2.2 Шихтові матеріали та вимоги до них

Хромова руда. Основними мінералами, які містять хром, є хромшпінеліди, які часто називають хромітами.

Хроміти утворюють декілька різновидів: власне хроміти, магнохроміти, алюмохроміти і хром-пікотит.

Найбільш шкідливою домішкою в хромових рудах є фосфор, який концентрується в карбонатах, утворюючи плівкові виділення на поверхні і по тріщинам зерен у вигляді невизначених фосфатів. В рудах також знаходиться вуглець у вигляді карбонатів (0,03-1%) і органічних з’єднань (0,1%).

Технологія виплавки ферохрому різних марок потребує застосування різних сортів хромових руд, які значно відрізняються поведінкою при плавці.

Порошкуваті руди і, звісно концентрати, отримані при збагаченні бідних руд, не завжди можуть бути ефективно використані в плавці, у зв’язку з чим виникає необхідність проводити їх окускування.

При виробництві вуглецевого ферохрому необхідно забезпечити умови для отримання високого вмісту кремнію в сплаві, що забезпечується використанням дрібних руд, які легко відновлюється і мають рихлу будову, а також надлишком відновника в шихті і наданням кварциту.

Найбільш важливими показниками при оцінці якості хромової руди є:

• вміст в ній оксидів хрому; для отримання хороших техніко-економічних показників бажано, щоб вміст оксиду хрому в руді був не нижче 40%;

• відношення оксиду хрому до захисту заліза, яке повинне бути не менше 2,5; таке співвідношення забезпечує отримання сплаву з 65% хрому;

• кількість і склад пустої породи, які визначають кількість шлаку, що отримується при виплавці; чим більше шлаку, тим більші витрати електроенергії на його плавлення і перегрів, тим більші витрати хрому зі шлаком.

Кварцит. Кварцит – це гірська порода, яка складається в основному із кварцу і представляє собою продукт метаморфози кварцових пісків і піщаників. Кварцит характеризуються високою густиною і значним опором стисканню (1000 – 1400 кг/см²). Колір світлий з різними відтінками сірого, жовтого, рожевого та інших тонів.

Шкідливими домішками є оксиди алюмінію та фосфору; тим менший вміст глинозему в кварциті, тим менше буде шлаку, як наслідок меншою буде питома витрата електроенергії.

Кварцит повинен відповідати наступним вимогам:

• вміст кремнезему 96-99%;

• висока термостійкість;

• низька вологопоглинність (не більше 5%);

• вміст шкідливих шлакоутворюючих домішок окислів кальцію, магнію, глинозему повинен бути мінімальним. Вміст сірки менше 0,6%, фосфору менще0,02%;

• кварцит повинен давати мінімальну кількість дріб’язку при дробленні і нагріванні, інакше зменшується проникність шихти і погіршується вихід газів.

Кварцит дроблять і промивають для видалення глинястих домішок, а потім виконують відсів дріб’язку і сортування по фракціям. Для дроблення кварциту використовують щокові і конусні дробарки, грохотіння виконується на вібраційних грохотах і в обертаючихся барабанах, де одночасно відбувається промивка. Оптимальні розміри шматків кварциту 25-80мм.

Хімічний склад та фізичні властивості кварциту наведені у таблиці 1.

Таблиця 1 – хімічний склад і фізичні властивості кварциту.

Вміст, %					Фізичні властивості
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Питома вага, г/см	Вологопогли-нання, %	Вогнетрив-кість, С
97.7	0.42	0.14	0.12	0.1	2.48	2.71	1760

Відновник. В якості відновника при виробництві переробного ферохрому використовують коксик. Коксик повинен мати мінімальну кількість дріб’язку, тому що це погіршує вихід газів. Наявність крупних шматків також небажана, бо при цьому збільшується електропровідність шихти, електроди піднімаються вгору, зменшується продуктивність печі. Найбільш оптимальний розмір фракції коксика 5-25мм.

Коксик повинен відповідати наступним параметрам:

• достатня механічна міцність;

• висока реакційна здатність;

• низьки вміст золи при малому вмісті в ній шлакоутвурюючих оксидів;

• невисокий вміст легуючих;

• достатній електричний опір;

• низька вартість.

Коксик піддають грохоченню для відсіву дріб’язку і крупної фракції, яку направляють після цього дроблення на валкові дробарки. Після дроблення коксик знову піддають розсіву на вібраційних грохотах. Годну фракцію коксика сушать в барабанах до кінцевої вологості 1-2%.

Матеріали, що містять залізо. Основним матеріалом, що містить залізо при виплавці переробного ферохрому є стружка вуглецевих сталей. Використання чавунної стружки неприпустимо, так як фосфор, що міститься в ній майже повністю переходить в сплав. Неприпустимо також використання стружки легованих сталей та забруднення домішками кольорових матеріалів.

Використання залізної руди виявляється зовсім невиправданим, так як руда вносить велику кількість шлакоутворюючих і вимагає додаткових витрат електроенергії та відновника.

Підготовка стружки до плавки зводиться до дроблення і сортування її для отримання заданого гранулометричного складу. Перед подачею в піч залізну стружку піддають дробленню до фракції 50мм.