Реферат: Производство в доменой печи и сплавы - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Производство в доменой печи и сплавы

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 78 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

48 1 Общая часть 1.1 Свойства веду щего элемента, область применения Кремний занимает промежуточное положение между металлами и неметалл а ми в Периодической систе ме элементов Д.И. Менделеева. Это второй элемент IV главной группы, серо-стальног о или черного цвета с металлическим блеском, тве р дый и хрупкий. Электронная структу ра его 1 S 2 2 S 2 2 p 6 3 S 2 3 p 2 . Элем ентарный кристалл кремния представляет собой куб с ребром длиной 0,5417 нм. В соединениях с нем е талла ми кремний проявляет преимущественно положительные валентности 4 и 2. Кр емний образует соединения почти со всеми металлами и проявляет отрицат ел ь ную валентность 4. Кремний имеет следующие основные физико-химические свойства: · атомную массу 28,08; · плотность 2,33 г/см3; · температуру плавления 1683 К; · температуру кипения 2953 К; Упругость пара н ад жидким кремнием описывается уравнением, Па: lg P si = 9,017 – 16260 / Т По электрически м свойствам кремний относится к полу проводникам. С кислородом кремний образует кремнезем SiO 2 , температура плавления к о торого 1710 є С. Кремнезем имеет несколько модифи каций: кварц б и в, кристобаллит б и в, тридимит б, в и г и кремнеземи стое стекло. Теплота образования одного моля SiO 2 : по реакции Si ( T ) + O 2( г ) = SiO 2( б -кварц) ; Д H є = - 872,1 кДж и для этой реакци и Д G є 298 - 1690·К = - 883500 – 12,5·Т· Lg (Т) + 218,7 Дж/моль Кремний с кислор одом может образовывать также моноокись SiO 2 . Теплота образования газообразного оксида SiO 2 с оставляет (- 89,45) - (- 91,96) кДж/моль, а энтропия равна S є 298 = 211,5 Дж/(моль ·К). Зависимость изм енения свободной энергии образования газообразного оксида SiO 2 от те мпературы имеет вид для реакции Si ж + 0,5 О 2 = SiO 2 ; Д G є Т = - 163217 - 42,62·Т Дж/моль С углеродом крем ний образует карбид SiC , температура плавления которого выше 2700 є С. Теплота образования карбида сост авляет 62,8 кДж/моль. Энтропия SiC составляет 16,5 Дж/(к·моль) [ 2, 3, 6 ]. 1.2 Свойства и назначение сплава Ферросилиций – сплав кремния с железом и применяе тся как раскислитель и легирующая добавка при выплавке стали. Поэтому с железом кремний сплавляется в любых соотношениях (рис. 2.1) и образует ряд с илицидов – Fe 2 Si 3 , FeSi , FeSi 2 , Fe 3 Si 2 и др., из которых наиболее прочным является FeSi , его температура плавления 1410 є С и Д H є 273 = - 80,38 кДж/моль. Система Fe – Si . Принятая диаграмма Fe – Si предста влен а Кремний относится к ферритообразующим элементам и поэтому сужает о б ласть г– Fe . Ма ксимальная растворимость кремния в г– Fe составляет 1,63% Si . Дву х фазная область ( +г ) простирается д о 1,94% Si . В системе сущест вуют три эвтект и ки: перва я, соответствующая содержанию 20% Si и температуре плавления 1195 є С, вторая- 51% Si и 1212 є С и третья – 59% Si и 1207 є С. В системе Fe – Si существует ряд силицидов: Fe 3 Si (14,28% Si ), Fe 2 Si (20% Si ), Fe 5 Si 3 (23,18% Si ), FeSi (33,46% Si ) и FeSi 2 (50,15% Si ). Устойчивы до температуры плавления силициды FeSi и FeSi 2 . Моно силицид FeSi (е -фаза ) имеет область гомо генности (33,2-34,2 % Si ), крис таллизуется в куб и ческо й системе (а = 0,44898 нм). На рис. 1.2 отмечена область гомогенности сил и цида FeSi 2,3 (о -фаза ). Анализ частной диаграммы FeSi – Si подтверждает, что при 1220 є С образуется высокотемпературная модификация FeSi 2,3 (о -фаза ), называемая леб оитом, которая при 940 є С эвт ектоидно распадается на кремний и низкотемпературную модификацию сиси лицида FeSi 2 . Эта же мод и фикация образуется при 982 є С по перитектоидной реакции: FeSi + FeSi 2,3 FeSi 2 . В частной систем е FeSi – Si имеются две эвтектики: FeSi + FeSi 2,3 + FeSi 2,3 + Si при 1206 є С и 1202 є С соответственно. Механизм образова ния FeSi 2 (в - FeSi 2 ) при з а твердевании эвтектики FeSi 2,3 (б- Fe 2 Si 5 ) + (е- FeSi ) зависит