Browsing by Author "Водин, Игорь Иосифович"

Now showing 1 - 2 of 2

Технологические особенности производства ферросиликохрома
(Національна металургійна академія України, Дніпро; Технічний університет м. Варна, Болгарія, 2021) Водин, Игорь Иосифович; Данилюк, А. С.; Лихачев, Е. С.; Малыш, В. В.; Здорик, О. В.
RUS: Цель. Авторы ставят целью обосновать технологические особенности производства ферросиликохрома и преимущества двухстадийного способа перед одностадийным способом производства. Методика. Применён расширенный анализ процесса выплавки силикохрома одностадийным (шлаковым) способом в котором совместно восстанавливаются железо и хром из оксидов в составе хромитовой руды и кремний из кварцита углеродистым восстановителем. Особенностью процесса является необходимость протекания реакции восстановления кремния из SiO2 в составе кварцита углеродом коксика. Механизм восстановления кремния углеродом достаточно сложен и связан с образованием CO, SiO и тугоплавкого карбида кремния SiC. Таким образом, в зоне высоких температур, в результате взаимодействия жидкого SiO2 с жидким кремнием, в присутствии твердого углерода образуется газообразный монооксид кремния, который затем взаимодействует с карбидом кремния. В верхних слоях печи непрореагировавший SiO взаимодействует с углеродом коксика с образованием SiC. На равновесие данных реакций влияет присутствие передельного феррохрома в составе шихты. По мере опускания шихты вниз происходит обезуглероживание феррохрома. Результаты. Технологической особенностью производства силикохрома одностадийным способом является необходимость значительного перегрева нижних горизонтов печи для понижения содержания хрома в конечном шлаке с целью понижения его вязкости и обеспечения нормального выпуска расплава. Перегрев может приводить как к повышенному расходу углеродистого восстановителя, так и к увеличению улета восстановленного кремния, и как следствие, к понижению извлечения хрома и ухудшению стойкости футеровки печи из-за роста содержания хрома в шлаке, что повышает его температуру плавления и вязкость. Научная новизна.В результате сравнительного анализа был сделан вывод.что для успешной организации технологии одностадийного силикохрома необходимо поддержание оптимального соотношения оксидов алюминия и магния в шлаке, а также достаточный его нагрев, что связано с электрическими и геометрическими параметрами печи, т. е. удельной мощностью. Протекание процесса целесообразно организовать таким образом, чтобы температура плавления шлака была выше температуры начала восстановления кремния из SiO2, а также чтобы как можно более полное восстановление хрома из оксида проходило до достижения им высокотемпературных зон печи, иначе реакция Cr2O3 с восстановленным кремнием или его монооксидом будет приводить к образованию SiO2, а следовательно, к формированию более вязкого и кислого шлака. Практическая значимость. Существуют два способа получения ферросиликохрома: одно- (шлаковый) и двухстадийный (бесшлаковый). В основном 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. Одностадийный (шлаковый) способ выплавки ферросиликохрома на ферросплавных заводах не применяется.
Физико-химические особенности процесса получения высокоуглеродистого феррохрома
(Національна металургійна академія України, Дніпро, 2021) Пышкин, И. А.; Бородин, Е. Ю.; Тюленев, Е. А.; Водин, Игорь Иосифович
RUS: Цель. Авторы ставят своей целью термодинамический анализ и усовершенствование технологии выплавки углеродистого феррохрома из разного хромсодержащего сырья. Это восстановление оксидов железа и хрома из порошковых хромовых руд твердым углеродом и твердофазное восстановление в кусковых хромовых рудах. Методика. Применён расширенный анализ восстановления оксидов железа и хрома порошковых хромовых руд твердым углеродом которое начинается при 1150-1200°С и заканчивается при 1300- 1400°С, a в кусковых рудах начинается при тех же температурах, но заканчивается при более высоких. Твердофазное восстановление в кусковых хромовых рудах идет фронтально, доходит до определенной глубины и останавливается при 1200-1400°С. Это явление происходит из-за образования металлошлаковой оболочки вокруг куска руды или зерна хромшпинелида. Эта плотная и тугоплавкая оболочка представляет собой диффузионный металлошлаковый барьер, препятствующий дальнейшему развитию восстановления в глубине куска или зерна. Результаты. При анализе шлакового режима выплавки углеродистого феррохрома было установлено, что кремнезем в состав хромшпинелидов не входит, но он косвенно участвует в удалении высокомагнезиальной шлаковой оболочки с реакционной поверхности путем образования жидкоподвижных соединений, такой шлак стекает с реакционной поверхности. Так разрушается шлаковый барьер и создается новая оголенная поверхность зерен хромшпинелидов для нового контакта с оксидами железа и хрома. При этом углерод и хромшпинелид находятся в твердом состоянии, а продукты плавки – углеродистый феррохром и шлак - в жидком. Таким образом, кремнезем при выплавке углеродистого феррохрома из кусковых руд является интенсификатором восстановления оксидов железа и хрома хромшпинелидов хромовых руд. Научная новизна. Был сделан уточненный расчет рационального состава шлаков при выплавке углеродистого феррохрома зависящий от природы хромовых руд, точнее от содержания оксидов железа и хрома, а также шлакообразующих - SiO2, MgO и Аl2O3. Практическая значимость. При выплавке углеродистого феррохрома температурный режим металла и шлака должен определяется соотношением между содержанием хрома и углерода в сплаве, концентрацией SiО2 и отношением MgO/Al2O3 - в шлаке.