Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Розенцвейг Я.Д. Краткий справочник ферросплавщика (для рабочих)

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
10.18 Mб
Скачать

Концентрат брикетировали или подвергали агломерации, т. е. апекамию в присутствии углеродсодержащих 'Материа­ лов (уголь, мелочь кокса и т. д.).

Примерный состав агломерата: 29—31% Мп, 5,5—7,0% Fe, 29-60% S i02, 7,0% А120 3, 1,6% СаО, 0,5% MgO, 4,0% ВаО, 0,05—0,08% Р, 1,0—(1,5%. С.

Рнс. 44.

Схема производства силикомарганца из окнсных руд

н

концентратов с высоким содержанием кремнезема

 

(джездннская руда)

Опытные плавки вели в печи мощностью 2500 ква при

напряжении 100 в; футеровка печи выполнена из магнези­ та. Плавку вели непрерывным процессом; ход печи был спокойным. Выпуск производили 'Четыре раза в смену в

стальные ковши со шлаковым га.рниссажем. Состав шихты для выплавки Симн14, кг:

А гл о м ер ат.............................................

300

Кокснк (сухой) ................................

60

И зв е с т н я к ...............................................

15

Примерный расход материалов .на 1 т сплава:

Агломерат,

кг ..........................

2900—3000

 

Кокснк (сухой), кг ............................

600

б

Известняк,

кг ................................

И

Электроэнергия,кет-ч ......................

5750

 

<51

Извлечение марганца 75,7%, (переход кремния в сплав

38,0%,

кратность

шлака 1,5. Состав шлака:

8— 12%

Мп,

40% S i0 2, 21—24% СаО, 14-46% А120 3, 1—2%

MgO,

1,0—

1,8% FeO, 0,02%

Р, 0,3— 1,6% С.

 

 

Были проведены опыты то выплавке ciuiiiKOM.apratma из

бедных

руд Джездинского месторождения, имевших

сле­

дующий химический состав: 20,3% Мп, 2,35% Fe, 38,36% SiOo, 4,6% СаО, 9,16% А12Оэ, 0,065% Р, 0,18% S, п.шп. 5,9%.

Была установлена .возможность получения стандартного силнкама.рганца марок Сими14 и Снмн17. Переход марган­ ца в оплав около 60% при кратности шлака 4,5—5,8 и рас­ ходе электроэнергии 10 100 квт-ч/т.

Одновременно установлено, что пыль колошниковых га­ зов содержит таллий, цезий и рубидий, и улавливание га­ зов ,и извлечение нз пыли этих доропих металлов позволит

снизить

стоимость

снлнкомарганца.

37% Мп,

16% S i02,

Из

атасуйских

руд,

содержащих

10% Fe20 3 и —0,05% Р,

выплавляли

богатый

марганцо­

вистый шлак для последующей переработки на металличес­

кий марганец.

Шлак

имел следующий состав: 46% Мп,

23% S i02, П%

А120з,

1%

FeO и 0Д1%

Р.

Расход

руды на

1

т шлака 1430

кг, восстановителя

(кокса) 121

кг,

электроэнергии 4000 кет ■ч.

СПЛАВЫ ХРОМА

ХРОМ

Храм— элемент VI группы периодической 'системы.

Обозначение Сг; порядковый номер 24; атомная масса 51,996. Содержание в земной коре 0,03%.

Элемент открыт в 1797 г. французским химиком Во,неле­ пом и назван хромом из-за яркого цвета его соединений («хрома» по-гречески— краска). Высокая прочность, твер­ дость, устойчивость к внешним воздействиям и легкость образования сплавов с другими металлами, в частности с железом, сделали хром одним из важнейших металлов.

Хром широко применяется при производстве легирован­ ных сталей, а также жаропрочных сплавов. Наиболее из­ вестны шарикоподшипниковые стали ( ~ 1 % Сг и 1% С), нержавеющие (18% Сг и 8— 10% №), сплавы сопротивле­ ния— нихромы (60—80% Ni, 15—20% Сг) и жаропрочные сплавы (13—'60.% Сг) на железной, никелевой и кобальто­ вой основе.

Хромирование металлических изделий, т. е. покрытие электролитическим путем тонкой шлейкой хрома, значи­ тельно увеличивает их .стойкость и срок службы.

Соединения хрома вводят в состав многих огнеупорных-

Материалов,

153

Ф И ЗИ КО -ХИ М ИЧЕСКИ Е

СВОЙСТВА ХРО М А

Хром — серебристо-белый, блестящий металл, обладаю­ щий следующими свойствами:

Плотность:

 

 

7,1

в твердом состоянии...................................................

