1.2 Существующие схемы выплавки ферросилиция и обоснование выбранной технологической схемы.

Выплавка ферросилиция различных марок осуществляется по принципиально одинаковому технологическому процессу. Однако различное содержание кремния в готовом продукте предопределяет различие исходных технологических параметров, особенности техно­логического хода печей, признаков нормальной работы и приемов обслуживания электропечей при выплавке отдельных марок ферро­силиция.

При выплавке низкопроцентного ферросилиция, необходимо учитывать следующее:

-выплавка ФС 20 и ФС 25, как правило, производится совместно на одной и той же печи в соответствии с утверждённым графиком производства, направленным на выполнение заказов по номенклатуре;

-при расчете шихты следует учитывать содержание углерода в получаемом составе, а в случае использования чугунной стружки для производства ферросилиция, с ограниченным (до 0,3%) содержанием хрома, необходим учет углерода, вносимого этой стружкой;

-использование чугунной стружки приводит к резкому снижению газопроницаемости шихтового слоя, поэтому ход печи при её использовании более горячий, чем при выплавке рядового низкопроцентного ферросилиция. Не рекомендуется устанавливать навеску чугунной стружки более 70% от всей железосодержащей в колоше шихты;

-следует обращать внимание на равномерность распределения кремнийсодержащих оборотных отходов в стальной стружке. Количество переплавляемых отходов должно составлять около 5% от массы стружки и не должно превышать 30±10 кг на колошу;

-в связи с тем, что переплавляемые отходы ферросилиция содержат значительное количество извести, их чрезмерный переплав может привести к повышенному износу леточного узла печи. Это при выплавке низкопроцентного ферросилиция имеет особое значение из-за увеличенного числа выпусков и массы каждого выпуска;

-грубые нарушения технологии (сокращение длины электродов, поддержание полной токовой нагрузки за счёт избыточного углерода вносимого шихтой и не выпуск шлака) могут привести к глубоким технологическим расстройствам, которые сопровождаются выбросами шихты из-под свода через загрузочные воронки и взрывные клапана. В этом случае необходимо, в срочном порядке, довести длину электродов до нормальной. Снизить избыток углерода, в том числе переключить трансформаторы на ступени более высокого напряжения, обеспечить выход шлака на каждом выпуске;

- в случае заметного перегрева ферросилиция марки ФС 20, что сопровождается растворением в нём заметного количества углерода, который выделяется при кристаллизации слитков в процессе разливки на разливочных машинах, следует, для снижения температуры сплава и выделения графита под слоем шлака в ковше, делать его выдержку перед разливкой в течение 20-40 мин;

-При подготовке печи к переводу на выплавку 45%-ного ферросилиция, содержание кремния в сплаве рекомендуется довести до 27%.

Ферросилиций марки ФС 45 является базовым сплавом и в технологическом отношении самым простым. В связи с этим, остановку печи на длительное время (например – капитальный ремонт), а также сушку и разогрев печи, следует производить на выплавке этого сплава. По этой же причине на ФС45 могут переводиться печи для ликвидации хронических технологических расстройств. Выплавка этого сплава, как правило, производится в закрытых электропечах.

Выплавка ферросилиция производиться в рудотермических печах непрерывным процессом, т.е. при непрерывной загрузке шихтовых материалов и периодических, в соответствии с графиком, выпуском сплава и шлака.

Нормальный технологический ход процесса определяют, в основном, следующие факторы:

- качественная подготовка шихтовых материалов;

- правильное дозирование шихты;

- точное соблюдение установленное электрического режима;

- поддержание длины электродов в заданных пределах;

- своевременный выпуск сплава и шлака из печи;

- установленный газовый режим (для закрытых печей)

-высокая квалификация обслуживающего персонала, позволяющая своевременно и качественно обслуживать печь, объективно оценивать ход технологического процесса, своевременно и достаточно быстро устранять факторы, возмущающие нормальный ход процесса.

Нормальный ход технологического процесса характеризуется следующими признаками:

-глубокая (на 100-150 мм выше нижнего концевого ограничителя хода электрода) и устойчивая посадка электродов при заданной мощности печи;

-равномерный сход шихты вокруг каждого электрода;

-равномерное выделение по всей поверхности колошника газа, при догорании которого пламя имеет соломенно-желтую окраску, отсутствие участков спекшейся шихты, сильных местных выделений газа («свищей»);

-максимальное использование мощности печи на данной ступени напряжения;

-равномерная, устойчивая, полная токовая нагрузка на всех электродах;

-равномерный выход сплава на каждом выпуске в соответствии с загруженной шихтой и расходом электроэнергии;

-свободный выход жидкоподвижного шлака на каждом выпуске в количестве 4-8% от массы сплава. Особое внимание следует обращать на выход шлака при выплавке ферросилиция марок ФС 20 и ФС 25, не допуская скопления его в печи;

-в конце выпуска после выхода основной массы сплава летка должна быть свободной, чему подтверждением должен служить выход под небольшим давлением газа.

Таблица 1.2.1- Расчетное положение рабочего конца электрода в ванне печи:

Сплав	Длина электрода мм	Расстояние от рабочего конца электрода до подины, мм
		При низкой посадке эл-да	При высокой посадке электрода, мм
ФС 65	2900-3000	1215-1115	2015-1915
ФС 75	2900-3100	1215-1015	2015-1815

Из приведенных данных видно, что при выплавке ферросилиция при низкой посадке электрода его рабочий конец удален от подины на 1015-1215 мм. Эта величина сопоставима с диаметром электрода и при ее соблюдении обеспечивается достаточный прогрев подины печи.

При высокой посадке электрода его рабочий конец удален от подины на 1815-2015 мм, что приводит к перемещению зоны плавления на 800-1000 мм выше оптимального уровня и приводит к подстуживанию нижних горизонтов ванны печи.

При снижении активной мощности печи в часы ограничения происходит снижение напряжения и мощности дуги, что, при высокой посадке электродов, приводит к еще большему подстуживанию подины печи и переносу зоны плавления в верхние горизонты ванны печи. В результате, в случае высокой посадки электродов, после окончания периода ограничения и увеличения мощности печи наплавленный металл и шлак не может опуститься в нижние горизонты печи, а более мощной дугой выдавливается на колошник печи. Исходя из этого при ограничении мощности электропечь должна работать с максимально низкой посадкой электродов в ванне печи.