от темпера туры. Выше 865 є С в- FeSi 2 образуется по перитектической реакции: б- Fe 2 Si 5 + е- FeSi в- FeSi 2 . Скорость образования в- FeSi 2 снижается при повышении температуры и выше 950 є С фаза в- FeSi 2 не образуется даже после выдержки 200 ч, ниже 860 є С в- FeSi 2 образуется в результате диспропорционирования б- Fe 2 Si 5 в- FeSi 2 + Si . При 800 є С б- Fe 2 Si 5 полностью переходит в в- FeSi 2 через 4ч. Кривая ликвидус сплавов системы Fe - Si имее т сложный характер и это след у ет учитывать при разработке технологии выплавки и разливки ф ерросилиция. При увеличении атомной доли кремния до 20% температура ликви дус снижается с 1539 є С для чи стого железа до эвтектической 1195 є С, а затем повышается и достиг а ет максимального значения 1410 є С для эквиатомного состава, соответствующего моно силициду FeSi . В интерва ле концентраций кремния частной диаграммы FeSi - FeSi 2,3 темп ература снижается до эвтектической 1206 є С. Силицид FeSi 2,3 плавится при 1220 є С. В частной системе FeSi 2,3 - Si температура повышаетс я от температуры эвтектики 1202 є С до температуры плавления чистого кремния 1415 є С. Микроструктура ферросилиция. Сплав марки ФС 45 промышленной выплавки после травления аншлифов (1 часть HF + 10 частей HNO 3 + 10 час тей ледяной уксусной кислоты) представлен светлой эвтектической фазой, в которой сконцентрирован Al , и крупными серыми дендритами е- фазы ( FeSi ), содержащий в сравнительно больших количествах Cr и Mn (в марке ФС 45 допускается 0,6% Mn и 0,5% Cr ). Последние изоморфно зам е щают атомы железа в моносил ициде [( Fe , Mn , Cr ) Si ]. В сплаве ФС 45 соотношение плотностей е- и лебоитной фазы составляет 1 : 0,78. В зависимости от содержан ия кремния в сплаве и скорости кристаллизации слитка лебоит может обога щать верхнюю или нижнюю части слитков. Вследствие значительного различия плотностей железа и кремния существ ует обратная зависимость между плотностью ферросилиция и содержанием в нем кре м ния. Ниже привед ены температура плавления и плотность ферросилиция марки ФС 45: Марка ферро силиция ФС 45 Массовое содержание кремния, % 41 – 47 Температура плавления є С, 1210 – 1300 Кажущаяся плотность, г/см 4,9 – 5,4 Кремний является хорошим раскислителем, поэтому его сплавы используют при производстве сталей многих марок. Расход ферросилиция (в пересчете н а ФС 45) составляет ~ 0,65% от выпус ка стали. Обычно в сталях содержится 0,12-0,35% Si , в высоколегированных кремнистых сталях его содер жание достигает 2-3% и б о лее . Введение в конструкционную сталь до 2% Si повышает ее твердость, прочность, пределы упругост и и текучести, способствует образованию волокнистой структуры, кремний улучшает свойства рессор и пружин. В шарикоподшипниковой стали (ШХ15СГ, Si – 0,4-0,65%) кремний умень шает критическую скорость закалки, сн и жая тем самым склонность стали к короблению и трещинообра зованию при закалке. В электротехнической стали ( Si 0,8-4,5%) кремний является единстве нным элеме н том, который у лучшает электротехнические свойства железа. Наличие кремния ув е личивает магнитную проницаемо сть и электросопротивление стали, понижает коэ р цитивную силу, уменьшая тем самым п отери и на перемагничивание, и на вихревые токи. В трансформаторной стал и ( Si – 3-4,5%) кремний сниж ает потери на гистер е зис. В сочетании с другими элементами, особенно с хромом, кремний добавляют в инструментальные, коррозионно- и жаростойкие, рессорно-пружинные и друг ие стали. Ферросилиций также широко используют в качестве восстановителя в мета л лотермических процесса х для приготовления термитных смесей и взрывчатых в е ществ, при получении кремнийорган ических соединений, для изготовления сваро ч ных электродов и в ряде других областей промышленн ости [3-5 , 13 ]. 