 

» жидком

»

 

6,4

Температура:

° С

 

1898

плавления,

 

то же. °К

....................................................................

 

2171

кипения. ° С ................................................................

 

2665

то же. ° К

.....................................................................

 

2938

Теплота плавления, ккал/кмоль ................................

 

4600

То же, к д ж !к м о л ь ..........................................................

.

1 9260

Удельная теплоемкость. ккалЦкг-град.) . . .

0,12

То же, кдж /(кг-град)......................................................

 

0,50

Валентность.......................................................................

 

 

2, 3, 6

РУДЫ ХРО М А

Хром довольно широко распространен в природе. Глав­ ной минеральной составляющей хромовых руд являются хротмш.пн.нелнды различного состава, соответствующие фор­ муле

(Fe, Mg) 0-(Сг, Л1, Fe)20 3.

Содержание Сг20 3 в кромитинелидах не превышает 62%, остальное приходится на примеси—. AI2 O3 , Fe20 3, MgO и др.

Кроме того, в руде содержится некоторое количество пустой породы, в состав которой входят MgO, А120 3, S i02 н дру.пие примеси.

ОСОР обладает наибольшими запасами «ромовой руды, основная часть которых сосредоточена в Казахстане и на Урале.

Месторождения хромовых руд промышленного значения имеются в Турции, Югославии, Албании, Индии, Греции, на Кубе и Филиппинах, в Южной Африке.

Англия, Франция, ФРГ, Италия, Швеция не имеют своей хромовой руды, а США и Канада располагают только ру­ дами с низким содержанием хрома.

ВАЖ НЕЙШ И Е СОЕДИНЕНИЯ ХРО М А

Некоторые соединения хрома и их свойства показаны в табл. 67.

154

Соединение

Сг20 3

СгОа

CrN

Cr,N

СгзС2

Свойства

некоторых

соединений

хрома

Темпера­

Теплота образования

Соединение

тура

плав­

Л Я 298° К

ления

 

° с

°К

ккал/кмоль кдж/клюль

 

 

 

 

1

1

2275

2548

—272 650

—1 145 310

с ю

198

471

— 140 000

—586 150

 

1220»

1493*

—28 200

—118 070

CrSi2

—25 600 — 107 180

1520* 1793*

—98 300

—4 11 560

CrSi

1780

2053

—44

100

—184

640

CraSi

1895

2168

—23

200

—97

130

 

Т а б л и ц а 67

Температура

плавления

° с °К '

Неустойчиво

вобычных

условиях

1550 1823

1545 1818

1710 1983

* Температура р а з л о ж е н и я ._____________________________

СОРТАМЕНТ СПЛАВОВ ХРОМА

Сортамент 'сплавов храма приведен в табл. 68—70.

Т а б л и ц а 68

Электротермический феррохром

(по ГОСТ 4757— 49)_____________________________

 

 

 

Химический состав, %

 

 

 

S i,

не более

Группа

Марка

CJ

низкокремннстыйсплав

среднекремнис­ тыйсплав

кремнис­ тыйсплав

 

 

О

С

 

 

u g

и *

Р| S

не более

Безугле-

Хр0000

65.0

До 0,06

1 .0

1 ,5

0,0 6 0,04

роднетый

ХрООО

65.0

0 ,0 7 —0 , 10

 

ХрОО

60.0

0, 11—0,15

 

 

 

 

 

Малоугле­

ХрО

60,0

0 , 16—0,25

1,5

2 .0

3,0

0,06 0,0 4

родистый

Хр01

0 ,2 6—0,50

Средне-

Хр1

60,0

0,51 —1,0

-

2,5

3,0

0,10

0,04

углероди­

Хр2

1 . 1—2,0

 

 

 

 

 

стый

ХрЗ

 

2, 1—4,0

 

 

 

 

 

Углероди­

Хр4

65,0

4 , \—6,5

2 .0

3,0

| 5,0

0,0 7

0,04

стый

Хрб

6, б—8,0

П р и м е ч а н и е .

Вес кусков поставляемого феррохрома не

дол-

жен превышать 15 кг._____________________________________________,

155

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

69

 

Апюминотермический феррохром

 

 

 

 

 

Группа

 

Химический состав, %

 

 

Приме­

 

Марка

Сг

N

 

С

| Si

А1

Р |

S

 

 

феррохрома

 

 

чание

 

 

 

не менее

|

 

не более

 

 

 

 

 

Безуглеро-

Хрб1

70,0

 

0,04

0,8 0,6 0,02

 

 

г о с т

 

дистый

Хрб2

 

0,04

1,0 0. 7

0,03 0,03

4757—49

 

 

ХрбО

 

 

0,03

0 ,6

1,2

0,02

 

 

 

 

 

Азотиро­

Хрн 1

0,90

0, 05

1,0 0, 7

0,03 0,03

ГОСТ

 

ванный

Хрн

70,0

1.0 0, 0 4 0,8 0,6

 

 

(высший

 

 

 

 

4 757—49

 

сорт)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выеокоазо- Хрн-А

1.5 0. 05

0, 7

0,-1 0,02 0,02

ЧМТУ

 

тнстый

Хрн-13

60,0

1, 7

0. 06

0,8 0, 5

0,03

0, 03

ЦНИПЧМ

 

Хрн-В 1

2,0

0, 06

1.0 0, 5 0, 03

0,03

90—58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

70

 

 

Металлический хром

 

 

 

 

 

 

 

 

(по ГОСТ

5905— 51)

 

 

 

 

 

 

 

Сг

 

 

 

Химический состав. %

 

 

 

Марка

С

Si

:

А1

1 Fe

Си

 

р

S

не' менее

 

 

 

 

 

 

не более

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХО

98, 5

0,03

0, 4

0, 5

0, 6

0, 06

0, 02

0,02

XI

98,0

0, 05

0, 5

0, 7

0, 8

0, 06

0,03

0, 04

Х2

97,0

0,06

0, 5

, 0, 8

1 2 0,

1

0, 05

0, 05

СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основным сырьем для производства феррохрома являет­ ся актюб'шгокая хромовая руда ('Месторождение Донское, около г. Актюбинска).

Х р о м о в а я р у д а , применяемая яри производстве

феррооплавов, должна соответствовать требованиям, при­ веденным в табл. 71-

156

 

 

 

 

Т а б л и ц а 71

 

Требования к

хромовой

руде

 

 

Показатели

 

 

Марка

руды

 

 

ДХ-1

ДХ-2

д х - з

 

 

Содержание, %:

 

52

50

45

Сг„03, не м е н е е ......................

 

Si02, не бо л ее .........................

 

5

7

10

Р (среднее в партии), не бо­

0, 006

0,01

0, 02

лее ............................................

 

Отношение Cr20 3:Fe0,

не менее

3,3

3,0

2,5

Крупность кусков, мм ..............

0—300

0— 300

0 -3 0 0

П р и м е ч а н и я :

1. Руда не должна содержать

углеродсодер-

жащнх веществ.

 

 

 

 

 

2.Допускается в руде наличие кусков пустой породы в количес­ тве 1,5%.

3.Вес одной партии должен быть не более 300 т.

Химический состав руды Донского месторождения 'При­

веден в табл. 72.

 

 

 

приведены в разделе

Требования к коксику и кварциту

«Сплавы кремния».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 72

Химический

состав

хромовой

руды

 

 

Донского

месторождения,

%

 

 

 

Руда

Сг:0 3

SiO.

-Al.O,

FeO

MgО

P

П.п.п.

Красная:

 

 

 

 

 

 

 

 

рыхлообломочная

55,2

2, 9

8. 4

15,0

13,8

0, 005

1,71

крупнокусковая

52, 12

3, 1

11,66

16,38

11,58

0,003

2, 30

охристая . . . .

Ч ер н ая ..........................

59,9

1,66

10,0

13,5

12, 72

0, 027

2,09

Кусковая серая . . .

58, 9

2, 5

8, 2

12,0

14,0

0, 006

2, 0

157

ПРОИЗВОДСТВО СПЛАВОВ ХРОМА

Схема производства феррохрома приведена на рис. 45.

 

Производство

углеродистого

Углеродистый

Производство

 

сто п и

 

и передельного (реррохрона

феррохром

 

 

 

 

 

 

К р 6 ,хр й

 

 

Передельный феррохром

 

Продувка

 

(вв-бь %сгА-в%С;2-ф1)

 

кислородом в лшлок\

 

 

 

 

конвертере

Кварцит

 

 

Т

 

 

Среднеиглеродисты'и

 

 

 

 

феррохром x p l; K p i

К оксик

 

 

 

 

 

Производство

 

О кисление

 

 

силикохрома

 

ф еррохрома

 

 

Силикохрон

Силикохрон

 

Ж елезная

 

(50% S i)

(3 0 % S i)

 

 

руда

 

 

 

 

 

I

 

Бес флюсовый метод

 

Обезуглероживание

 

 

ф еррохрома в вакууме

 

получения среднеугле- ,Штт\

 

Известь

 

 

т

 

родистого реррохрона

 

 

 

 

 

 

Безуглеродисты й

 

 

 

 

ф еррохром

 

 

 

 

(0,01-0,03 V.C, не

 

 

Среднеуглеродистый

 

 

 

феррохром p p l хр г

менее 60% Сг)

Флисовый метод

получения средне -

безуглеродистого

феррохрома

Рис. 45. Схема производства феррохрома

Феррохром ХрОООО -X p O l

ПРОИЗВОДСТВО УГЛЕРОДИСТОГО И ПЕРЕДЕЛЬНОГО ФЕРРОХРОМА

Химический состав передельного феррохрома приведен в табл. 73.

