Ферросплавами называют сплавы железа с легирующими элементами (V, W, Ti, Zr, Nb, Cr и др.) или с элементами-раскислителями (Mn, Si и пр.), применение которых удобнее и выгоднее, чем применение чистых элементов. Поскольку легирующий металл находится в руде или концентрате в виде оксида, то процесс получения ферросплавов сводится к восстановлению данного элемента и растворению его в железе. В настоящее время основными способами получения ферросплавов являются электротермический и металлотермический. При электротермическом процессе плавку ведут в мощных дуговых рудовосстановительных печах, работающих обычно в непрерывном режиме: по мере расплавления загружаемых в печь шихтовых материалов, а шлак и сплав периодически через 2-4 ч. выпускаются в ковши. Нагрев и плавление шихты в ферросплавных печах происходит под действием электрических дуг, возникающих между угольными электродами и металлической ванной. Дуги в таких печах горят под слоем шихты и поэтому их называют закрытыми. Восстановителем в них, как правило, является углерод. Отечественная металлургия производит широкую гамму различных ферросплавов: некоторые технологические данные, характеризующие наиболее распространенные ферросплавы, приведены в таблице 4.3.
Все эти ферросплавы производят в электрических дуговых печах с углеродистой футеровкой, работающих в непрерывном режиме. При необходимости получения безуглеродистых ферросплавов используют металлотермический способ восстановления. В этом случае в качестве восстановителя обычно используют кремний, алюминий или их смеси. При производстве ферросплавов процесс ведут обычно в горнах, где необходимое для процесса тепло выделяется в ходе экзотермических реакций окисления кремния или алюминия. Для достижения хороших результатов металлотермического процесса очень важно создание в зоне реакции температур, достаточных для плавления продуктов реакции: восстановленного металла и шлаковой фазы. Если количество выделяющегося тепла превышает необходимое значение, то процесс носит неуправляемый взрывоопасный характер. Для предотвращения этого в шихту вводят теплопоглощающие компоненты (шлак, флюсы). Если выделяющегося в ходе основной реакции тепла не хватает, то процесс ведут в электродуговых печах, а при внепечном способе металлотермического восстановления в шихту вводят термитные смеси (аммиачную селитру NH4NO3 с железом или алюминием).
Список литературы
