ФЕРРОХРОМ ҚОЖЫ БОЙЫНША ЗЕРТТЕУЛЕР

​ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕРРОХРОМОВОГО ШЛАКА

Камзин Даулет Жалгасулы

магистрант, кафедра металлургии и горного дела, Актюбинский региональный университет,

РК, г. Актобе

Ахметов Камиль Мэксович

магистрант, кафедра металлургии и горного дела, Актюбинский региональный университет,

РК, г. Актобе

Сариев Отеген Рафхатович

научный руководитель, канд.тех.наук, доц, кафедра металлургии и горного дела, Актюбинский региональный университет,

РК, г. Актобе

АҢДАТПА

Мақалада феррохром қожы бойынша зерттеулер жүргізілді және зерттеу сұрақтары қарастырылған. Сонымен қатар,көміртекті феррохромды балқыту кезіндегі шлактардың құрамының жүйесі қарастырылды. Көміртекті феррохромды балқыту кезінде қождың балқу температурасын, қождардың ұтымды құрамын таңдау хром кендерінің табиғатына,темір мен хром оксидтерінің құрамына,шлак түзетіндерге байланысты екені қарастырылған болатын және қорытпадағы хром мен көміртектің қатынасы анықталды.

АННОТАЦИЯ

В статье были проведены исследования феррохромового шлака и рассмотрены вопросы исследования. Кроме того, была рассмотрена система содержания шлаков при выплавке углеродистого феррохрома. Было рассмотрено, что выбор температуры плавления шлака при выплавке углеродного феррохрома,рационального состава шлаков зависит от природы хромовых руд,содержания оксидов железа и хрома, шлакообразующих и установлено соотношение хрома и углерода в сплаве.

Кілт сөздер: феррохром, қож, хром оксиді, балқу температурасы, тұтқырлық, пеш.

Ключевые слова: феррохром, шлак, оксид хрома, температура плавления, вязкость, печь.

Кіріспе

Феррохром-темір мен хром қорытпасы (шамамен 60%), болат пен қорытпаларды легірлеу үшін қолданылады. Негізгі қоспалары-көміртегі (5% дейін), кремний (8% дейін), күкірт (0,05% дейін), фосфор (0,05% дейін). Жеткілікті бай (хром оксиді жоғары және хром оксиді/темір оксиді жоғары) хромит кендерін (немесе концентраттарды) көміртекті тотықсыздандырғышпен (әдетте кокс) азайту арқылы алынады. Әлемдегі феррохромның көп бөлігі Оңтүстік Африкада, Қазақстанда (ERG тобының "Қазхром" корпорациясы) және Үндістанда өндіріледі, өйткені бұл елдерде хромиттердің үлкен ішкі ресурстары бар. Феррохромның ең үлкен тұтынушысы-болат өндірісі, әсіресе 10-нан 20% - ға дейін хром бар тот баспайтын болат өндірісі. Феррохром көбінесе құрамындағы көміртек пен хром мөлшеріне байланысты жіктеледі[1].

Негізгі бөлім

Көміртекті феррохромды балқытудың негізгі процестері тотықсыздану процестері және қож түзілу процестері болып табылады.

Заряд қызған сайын қалпына келтіру процестері басталады. Темір оксиді-бұл оңай азайтылатын тот, сондықтан FeO_қ + С_қ = Fe_қ+ СО_газ реакциясы арқылы темір хромға дейін толығымен азаяды.

Хром оксиді металл хром немесе хром карбидін қалыптастыру үшін қалпына келтірілуі мүмкін.Хром карбидін қалыптастыру үшін хромды қалпына келтіру (13,3% С) 1107°С температурада басталуы мүмкін. Егер хром оксидін көміртекпен азайту жоғары температурада жүрсе, онда көміртегі мөлшері төмен хром карбидтерінің пайда болуы мүмкін (9% С) және  (5,5% С).

