Содержание > ГЛАВА 3. Класиффикация ферросплавных процессов > 3.4 Классификация ферросплавных процессов по технологическим признакам

Разнообразие используемых восстановителей обусловливает ряд особенностей ферросплавных процессов, которые являются основанием для их классификации по различным технологическим признакам.

Непрерывные и периодические процессы. Ферросплавные процессы подразделяются на непрерывные и периодические. Непрерывные процессы характеризуются непрерывной загрузкой шихты в рудовосстановительную электропечь с закрытым колошником и периодическим (или непрерывным) выпуском ферросплава и шлака. Шихта расположена в печи на определенном уровне в течение всего процесса. Электроды постоянно погружены в шихту, а выпуск металла и шлака ведется периодически или непрерывно. При этом используют печи большой единичной электрической мощности (16,5—81 МВ×А), а в качестве восстановителя применяют углеродные материалы (кокс, полукокс, реже антрацит, уголь).
Периодические процессы ведут с использованием определенного количества шихтовых материалов, предназначенных для одной плавки. Загруженная в печь шихта полностью проплавляется с восстановлением оксидов ведущих элементов. Выпуск продуктов плавки (металла и шлака) ведут периодически; чаще всего выпускают из печи металл и шлак одновременно.

Бесшлаковые и шлаковые процессы. К бесшлаковым процессам относят выплавку ферросплавов, при которой количество шлака незначительно и составляет 3—5% от массы металла (например, выплавка кристаллического кремния, ферросилиция, ферросиликохрома). При бесшлаковых процессах шлак образуется оксидами, содержащимися в небольших количествах в рудах, концентратах, в золе коксика, и не восстановленными во время планки. Шлаковые процессы сопровождаются образованием значительного количества шлака. Кратность шлака может составлять 1,2—1,5 при выплавке высокоуглеродистого ферромарганца и ферросиликомарганца и 2,0—3,5при получении низкоуглеродистого феррохрома и металлического марганца силикотермическим способом.

Флюсовые и бесфлюсовые процессы. Выплавку ферросплавов при периодическом процессе чаще всего ведут флюсовым способом, хотя в определенных условиях целесообразна бесфлюсовая плавка. При флюсовом способе восстановление оксидов ведущего элемента происходит по реакциям:

2МеО×SiО₂ + 2С + СаО = 2Ме + СаO∙SiO₂ + 2СO;
2МеО + Si + СаО = 2Ме + СаO∙SiО₂;
3МеО + 2Аl + СаО = 3Ме + СаО×Аl₂O₃.

Введение флюса снижает активность SiО₂ в шлаке, что сопровождается увеличением выхода восстанавливаемого металла.
В качестве флюсов используют материалы, содержащие СаО, МgO и другие компоненты, образующие наиболее прочные химические соединения с оксидами — продуктами реакций восстановления. При этом уменьшается вязкость шлака, снижается (или повышается) температура плавления шлака, уменьшается концентрация в ферросплаве примесей, что приводит к более полному извлечению ведущего элемента и повышению качества ферросплава. Возможна электропечная плавка и бесфлюсовым методом. При этом снижается расход электроэнергии и увеличивается производительность печи, но степень восстановления ведущего элемента уменьшается. Шлак содержит значительное количество оксидов ведущего элемента и его обычно используют для выплавки ферросплавов, углеродовосстановительным способом. При этом уменьшается расход флюса и повышается сквозное использование ведущего элемента. Однако бесфлюсовый способ может быть осуществлен при использовании высококачественных руд и концентратов с низким содержанием фосфора и других примесей. Выбор варианта технологии плавки с введением флюса в шихту или плавки без флюса определяется качеством получаемого ферросплава, его экономичностью, возможностью повышения производительности печи.