Производство ферросплавов

Реферат
Тема:
«Производствоферросилиция»
Новокузнецк, 2007

1. Назначениеферросплавов и способ производства
Ферросилиций – сплав кремния с железом.
Основное назначение ферросплавов в сталеплавильном производстве – раскислениеи легирование стали, а также легирование и модифицирование чугуна и сплавов;производство химических соединений, как исходных материалов для защитныхпокрытий на металлических конструкциях; обогащение полезных ископаемых.
Способ получения ферросилиция на предприятии ОАО «Кузнецкиеферросплавы» электротермический с углевосстановительным процессом.
Получение ферросилиция в рудовосстановительных дуговыхэлектрических печах ведётся непрерывным способом, при котором шихта загружаетсяв печь непрерывно по мере её проплавления.
Производимый ферросилиций по маркам и химическому составу должен соответствоватьтребованиям ГОСТ 1415–93 (ИСО 5445–80).
Ферросилицийпоставляется в кусках массой не более 25 кг, в чушках массой не более 45 кг ивиде дробленых просеянных частиц.
2. Шихтовыематериалы для выплавки ферросилиция
Удовлетвореннаяработа ферросплавной печи может быть обеспечена только при тщательной подготовкешихтовых материалов.
Фракционныйсостав компонентов шихты должен обеспечивать хорошую газопроницаемостьколошника печи при максимально возможной однородности шихтовой смеси иоптимальной ее проводимости, обеспечивающей глубокую посадку электродов при заданномэлектрическом режиме.
Припроизводстве ферросилиция (или железокремниевых лигатур) используются следующиеосновные шихтовые материалы:
a) источниккремнезема – кварцит;
b) углеродистыевостоновители кремнезема – коксовый орешек, полукокс, малозольные маркислабоспекающихся каменных углей;
c) вкачестве рыхлителя колошника (отчасти и как востоновителя) – щепа древесная;источники поступления железа в сплав:
- стружкастальная углеродистых сталей (реже окалина),
- неофлюсованныйагломерат,
- железнаяруда,
- отходыкремнистых сталей.
3. Характеристикарудовосстановительных электропечей, выплавляющих ферросилиций
По своему назначению ферросплавные печи делятся нарудовосстановительные и рафинировочные.
Рудовосстановительные печи относятся к дуговым печам смешанногодействия с закрытой дугой и делятся по конструктивному исполнению на открытые изакрытые, с вращающейся или неподвижной ванной. Ванна печи может быть круглойили прямоугольной.
Наибольшее распространение получили печи с круглой (вращающейся)ванной с тремя электродами, расположенными по вершинам равностороннеготреугольника.Врудовосстановительных печах, работающих, как правило, непрерывным процессом,электроды погружены в твёрдую шихту, которую загружают порциями по мере еёпроплавления; металл с некоторым количеством шлака выпускают из печипериодически.
Размеры ванны печи (диаметр и глубина ванны, диаметр и высотакожуха ванны) определяются требованиями технологии выплавки конкретного сплава,диаметром электродов и диаметром распада электродов с учётом необходимойплотности мощности в реакционной зоне, оптимальным расстоянием от образующейэлектрода до футеровки.
Для каждого технологического режима и каждой ферросплавной печисуществует определённый электрический режим, то есть определённое соотношениемежду основными электрическими параметрами печи (мощностью, электрическим токоми напряжением), при которых печь работает наиболее эффективно, то есть даётмаксимальную производительность при низком расходе электрической энергии наодну тонну выплавленного сплава. Такой электрический режим являетсяоптимальным.
Открытые печи завода оборудованы трёхфазными трансформаторами типаЭБТЦ – 20 000/10,5 установленной мощностью 20000 кВА (печи №14:5) итрансформаторами ЭТЦНК – 36 000/10.5 установленной мощностью 29000 кВА (печи №6:8,14).
