур. Высокая вязкость шлака часто вызывает зарастание плавильной ванны и загрязнение готовой продукции, т.к. вязкий шлак плохо отделяется от металла.

Газообразование

В высокотемпературной зоне плавильной ванны ферросплавной печи образуются технологические газы. Образование газов обусловлено процессами химических превращений при восстановлении кремния, горения углеродистого восстановителя в колошниковой части печи, испарения и разложения влаги. Образующиеся раскаленные газы в печи газы проходят через слой шихтовых материалов, отдают им тепло и выходят из печи с температурой 200⁰С. Колошниковый газ содержит 90-94% СО (угарный газ), 2-6% СО₂ (углекислый газ), 1-3% Н₂ (водород). Теплотворная способность около 2800 ккал/м³, но из-за большого подсоса воздуха под зонт печи колошниковый газ не может быть использован в качестве топлива. Количество газов, удаляемых из печи РКО-6,3 около 100 тыс. м³/час. При отводе из печи температура газа и его химический состав изменяется в результате процессов взаимодействия с подсасываемым атмосферным воздухом.

Производство меди и медных сплавов

Плавка включает в себя 3 основных этапа:

1) плавление лома или шихтовых материалов– 2,0 часа

2) рафинирование от вредных примесей – 1,5 часа

3) дегазация готового металла – 1,0 часа

1) Плавление лома или шихтовых материалов

Технология этого этапа не предусматривает при наличии качественной шихты проведение каких-либо химических реакций. Процесс заключается лишь в расплавлении и смешивании компонентов в определенных соотношениях. Химические реакции, которые протекают в процессе производства, являются побочными и протекают самопроизвольно. Суть реакций сводится к окислению компонентов расплава и окислению примесей содержащихся в шихтовых материалах (примеси органического происхождения, масло, лак и т.д.). Основная реакция, протекающая в печи – окисление меди кислородом воздуха:

Сu + ½ О₂ = СuO

Эта реакция весьма опасна в силу дальнейшего взаимодействия с материалом футеровки по реакции:

СuO + SiO₂ = CuO*SiO₂

Силикат меди – легкоплавкое соединение, которое переходит в шлак, таким образом, происходит разъедание футеровки, что не допустимо. Для предотвращения этих реакций на поверхность жидкого металла подают древесный уголь, для создания восстановительной среды и протекания реакции:

CuO + C = Cu + CO₂

С другой стороны эта реакция полезна, т.к. она обеспечивает окисление вредных примесей по реакциям:

CuO + Э = Cu + ЭО

Э + ½ О₂ = ЭО

где: Э – элемент, являющийся примесью или компонентом сплава (Zn, Fe, Al, Si, S и т.д.)

В том случае если медный лом сильно загрязнен вышеуказанными примесями, проводится 2-й этап – рафинирование.