Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Хромовые руды и феррохром 8
1.2 Технологические способы выплавки хромистых ферросплавов 12
1.2.1 Технология высокоуглеродистого феррохрома 12
1.2.2 Т ехнология ферросиликохрома 18
1.2.3 Технология низкоуглеродистого феррохрома 19
1.3 Методики термодинамических расчетов восстановления
хромовых руд углеродом в твердом и жидком состояниях 20
1.4 Особенности методики расчетов в программном комплексе «ТЕРРА» 26
2 ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЩЕСТВ 28
2.1 Корректировка и согласование термохимических свойств веществ .... 28
2.2 Система СаО-АШ 29
2.3 Система CaO-SiO2 32
3 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ХРОМОВЫХ РУД
3.1 Исходные данные для расчетов 35
3.2. Первичные результаты расчетов и их обработка 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 59
Хром - переходный металл, имеющий наиболее высокую температуру плавления в первом ряду 3^-переходных металлов. Он обладает особыми антикоррозионными свойствами, входит в качестве легирующего элемента в большинство легированных и высоколегированных сталей и сплавов, в том числе на нежелезной основе.
Новизной работы является применение метода полного термодинамического моделирования (программа «TERRA») и модели ассоциированных растворов для анализа химических равновесий между металлом, шлаком и газом.
Цель работы: выполнить термодинамический анализ распределения элементов между металлом и шлаком для условий процесса выплавки углеродистого феррохрома из хромовых руд с соотношением MgO/Al2O3, равным 1,4 и 3,0.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
• установить влияние количества C на распределение элементов;
• установить влияние SiO2 на распределение элементов;
• установить влияние CaO на распределение элементов.
Основной метод решения поставленных задач - компьютерные расчёты, построение взаимосвязей между переменными в табличной и графической форме; сравнение с литературными данными.
Выполнена корректировка и согласование термохимических данных веществ в системах СаО-АЪОз, CaO-SiO2.
Выполнены термодинамические расчеты восстановления хромовых руд с различным соотношением MgO/Al2O3 в зависимости от расхода углерода, добавок оксидов кремния и кальция при температуре 1800 °С.
Установлен оптимальный расход углерода, обеспечивающий максимальную концентрацию хрома в углеродистом феррохроме в зависимости от состава руда и технологических добавок оксидов кремния и кальция.
Добавки SiO2 в шихту способствуют разрушению магнезиальной шпинели MgAl2O4 в шлаке за счет образования силикатов магния MgSiO3 и Mg2SiO4.
Добавки CaO способствуют разрушению силиката двухвалентного хрома Cr2SiO4 и шпинели MgAl2O4 в шлаке за счет образования термодинамически более прочных силикатов кальция CaSiO3 и Ca2SiO4. В результате степень восстановления хрома в металл увеличивается, а кремния уменьшается.
