Введение к работе
Актуальность. Важнейшими задачами экономики Украины, черной металлургии, ее составных подотраслей - ферросплавной промышленности и сталеплавильного производства - является решение проблем минерально-сырьевого и энергетического сбережения при производстве и использовании раскислителей и легирующих. Электропечные мощности ферросплавных заводов Украины (НЗФ, ЗФЗ, СтахФЗ) составляют ~ 45 % всех 10 ферросплавных заводов бывшего СССР (ныне стран СНГ: России, Украины, Казахстана и Грузии). Однако видовой состав ферросплавов заводов Украины складывался на основе только двух элементов - марганца и кремния, Все остальные виды ферросплавов на базе более 15 элементов (в т. ч. Cr, W, Мо, В, Ті, Zr, Nb и др.) поставлялись на Украину из России и Казахстана, хотя на территории нашего государства имеются разрабатываемые месторождения полиметаллических руд (Ті, Zr), а также разведанные рудные месторождения хрома (Среднее Побужье). В аспекте изложенного актуальной задачей является разработка и внедрение в производство на действующих предприятиях, независимо от их ведомственной принадлежности, технологии выплавки отдельных видов ферросплавов и прежде всего на основе побочных материалов основных электротермических и др. производств.
Целью настоящей работы является разработка, научное обоснование и внедрение в производство ресурсо- и энергосберегающих технологий выплавки качественно новых видов ферросплавов - ферросиликоалюминия (ФСА), 15%-ного гранулированного ферросилиция и высокопроцентного фер-робора (ФБ) (20-25% В) на основе попутных продуктов, образующихся в электротермическом производстве абразивного электрокорунда, карбида кремния, карбида бора в условиях ОАО "Запорожский абразивный комбинат" (ОАО ЗАК).
Научная новизна. Получены новые данные об особенностях электрометаллургических процессов получения ФСА и ФБ при углеродотермическом способе выплавки методом плавки "на выпуск". Научно обоснованы составы ФСА и ФБ, разработаны и введены в действие технические условия на их производство. Обобщены литературные данные по термодинамике реакций восстановления А1 и Si из их оксидов при наличии металлической фазы. Произведена термодинамическая оценка реакций получения ФБ при использовании в шихте утилизированной Н3ВО3 некондиционных фракций карбида бора (В4С). Произведены минералогические и рентгенографические исследования фазового состава ФСА и ФБ.
Исследован режим утилизации уловленных пылей при выплавке электрокорунда и ферробора. Выявлены особенности поведения ФБ и ФСА при раскислении и микролегировании ряда марок стали в условиях кислородно-конвертерных цехов меткомбината "Криворожсталь".
Практическая значимость. На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований и результатов опытно-промышленных работ созданы и внедрены в производство следующие технологии выплавки в дуговых электропечах "на выпуск" новых ферросплавов:
технология выплавки ФСА с использованием в качестве шихтовых компонентов "сростков" электрокорунда и низкокремнистого ферросплава - попутного продукта передела слитков абразивного электрокорунда, а также вторичных материалов электротермического производства карбида кремния;
технология выплавки 15 %-ного ферросилиция в дуговой электропечи ДСП-1,5 с применением попутного ферросплава производства абразивного электрокорунда;
технология выплавки высокопроцентного ферробора (20-25% В) углеродотермическим способом в дуговой
электропечи мощностью 2000 кВ\А плавкой "на выпуск" с использованием вторичных борсодержащих материалов производства товарного карбида бора;
разработаны и введены в промышленное производство технические условия на ФСА с обычным содержанием титана (до 3 %) и повышенным (7-12% Ті), а также ТУ на ФБ (от 10 до 20 % В);
испытано качество ФСА и ФБ при выплавке ряда марок стали в условиях кислородно-конверторных цехов меткомбината "Криворожсталь";
разработана технология, проведены крупнолабораторные опыты и промышленные плавки электрокорунда с подшихтовкой окускованой бокситной пыли, образующейся при агломерации боксита и выплавке абразивного электрокорунда.
Экономический эффект от внедрения производства ферробора на ОАО ЗАК составил 2,12 мард.крб; затраты на микролегироваыие стали у потребителя снизились в 1,5 раза.
Достоверность полученных в диссертации результатов, подтверждается соответствием термодинамических расчетов данным крупно-лабораторных исследований и показателям промышленного освоения технологий выплавки ФСА и ФБ, а высокое качество этих сплавов - успешным промыш-
ленным применением их для раскисления и микролегирования кислородно-конвертерной и электропечной стали.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Международных конференциях:"Современное состояние и перспективы развития электротермического производства цветных и черных металлов и неорганичесикх материалов Украины" (г.Днепропетровск, 1994 г), "Теория и практика электротермических ферросплавов" (г.Никополь, 1996 г), на научном семинаре кафедры электрометаллургии ГМетАУ, научно-технических советах ОАО ЗАК. По теме диссертации опубликовано 8 статей в журналах "Сталь", "Известия вузов.ЧМ", Бюллетень ЦНИИ и ТЭИ ЧМ",12 тезисов докладов на указанных выше конференциях, а также получено 1 авторское свидетельство.
Структура и объем. Диссертационная работа состоит
из введения, шести глав, выводов, списка литературы и при
ложений. Работа изложена на машинописного текста, со
держит рис. и таблиц. Библиография насчитывает
113 наименований литературных источников.