1.3 Выбор типа печи Все цехи ферросплавного завода по назначению деля тся на две группы: о с новны е плавильные цеха, предназначенные для получения готовой продукции зав о да – ферросплавов, и всп омогательные цехи, обеспечивающие нормальную работу основных цехов. В с вою очередь, плавильные цехи можно классифицировать по способу выплавк и получаемых в них ферросплавов. Ферросплавы производят двумя основным способами: электропечным и м е таллотермическим. Основное количество ферросплавов (96 % от общего объема производства) получают элек тропечным способом. Электропечные способы прои з водства ферросплавов разделяют н а непрерывные и периодические. Характер процесса производства ферросплавов (непрерывный или периодич е ский) определяет тип при меняемого плавильного агрегата, систему дозировки ши х ты, способ разливки сплавов и тем с амым проектные решения ферросплавных ц е хов. Таким образом, все действующие и проектируемые цех и по характеру прим е няем ого процесса производства ферросплавов можно разделить на две группы: ц ехи для непрерывных процессов и цехи для периодических. В зависимости от периода постройки и мощности установленных электроп е чей можно выделить четыр е типа ферросплавных цехов по производству феррос и лиция (ФС 45) для непрерывных процесс ов: с печами малой мощности, с печами средней мощности, с прямоугольными п ечами большой мощности. В дипломе рассматривается технология производства ферросилиция марки ФС 45. ФС 45 выплавляют в закрытой рудовосстановительной печи среднем мощн о сти (печь типа РК3-24) непрерывн ым процессом. Цехи по производству ферросилиция (ФС 45) с печами средней мощности, п о строенные в 60-70 гг. , оборудова ны закрытыми рудовосстановительными печами мощностью 16,5-27 МВ·А. В диплом е рассматривается печь типа РК3-24. На печи установлена система улавливани я и очистки отходящих газов. Металл разливается с применением конвейерн ых машин. Цех состоит только из двух пролетов одинак о вой высоты: печного и разливочного. Печь снабжается шихтой из отделения шихтоподготовки, распол оженного в отдельном здании. Дозировка шихты осуществляется непрерывн о, шихтоподача а в томатиз ирована. Цехи этого типа отличаются лучшими условиями труда и более высокой ст е пенью механизации вспом огательных и ремонтных работ. Выбор способа производства сплава зависит от типа применяемого плавил ь ного агрегата. Так, произ водство ферросилиция марки ФС 45 углеродотермическим способом (УТП) осущ ествляется в рудовосстановительной электропечи. При выборе мощности ферросплавной электропечи следует исходить из ма к симального ее значения. Практика показывает, что увеличение мощности электр о печи позволяет улучшить все основ ные технико-экономические показатели прои з водства (производительность труда, удельный расхо д электроэнергии, капитальные и эксплуатационные затраты). Увеличение единичной мощности ферросплавной электропечи сопровождае т ся одновременным укрыти ем и герметизацией подсводового пространства. Прим е нение закрытой печи обеспечивает утилизацию физического и химического тепла колошникового газа, охрану окружающей среды, улучшение санитарно-гигиенических условий труда и эк сплуатации оборудования [7]. 1.4 Определение основных параметров печи, диаметр а электродов и их распада Ферросплавную печь характеризуют следующие параметры: 1) номинальная мощность (мощность трансформатора) P T , кВ·А ; 2) производительность, G, т/сут ; 3) интервал вторичных напряжений, В; 4) максимальная сила тока в электроде, кА ; 5) удельный расход электроэнергии w, МДж (кВт·ч)/т ; 6) коэффициент мощности печи cos ц ; 7) электрический к.п.д., з э ; 8) диаметр электрода, d э , мм ; 9) внутренний диаметр ванны, d в , мм ; 10) диаметр распада электродов, d р ; 11) глубина ванны, h, мм ; 12) диаметр кожуха печи, d к , мм ; 13) высота кожуха печи, H , мм ; В настоящей дипломной работе рассматривается круглая трехфазная печь т и па РК3-24. В круглой печи, э лектроды которой расположены по треугольнику, тепло концентрируется д остаточно хорошо для того, чтобы образующиеся под каждым электродом пла вильные тигли соединились между собой. Это позволяет работать с одним вы пускным отверстием. У такой печи минимальна по величине теплоотда ю щая поверхность и у нее лучш е используется тепло. При рациональной конструкции короткой сети и нали чии установки искусственной компенсации реактивной мо щ ности такая печь может работать с в ысоким коэффициентом мощности, достига ю щим 0,95 , и минимально выраженным явлением «мертвой» и «д икой» фаз. Длина рабочего конца электродов у закрытой печи несколько больше, чем у открытой, что сказывается на увеличении потерь электроэнергии. Но в то ж е время в закрытой печи резко снижается индуктивное сопротивление коро ткой сети, т.