РАФИНИРОВАНИЕ ФЕРРОСПЛАВОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ

В ферросплавах присутствуют две группы примесей: вредные (S, P, As, примеси цветных металлов) и нежелательные (С, Si, Al, газы).

Источником вредных примесей являются шихтовые материалы, а присутствие нежелательных примесей обусловлено технологией производства ферросплава.

Низкое содержание вредных примесей в ферросплавах, как правило, достигается использованием для их производства чистых шихтовых материалов. Если исходная руда содержит много вредных примесей, то на стадии подготовки ее к плавке стремятся создать условия для максимального их удаления. В частности, при пирометаллургической и химической подготовке марганцевых руд существенно снижается содержание в руде фосфора. Для снижения содержания серы титановые концентраты подвергают окислительному обжигу.

Поведение вредных примесей в плавильном агрегате обусловлено конкретными физико-химическими особенностями восстановительного процесса. В восстановительных условиях фосфор и сера восстанавливаются полностью. Фосфор в металл переходит на 60–80 %, остальные – в газовую фазу. Сера переходит в металл на 0,6–10 %, остальное в шлак и газовую фазу.

Снижению содержания фосфора в металле в процессе выплавки сплавов способствует обработка расплава щелочно-земельными, редкоземельными элементами, введение в зону восстановления паров воды. Снижению содержания серы способствуют перечисленные выше факторы, а также повышение основности шлака введением флюсов (извести) и обработка расплава сульфидобразующими элементами типа Mn, Si, Al, Ca, Mg, РЗМ. Сульфиды этих элементов нерастворимы в металле и переходят в шлак.

Рафинирование сплавов от цветных примесей возможно в вакууме. Вакуумной обработке подвергают сплавы в твердом и жидком состоянии.

Рафинирование ферросплавов от нежелательных примесей (С, Si, Al) осуществляется вне восстановительного агрегата. Для рафинирования используют обработку расплавов окислительными шлаками, шлаковыми смесями, продувку расплава кислородом. Для обработки применяют различные агрегаты: индукционная печь, конвертер, вакуумная печь сопротивления, печи спецэлектрометаллургии – ЭШП, ВДП, ЭЛП, плазменные печи и др.