Ступени напряжения трансформаторов типа ЭТЦНК-36000/10,5переключаются под нагрузкой. При обычной работе выводы первичных обмоток трансформатора соединенына «треугольник», а во время разогрева печи после ремонта или после длительногопростоя могут быть соединены на «звезду» с целью получения более низкогонапряжения на электродах.
Большое значение имеет величина отношения (I/U) тока к напряжению (снизкой стороны), чем она выше, тем при прочих равных условиях глубже посадкаэлектродов в шихте.
При выплавке высококремнистых сплавов (ФС75, ФС70, ФС65) этавеличина не должна быть ниже 320.
Электрический режим выплавки зависит от характеристиктрансформатора данной печи, фактического напряжения с высокой стороны, маркивыплавляемого сплава и качества шихтовых материалов.
При понижении или повышении питающего напряжения с высокой стороныплавильщик старшего разряда по согласованию со сменным мастером может соответственноповышать или понижать ступень печного трансформатора с установкой оптимальнойтоковой нагрузки, но не более паспортной.
Заданный уровень токовой нагрузки на электродах поддерживаетсяавтоматически (при нормальной шихтовке печи).
Переключение на «ручное управление» маневрированием электродовпроизводится в период увеличенного перепуска электродов, перед отключением печина ремонт, во время разогрева печи после ремонта, при расстройствахтехнологического хода печи.
Электрический режим разогрева печи после ремонта, а также послегорячих, аварийных простоев устанавливается согласно РЭ-Ф-01–01 «Руководство поэксплуатации рудовосстановительных электропечей, выплавляющих ферросилиций».
Контроль установленного электрического режима на печиосуществляется технологическим персоналом по контрольно-измерительным приборам,установленным на пультах управления.
Выплавка ферросилиция производится в рудовосстановительной дуговойэлектропечи непрерывным процессом, при постоянной загрузке шихтовых материалови периодических выпусках сплава и шлака. Нормальный технологический ход печи определяют:
· Качественнаяподготовка шихтовых материалов.
· Правильноедозирование шихты.
· Правильновыбранный электрический режим.
· Правильноеи своевременное обслуживание печи (обеспечение постоянного равномерного сходашихты).
· Поддержкаоптимальной длины рабочих концов
электродов при выплавке соответствующего сплава ферросилиция.
· Своевременныйвыпуск сплава.
Нормальная работа печи характеризуется следующими основнымипризнаками:
· Устойчивая,оптимальная посадка электродов в шихте.
· Равномерныйсход шихты вокруг электродов.
· Колошникпечи рыхлый, свободно прошиваемый деревянной рейкой.
· Равномерноевыделение вокруг электродов выходящих из реакционной зоны технологических газов,при догорании которых пламя имеет соломенно-жёлтую окраску; отсутствие наколошнике печи участков спекшейся шихты («козлов»), местных сильных выделенийгаза – «свищей».
· Максимальнымиспользованием установленной мощности печи на данной ступени напряжения,равномерной устойчивой токовой нагрузкой на электродах.
· Равномернымвыходом сплава (с сопутствующим шлаком) в с соответствии с количествомзагруженной шихты и расходованной электроэнергией.
· Выходомиз лётки под небольшим давлением газа в конце выпуска сплава из печи.
Подготовленные к выплавке ферросилиция шихтовые материалы подаютсяна дозирование. Соотношениемасс компонентов шихты устанавливает старший мастер, исходя из:
- расчёташихты, выполняемого на основании материальных балансов плавки и утверждённогоглавным инженером;
- учётаприсутствующей влажности восстановителя;
– оперативных данных о технологическом ходе печи.
Исходные данные для расчёта и расчёт шихты для выплавкиферросилиция приведены в табл. 1
№
п/п Наименование показателей
Ед.
