Здравствуйте!
Приветствую Вас на страницах моего сайта! Надеюсь, что Вы найдёте здесь много нового и полезного для себя. Я постараюсь помочь в решении многих Ваших проблем в области химии, металлургии, абразивной и огнеупорной промышленности. Вы сможете получить здесь описание и разработку технологий производства электрокорунда нормального, карбида кремния, карбида и нитрида бора, ферросплавов (при помощи традиционных и новых технологий), выполнение контрольных работ для студентов ВУЗов и колледжей и многое другое.
Мои контактные данные: телефон +38(061) 2787122, +38(068) 8632503
e-mail: sarnackiy@mail.ru
Слеповрон - фамильный герб Сарнацких
! Валентин Сарнацкий.
Производство карбида кремния на базе современных технологий
Подобные производства имеются в
Голландии (г.Делфцийл, фирма «Коло»), в США (фирма «Вашингтон Миллс»), в Южной
Африке (фирма «Сублайм»). Общий принцип технологии состоит в том, что синтез
карбида кремния производится в стационарных штабель-печах большого размера. Это
позволяет получить карбид кремния более высокого качества в части
размеров кристаллов, чистоты материала и правильности
формы, по сравнению с существующим процессом в небольших передвижных печах.
Увеличение теплоизоляционного слоя
за счёт размеров штабель-печи позволит использовать
специальное укрытие
в виде плёнки, которая будет
улавливать отходящие газы, впоследствии дожигаемые в
специальном дожигателе.
Таким образом, будут решены
одновременно как проблема защиты окружающей среды, так и проблема более полного
использования тепла, а соответственно и электроэнергии.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ CSiC-
БРИКЕТОВ
ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНОВ
Основными направлениями интенсификации процесса
получения чугунных отливок являются снижение себестоимости процесса плавки и
получение чугуна со строго регламентируемыми физико-механическими и
специальными свойствами.
Основными плавильными агрегатами в чугунолитейных
цехах предприятий СНГ являются индукционные печи промышленной частоты
(ИЧТ) и вагранки с холодным не обогащенным кислородом воздушным дутьем (ВХД).
При получении чугуна в ВХД в качестве шихты используют литейный
чугун Л1-Л6 (50-70 %), чугунный лом, отходы собственного производства
(10-20 %) и стальной лом (10-40 %). При плавке синтетического чугуна в ИЧТ
шихтой служит стальной лом и отходы собственного производства, а для
науглероживания применяют литейный или доменный кокс.
Для получения чугуна стандартного по содержанию кремния его
легируют ферросилицием (ГОСТ 1415-93) марок ФС 20……. ФС 75.
В случае плавки чугунов специальных марок, в частности чугуна с
мелкодисперсными равнораспределенными графитовыми включениями, расплав
модифицирует карбидом кремния.
Анализ технологий получения чугунов в различных плавильных
агрегатах позволил предположить, что применение CSiC-брикетов как компонента шихты
позволяет совместить процесс выплавки с модифицированием и дает
возможность:
- при плавке в вагранке: заменить литейный чугун на передельный и
исключить из плавки ферросилиций;
- при плавке в индукционной печи: отказаться от
использования ферросилиция и доменного (литейного) кокса, содержащего
серу в пределах 1,5-2 %.
Технологии производства чугунов в вагранках и синтетического чугуна
в ИЧТ внедрены на ряде предприятий Украины.
Кафедрой электрометаллургии НМетАУ разработана технология
выплавки в вагранке с холодным не обогащенным кислородом дутьем (ВХД)
чугуна для отливок, предусматривающая использование в шихте углеродокарбидокремниевых
брикетов. (CSiC-брикетов).
Применение углеродокарбидокремниевых брикетов позволяет заменить в шихте
литейный чугун Л1-Л6 на передельный П1, П2 и вывести из состава шихты
ферросилиций.
