Исследование причин повышения концентрации серы в ферросиликомарганце и разработка способов ее снижения (стр. 3 из 8)
В качестве восстановителя также используются торфяные брикеты и торфяной кокс, характеризующиеся высокой реакционной способностью- пористостью, чистотой и низкой электрической проводимостью.
Наиболее широко используют при выплавке ферросплавов наиболее дешевый сорт восстановителя — "орешек" металлургического кокса ("коксик"), получающийся как отсев при сортировке доменного кокса. В зависимости от качества использованного для производства угля и условий получения кокса на коксохимическом заводе свойства коксика различны, но общим его недостатком являются невысокие электрическое сопротивление и реакционная способность, относительно большое содержание золы, серы и фосфора и высокое, нестабильное содержание влаги. Коксик имеет губчатую структуру с большим количеством трещин, пористость его колеблется в пределах 35—55 %. Кажущаяся плотность кокса составляет 800—1000 кг/м3. Теплоемкость кокса возрастает с повышением конечной температуры коксования и уменьшается с увеличением зольности кокса, колеблясь в интервале 1,38—1,53 кДж/(кг∙К) [14].
В зависимости от сырьевой базы, кокс условно разделен на марки: К1 - кокс из углей Донбасса или в смеси с углями других бассейнов, отсеянных от доменного кокса; К2 - кокс из углей Донбасса или в смеси с углями других бассейнов, отсеянный от литейного кокса; К3 - кокс из смеси углей Кавказа и Донбасса, отсеянный от доменного кокса.
Качественные показатели орешка коксового, используемого для производства сплавов, должны отвечать требованиям ТУУ 322-00190443-120-97 для марок K01, K02, К03 (табл.1.5).
Таблица 1.5 Качественные показатели орешка коксового, % (ТУУ 322-00190443-120-97)
| Наименование показателей | Норма для класса и марки | |||
| 10-25 мм | 8-25 мм | |||
| К01 | К02 | К03 | К04 | |
| Зольность А, не более | 11,0 | 13,0 | 15,0 | 16,0 |
| Массовая доля общей влаги, не более | 20,0 | 20,0 | 20,0 | 22,0 |
| Массовая доля кусков размером, не более | ||||
| более 25 мм | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| менее 10 мм | 9,0 | 12,0 | 15,0 | - |
| менее 8 мм | - | - | - | 13,0 |
Качественные показатели кокса доменного фракции 25-40 мм должны соответствовать требованиям ТУУ 322-00190443-085-96 "Кокс каменноугольный класса крупности 25 мм и более" (табл.1.6).
Таблица 1.6 Качественные показатели каменноугольного доменного кокса класса крупности 25 мм и более, % (ТУУ 322-00190443-085-96)
| Наименование показателя | Норма для марки | |
| КК1 | КК2 | |
| Зольность А, не более | 13,0 | 15,0 |
| Массовая доля общей серы, не более | 2,0 | 2,2 |
| Массовая доля общей влаги | 8,0 | 8,0 |
| Показатель прочности | ||
| М25, не более | 80,0 | 76,0 |
| М10, не более | 9,0 | 10,0 |
| Массовая доля кусков размером менее 25 мм, не более | 7,0 | 9,0 |
В ферросплавном производстве могут быть также использованы отсевы металлургического кокса фракции более 10 мм (табл.1.7) и коксовая мелочь (табл.1.8) [15,16].
Таблица 1.7 Отсевы металлургического кокса фракции более 10 мм (ТУУ 322-00190443-048-97)
| Показатели | Норма | ||
| Размер кусков, мм | 10-35 | ||
| Массовая доля кусков размером менее 10 мм, %, не более | 15 | ||
| Массовая доля кусков размером более 25 мм, %, не более | 32 | ||
| Зольность А, %, не более | 13 | ||
| Массовая доля общей влаги, %, средняя | 18 | ||
| Наименование показателя | Норма для марки | ||
| МК1 | МК2 | МК3 | |
| Зольность, Ас, % не более | 13,0 | 16,0 | 18,0 |
| Массовая доля общей влаги, % не более | 22,0 | 22,0 | 24,0 |
| Массовая доля кусков размером, % не более | 9,0 | 8,0 | 6,0 |
| Размер кусков, мм | 0-10, 0-8 | 0-10, 0-8 | 0-8 |
1.1.3 Кварцит
Известно более двухсот разновидностей природного кремнезема: песок, кварц, кварцит, горный хрусталь, опал и многие другие. Для выплавки кремния и его сплавов используют наиболее дешевые и в то же время богатые кремнеземом материалы: кварцит, кварц и кварцевый песчаник. Главным минералом кварцитов и большей части песчаников является кварц — широко распространенный минерал, представляющий собой более или менее чистый кремнезем SiO2.