Изм. Марка сплава ФС75 ФС70 ФС65 ФС45 1 2 3 4 5 6 7 1 Содержание (базовое) в сплаве:
-  кремния (БSi) % 75,5 7,0 65,0 45,0
-  железа (БFе) % 23,0 28,0 33,0 52,5
-  примесей (БПр) % 2,0 2,0 2,0 2,5 2 Содержание железа в стружке сталь. % 95,0 95,0 95,0 95,0 3
Содержания кремнезема (SiO2) -  в кварците % 97,0 97,0 97,0 97,0 -  в золе коксового орешка % 50,0 50,0 50,0 50,0 -  в золе угля каменного % 54,0 54,0 54,0 54,0 -  в золе щепы древесной % 35,5 35,5 35,5 35,5 4
Содержание золы (Ас): -  в коксовом орешке % 13,0 13,0 13,0 13,0 -  в угле каменном % 6,5 6,5 6,5 6,5 -  в щепе древесной % 1,8 1,8 1,8 1,8 5
Содержание летучих (Vг): -  в коксовом орешке % 1,2 1,2 1,2 1,2 -  в угле каменном % 26,0 26,0 26,0 26,0 -  в щепе древесной % 87,5 87,5 87,5 87,5 6
Содержание твердого углерода (Ств): -  в коксовом орешке % 86,0 86,0 86,0 86,0 -  в угле каменном % 69,0 69,0 69,0 69,0 -  в щепе древесной % 12,0 12,0 12,0 12,0 7
Избыток углерода (Кс) % 7,0 7,0 7,0 7,0 8
Извлечение кремния (VSi) % 85,0 85,0 92,0 95,0
Для лучшего перемешивания шихтовых материалов (а также длянеобходимой корректировки но влажности навески восстановителя) первыми вдозировочную тележку загружают коксовый орешек, древесную щепу, уголь каменный,затем кварцит и стальную стружку. Наиболее полное смешение шихтовых материалов происходит приразделении навески кварцита на две равные части восстановителем (коксовыморешком или углем каменным). В первую очередь на весовой дозатор подают лёгкие компоненты(восстановитель), затем тяжёлые (кварцит). Для обеспечения точного (правильного) взвешивания компонентовшихты весовые дозаторы должны проверяться контрольным грузом ежесменно втечение первого часа работы, а также в случае проведенного дозаторам ремонта ипри начинающемся расстройстве технологического хода печи. Результаты проверкиисправности взвешивающих устройств фиксируются в соответствующем журнале заподписью плавильщика старшего разряда.
При обнаружении ненормальности в работевзвешивающих устройств необходимо немедленно вызвать весового мастера илиналадчика автоматики. Контрольза исправным техническим состоянием взвешивающих устройств осуществляетсявесовым мастером и наладчиком автоматики электроцеха, которые обязаныежесуточно проверять их работу и принимать срочные меры по устранениюобнаруженных неисправностей. Результаты проведенных осмотров фиксируются всоответствующем журнале. Шихтовыематериалы, смешанные в заданных пропорциях, при помощи дозировочной тележкиподаются в печные бункера («карманы»). На печах, оборудованных труботечками для загрузки шихты,печные бункера («карманы») должны быть всегда заполнены с дозированной шихтойне менее чем на половину объёма. При загрузке шихты в печь завалочными машинами подачаочередной колоши (или добавки) в печной карман производится послеизрасходования порции шихты предыдущей колоши. При отсутствии шихты, печь отключают, не допускаясущественного проплавления колошника печи.
Загрузку шихты производят равномерно, небольшимипорциями в те места, где шихта осела, с таким расчётом, чтобы уровень колошникаоставался постоянным. При введении в состав восстановителя угля каменногоосновная масса шихты загружается в печь труботечками. Загрузка шихты завалочноймашиной сводится к минимуму при увеличении частоты обработки колошника машиной DDS.
Уровень колошника поддерживается на 300-500 ммвыше, чем при использовании рядовой шихты (без угля каменного). Уровеньколошника, обеспечивающий нормальную работу печи, зависит от сё геометрическихи электрических параметров, от марки выплавляемого на ней сплава иустанавливается опытным путём для каждой печи. Интенсивность загрузки шихты впечь контролируют, но расходу (съёму) электроэнергии на одну колошу.
