Производство ферросплавов в вагранках


 
Производство ферросплавов в вагранках

Распространенным способом получения ферросплавов тугоплавких металлов, прежде всего феррохрома и ферровольфрама, в конце XIX– начале XX в. была плавка в вагранке – небольшой шахтной печи, схожей по конструкции с доменной.

Данная технология просуществовала до середины XXв., и широко применялась в случаях ограниченности ресурсов электроэнергии. В частности, ваграночная выплавка феррохрома и ферровольфрама применялась в СССР и имела характерные технологические особенности.

        

Вагранки XIX в., музей Hüttenwerk Peitz (г. Пайц, Германия)

Выплавка феррохрома и ферровольфрама в вагранках велась «на козла» – т.е. полученный сплав ввиду своей тугоплавкости не вытекал в жидком виде из печи, а оставался внутри неё в виде слитка – «козла». Вагранки устраивались с откидным дном для удобства извлечения слитка.

Плавку феррохрома вели на брикетах, состоящих из кокса, хромита, соды и смолы. Воздушное дутьё предварительно нагревали до 400-500 °С. Плавку вели до тех пор, пока «козёл» не затянет фурм для подачи воздуха, которые устраивались в три ряда по высоте вагранки (на фото представлена вагранка с одним рядом фурм).

За одну плавку получали около 3 т феррохрома. Длительность кампании, включая время на охлаждение и футеровку вагранки, составляло около 7 дней. Расход кокса достигал 5-6 т на тонну феррохрома.

Плавка ферровольфрама осуществлялась также «на козла», получали сплав с содержанием вольфрама 78-84 %. Содержание углерода обычно составляло 0,1-0,7 %, столько же марганца и кремния; доля меди, олова и серы – менее 0,1 % для каждого компонента.

Реакция восстановления вольфрама углеродом из минералов (вольфрамита, шеелита) при этом шла очень быстро, поскольку конечные продукты процесса энергично уходят из системы: образующийся СО – удаляется с отходящими газами, а частицы ферровольфрама, обладающие громадным удельным весом по сравнению со шлаком (удельные веса 16,0 и 3,0), легкоосаждаются на подину и, наплавляясь, образуют там «козёл». При этом верхний слой «козла» на подине вагранки представляет собойметаллическое «болото», растворяющее вольфрам и железо. При нормально идущем процессе перегретые, подвижные частицы шлака, запутавшиеся в «козле», легко всплывают, и сплав получается монолитным. Поэтому после окончания плавки осуществляли выдержку для освобождения «козла» от включений.

При чрезмерно горячем процессе происходило восстановление значительного количества нежелательных примесей, в частности кремния и углерода. По этим причинам выплавка из руды ферровольфрама с содержанием больше чем 84 % вольфрама не осуществлялась. Сплав был настолько тугоплавок, что его трудно было получить монолитным (без включений) или чистым по кремнию. Получавшийся шлак с высоким содержанием WО3 возвращался в процесс на переплав.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий