ВСТУП

В металургії та в ряді інших галузях техніки використовують феросплави для розкислення та легування сталі, отримання легованого чавуна і різноманітних сплавів. Феросплавами називають сплави заліза з різними елементами Періодичної системи Д.І. Мєндєлєєва. Покращення якості і спеціальні властивості конструкційних, корозійностійких та електротехнічних сталей, різноманітних сплавів досягається легуванням різноманітними елементами.

В історії розвитку виробництва феросплавів виділяється два періоди. На початку ХІХ століття феросплави з руд отримували тільки в доменних печах. У зв’язку з розвитком енергетики в 90-х роках ХІХ ст.. отримало розповсюдження виробництво феросплавів в електропечах. В наш час основну кількість феросплавів отримують в дугових електропечах з використанням в якості відновлювача вуглецю, кремнію та алюмінію. Починаючи з 1910 р. в печах виплавляли феросиліцій, високовуглецевий феромарганець, високовуглецевий ферохром, карбід кальцію, карбід кремнію та інші феросплави.

Успішний розвиток електротермічного виробництва феросплавів, поряд з подальшими роботами по створенню мінерально-сировинної, електроенергетичної баз, багато в чому визначається прискоренням розробки теорії і технології переробки руд і концентратів. Першочерговими задачами є розробка в області фізико-хімічного фундаменту технологічних процесів отримання феросплавів вуглецево-, силіко- та алюмотермічним способами на всіх стадіях підготовки і електротермічного переплаву сировини, а також раціонального застосування феросплавів в чорній металургії та інших галузях техніки. На основі глибоких теоретичних досліджень необхідно розробляти більш підходящі види вуглецевих відновників, а також більш ефективні схеми підготовки сировини шляхом попередньої термічної обробки.

Весь період створення та розвитку електроферосплавної промисловості характеризувався високими темпами збільшення об’єму виплавки феросплавів, значною концентрацією виробництва на діючих заводах, модернізацією існуючого основного обладнання, будівництвом нових виробничих потужностей. З ростом потужностей та об’ємів виробництва вдосконалювалася теорія і технологія виплавки феросплавів.

Важливими напрямками треба вважати вдосконалення конструкцій діючих та розробку нових надпотужних феросплавних електропечей та обладнання для виплавки феросплавів з повною механізацією та автоматизацією технологічних процесів; впровадження обчислювальної техніки, мікропроцесорів та керування технологічними процесами автоматичних систем управління електроферосплавними процесами; стандартизацію та атестацію феросплавної продукції.

1 Загальна частина

1.1 Вибір та обґрунтування технології плавки

Виплавку вуглецевого ферохрому марки ФХ650 ведуть електротермічним способом, заснованому на використанні дугових електричних рудовідновлювальних печей потужністю 40 МВА, в яких тепло виділяється при проходженні струму через газовий проміжок і шихтові матеріали, які володіють високим електричним опором.

Цей процес характеризується: можливістю отримання високих температур в області горіння дуг, хімічною нейтральністю джерел тепла, можливістю легко змінювати потужність установки та повною її автоматизацією.

Виплавка вуглецевого ферохрому ведеться безперервним способом – шихта завантажується в піч рівномірно по мірі її проплавлення. Шихта весь час розміщена в печі на визначеному рівні. Електроди постійно занурені в шихту, а випуск метала і шлака здійснюють періодично по мірі їхнього накопичення на дні.

По мірі опускання шихти ведеться її завантаження, як правило до електродів, навколо яких шихта розміщена конусом. Верхній рівень конуса 0,3-0,5 м вище рівня шихти на периферії колошника. В процесі роботи печі в результаті відновлення оксидів шихти вуглецем утворюється велика кількість моноокису вуглецю СО, вміст якого в газовій фазі складає 80-95 %. В результаті місцевого концентрованого виходу газів в одному місці колошника можуть утворюватися свищі, які намагаються одразу ж засипати свіжою шихтою.

Безперервний процес характеризується раціональним використанням тепла, яке виділяється при підводі електричної енергії в ванну печі; розплав оксидів та металу завжди закритий прошарком шихти, витрати тепла відкритою поверхнею відсутні. Тепло газів, що відходять витрачається на нагрів шихтових матеріалів, в результаті цього в шихті ідуть процеси видалення летючих речовин, вологи, починаються процеси відновлення оксидів в твердих фазах, забезпечуються теплом ендотермічні реакції, що протікають на поверхні вуглецевого відновника при контакті конденсованих вищих і газоподібних нижчих оксидів елементів.

Процес шлаковий, супроводжується утворенням великої кількості шлака, кратність – 1,1.

Процес отримання переробного ферохрому безфлюсовий. При цьому знижуються витрати електроенергії, збільшується продуктивність печі, але зменшується ступінь вилучення ведучого елемента.

2 Спеціальна частина

2.1 Призначення та властивості сплаву фх 650

Хром – перехідний матеріал, що має високу температуру плавлення та володіє особливими особливостями антикорозійними властивостями при нагріванні, входить в якості легуючого елементу в більшу частину легованих сталей.

Введення хрому в сталь до 5% покращує її фізичні властивості та робить більш чутливою до термообробки. Такі сталі використовуються для виготовлення кулькових та роликових підшипників, штампів, пружин, високоміцних конструкцій. Підвищення корозійної стійкості особливо помітно при вмісті хрому більш 10-12%. Стійкість нержавіючої сталі проти корозії пояснюється утворенням тонкого шару оксиду хрому на поверхні, який не дає проникати та взаємодіяти агресивним речовинам з матрицею. Щільність та міцність плівки визначається вмістом хрому. Жаростійкість сталі, тобто здібність добре опиратися дії газоподібної окислювальної середи, також збільшується з підвищенням вмістом хрому.

Присадка хрому підвищує міцність та границю текучості сталі при знижуванні подовження. В вуглецевих сталях наявність хрому підвищує її твердість та зносостійкість. Хром декілька знижує холодне деформування та властивість сталі до глибокого витягування, а також її кувальність та загартованість.