Расход (съём) электроэнергии на одну колошудолжен составлять:
при выплавке сплава ФС 75  1500–1560 кВтч;
при выплавке сплава ФС 70  1460–1520 кВтч;
при выплавке сплава ФС 65. 1400–1460 кВтч;
при выплавке сплава ФС45… 1370–1400 кВтч;
при выплавке сплава ФС 25. 1000–1100 кВтч.
Для обеспечения надлежащего надзора за состоянием колошника иоборудования печи необходимо постоянное присутствие на рабочей (плавильной)площадке плавильщик старшего разряда, который вместе с остальным обслуживающимперсоналом обязан:
- своевременнообслуживать печь;
- следитьза работой механизмов печи, вспомогательного оборудования, автоматикойрегулирования электрического режима, за показаниями контрольно-измерительныхприборов;
- приниматьмеры по устранению возникающих отклонений от нормальной работы печи. Дляобеспечения нормального технологического хода работы печи необходимоподдерживать оптимальную длину электродов и достаточную глубину их погружения вшихту.
Длина рабочих концов электродов должна составлять:
— при выплавке сплавов ФС75, ФС70, ФС65
— дляпечей Р=20 MB А и Dэл.= 1200 мм => 2300:1900 мм;
— дляпечей Р-29 МВА и Dэл. = 1200 мм => 2500:2300 мм.
при выплавке сплавов ФС45, ФС25
— дляпечей Р-20 МВА и Dэл. – 1200 мм => 2100:800 мм;
— дляпечей Р-29 МВА и Dэл.= 1200 мм => 2200:2100 мм.
Длину рабочих концов электродов следует уточнять при каждомпростое печи
В случае необходимости печь отключают специально для определениядлины электродов.
В технологическом журнале ежесменно делается отметка о перепуске идлине электродов на каждой печи.
Глубина посадки электродов в шихте должна быть:
– при выплавке сплавов ФС75, ФС70, ФС65 => 1300:1200 мм;
– при выплавке сплавов ФС45, ФС25 => 1100:1000 мм.
Длина части электрода между шихтой и уровнемнижнего обреза контактных щёк должна бьпъ в пределах 700:800 мм.
Оперативный, ежесуточный контроль длины электродов,их перепуск и наращивание производится старшим мастером согласно РЭ-Ф-01–01 «Руководствопо эксплуатации рудовосстановительных электропечей, выплавляющих ферросилиций».Некачественная подготовка компонентов шихты, нарушения в шихтовке печи, неудовлетворительноеобслуживание колошника, ненормальная длина электродов, упущения в надлежащемсодержании и обслуживании лётки, отступление от установленного электрическогорежима приводят к расстройству технологического хода печи, ухудшениютехнико-экономических показателей и условий труда обслуживающего персонала.
Во всех возникших случаях расстройства технологического хода печипрежде всего выясняется причина расстройства; при этом следует усилить вниманиеобслуживающего персонала к обслуживанию печи, так как расстройство её хода вряде случаев является результатом недостаточного, несвоевременного,неправильного обслуживания и ведения технологического процесса; в то время, какшихтовка, качество подготовки шихтовых материалов, длина электродов и прочеесоответствуют требованиям нормальной работы печи.
4. Рост требований к качеству ферросилиция по содержанию примесей
Мировая тенденция производства стали – все более жесткиеограничения по содержанию примесей, переход на отливку мелкосортовых заготовокна установках непрерывного литья заготовок, повысили спрос на специальные маркиферросилиция с пониженным содержанием примесей: алюминия, кальция, углерода,титана, фосфора, хрома и т.д.
В настоящее время ведущие фирмы – производители ферросилицияосвоили производство чистых и высокочистых по примесям сортов ферросилиция, атакже модификаторов на его основе.
Фирма «Elkem» (Норвегия) производит 10 марок ферросилиция, содержащего кремния74–78%, с пониженным содержанием примесей: Аl – 0,015–1,0%; Ti – 0,05–0,10%; С – 0,01–0,10%,Р – 0,02–0,025%. В том [числе фирма производит высокочистый ферросилиций,содержащий кремния 75–77%, с максимальным I содержанием: А1 – 0,05%; Ti – 0,05%; С – 0,02%(таблица 2).
Табл. 2. Распределение элементов между продуктами плавки ферросилициямарки ФС75 на печи мощностью 29МВАЭлемент Внесено шихтой Перешло в продукты плавки кварцит восстановитель* стальная стружка сплав шлак пыль Si 93,2–93,8 6,1–6,5 0,07–0,14 78,3–92,9 2,1–3,2 13,3–18,6 Fe 1,8–2,2 3,8–4,4 93,1–94,3** 96,0–98,5 16,9–24,6 0,55–3,37 Al 15,6–19,6 77,5–81,7 0,56–0,79 48,2–59,9 16,9–24,6 21,6–27,1 Ti 24,5–33,7 52,9–71,3 1,7–2,4 89,8–93,7 6,2–8,2 0,47–2,1 P 63,0–69,5 45,5–60,9 9,0–12,8 53,9–55,8 1,2–2,9 41,3–44,8 S 0,4–0,89 97,3–97,8 1,2–1,45 0,32–0,65 0,14–0,26 99,2–99,5 (улет) С - 94,1–95,1 0,17–0,41 0,05–0,09 0,34–0,40 0,37–0,45 Ca+Mg 2,1–3,2 94,9–96,8 - 20,5–31,9 50,4–57,1 17,6–23,4 Cr 1,1–5,8 2,3–4,5 81,4–93,7 85,0–94,2 2,9–4,9 0,86–10,8 Mn 16,4–24,7 23,1–43,1 23,2–50,9 30,6–54,7 0,74–1,3 44,5–68,4
Помимо этого фирма «Elkem» производит различные сплавы на базеферросилиция: 11 сортов модификаторов, содержащих Mg, Si, Ca, Al, P3M, в различных пропорциях,а также сплавы с различной концентрацией Ва, Sr, Zr.
Фирма – «Fesil AS» (Норвегия) производит 4 марки ферросилиция,содержащего кремния 73–78%, с пониженным содержанием примесей: А1 – 0,06–0,75%;Ti – 0,04–0,1%; С – 0,02–0,10%,Р – 0,02–0,025%. В том числе фирма производит высокочистый ферросилиций смаксимальным содержанием: А1 – 0,06%; Ti -0,04%; С – 0,02%.
Фирма «Pechiney electrometallurgy» (Франция) производит 4 маркиферросилиция, содержащего кремния 75–79%, с пониженным содержанием примесей: А1– 0,05–0,30%; Ti – 0,025–0,04%; С – 0,02–0,10%, Са – 0,05–0,1%, Мп – 0,25–0,13%, Ti – 0,025–0,1%; Р – 0,02–0,03%.В том числе фирма производит два сорта высокочистого ферросилиция смаксимальным содержанием: А1 – 0,05–0,08%; Ti – 0,025–0,04%; С – 0,02–0,04%,Са – 0,05–0,08%.
Фирма «Лазиска Хута» (Польша) также освоила производство двухмарок ферросилиция, содержащего кремния 72–80%, с пониженным содержаниемалюминия (при обычном содержании других примесей): FeSi75A10,3 – с максимальнымсодержанием А1 – 0,30% и FeSi75A10,7 – с максимальным содержанием А1 -0,70%.
Приведенные примеры показывают значительное отставание ОАО «Кузнецкиеферросплавы» в области производства ферросилиция с пониженным содержаниемпримесей и особенно в производстве высокочистого ферросилиция. В настоящеевремя ОАО «Кузнецкие ферросплавы» производит только две марки ферросилицияФС75 по содержанию примесей: с содержанием А1 ниже 2% и ниже 1,5%.
