Руднотермические печи
Руднотермические печи предназначены для получения ферросплавов, продуктов цветной металлургии (штейнов меди и никеля, свинца, цинка), электрокорунда, плавленых огнеупоров, продуктов химической промышленности (фосфора, карбида кальция) и некоторых специальных продуктов.
Большинство процессов в руднотермическнх печах заключается в восстановлении природных руд или концентратов специальными восстановителями (углеродом, кремнием, алюминием и др.) при высоких температурах, развиваемых в результате протекания тока через электрод в ванну печи. При этом различают три электрических режима работы: дуговой — для рафинировочных процессов; бездуговой — для многошлаковых и шлаковых процессов (производство штейнов, фосфора и др.); смешанный — для производства ферросплавов (ферросилиция, енлико.марганца, феррохрома н др.). В качестве шихты используют руду, восстановитель, добавки шлакообразующнх, предварительно подготовленные концентраты, которые загружают и плнпу печи непрерывно или периодически.
В дуговом режиме плавку ведут с полным проплавлением шихты. И таких печах выплавляют безуглеродистый и среднеуглеродистый феррохром, металлический марганец, силикокальций, ферровольфрам. В начале плавки электроды погружены в шихту, а затем по мере ее проплавления поднимаются и в последующие периоды дуга горит открыто. После полного расплавления шихты и окончания процесса металл и шлак выпускают из печи. Рафиниро впчные процессы являются периодическими. Печи снабжены трансформаторами небольшой мощности (2500—5000 кВА).
Разновидностью периодического процесса является блок-процесс, применяемый в тех случаях, когда выплавляемые сплавы (ферромолибден, феррониобий, электрокорунд, карбид бора и др.) вследствие их высокой температуры нельзя выпускать из печи в жидком виде. В этом случае расплавление ведут в зоне у электродов, расплав стекает па подину и быстро затвердевает. Подаваемая в печь шихта расплавляется послойно. Плавку продолжают до полного заполнения ванны печи, после чего корпус печи выкатывают, блок извлекают и разделывают.
При ведении восстановительного процесса электроды постоянно погружены в шихту, которая непрерывно подается в печь по мере ее ироплавления, а получаемые продукты плавки — металл и шлак — сливаются из печи. В этих печах выплавляют ферросилиций, силико-маргансц, углеродистый феррохром, силикохром, фосфор и др. Печи снабжены мощными печными трансформаторами.
Распределение полезной мощности между дугой, шихтой, расплавом и шлаком в ванне печи различно для конкретных технологических процессов.
В общем случае выделяющееся тепло расходуется на разогрев части электрода, погруженной в шихту; нагрев поступающих шихтовых материалов до температур начала химических реакций; проведение эндотермических реакций; нагрев отходящих газов и получаемого сплава, нагрев футеровки и кожуха печи; горение электрической дуги; потерн.