Розроблення технології виплавки середньовуглецевого феромарганцю
Середньовуглецевий феромарганець - сплав заліза з марганцем. Використовується в металургійній промисловості для розкислення й легування сталі, а також у хімічній та інших галузях промисловості. Виплавлений сплав по хімічному складу і фізичними властивостям повинен відповідати вимогам ДСТУ 3547-97 (дивись у розділі 1.5). [2]
Для виробництва середньовуглецевого феромарганцю використовуються наступні шихтові матеріали: відсів силікомарганцю, марганцева руда, вапно металургійне. Шихтові матеріали, що використовуються повинні відповідати вимогам ДСТУ, ТУ, СТП, повинні бути сухими. При необхідності проводиться сушіння в лінії сушіння до вологості не більше 3%.
Сипучі і кускові матеріали - марганцева руда, відсів силікомарганцю вивантажуються в щільові бункера і подаються системою конвеєрів та елеваторів в бункери добового запасу. Допускається вивантаження і зберігання сипучих на підлогових складах, не втрачають якості при зволоженні.
Дозування шихтових матеріалів на плавку здійснюється бункерувальниками за допомогою вагових дозаторів. [9]
Виплавка середньовуглецевого феромарганцю ведеться в печі СКБ-6063 періодичним процесом з поплавковим завантаженням шихти і випуском розплаву з печі з дотриманням вимог щодо експлуатації печі і техніки безпеки.
Розпал печі відбувається на суміші феросилікомарганцю. Порядок завантаження печі і електричний режим плавки: на залишковому розплаві набирається струмове навантаження на 4-й ступені напруги пічного трансформатора і проводиться завантаження 200-300 кг вапна, 200-400 кг марганцевої руди і 100-150 кг відсівів феросилікомарганцю.
Після появи стійкого струмового навантаження 5-10 кА проводиться завантаження решти вапна, марганцевої руди і відсівів феросилікомарганцю (порціями по 200-300 кг). Вапно завантажують з проміжного бункера, а марганцеву руду і відсіви феросилікомарганцю з пічних бункерів. Взвішування шихтових матеріалів визначається старшим майстром, при необхідності коректується майстром. З метою зниження теплового навантаження на подину ванни струмове навантаження на електродах не повинне перевищувати 5-8 кА в початкові 40-50 хв плавки. Після знімання 2300-2400 кВт год піч відключається і відбирається проба на експрес-аналіз. З метою запобігання навуглецювання електроди виводяться з розплаву.
Проба металу на експрес-аналіз відбирається прогрітою ложкою через вікно в склепінні печі (довжина ложки 2,5-3 м). Якість плавки візуально контролюється за зовнішнім виглядом проби. При вмісті кремнію до 2% злам постигла проба має дрібнозернисту структуру і матовий відтінок, а при вмісті кремнію більше 2% - склоподібний блиск. Готовність плавки для випуску визначається хімічним аналізом. У разі отримання незадовільного експрес-аналізу в піч завантажується марганцева руда (концентрати, руди) з модулем по фосфору рівним 0,002-0,006 в кількості 200-400 кг, піч включається і протягом 10 хв відбувається рафінування розплаву стисненим повітрям під тиском 0,5-0,6 атм. У разі попадання у ванну недопалка електрода або ніпеля, проводиться негайне їх вилучення кліщами. У зв'язку з використанням в футеровці ванни, які містять вуглецеві продукти, можливе, при різкому спливанні подини ванни, навуглецювання розплаву. У зв'язку з цим метал, невідповідний вимогам ДСТУ як середньовуглецевий феромарганець, тому його знову завантажують в піч для подальшого переплаву. З огляду на особливості технології виробництва середньовуглецевого феромарганцю, таких плавок допускається не більше 2-х на одній ванні печі. [9]
Оброблення льотки проводиться прутом з кришки приямку. На новій ванні при необхідності проводиться пропалення льотки киснем з дотриманням необхідних заходів безпеки. Довжина прута повинна бути не менше 2,5 м.
Випуск сплаву проводиться в ковш, футерований магнезитовою цеглою і магнезитовою крупкою V = 3 м3, встановлений у сухому приямку печі. На випадок переливу шлаку під носок ковша встановлюється виливниця або малий ковш V = 1,5 м3. Після зливу розплаву, льотка закладається магнезитовою крупкою, замішаною на рідкому склі у співвідношенні 3 частини крупки до однієї частини рідкого скла.
Після закінчення випуску розплаву ковш витягується з приямку розливочним краном і шлак скачується в чашу або шлаковню, при цьому відбирається проба відвального шлаку, хімічний склад якого наступний: Mn 15-17%, SiO2 30-32%, CaO 40-42%, MgO 2 -3%. Після скачування шлаку проводиться розлив металу розливочним краном шаром до 100 мм в шлаковню, засипану сухим піском. Проба металу на хімічний аналіз відбирається сухою ложкою з шлаковні і охолоджується в посудині з водою. Після кристалізації та охолодження (не менше 1 години) злиток металу витягується в короб для подальшого охолодження, потім здійснюється дробління і розсів на ситах з розміром отворів 200 × 200 мм, 100 × 100 мм, 20 × 20 мм у залежності від необхідної фракції. Фракція 20 × 100 мм відправляється в придатний, а фракція 100 × 200 мм додріблюється до товарної, відсіви 0-20 мм задаються на переплав. При наявності замовлень допускається розсів відсівів фракції 0-20 мм на ситі з розміром отворів 4 × 4 мм, після чого фракція 3-20 мм відправляється в придатний або на переплав, як поворотні відходи, а фракція 0-3 мм відправляється в чашах на шлаковий відвал. [9]
Після дробління й розсіву проводиться зваження металу на підлогових вагах. Після зваження металу він складається в короба згідно з хімічним аналізам і фракціями. З декількох коробів формується вагонна партія. Партія підготовленого металу пред'являється працівнику ВТК. Прийнятий метал після зважування на підлогових вагах зберігається в цеху в коробах, з яких виробляється відвантаження в автотранспорт або вагони МПС. Переваження вагонів з металом здійснюється на вагонних вагах залізничного цеху.
На вимогу споживача феромарганець марки ФМн88 виготовляють з масовими частками вуглецю через 0,5%, кремнію - через 0,5%, фосфору - через 0,1%. Метал виготовляють у шматках масою не більше 20 кг або в подрібненому вигляді. Подрібнений ФМн88 виготовляють за класами крупності у відповідності з даними, наведеними в табл.2.5
Таблиця 2.5 -Класифікація фракційного складу ФМн88
| Клас круп-ності | Розмір кусків, мм | Масова доля продуктів в партії (не більше), % | Максимальный розмір куска підришо-ткового продукта, мм | |
| Надришо-ткового | Підришо-ткового | |||
| б.20 до 200 вкл. | ||||
| б.20 до 100 вкл. | ||||
| Продовження таблиці 2.5 | ||||
| б.5 до 100 вкл. | ||||
| б.5 до 50 вкл. | ||||
| б.5 до 25 вкл. | ||||
| б.0 до 300 вкл. | – |
При поставці середньовуглецевого феромарганцю 6 класу крупності вміст дріб’язку від 0 до 5 мм не повинен перевищувати 10%. На поверхні шматків феромарганцю не повинно бути сторонніх матеріалів, допускаються сліди протипригарних матеріалів (вапна, піску та ін), шлакової плівки і виділення графіту. На 10% шматків феромарганцю від маси партії допускається шлакова плівка і одиничні шлакові включення. [9]
Первинним документом обліку та контролю виробництва є: плавильний журнал (ведеться хронометраж плавки і запис всіх операцій під час плавки), приймально-здавальна накладна готової продукції. Облік виробленої продукції ведеться за даними зважування на підлогових вагах тензометричних і хімічного аналізу підготовлених партій. Здача готової продукції здійснюється через заводський комп'ютер.
В аналітичній частині даного дипломного проекту були розраховані основні технічні дані електропечі (див. табл. 2.6) та визначення їхньої кількості.
Таблиця 2.6 - Технічні дані електропечі СКБ – 6063
| № п/п | Найменування параметрів | Номінальні норми параметрів |
| 1. | Встановлена потужність печі, квА | |
| 2. | Діаметр печі зовнішній, мм | |
| 3. | Діаметр плавильного простору, мм | |
| Продовження таблиці 2.6 | ||
| 4. | Глибина ванни, мм | |
| 5. | Діаметр електродів, мм | |
| 6. | Діаметр розпаду електродів, мм | |
| 7. | Хід електроду, мм | |
| 8. | Кут нахилу печі в сторону зливу, градуси | |
| 9. | Тип трансформатору | ЕТЦХ – 5000/10 |
Виходячи з розрахунку, на проектуєму продуктивність в 50 000 тисяч тон на рік необхідно встановити чотири печі СКБ-6063 з продуктивністю трансформатора 5 МВА.