5. Источники поступления примесей в ферросилиций
Содержание примесей в ферросилиции зависит, прежде всего, отсостава шихтовых материалов. В процессе восстановительной плавки происходитвосстановление не только кремнезема, но и содержащихся в кварците и золевосстановителя (кокс, полукокс, уголь) сопутствующих оксидов – А1203,Ti02, P2O5, СаО и т.д. Так, вкварците Антоновского месторождения, которое является основным источникомкварцита для ОАО «Кузнецкие ферросплавы», содержание А1203колеблется от 0,45 до 1,3%, Р205 – 0,1–0,06%; ТiO2 – 0,02–0,08%, СаО – 0,001–0,003%.Зольность коксового орешка колеблется от 9,5 до 14%, каменного угля – 2,7–13%.Содержание в золе коксового орешка или угля: А1203 – 15–26%,ТЮ2 – 0,5–1,3%, Р205 – 0,22–0,77%, СаО – 2,7–5,6%.
Примеси можно разделить на следующие группы:
1. Примесис высокой долей (более 50%) перехода в металл (опасные) – Ti, Al, P, Сг, Мп; требуютпостоянного контроля шихтовых материалов по их содержанию.
2. Примесисо значительной долей (20–30%) перехода в металл (малоопасные) – Са, Mg; требуют соблюдениятехнологического режима плавки (соблюдения регламентации дачи известняка).
3. Примесис очень низкой долей (менее 1%) перехода в металл (неопасные) – С, S; примеси не требуютпостоянного контроля по их содержанию в металле; повышение их содержания вферросилиции обусловлено внешними источниками на других стадиях предела – разливке,дроблении, фракционировании, транспортировке и т.д. – или очень значительным отклонениемсостава шихтовых материалов от обычного, например, использованиевысокосернистого восстановителя.
С точки зрения понижения содержания в ферросилиции примесивозможно классифицировать в зависимости от их сродства к кислороду:
• примесис большим, чем у кремния, сродством к кислороду – Mg, Ca, A1; возможно применениетех или иных методов окислительного рафинирования;
• примесис меньшим, чем у кремния (в ферросилиции), сродством к кислороду – Ti*, P, S, Cr, Mn; применение методоврафинирования невозможно, снижение содержания этих примесей возможно только прииспользовании чистых шихтовых материалов;
• углерод;возможно рафинирование ферросилиция от углерода при создании условий, в которыхсродство углерода к кислороду превышает сродство кремния к кислороду, например,продувка газом с низким содержанием СО или условий, обеспечивающих удалениеуглерода, поступившего из внешних источников, например, всплывание карбидакремния из жидкого ферросилиция за счет выдержки мета ига в ковше и т.п.
Специального рафинирования ферросилиция от Mg и Са не требуется,достаточно соблюдения технологического регламента плавки. Сродство к кислороду Mg и Са выше, чем уалюминия, поэтому все известные способы окислительного рафинированияферросилиция от примесей рассчитаны на рафинирование от алюминия; при этомобеспечивается одновременное снижение содержания Mg, Са и С в сплаве.
Из примесей, снижение содержания которых возможно только прииспользовании чистых шихтовых материалов, следует выделить производствоферросилиция с пониженным содержанием Сг и Мп. Основными источникамипоступления Сг и Мп в ферросилиций является стальная стружка. Поэтомузначительное содержание этих примесей достигается в сплаве с высоким расходомстальной стружки ферросилиций марки ФС45. При этом содержание Ti, Al, Mg, Са в сплаве ФС45невелико и рафинирования от них не требуется. Это накладывает своитехнологические особенности на производство ферросилиция с пониженнымсодержанием Сг и Мп.
