В книге рассмотрены теория и практика электротермического производства технического кремния и ферросилиция; приводятся сведения о свойствах кремния, его соединений и сплавов с железом; освещаются физико-химические основы технологии, рассмотрены подбор шихтовых материалов, конструкции электроплавильных печей и параметры электрического режима, организация ферросплавных цехов и возможности улучшения технико-экономических по>-казателей их работы.
Книга предназначена для инженерно-технических работников ферросплавных предприятий, исследователей, конструкторов, преподавателей, а также может быть полезна студентам, специализирующимся в области производства ферросплавов.
ВВЕДЕНИЕ
Производство ферросплавов в электропечах в России было освоено в 1910 г. на Южном Урале, на заводе «Пороги», выпускавшем всего 500 т ферросилиция в год с помощью однофазных печей мощностью 280 ква. В июле 1931 г. в Челябинске был построен первый советский ферросплавный завод. В последующие годы в результате строительства новых заводов производство ферросплавов в СССР выросло с 4614 т в 1931 г. до 171 475 т в 1937 г.
После Великой Отечественной войны вновь происходит бурный количественный и качественный рост производства стали и ферросплавов. Уже в 1947 г. производство ферросплавов возросло в 56 раз по сравнению с 1932 г.
Производство стали в СССР характеризуется следующими цифрами '(млн. тонн): 1957 — 51,0; 1958 — 55,0; 1959 — 59,9. Директивами XXI съезда КПСС намечено производство стали в 1965 г. довести до 86—91 млн. тонн. Это означает еще более быстрый рост выпуска ферросплавов; поставлена задача увеличения производства ферросилиция в электрических печах взамен доменного ферросилиция.
По установленной электрической мощности первое место (около 60%) среди ферросплавов занимают кремнистые ферросплавы: технически чистый кремний («силиколь»), высокопроцентный ферросилиций, получаемый в электропечах, и комплексные ферросплавы, содержащие, кроме кремния и железа, хром, марганец, цирконий, алюминий или кальций.
Особенностью промышленного производства кремнистых ферросплавов является плавка в электрических дуговых печах с применением богатого сырья, относительно чистого от примесей. При правильном подборе и подготовке сырых материалов технологический процесс выплавки кремнистых ферросплавов оказывается почти бесшлаковым. Специфические особенности выплавки кремнистых ферросплавов позволяют выделить их в особую группу, отличающуюся от других ферросплавов.
Подавляющая часть кремнистых ферросплавов используется в качестве раскисляющих присадок при выплавке сталей почти всех марок и в качестве восстановителей при получении различных металлов и сплавов методом силикотермии [1]. В среднем расход ферросилиция в пересчете на 45%-ный на 1 т стали
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение
Часть первая ПРОИЗВОДСТВО КРЕМНИЯ
Глава 1. Сырые материалы .................... 5
1. Ископаемые, содержащие кремний- ........ ..... —
2. Углеродистые материалы ................... 9
Глава 2. Свойства кремния и его соединений .......... 19
1. Кремнезем ................... • ...... —
2. Низший окисел кремния ................... 23
3. Кремний ........................... 27
4. Карбид кремния ........... ............ 31
Глава 3. Физико-химические условия производства кремния .... 35
1. Термодинамические условия восстановления кремния ..... —
2. Механизм восстановления кремнезема до кремния ...... 46
3. Роль электрической дуги . . . ............... 55
Глава 4. Технология производства кремния ............ 64
1. Конструкции и электрический режим печей ......... —
2. Ванна печи ..... .................... 71
3. Низкотемпературные превращения в ванне .......... 75
4. Высокотемпературные превращения в ванне ......... 78
5. Управление ходом печи ................... 85
Часть вторая ПРОИЗВОДСТВО ФЕРРОСИЛИЦИЯ
Г л а^в а 1. Шихтовые материалы .................. 95
1. Сырье, содержащее кремний ................. —
2. Углеродистые восстановители ................ 101
3. Железосодержащие материалы . . . ............. 109
Глава 2. Физико-химические условия процесса ........... 113
1. Система железо — кремний .................. —
2. Влияние железа на восстановление кремнезема ...... 124
3. Влияние примесей на свойства ферросилиция и образование шлака ............................ 133
Глава 3. Электропечи для производства ферросилиция ....... 149-
1. Классификация печей .................... —
2. Конструкции печей ..................... 15&
3. Электроды ............ ........ ..... 159
4. Токопровод («короткая сеть») ................ 167
Глава 4. Электрический режим плавки ферросилиция ....... 182
1. Верхняя граница напряжений ................ —
2. Дуга в ферросилициевой печи ....... • ........ 185
3. Выбор электрического режима................ 191
4. Пути улучшения электрического режима.......... 195
Глава 5. Технология производства ферросилиция.......... 201
1. Внутреннее строение ванны.........•........ —
2. Обслуживание печи....................• 203
3. Материальные балансы................... 206
4. Энергетические балансы........• . ........ 213
5. Контроль технологии.................... 220
6. Разогревы печей и переводы на другую марку сплава .... 224 Глава 6. Вспомогательное оборудование ферросилицисвых печей. . 227
1. Автоматическое регулирование электрического режима .... —
2. Измерительные, приборы и защита электрооборудования . . . 229
3. Механизация обслуживания колошника........... 231
4. Приспособления для разливки сплава............ 236
5. Ремонт оборудования и техника безопасности........ 239
Глава 7. Экономика производства ферросилиция.......... 243
1. Производительность труда и себестоимость продукции .... —
2. Проектирование ферросилициевых цехов........... 247
Литература............................. 250
Цена: 300руб.