 

 

 

Т а б л и ц а 73

 

Состав передельного феррохрома, %

 

Марка

Сг

Si

Р

не менее

не более

Хрп 1

60

1,0

0,025

Хрп2

1,5

0, 03

Передельный феррохром поставляется в гранулирован­ ном виде (90%) и в дробленом (не более 10% от постав­ ки). Р.азмер кусков не более 40 мм. Количество примесей

шлака в средней пробе не должно превышать 0,5%. Шихта для выплавки углеродистого и передельного

феррохрома состоит из хромовой руды, кексика, кварцита, передельного шлака к железной стружки *.

К х р о м о в ы м р у д а м , применяемым для производст­

ва углеродистого и передельного феррохрома, кроме тре­ бований, описанных ранее, предъявляют ряд дополнитель­ ных в зависимости от марки выплавляемого феррохрома.

Для производства сплава марки Хрб пригодны руды с

СьОз

отношением _ - • не менее 3,2. FeO

■Руда для выплавки сплава марки Хр4 должна отвечать

следующим требованиям:

(50—400 лш)

крупно­

.1) количество богатой кусковой

кристаллической руды должно быть не менее 50%.',

породы

2) содержание легкоплавкой цементирующей

должно быть минимальным, содержание

Si02 — не более

6% ;

 

 

 

менее

3) количество пылеватой -фракции (крупность

2 лш) — не более 30%.

феррохрома

можно

При производстве

передельного

применять руду ма.рки ДХ -3— кусковатую,

рыхлую и по-

рошковатую руду с

мелкокристаллической

структурой и

охристым цементом, а также кусковатую, рыхлую и порошковатую руду с мелкокристаллической средне-, и редковкрапленной структурой с кремнистым цементом.

* Иногда для снижения содержания серы в углеродистом фер­ рохроме в шихту' вводят некоторое количество марганцевой руды,

159

Для производства углерод,истого и передельного ферро­ хрома применяется коксик круппостыо 5—25 мм -с >милп

мальным содержанием фосфора; в коксите, используемом для выплавки углеродистого феррохрома, должно быть ми­

нимальным также и содержание серы.

 

 

круп­

К в а р ц и т — применяют

обычно

в виде отсевов

ностью 0—30 .«.и.

ш л а к

бесфлюсового процесса

про­

П е р е д е л ь н ы й

изводства

рафинированного

феррохрома

используется

в

кусках размером не более 100 .и,н;

содержание Сг20 3 долж­

но быть не ниже 26%.

 

 

 

Сг20 3, 3—5%

FeO,

30—

Обычный состав шлака: 27—36%

40% S i0 2,

15—20% MgO,

13—il5% A120 3.

 

,в разделе

Требования к железной

стружке

описаны

«Сплавы кремния».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В табл.

74 приведены основные реакции процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

74

 

Основные

реакции

процесса

 

 

 

 

 

Реакция

 

 

 

Теплота реакции Д //2 Э8°

к

 

 

 

 

 

ккал

 

кдж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сг„03 + ЗС = 2Сг +

ЗСО

 

 

 

193 -100

80 973

 

Сг.О, -г 57:C =V ,C r:C3 + ЗСО

 

 

180 800

759 970

‘ FeO + С - Fe - СО

 

 

 

37 0S0

155 250

 

С/Г7С3

Сг20 3 = 9Сг

ЗСО

 

 

237 500

994 305

 

Восстановление Сг20 3 и FeO руды протекает за счет уг­

лерода коксижа с образованием

двойных

карбидов

хрома

и железа. Для получения стандартного по содержанию уг­ лерода сплава нужно иметь в нижних зонах тиглей «руд ный» слой, состоящий из расплавленной или полурасплавленной хромовой руды. Окись хрома рудного слоя разла­ гает карбиды и способствует снижению содержания угле­ рода.

При выплавке передельного феррохрома окислитель­ ный рудный слой недопустим, так как он способствует ра­ финированию сплава от кремния.

Шлак при выплавке феррохрома должен быть жидкоподвижным и обеспечивать максимальный переход в сплав

полезных элементов и

минимальный — вредных

примесей.

Основными составляющими шлака

являются S i02l MgO и

А120 3. Хромовые руды

желательно

подбирать

так, чтобы

обеапечить отношение

А120 3 : MgO = 1.

 

160

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