Феррохромды балқыту кезінде қождың құрамын дұрыс таңдау өте маңызды. Шлакты құрайтын негізгі компоненттер-магний оксиді, глинозем және кремний. Шлактың құрамын таңдағанда - - жүйесінің күй диаграммасын қолданыңыз.Көміртекті феррохромның балқу температурасы шамамен 1550°C. Пештен шығар алдында қорытпаны 1600°C-тан жоғары қыздыру керек; қождың балқу температурасы осы мәннен төмен болмауы керек. Үздіксіз процесспен жұмыс істейтін шахта пештерінде (зарядты толығымен ерітусіз) қожды оның балқу температурасынан сәл жоғары қыздыруға болады, мүмкін 50-70°C аспайды[2].

Сондықтан көміртекті феррохромды балқыту кезінде қождың балқу температурасы 1600°C-тан жоғары болуы керек. Нақты шлактарда әлі де хром оксиді және аз мөлшерде темір оксиді бар; бұл шлактың балқу температурасын біршама төмендетеді, мүмкін 1620-1650°C.Алюминий оксидінің шлактағы магний оксидіне қатынасы аз өзгереді және әдетте шамамен 1,0 құрайды, сондықтан шлактың балқу температурасы негізінен кремнийдің құрамымен анықталады. Егер - – үштік жүйесінде шлактағы кремний мөлшері 32-38% болса,онда шлактың балқу температурасы 1650-1700°C құрайды. Феррохромды балқытудың нақты шлактары әдетте мынадай құрамға ие: 29-34%; 28-32% ; 32-35% ; 1-2% ; 5-7%.

Көміртекті феррохромды балқыту кезінде қождардың ұтымды құрамын таңдау хром кендерінің табиғатына, дәлірек айтқанда темір мен хром оксидтерінің құрамына, сондай – ақ шлак түзетіндерге-,  және байланысты. Сондықтан көміртекті феррохромды балқыту кезіндегі шлактардың құрамы - - жүйесі бойынша таңдалады. Көміртекті феррохромды балқыту кезіндегі металл мен қождың температуралық режимі қорытпадағы хром мен көміртектің қатынасы,  концентрациясы және шлактағы  /  қатынасы арқылы анықталады. Таңдалған шлактың балқу температурасы металдың балқу температурасынан 100-150ºС жоғары болуы керек, өйткені көміртекті феррохромды балқыту кезінде металды қыздыру шлак арқылы жүреді, пеш кедергі режимінде жұмыс істейді. Хром рудасының оксидтерінен алынған қождың жоғары балқу температурасы мен тұтқырлығы бар. Мұндай қож пештің ваннасынан нашар шығады және металдың қызып кетуіне ықпал етеді. Шлактың балқу температурасын және тұтқырлығын төмендету үшін шикіқұрамға кварцит електері немесе күлі жоғары тотықсыздандырғыштар түрінде кремний (флюстер) қосылады[3].

Сурет 1. Түйіршіктелген феррохром қожының суреттері

Сурет 2. Феррохром қожының микроскопта 100 есе үлкейтілген түрі.

Кремнезем артық болған кезде процесс шлактың балқу температурасының төмендеуімен және оның пештен баяу шығуымен сипатталады, металл, пештен "суық" шығады, оның тез балқитын шлактың салдарынан қызып кетуінің жеткіліксіздігіне байланысты мұндай металл шөмішке "кіргізіледі" (тұнба түзеді). Қорытпадағы көміртегі мөлшері артады, өйткені процестің төмен температурасына байланысты хром оксидтерін азайту көміртегі мөлшері жоғары карбидтерге дейін жүреді. Пештің жүрісін түзету үшін шихта құлағындағы флюс ілмегін 5-10 кг-ға азайту немесе флюссыз бірнеше шихта ілмегін беру қажет[4].

Кремнийдің жетіспеушілігімен шлак тұтқыр болады, балқу температурасы жоғары, пештен нашар шығады. Пештің жүрісін түзету үшін құлақтағы флюс ілмегін 5-10 кг-ға ұлғайту және бір уақытта 200-300 кг кварцитті електерді қосу керек[5].

Шлактағы магний оксидінің жоғарылау белгілері:

а) шлактың балқу температурасының жоғарылауы және оның тұтқырлығы;

б) металдағы көміртегі мөлшерінің төмендеуі;

в) шығару кезінде ағыннан қождың нашар шығуы, қож көбіктенеді. Шлактағы магний оксидін төмендету үшін шихтаның құлағына флюсирлеуші заттардың ілмегін арттыру қажет [6].

г)флюсирлеуші заттың артық болуымен және тотықсыздандырғыштың жетіспеушілігімен қождың төмен балқу температурасы бар (қож суық және тұтқыр), құрамында қалпына келтірілмеген кен бар, пештен нашар шығады. Ағымдағы жүктеменің жоғалуымен электродтардың терең қонуы байқалады. Пештің жүрісін түзету үшін ағынды құлыпты 5-10 кг-ға азайтып, тотықсыздандырғыштың ілмегін көбейту керек.

Қорытынды

Қождың негізгі қасиеттерінің арасында салыстырмалы түрде төмен тұтқырлық, белгілі бір электр кедергісі және балқу температурасы байқалады. Әрине, қождың бұл қасиеттері оның химиялық құрамымен анықталады.- - жүйесінің шлактарының тұтқырлығы кремний құрамына және   / қатынасына байланысты. Әртүрлі кен орындарының хром кендерінде  және оксидтерінің құрамы әр түрлі болғандықтан, бұл компоненттердің зарядтағы ұтымды қатынасы туралы ақпарат, демек, ферросиликохромның бір сатылы балқыту шлагында қарама-қайшы. Әр жылдары жарияланған әдеби дереккөздерді талдау  / оңтайлы қатынасының кейбір ұсыныстарын атап өтуге мүмкіндік береді. Сонымен, Швед зерттеушілері  / = 1 және 45%  немесе  / = 1,2 және 50%  үшін қорытпаны балқытудың ең жақсы көрсеткіштерін атап өтеді. Құрамында 40-53% кремний бар және  / ≥1,0 қатынасы бар шлактар 2,0 Н·сек/ (20 пуаз) аспайтын тұтқырлыққа ие және іс жүзінде сұйық болып табылады. Кальций мен темір оксидтерінің қоспалары токсиндердің тұтқырлығын төмендетеді, ал хром оксидтері оны арттырады[7].

Әдебиеттер тізімі:

1. Теория и технология производства ферросплавов: Учебник для вузов // Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлян Б.И. – М.: Металлургия, 1988. – 784 с.
2. Абдулабеков Е.Э., Каскин К.К., Нурумгалиев А.Х. Теория и технология производства хромистых сплавов. Учебное пособие для бакалавров специальности 5В070709 «Металлургия». – Алматы: Республиканский издательский кабинет по учебной и методической литературе. 2010. – 280 с.
3. Кадарметов Х.Н. Выбор шлаков при выплавке углеродистого феррохрома и ферросиликохрома // Производство ферросплавов №2. – М.: Металлургия. – 1973. – С.66.
4. Интернет-источник. https://shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/43103/14/14_chapter%203.pdf
5. Жило Н.Л., Острецова И.С., Мизин В.Г. и др. Физико-химические свойства шлаков углеродистого феррохрома // Сталь. – 1983. – №3. – С.35-39.
6. Гасик М.И., Новиков Н.В., Жакибеков Т.Б. и др. Выплавка высокоуглеродистого феррохрома на глиноземистых шлаках // Сталь. – 1988. – №8. – С.48-52.
7. Кадарметов Х.Н., Жило Н.Л., Першина Р.Ф. Электрометаллургическая характеристика шлаков углеродистого феррохрома // Изв. АН СССР. Металлы. 1986. №1. – С.35-39.