Опытно-промышленные плавки чугуна СЧ-15 с использованием в шихте
брикетов (содержащих карбид кремния), взамен ферросилиция и без использования в
шихте литейного чугуна Л3-Л6, проводили в чугуннолитейном цехе в ВХД
производительностью 10т/час. При проведении опытной плавки в составе
металлошихты 21 % литейного чугуна Л5 был заменен на передельный чугун и
возврат собственных отходов.
С целью получения сопоставимых результатов плавку проводили по
следующей технологии. До восемнадцатой бадьи плавку в вагранке вели на
металлошихте состоящей из 37 % - литейного чугуна, 55,9 % - литников и
возврата собственных отходов, 1,5 % - ферросилиция (ФС45) и 1,3 %
ферромарганца, а начиная с девятнадцатой бадьи постепенно уменьшали
содержание ферросилиция в завалке, заменяя его брикетами (таб.). К двадцать
пятой бадье заменили 50 % ферросилиция и литейный чугун Л1-Л6 на передельный
чугун П1-П2.
Соотношение содержания брикетов и ферросилиция в завалке выбирали
таким образом, чтобы концентрация кремния в чугуне была 2,3-2,5 %. Расход кокса
на рабочую калошу во время плавки был постоянным и составлял 110-120 кг на тонну
металлошихты.
По ходу плавки отбирали пробы на химический состав и контроль
металлографической структуры. Температуру контролировали на выходе
металла из копильника (табл.)
Таблица
Содержание углеродокарбидокремниевых
брикетов в шихте, химический состав и температура металла.
№ бадьи
Расход брикетов, кг
Расход ферросилиция, кг
Химический состав чугуна, %
Температура чугуна,
°С
C
Si
S
Р
1-18
-
48,0
3,21
2,48
0,100
0,045
1342
19-21
10
39,0
3,58
2,38
0,073
0,048
1415
23-24
20
30,0
3,80
2,30
0,069
0,050
1427
25-33
30
21,0
3,90
2,5
0,067
0,045
1455
34-42
-
48,0
3,29
2,5
0,081
0,041
1400
Анализ приведенных данных показывает, что применение
брикетов взамен ферросилиция позволяет получить стандартный по содержанию
кремния чугун марки СЧ15. При этом содержание углерода в чугуне повышается с
3,21 % до 3,90 %, что позволяет выплавлять чугун для отливок используя в шихте
только передельный чугун П1 и П2, исключив из шихты литейный чугун Л1-Л6.
Использование в плавке брикетов обеспечивает повышение температуры чугуна на
58-113 °С.
Для проведения сравнительных исследований по выплавке
синтетического чугуна в индукционной печи ИЧТ-04 как объект испытания был
выбран чугун СЧ 35 (ГОСТ 1412-85) следующего химического состава, % :
С – 2,9-3,0; Si
– 1,2-1,5; Mn –
0,7-1,1; P≤ 0,2; S≤ 0,12.
В качестве шихты использовали 100 % стального лома
марка 1А (ГОСТ 2787-88) и CSiC-брикеты.
Результаты выплавки чугуна, с использованием брикетов показали, что полученный
металл соответствует требованиям ГОСТ 1412-85 на серый чугун с
пластинчатым графитом. Усвоения кремния из CSiС-брикетов составило 96,2 %, а углерода 82 %.
Использование брикетов позволило сэкономить 50-60 кг/т ферросилиция марки
ФС 65 и исключить из шихты передельный чугун и кокс.
Металлографические
сравнительные исследования показали, что чугуны полученные по опытной и
действующей технологии серый с ферритной структурой. В опытном металле
графитовые включения представлены тонкодисперсными пластинами, а в чугуне
текущего производства – крупными. Измельчение графитовых включений обусловлено
изменением механизма зарождения и роста последних, вследствие, блокирования
плоскостей молекулярным углеродом, переходящим в металл в результате
разложения карбида кремния при взаимодействии с жидким металлом.
Чугун, полученный с использованием CSiC- брикетов характеризуется
мелкодисперсными выделениями графита, что и обеспечивает уменьшение на 30-40 %
расхода элементов глобуризаторов (Mg, Ce, PЗМ), используемых для получения
ЧВГ, ЧШГ.