ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Силикотермическое производство металлического хрома из "Металлургия " Наряду с алюминотермичбски м процессом в настоящее время широко используется силикотермическое производство металлического хрома, позволяющее в ряде случаев получить металл необходимого качества, но с меньшими затратами на производство, главным образом благодаря снижению стоимости восстановителя. [c.139] Резкое уменьшение стоимости восстановителя при силикотер-мической плавке делает этот процесс акономически целесообразным даже при некотором снижении извлечения хрома на плавке или при дополнительном расходе электроэнергии при выплавке в электропечи. [c.140] В то же время термодинамический анализ реакции силикотермического восстановления окиси хрома показывает, что при использовании в процессе выплавки извести и основности получаемого шлака около двух, полнота восстановления окиси хрома кремнием приближается уровню наиболее распространенного внепечного алюминотер мичеокого процесса без применения заметных количеств флюсов. [c.140] Химический состав и стоимость кристаллическою кремния различных марок приведены в табл. 40. [c.140] Марка Si не менее 1 Примеси, не более стоимость i т руб. [c.140] При использовании кристаллического кремния необходимо учитывать наличие в нем углерода, который не оговаривается ГОСТом. По данным [164], содержание углерода в кремнии может колебаться в пределах 0,05—0,25%, в связи с чем каждую плавку кремния необходимо контролировать на содержание углерода перед использованием в качестве восстановителя окиси хрома. [c.141] Кристаллический кремний является хрупким материалом, поэтому приготовление кремниевого порошка не вызывает затруднений. [c.141] Так как восстановимость окиси хрома не превышает 85%, то при протекании реакции (IV. 46) в реальных условиях выделяется 225750-0,85 = 191890 кдж моль СггОз, что соответствует удельной теплоте процесса 30 кдж/г-атом. [c.141] Таким образом, при силикотермическом восстановлении окиси хрома выделяется всего 60% того тепла, которое требуется для расплавления продуктов реакции (IV.46), даже без учета тепла, необходимого для введения в состав шихты извести. [c.141] — количество тепла, выделяющееся при восстановлении 1 кг хромового ангидрида, кг. [c.142] Таким образом, введение термитных добавок для получени оптимальной теплоты процесса резко увеличивает расход восстановителя на единицу хрома и является практически неприемлемым. Также неприемлемым оказывается и предварительный подогрев шихты. Поэтому силикотермическое производство металлического хрома осуществляется только электропечным способом. [c.142] Одним из возможных вариантов электропечной технологии получения металлического хрома силикотермическим восстановлением окиси хрома является выплавка металла с цредваритель-ным расплавлением части окислов в электропечи. В этом случае при достаточном количестве расплавленных окислов оказывается возможным провести самопроизвольное восстановление окиси хрома кремнием при отключенной печи, что значительно уменьшает вероятность науглероживания металла электродами е процессе восстановительных реакций. При такой организации процесса проведение восстановительного периода плавки при включенной печи также снижает вероятность повышения углерода в металле, так как в зоне электрических дуг образуется не металлический хром, а силикохром с высоким содержанием кремния. [c.142] Ниже приведен краткий расчет шихты, удельной теплоты процесса и температуры силикотермического восстановления окиси хрома с предварительным расплавлением части окислов в электропечи. [c.143] При расчете шихты, проводимом на 100 кг окиси хрома, принято, что восстановимость хрома равна 85%, железа — 95% основность шлака принята равной 1,75. Состав металла Сг — 98% и Si—1%). Использование кремния принимается равным 90%. Состав шихтовых материалов приведен табл. 41. [c.143] Минимально возможное количество окиси хрома в восстановительной части шихты определяется из условия получения в восстановительный период плавки силикохрома достаточной плотности. Чтобы образующийся силикохром имел плотность большую, чем плотность рудно-известкового расплава, необходимо, чтобы содержание кремния в нем не превышало 50%. [c.143] Для получения силикохрома с 50% Si в восстановительной части шихты необходимо иметь отношение СггОз Si = 1,4 (с учетом некоторого угара кремния на колошнике), следовательно, минимальное количество окиси хрома в восстановительной части шихты составляет 1,4-24 — 35 кг. [c.143] Таким образом, рудно-известковая часть шихты должна состоять из 65 кг окиси хрома и 95 кг извести, восстановительная — из 35 кг окиси хрома и 26,7 кг кремния (с учетом угара). [c.143] В результате проплавления рудно-известковой смеси приведенного состава образуется 160 кг расплава со следующим содержанием компоненто1в СггОз —40,6%, СаО — 55,6%, MgO — 3,8%. На основании экспериментальных замеров температура расплава может быть принята равной 2070° К. [c.143] При таком температурном режиме силикотермического процесса возможно самопроизвольное протекание восстановительного процесса при отключенной печи с достаточно полным разделением металла и шлака. [c.144] Вернуться к основной статье