Таким образом, существуют следующие разновидности способовпроизводства ферросилиция с пониженным содержанием примесей:
• производствоферросилиция с пониженным содержанием Al, Ti, и Р за счет использования чистых шихтовыхматериалов;
• производствоферросилиция с пониженным содержанием Al, Mg, Са и С за счет окислительного рафинирования;
• производствоферросилиция с пониженным содержанием Сг.
Содержание примесей в 75% высокочистом ферросилиции не должнопревышать: [А1] – 0,05%; [Ti] -0,05%; [Са] – 0,02%; [С] – 0,02%; [Р] – 0,02%.
Такой состав полностью удовлетворяет требованиям зарубежных фирм ккачеству высокочистого ферросилиция.
Производство высокочистого ферросилиция указанного состававозможно только сочетанием выплавки чистого по титану и фосфору предельного 75%ферросилиция и рафинированием его в ковше методом продувки через донную пробкуот алюминия, кальция, углерода.
Первая стадия – выплавка предельного 75% ферросилиция с низким содержанием титанаи фосфора.
Как указано выше, выплавка ферросилиция с низким содержаниемтитана и фосфора возможна только с применением чистых по этим примесям шихтовыхматериалов.
В производстве чистых по титану и фосфору кремнистых сплавовтрадиционно используются следующие низкозольные восстановители: пековый кокс,нефтяной кокс и древесный уголь. Лучшими по физико-химическим свойствам изперечисленных является древесный уголь, но его стоимость в 2,5–3 раза превышаетцену первых двух коксов.
Основным недостатком пекового и нефтяного коксов является высокаяконцентрация серы – до 3–4%. При работе на высокосернистых восстановителях ватмосферу будет выделяться значительное количество серного ангидрида, которыйсухой газоочисткой не улавливается. Требуется сооружение специальнойсероочистки; это требует вложения очень значительных средств.
Древесный уголь производится на 40 предприятиях России и неявляется дефицитным материалом, его стоимость составляет от 55–65 $/т. Однакоиз-за его сравнительно высокой стоимости в настоящее время при выплавкеферросилиция он не используется.
В отличие от нефтяного и пекового коксов содержание серы вдревесном угле незначительно. Зола древесного угля практически не содержитоксидов титана, однако содержание Р205 в золе достигает 3–5%.
При выплавке ферросилиция марки ФС75 с низким содержанием примесейдля улучшения экономических показателей производства, возможно произвестичастичную (до 30% по углероду) замену древесного угля каменным углем марки «СС»с зольностью 5–7%. Такой уголь добывается разрезом «Бачатский», содержание серыв угле, оксидов титана и фосфора в золе угля – обычное для углей региона иявляется приемлемым.
Наиболее пригодным для производства ферросилиция с пониженнымсодержанием примесей следует считать кварцит Черемшанского месторождения.
Опытная кампания выплавки ферросилиция марки ФС75 с использованиемчеремшанского кварцита, проведенная на ОАО «Кузнецкие ферросплавы» в 1999году, показала возможность полной замены антоновского кварцита черемшанском безкаких-либо изменений в технологии плавки. Вместе с тем, концентрация ТiO2 в черемшанском кварцитев два раза ниже, чем в антоновском при примерно равном содержании Р205.Поэтому данный кварцит следует рассматривать как базовый для производствавысокочистых марок фероссилиция.
Испытание кварцев различных месторождений, также содержащихпониженное содержание ТiO2, как указано выше, на ОАО «Кузнецкиеферросплавы» для производства высокочистых марок ферросилиция не далоположительного результата. Работа на кварцах приводила к спеканию колошников,расстройству хода печей, но не обеспечила желаемого снижения титана в сплаве.
Стальной стружкой нелегированных сталей в сплав вносится не более 3%титана и около 10% фосфора, вносимых шихтой, поэтому существующую стружку можносчитать пригодной для производства высокочистых марок ферросилиция.