к. шихтованный пакет шин доводится почти до центра свода печи. Параметры ванны ферросплавной печи и, в частности, внутренний диаметр ва нны d в выбирают исходя из ди аметра электрода d э , диамет ра распада электродов d р , я вляющегося, в свою очередь, функцией диаметра электрода и рода выплавля е мого сплава, и допустимо й величины зазора а между и футеровкой. Т.к. для определения параметров ферросплавной печи еще не создана научно обоснованная методика, их выбирают исходя из условия подобия размеров п роект и руемых и хорошо ра ботающих печей. Основные параметры печи типа РК3-24 пр и ведены в табл.1.1. Таблица 1.1 – Основные параметры печи типа РК3-24. Фе рросплав Электропечь Р тр , МВ·А Р а , МВт U н.с. , В I max , кА Размеры ванны, м* H , м D э , м d р , м ФС 45 РК3-24 24,0 22,0 127-240 86 8,9/7,2 2,6 1,4 3 Примечание: Р а - активная мощность электропеч и; U н.с - напряжение на низкой стороне; I max - максимальная сила тока на элек троде; H , - глубина ванны; D э - диаметр электрода; d р - диаметр распада элект рода. Как правило, диаметр электрода выбирают, исходя из допустимой плотности тока на 1 см 2 поперечного сечения электрода, величину которой снижают с у вел и чением диаметра эле ктрода. Допустимая плотность тока в электроде зависит от его материала и диамет ра и составляет для самоспекающихся электродов 6-8 А/см 2 . При выборе параметров печи важно правильно определить диаметр распада электродов. Слишком малый диаметр распада электродов приводит к наложе нию реакционных зон и, следовательно, к очень большой концентрации мощно сти. В р е зультате темпера тура в этой зоне резко повышается и понижается полезное сопр о тивление шихты, что приводит к высо кой посадке электродов и к повышенным п о терям в улет восстановленных элементов и тепла, особен но марганца, кальция, кремния. Выбор завышенного диаметра распада электр одов приводит к дополн и т ельным потерям тепла из-за слишком больших размеров ванны печи и к холод ному ходу печи, к образованию под электродами отдельных, не связанных ме жду собой реакционных тиглей и к затруднениям с выпуском сплава. В больш инстве работ р е комендуе тся принимать диаметр распада электродов из условия d р > 2,5·d э . Для печей с вращающейся ванной диаметр d р может быть уменьшен до девяти десятых диаметра распада э лектрода печи аналогичной производительности, но со стационарной ванн ой. Это возможно, поскольку глубокая посадка электродов обе с печивается охлаждением реакционн ой зоны надвигающейся шихтой, разрушением хорошо электропроводного ка рборунда, уменьшением размеров тигля и изменением его формы, а также вви ду уменьшения вязкого и хорошо электропроводного слоя вокруг газовой п олости тигля. Отмеченные выше факторы и постоянное перемещение очагов высокой те м пературы относительно пода и стен печи облегчают службу футеровки печей с вр а щающейся ванной и позволяют снизи ть величину расстояния а от электрода до ф у теровки печи на 30% против принятой для стационарных печ ей до (0,8-1,0) d э пр и менительно к бесшлаковым процесс ам (выплавка ферросилиция ФС 45). Для выбора диаметра ванны рекомендуются следующие соотношения: 1. Для стационарных печей при бесшлаковом процессе d в = d р + d э + 2а = d р + 2,7d э . 2. Для печей с вр ащающейся ванной (печь типа РК3-24) при выплавке 45%-ного ферросилиция (бесшла ковый процесс) d в
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Блондинка рассказывает подруге:
- Я сегодня купила поилку для морской свинки. В ней, прикинь, спереди имеется кнопка. Нажимаешь на неё, и вода течёт.
- Ну, морские свинки умные животные, разберутся, что к чему. Ты же вон, разобралась.
- Мне муж показал...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru