Ферросплавные печи.

Технологические особенности работы печи.

Ферросплавы – это сплавы железа с другими минералами (металлами). Наиболее известные из них – ферросилиций, ферромарганец, феррохром, ферроникель, ферроалюминий, феррованадий и многие другие, используемые для легирования сталей и улучшения их свойств.

Ферросплавы получают в электродуговых - рудно-термических печах большой мощности . В большинстве ферросплавных печей ведут восстановительный процесс, а в качестве восстановителя применяют коксовую или угольную мелочь.

Печи могут быть, открытыми и закрытыми, в последнее время в основном закрытые, т.к. в процессе работы печи выделяется ферросплавный газ, в котором СО составляет 80-90%. Теплотворная способность газа . Ферросплавное производство одно из самых энергоемких.

В последние годы наиболее эффективными считаются печи с круглой ванной и закрытым сводом. (Рис.1.)

Рис.1. Круглая закрытая ферросплавная печь с вращающейся ванной мощностью
16,5 мВ·А:

1 – короткая сеть; 2 – ванна печи; 3 – опорная плита; 4 – механизм вращения ванны;
5 – механизм для прожига летки; 6 – свод; 7 – токоподвод; 8 – гидроподъёмник; 9 – устройство для перепуска электродов.

Печь выполняется в виде низкой шахты цилиндрической формы, в которой находятся, 3 вертикально - расположенных электрода. В печи применяют графитированые, угольные или самоспекающиеся электроды диаметром 1 – 1,5 м.

Футеровка печи выполняется из шамотного (высокоглиноземистого) огнеупора – верхняя часть, а нижняя часть из угольных блоков (при выплавки углеродистых ферросплавов) и из магнезита (при выплавки низкоуглеродистых ферросплавов).

Для равномерного проплавления шихты печи зачастую оборудуются механизмом реверсивного вращения ванны с углом поворота до 130°.

Свод печи водоохлаждаемый, неподвижный с отверстиями для электродов, загрузочных воронок, газоотводов и предохранительных клапанов.

Восстановительные печи – это печи непрерывного действия. Шихта (агломерат, окатыши, флюсы, обогащенная руда, топливо-восстановитель) загружаться в печь порциями (колошами) через загрузочные воронки.

В зоне электрической дуги возникает высокотемпературная реакционная зона с температурой до 2000 ⁰С. При контакте с углеродом и СО окислы восстанавливаются и расплав частично насыщается углеродом (науглераживается).

Ферросплав и шлак выпускают из печи периодически, по мере их накопления, через сливной желоб. Температура расплава, выпускаемого из печи, зависит от типа ферросплава и колеблется в диапазоне 1500 – 1800 ⁰С.

Тепловой баланс ферросплавной печи.

Примерный тепловой баланс ферросплавной печи по выплавке ферромарганца приведен в табл.___

Табл. Тепловой баланс ферросплавной печи по выплавке ферромарганца.

Значительное количество химического тепла имеет отводимый ферросплавный газ. Физическое тепло этого газа невелико 3-4 %, но теплотворная способность этого газа составляет 25 – 27% от всей расходной части теплового баланса.

Повышение эффективности работы ферросплавных печей.

Повышение эффективности работы ферросплавных печей, в первую очередь, связано с сокращением удельного расхода электрической энергии на выплавку ферросплавов, для этого:

- используют химическую энергию ферросплавного газа для предварительного подогрева и сушки шихты в отдельном агрегате или в самой печи;

- частично восстанавливают элементы шихты в топливных печах;

- используют физическое тепло ферросплавов и особенно шлаков для получения пара, подогрева воды или шихты;

- применяют вращающиеся ванны;

- уменьшают электрические потери в токоподводах и электродах.