Розробка технології виробництва феровольфраму 72

5.Вибір  і обгрунтування оптимального способу виробництва

Я обираю вуглецевосилікотермічний спосіб.

Оскільки  цей спосіб є менш енергоємним  і більш економним. Використовувати алюмінотермічний спосіб не є доцільним оскільки його використовують для виплавки сплавів з збільшеним вмістом вольфраму, тобі ж більш ніж 77%. Даним способом користуються вітчизняні заводи, а отже даний спосіб задовольняє вимоги ДСТУ і ТУ що до заданого хімічного складу феровольфраму 72. Дані наведені в таблиці 1[2]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Физико-хімічні основи виробництва за оптимальною технологією

     Вольфрам  має невелику хімічну спорідненість  до кисню й з оксидів може бути відновлений кремнієм, вуглецем і алюмінієм:

2/3WO₃ + Si = 2/3W + SiO₂ ; ΔG⁰_T =-351220 + 34,96 T ;

2/3WO₃ + 2C = 2/3W + 2CO ; ΔG⁰_T =-307250 + 321,1 T ;

2/3WO₃ + 4/3Al = 2/3W + 2/3Al₂O₃ ; ΔG⁰_T =-568150 + 58,7 T ; 

     У перший період відбувається рафінування сплаву від кремнію, марганцю й вуглецю, перешедших у нього при доведенні шлаків, у результаті окиснення їх киснем концентрату, що завантажується в піч:

2/3WO₃ + Si = 2/3W + SiO₂ ; ΔG⁰_T =-351220 + 34,96 T ;

2/3WO₃ + 2C = 2/3W + 2CO ; ΔG⁰_T =-307250 + 321,1 T ;

2/3WO₃ + 2Mn = 2/3W + 2MnO; ΔG⁰_T =-280227 + 22,96 T ;

2FeO + Si = 2Fe + SiO₂ ; ΔG⁰_T =-492410 + 112,04 T ;

2FeO + 2Mn = 2Fe + 2MnO ; ΔG⁰_T =247630 - 36,5 T ;

2FeO + 2C = 2Fe + 2CO ; ΔG⁰_T =242200 - 266,16 T ;

     Відновлення вольфраму й заліза з концентрату  в першому й другому періодах відбувається в основному за рахунок  вуглецю коксу:

2/3CaWO₄ + 2C = 2/3W + 2/3CaO + 2CO; ΔG⁰_T =439615 - 342,9 T ;

1/2FeWO₄ + 2C = ½(W + Fe) + 2CO; ΔG⁰_T =92470 - 253,7 T ;

     В відновленні вольфраму і заліза приймають участь кремній і марганець, що залишилися в металі після третього періоду – періоду до відновлювання шлаку:

     2/3CaWO₄ + Si = 2/3W + 2/3CaO + SiO₂ ; ΔG⁰_T =-242830 + 32,36 T ;

2/3CaWO₄ + 2Mn = 2/3W + 2/3CaO +2MnO; ΔG⁰_T =-177100 + 3,18 T ;

1/2FeWO₄ + Si = ½(W + Fe) + 2(SiO₂); ΔG⁰_T =-581970 + 121,5 T ;

1/2FeWO₄ + 2Mn = ½(W + Fe) + 2(MnO); ΔG⁰_T =-477295 + 85,96 T ; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7.Техніко-экономічні показники

     Основною  статтею собівартості 1 т феровольфраму  є вартість концентратів (98%); частка вартості переділу становить -1,5%, тому основним резервом зниження собівартості виробництва феровольфраму є всіляке зменшення втрат вольфраму. Більш високого витягу (~99%) досягають:

     шляхом  ретельного очищення газів, що відходять  із печі, від пилу в осаджуючих камерах і фільтрах з наступним використанням пилоподібних відходів при виплавці сплаву; 

     поліпшенням умов зберігання, транспортування й  завантаження концентрату в піч;

     використанням усіх видів повернення й відходів виробництва [2]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Раціональне використання відходів

     При виплавці феровольфраму утворюються шлак у кількості 2-4% від маси металу, який містить 0,05—0,2  WО₃;  45—50  SiO₂; 25—32 СаО; 15—20 MnO; 0,3—2 FeO; 65—73 А1₂О₃. Цей шлак використовують  у будівництві або для подальшого застосування у сталеплавильному чи доменному процесах.

     Феросплавний  газ вітчизняних підприємств  використовується в значній мірі як паливо. Є також можливість оптимізувати газовий режим печі безпосередньо  для зниження питомих витрат електроенергії. Тим самим використовуючи цей газ для підігріву шихти у спеціальних шахтах, економлячи відновники та електроенергію.

     Виробництво феросплавів супроводжується утворенням великих кількостей відходів у вигляді  пилу, який виноситься з газоподібними  продуктами і уловлюється сухими газоочистками. Який нині стали піддавати подальшій переробці, оскільки він містить коштовний мінерал [3]. 

     При раціональному використанні феросплавних відходів можна економити кошти, час, електроенергію і тим самим зменшити забруднення навколишнього середовища [4]. 
 
 
 
 
 

9. Апаратурно-технологічна схема виготовлення феровольфраму

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Висновки

     В даній роботі було розглянуто призначення  сплаву ФВ72, вимоги до якості продукції, області застосування сплаву. Головним легуючим елементом сплаву являється вольфрам, який є легуючим елементом сталі та покращує її властивості.

     В даній роботі був проведений огляд способів виплавки сплаву марки ФВ72, наведені їх особливості та агрегати для проведення плавки. При врахуванні техніко-економічних та інших показників був обраний оптимальний спосіб виробництва сплаву ФВ72 електропіччю вуглецевосилікотермічним способом плавки.

     Був виконаний розрахунок шихти для  одержання феровольфраму, який дозволив встановити кількість матеріалів, що необхідні для проведення процесу  плавки та кількість усіх продуктів, що утворилися в процесі виробництва  у вигляді готової продукції та відходів. Також був наведений матеріальний баланс, який полягає у підрахунку та порівнянні суми мас усіх поступаючи матеріалів в даний процес та усіх отриманих продуктів.

  Розглянута можливість раціонального використання відходів, а також підвищення техніко-економічних показників. 
 
 
 
 
 

  Перелік літератури

1. Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология производства ферросплавов.-М.: Металлургия, 1988. – 784 С.
2. Рысс М.А. Производство ферросплавов. М., Металлургия, 1975
3. Поволоцкий Д.Я. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М., Металлургия, 1984
4. Воденніков С.А., Мосейко Ю. В. Теорія і технологія феросплавного виробництва. Методичні вказівки для виконання курсової роботи. ЗГІА, 2008