Кварцитами называют кремнистые песчаники, в которых цементируемое вещество и цемент представлены минералами кремнезема. Кварциты обычно характеризуются высокой плотностью и значительным сопротивлением сжатию (100—140 МПа), имеют светлую окраску с различными оттенками серого, желтого, розового и других тонов. С увеличением содержания SiO2 в кварците увеличивается извлечение кремния и производительность печи и снижается удельный расход электроэнергии.
Коренные заложи кварцита встречаются в виде пластов, гнезд или линз, состоящих из несцементированных кристаллов различной крупности.
Перед выплавкой кремния кварциты дробят, и часть примесей удаляется с мелочью. Дробление необходимо совмещать с промывкой для удаления глинистых примазок, пылевидных наносов и хрупких включений. Кварциты должны обладать высокой термостойкостью, при нагревании мало растрескиваться, иметь небольшую кажущуюся пористость (<2%), низкое водопоглощение (0,1—0,5%). Температура начала интенсивного разрушения должна быть как можно выше [17].
Кварциты должны соответствовать требованиям ТУУ 001911879-011-97.
Стандарт предусматривает две марки кварцита — КФ и КШ. Кварцит КФ используется в основном для производства ферросплавов (ферросилиция, силикокальция, кристаллического кремния, силикомарганца, ферросиликохрома и др.). Кварцит КШ предназначен в первую очередь для получения шлака определенного состава.
В некоторых случаях требования потребителей и заводов-изготовителей могут изменяться. Ниже приведен химический состав кварцита по отраслевому стандарту (ОСТ 14-49—80), действующему с 01.01.81, а в табл. 1.9 — химический состав кварцита различных месторождений.
Таблица 1.9 Химический состав кварцита различных месторождений
| Месторождение | Массовое содержание, % | ||||
| SiO2 | Fe2O3 | А12О3 | СаО | MgO | |
| Васильковское | 97—98 | 0,2—0,4 | 0,9—1,3 | 0,2—0,4 | 0,1—0,3 |
| Толкачевское | 96—98 | 0,4—0,9 | 0,2—1,0 | 0,7—0,3 | 0,1—0,3 |
| Овручское | 97—98 | 0,5—1,0 | 0,4—1,2 | 0,2—1,0 | 0,2—0,4 |
1.2 Печи для производства ферросиликомарганца
Силикомарганец представляет собой комплексный раскислитель, широко используемый при выплавке стали в кислородных конвертерах, электрических
и мартеновских печах. Повышение качества стали, достигаемое при использовании силикомарганца взамен ферросилиция и ферромарганца, обусловливает и высокие темпы наращивания объема производства силикомарганца [18, 6].
Силикомарганец выплавляют в ферросплавных печах следующих типов: рудовосстановительных круглых закрытых [РКЗ], открытых [РКО] и прямоугольных закрытых [РПЗ]. Установленная мощность круглых открытых и закрытых печей достигает 16,5 Мва, а прямоугольных — 48—63 Мва.Печи оборудованы непрерывными самообжигающимися электродами. В круглых трехфазных печах три электрода диаметром 1000— 1200 ммрасположены по вершинам равностороннего треугольника. В прямоугольных печах шесть плоских электродов размером 2800x650 ммкаждый расположены в линию. Каждые два электрода питаются от однофазного трансформатора, образуя в целом трехфазный электрометаллургический печной агрегат. Закрытые печи снабжены газоочистной системой, что позволяет получать высококалорийный колошниковый газ высокой чистоты.
Печь типа РКО. Ванна имеет следующие размеры: диаметр кожуха — 6400 мм,высота кожуха — 3650 мм, диаметр ванны зафутерованной печи [рабочего пространства]— 4900 мм, глубина ванны — 1950 мм. Ванна печи футерована угольными блоками 400x400x1200 мм. Диаметр электродов — 940 мм, диаметр распада электродов — 2450 мм. Подача шихты в печь механизирована. Печи оборудованы трансформаторами типа ЭТЦП-17000/35 с 8 ступенями напряжения [139—176 В].Рабочее напряжение 148 В. Короткая сеть включает токоведущие шины [280х15 мм],гибкую часть и токопроводящие трубы [8 труб ø 60х30 мм],соединенные с контактными щеками [980х350х65 мм].Короткая сеть выполнена на электродах по схеме "треугольник".
Печь типа РКЗ-16,5. Вращающаяся ванна имеет следующие размеры: диаметр на уровне подины — 6650 мм; глубина — 2300 мм, глубина ванны с учетом опорного кольца свода — 3050 мм, диаметр распада электродов — 3100 мм, диаметр электрода — 1200 мм.Электрическое питание осуществляется от трех однофазных трасформаторов типа ЭПЦН-8200/10, установленных в специальной камере на уровне рабочей площадки. Короткая сеть собрана на электродах по схеме "треугольник". Максимально допустимый ток в электроде— 60 кА.