Таким образом, выплавка ферросилиция марки ФС75 с использованием вшихте черемшанского кварцита, древесного угля, угля разреза «Бачатский» обеспечиваетвыплавку содержанием не более 0,03% титана и не более 0,02% фосфора.
Вторая стадия – рафинирование ферросилиция от алюминия, кальция.углерода методом продувки в ковше через донную пробку
Рафинирование предельного 75% ферросилиция с низким титаном ифосфором наиболее рационально производить во время выпуска ферросилиция в ковшза счет продувки сжатым воздухом, обогащенным кислородом, через донную пробкуметодом «Tinject».
Метод не требует больших капитальных затрат и вписывается всуществующих режим выпуска и разливки ферросилиция. Метод доказал своюнадежность, эффективность и гибкость за время эксплуатации в течение 15 лет.
Предельный ферросилиций с низким титаном и фосфором на этой стадиипроизводства подвергается рафинированию от алюминия, кальция и углерода. Приэтом без существенных потерь исходного металла достигается содержание в 75%ферросилиции: А1 – не более 0,05%; Са – не более 0,02%; С – не более 0,02%.
Таким образом, после реализации указанных двух стадий производстваможет быть получен ферросилиций марки ФС75 с пониженным содержанием примесей,содержащий:
• [Si] – не менее 75,00%;
• [А1] –не более 0,05%;
• [Ti] – не более 0,05%;
• [Са] –не более 0,02%;
• [С] –не более 0,02%;
• [Р] –не более 0,02%.
Далее полученный высокочистый ферросилиций разливают,фракционируют, упаковывают по существующей на ОАО «Кузнецкие ферросплавы» технологиии отправляют потребителям.
Существуют следующие разновидности разливки ферросплавов:
• разливкав изложницы;
• разливкана разливочных машинах;
• полигоннаяразливка.
Разливка ферросплавов в изложницы – один из наиболее раннихспособов разливки, однако до сих пор применяется для разливки кремнистых и хромистыхферросплавов. Существует две разновидности разливки в изложницы:
• разливкав водонеохлаждаемые чугунные изложницы (поддоны);
• разливкав медные водоохлаждаемые изложницы.
Разливка в чугунные изложницы
Применяется для разливки кремнистых (ферросилиций, кремнийкристаллический) и хромистых (низкоуглеродистый феррохром) сплавов.
Изложницы устанавливают стационарно на специальных металлическихстендах. Высота изложниц над уровнем пола должна обеспечивать доступобслуживающему персоналу к верхней поверхности изложницы и, как правило,составляет 1000–1100 мм по верхнему обрезу изложницы.
Изложницы должны быть установлены горизонтально для обеспечения ихравномерного заполнения. Для сокращения потерь металла изложницы устанавливаютвплотную друг к другу. Углы изложниц, а также разрушенные места бортовподсыпают порошком выплавляемого сплава. Для предотвращения изложницы отразмывания на место падения струи кладут кусок сплава того же состава, что ивыплавляемый металл. Кремнистые сплавы разливают в стационарные чугунныеизложницы с толщиной слитка до 100 мм, хромистые – до 60 мм. Большаятолщина слитков металла способствует развитию ликвации и получениюнеоднородного слитка. Для хромистых сплавов с большой толщиной слиткасущественно возрастают трудности по их дроблению.
Остывшие до 500–800°С слитки металла вручную подрывают споверхности изложницы и с помощью навесных клещей электромостовым краномснимают и укладывают металлические короба. Слитки кремнистых сплавов вручнуюдробят до кусков размером менее 315 мм.

Список используемой литературы
1. Технологическаяинструкция ТИ – Ф–01–01 ОАО «Кузнецкие ферросплавы» / Новокузнецк 2001. – 110 с.
2. Технологическаяинструкция ТИ 44–01-2007 ОАО «Кузнецкие ферросплавы» / Новокузнецк 2007. – 18 с.
3. Еднерал Ф.П. Электрометаллургиястали и ферросплавов. – М.: 1977. – 488 с.