Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Технология производства металлического хрома Cr

Производство хрома осуществляется алюмотермическим способом из чистых по углероду материалов, точно та кже как и некоторое количество безуглеродистого феррохрома, азотированного феррохрома и многочисленных лигатур, в составе которых присутствует хром.

Тепло, необходимое для реализации алюминотермического процесса производства хрома и его сплавов, выделяется в результате протекания реакций восстановления окислов алюминием, а также в результате подогрева шихтовых материалов и введения термитных добавок, например селитры, которые, окисляя алюминий, вносят недостающее количество тепла.

В последнее время все большее распространение получил комбинированный метод производства хрома, при применении которого недостающее количество тепла покрывается за счет использования электроэнергии для расплавления рудной части шихты или прогрева шлака.

При выплавке металлического хрома и его сплавов необходимое для протекания процессов удельная теплота, т. е. количество тепла, выделяющегося на 1 кг шихты, и их температура указаны в табл. 1.

Таблица. 1 - Удельная теплота и температура процесса производства хрома и сплавов хрома Удельная теплота производства хрома

Шихтовыми материалами служат окись хрома, хромовый концентрат (>58,5% Cr2O3, >= l,5% SiO2 и 0,05% С), алюминиевый порошок из первичного алюминия и натриевая селитра (>99,0% NaNO3). Молотый хромистый шлак крупностью (0,3—0,8 мм), получаемый при производстве металлического хрома, используют в качестве балласта при выплавке азотированного феррохрома.

Таблица. 2 - Основные реакции процесса алюмотермического получения феррохрома Основные реакции алюмотермического производства феррохрома

В качестве флюса применяют известь (>90% СаО, крупностью менее 3 мм), добавка которой снижает вязкость глиноземистых шлаков, улучшает кинетические условия процесса и увеличивает извлечение хрома в результате повышения активности его окиси.

Таблица. 3 - Состав колош, принимаемый для алюмотермического производства хрома и его сплавов Состав колош, для производства хрома При производстве хрома, шихту в течение 30 мин тщательно перемешивают в барабанном смесителе. За одну плавку проплавляют от 1,5 до 3,0 т окиси хрома или хромового концентрата.

В настоящее время плавку металлического хрома ведут с выпуском металла и шлака полунепрерывным процессом. Оптимальное количество восстановителя составляет 100—101% к теоретическому, содержание алюминия в металле при этом не превышает 0,5%, использование алюминия 97,5%. Плавку проводят в наклоняющейся плавильной шахте, футерованной магнезитовым кирпичом и установленной на специальной вагонетке. Перед началом плавки на подину шахты загружают 150—250 кг шихты, которую поджигают запальной смесью. После распространения процесса по всей поверхности колошника ведут непрерывную загрузку смешанной шихты элеватором таким образом, чтобы зеркало расплава было закрыто тонким слоем ее. В конце плавки с последними порциями шихты задают 200—250 кг извести. Общая продолжительность плавки хрома из 30—40 колош составляет 12—20 мин.

После проплавления и 2—3 мин выдержки в изложницу сливают шлак слоем 200—300 мм, затем шахту возвращают в первоначальное положение, а через 1—2 мин осуществляют полный слив металла и шлака. После затвердевания из изложницы извлекают блок шлака и металла, который после остывания поступает на разделку.

Примерный состав металлического хрома характеризуется следующими цифрами: 98,90—99,20% Cr, 0,07—0,12% Si, 0,25—0,40% Аl и Fe, 0,01—0,02% С, 0,02% S и 0,005% Р.

Металлический хром может быть получен также металлотермической плавкой с предварительным расплавлением части окислов. При предварительном проплавлении 30% окислов извлечение хрома возрастает с 88,1 до 92,5%, а расход алюминия снижается на 47 кг на 1 т металла.

Способом с предварительным расплавлением части окислов и выпуском сплава и шлака ведут плавку алюминотермического безуглеродистого феррохрома и аналогичных сплавов. Плавку ведут в специальном электропечном агрегате с поворачивающейся шахтой, футерованной магнезитовым кирпичом.

Плавку ведут на 1800 кг концентрата. Шихта дифференцирована и характеризуется составом, приведенным в таблице 4.

Таблица. 4 - Состав дифференцированной шихты при производстве металлического хрома металлотермической плавкой Состав шихты для производства хрома Электропечь для выплавки феррохрома Рисунок. 1 - Электропечь для выплавки безуглеродистого феррохрома:
1 — плавильный горн; 2 — экран; 3 — бункер для шихты; 4 — электроды; 5 — вытяжной зонт

Электропечь включают после проплавления запальной части шихты. Рудную часть шихты задают в плавку постепенно, по мере ее проплавления, продолжающегося 1,5—2 ч при расходе 5,22—5,57 ГДж (1450—1550 кВт/ч) электроэнергии; после этого расплав прогревают в течение 10—15 мин.

Затем печь отключают и шахту перевозят соседнюю плавильную камеру, из бункера которой по желобу поступает восстановительная часть шихты, загрузка которой продолжается 3—6 мин. По окончании восстановительного процесса расплав выдерживают 3—5 мин в ковше и затем сплав и шлак сливают в изложницу. Полученный сплав содержит 76—80% Cr, 0,2—0,3% Si, до 0,050 Аl, 0,02—0,03% С и до 0,01% S и Р.

Для получения азотированного феррохрома марки ФХ100Н сплав насыщают азотом натриевой селитры, вводимой в шихту в количестве 25% от массы концентрата. Избыток тепла, образующегося при введении в шихту такого количества селитры, расходуется на плавление балластных добавок (молотого шлака металлического хрома), количество которых составляет от 50 до 80% от массы концентрата. Для более полного усвоения азота плавку ведут с верхним запалом.
Технико-экономические показатели производства хрома при алюминотермическом производстве хрома и его сплавов приведены в таблице 5.

Таблица. 5 - Технико-экономические показатели алюмотермического производства сплавов хрома Технико-экономические показатели производства сплавов хрома Читать далее >>

Источник [4] → список литературы.



Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Производство ферросплавов
Вернуться на главную: Черная металлургия