10.Технология виробництва силікокальцію вуглетирмічним способом.

Технология выплавки силикокальция

При выплавке силикокальция используют кварцит и восстановитель, требования к которым аналогичны предъявляемым при производстве ферросилиция. Крупность материалов, поступающих в плавку, должна быть: кварцита 50–100 мм, коксика 5–10 мм, древесного угля 8–10 мм и каменного угля 10–60 мм. Известь для плавки должна быть свежеобожженной и содержать не менее 92% СаО в кусках 40–100 мм. Жесткие требования предъявляются по содержанию серы, особенно в кварците, т.к. образуется прочный сульфид кальция, в то время как при производстве ферросилиция образующиеся сульфиды кремния летучие. Силикокальций углетермическим способом выплавляют в открытых печах с угольной футеровкой мощностью 10–25 МВА при рабочем напряжении 120–160 В и силе тока на электродах 50–75 кА, что обеспечивает глубокую и устойчивую посадку электродов в шихте, составляющую 500 мм. Вращение ванны печи (в секторе 20–25° со скоростью один оборот за 70 ч) обеспечивает благоприятные условия для разрушения карбидов и позволяет производить выплавку силикокальция отдельными кампаниями длительностью по 2,5–3 месяца, после чего для разрушения образовавшегося в печи «козла» из карбида и шлака печь должна быть переведена на 1–1,5 мес на вы-

плавку ФС45, а затем снова можно плавить силикокальций в течение 2–2,5 мес.

Вследствие зарастания ванны карбидами при выплавке силикокальция ежегодно проводят

ремонт печи с заменой футеровки. После такого ремонта для разогрева печи выплавляют ФС45 в течение месяца. Применяют также смену ванны печи или периодическое разрушение «козла» взрывами.

При расчете шихты принимают усвоение кальция 67%, кремния 75%. Избыток твердого углерода в шихте должен составлять для первичной кампании (на чистой печи) 10–12% и для вторичной кампании (после разрушения «козла») 15–16%. За рубежом иногда часть восстановителя и извести заменяют карбидом кальция.

Выплавку силикокальция ведут непрерывным процессом. Для обеспечения хорошей рабо-

ты печи необходимо как можно дольше сохранять низкий уровень шихты в ванне печи. С этой целью шихту непрерывно подгребают с колошника к электродам, один раз в смену удаляют настыли карборунда с поверхности колошника.

Восстановительные процессы при выплавке силикокальция протекают в наиболее горячих

зонах печи, т. е. у электродов, вокруг которых образуются газовые полости, имеющие в своей нижней части карбидные «чашки». Образовавшийся сплав скапливается в полости («щели»), находящейся на уровне выпускного отверстия. Сохранение этих «чашек» и наличие полости («щели») являются обязательными условиями нормального протекания процесса. Этому способствует работа с большим избытком восстановителя, однако чрезмерное развитие процесса карбидообразования приводит к зарастанию печи карбидами, в основном карборундом, и перекрытию полости и ходов из нее, т. е. к прекращению выхода сплава, шлака и газа из летки. Для предотвращения этого в печь вводят периодически (400–600 кг на плавку) добавки кварцита, загружаемые в

несколько проплавленный тигель у электрода.

При нормальной работе из печи должно выходить минимальное количество шлака, содер-

жащего 45–55% SiO2; 15–20% CaO; 10% SiC; 10–15% СаС2; 2–3% Аl2О3; остальное MgO, FeO (привыплавке СК30).

При избытке восстановителя сверх нормального уменьшаются глубина посадки электродов

в шихте и количество проплавляемой шихты, летка плохо открывается, увеличивается выход карборунда во время выпуска. В этом случае необходимо уменьшить навеску коксика в колоше и увеличить навеску извести в колоше или массу единовременных добавок кварцита. При недостатке восстановителя увеличивается выход шлака во время выпуска, наблюдается большой расход шихты, содержание кальция в сплаве снижается, сплав выходит холодный, летка закрывается с трудом. Необходимо увеличить навеску коксика в колоше и уменьшить количество вводимого кварцита. При избытке извести в шихте уменьшается глубина посадки электродов и появляется жидкий шлак, количество которого быстро увеличивается от выпуска к выпуску, а при недостатке

извести снижается, содержание кальция в сплаве. Для исправления положения необходимо откорректировать навеску извести в колоше. Выпуск силикокальция проводят каждые два часа в футерованный графитовой плиткой ковш. Разливку сплава производят в чугунную изложницу. Сплав содержит 29–33% Са, 3–5% Fe, 1,1–1,3% Al, 0,15–0,35% С, 0.1 %S и остальное Si. Высокое содержание S, C и Al получается за счет золы кокса (этого нет при силикотермии). Сплав дробят и герметично упаковывают в железные бочки, для предотвращения рассыпания хранят в сухом месте.

На 1 т 28%-ного силикокальция расходуется 2200 кг кварцита, 780 кг извести, 330 кг каменного угля, 590 кг коксика, 140 кг электродной массы и 15500 кВт·ч электроэнергии. При выплавке СК15 расход электроэнергии снижается до 9000 кВт·ч.