7.4. Технология получения ферросиликохрома

В соответствии с действующим стандартом (табл. 7.7) ферросплавные заводы производят товарный и передельный ферросиликохром широкого сортамента. Товарный ферросиликохром применяют в основном для раскисления и легирования стали. Передельный ферросиликохром* используют в качестве восстановителя при производстве низкоуглеродистого феррохрома силикотермическим методом.

_____________________

*Передельный ферросиликохром ФСХ48В 45% Si, 24% Сr, 0,04%P и 0,02% С.

Таблица 7.7. Химический состав, %, ферросиликохрома (ГОСТ 11861-77)

Марка сплава	Si	Cr, не менее	C	P	S
			не более
ФСХ13	10-16	55	6,0	0,04	0,03
ФСХ20	16-23	48	4,5	0,04	0,02
ФСХ26	23-30	45	3,0	0,03	0,02
ФСХ33	30-37	40	0,9	0,03	0,02
ФСХ40	37-45	35	0,2	0,03	0,02
ФСХ48	Свыше 45	28	0,1	0,03	0,02

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 присуствии передельного углеродистого феррохрома, получаемого на первой стадии. При одностадийном (шлаковом) способе в шихту используют хромитовую руду, кварцит и коксик. Двухстадийный (бесшлаковый) способ получения ферросиликохрома основан на протекании суммарной реакции:

(Cr, Fe)₇C₃ + SiO₂ + 2С = [Cr, Fe] + Si + 2CO.

передельный кварцит коксик ферросиликохром колошни-

феррохром ковый газ

Выплавку ферросиликохрома двухстадийным бесшлаковым способом ведут в рудовосстановительных печах с углеродистой футеровкой мощностью 16,5–33 МВА непрерывным процессом (рис. 7.15). Для плавки (2-я стадия) используется кварцит (20–80 мм), гранулированный передельный углеродистый феррохром, небольшое количество стальной стружки (металлическая часть), полукокс и коксик (5–25 мм).

При выплавке ферросиликохрома с высоким содержанием кремния(48% Si) состав колоши шихты на заводах А (числитель) и Б (знаменатель) следующий, кг:

Кварцит 300/300

Коксик сухой 50/30

Полукокс 100/150

Передельный феррохром 140/130

Стружка стальная 22/12

Отходы графитации 30/10

Как отмечалось выше, одностадийный (шлаковый) способ выплавки ферросиликохрома на ферросплавных заводах России и Казахстана не применяется. Проведенные опытно-промышленные плавки в мощной печи не дали положительных результатов.

Рис. 7.15. Ферросплавная электропечь типа РКЗ-33М01: 1 – кожух;

2 – футеровка; 3 – трансформатор; 4 – ограждение компенсатора короткой сети; 5 – короткая сеть; 6 – установка экранов; 7 – гидроподъемник; 8 – устройство перепуска электродов; 9 – электрододержатель;

10 – свод

Для выплавки использовали актюбинскую хромовую руду крупностью 20–80 мм, кварцит (20–88 мм) и коксик (5–20 мм). Колоша шихты имела следующий состав, кг:

	ФСХ20	ФСХ33
Хромовая руда	500	400
Кварцит	230	320
Коксик (влага 15-20%)	215	230

В процессе плавки восстанавливаются оксиды железа и хрома из хромитовой руды и кремния из кварцита углеродистым восстановителем по приведенным реакциям:

2/3(Cr₂O₃) + 18/7C = 4/21[Cr₇C₃] + 2CO;

2FeO + 8/3C = 2/3[Fe₃C] + 2CO;

SiO₂ + 2C = [Si] +2CO;

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

Ниже приведен химический состав шлаков (%) при выплавке ферросиликохрома шлаковым методом:

	SiO2	MgO	Al2O3	SiC	Cr2O3
ФСХ20	42–45	30–35	13–16	2,0	1,0
ФСХ33	43–46	28–32	13–16	3,0	1,0

В табл. 7.8. сведены сравнительные данные удельного расхода шихтовых материалов и электроэнергии при выплавке ферросиликохрома с различным содержанием кремния двухстадийным (бесшлаковым) и одностадийным (шлаковым) способами.

Таблица 7.8. Удельный расход материалов и электроэнергии при выплавке ферросиликохрома двухстадийным бесшлаковым (числитель) и одностадийным шлаковым (знаменатель) способами на 1 баз.т сплава с различным содержанием кремния

Показатели	Содержание Si, %
	13	23	33	43	50
Расход материала, кг/т: кварцита хромовой руды коксика передельного феррохрома стружки стальной
	298 634	520 881	742 1134	965 1323	1121 1464
	- . 1908	- . 1600	- . 1420	- . 1145	- . 923
	117 543	220 575	312 625	424 678	308 712
	1089 -	911 -	803 -	648 -	525 -
	8 30	41 82	62 84	93 105	115 116
Расход электроэнергии, кВт∙ч/т	1500 4770	2450 5660	3390 7040	4350 7770	5110 8870

При анализе данных табл. 7.8 следует учитывать, что расход электроэнергии при выплавке ферросиликохрома бесшлаковым способом приведен без учета удельного расхода ее при выплавке передельного высокоуглеродистого феррохрома.