4.2.3 Железосодержащие материалы
Основным железосодержащим компонентом шихты при выплавке сплавов кремния является стружка углеродистых сталей. Применение чугунной стружки допустимо лишь при выплавке сплавов, предназначенных для использования в чугунолитейном производстве, так как содержащийся в ней фосфор (1,2 %) практически полностью переходит в сплав. Недопустимо применение стружки легированных сталей и стружки, загрязненной примесями цветных металлов. Исключение может составлять использование хромистой стружки при выплавке хромсодержащих сплавов и т. п. Недопустимо применение длинной спутанной стружки, затрудняющей дозирование шихты, и использование замусоренной, содержащей большие количества масла, и окисленной железной стружки. При использовании сильно оксидной стружки увеличивается расход электроэнергии и восстановителя, а стружка, содержащая гидриды оксидов железа, кроме того, способствует повышению содержания водорода в сплаве.
Неоднократные попытки использовать при восстановительных процессах вместо стружки железную руду и окалину не дали положительного эффекта, так как в этом случае необходимо увеличить содержание углерода в шихте примерно на 20 кг на 100 кг руды для восстановления окатышей до железа, что сводит на нет ожидаемое увеличение электрического сопротивления шихты и глубины посадки электродов. Кроме того, 100 кг даже хорошей руды вносят около 13 кг шлакообразующих примесей, что позволяет сделать вывод о нецелесообразности использования руды (или железного агломерата) в восстановительных процессах производства ферросплавов.
В связи с дефицитностью железной стружки и значительными затратами на ее перевозку в отдельных районах, например в Восточной Сибири, может стать целесообразным использование железистых кварцитов в том случае, если экономия на стоимости сырья и транспорте будет больше, чем убытки от увеличения расхода электроэнергии и соответствующего снижения производительности печей. Железистые кварциты содержат 25—40 % Fe.
Как показали исследования, в качестве железосодержащего материала могут быть использованы отходы обогащения железистых кварцитов (45—48 % Fe) с минимальным содержанием СаО+Аl2О3 (1,5%). При сложившихся ценах на железную стружку применение отходов обогащения железистых кварцитов может оказаться экономически эффективным при выплавке сплавов ФС-25, ФС-45 и ФС-65. В качестве железосодержащего материала при выплавке 75%-ного ферросилиция успешно использованы обожженные окатыши из магнетита или металлизованные окатыши. В металлотермических процессах как железосодержащий материал и дополнительный источник кислорода используют высокосортные железные руды.
4.2.4 Флюсы
В качестве шлакообразующей присадки в ферросплавной промышленности используют известь, плавиковый шпат, реже—кварцит, бокситы и высокосортные железные руды. Известь должна содержать >90 % СаО, <3 % SiO2, <3% MgO и минимальное количество углерода и фосфора. Лучшей по качеству является известь, полученная обжигом во вращающихся трубчатых печах, однако для производства силикокальция необходимо использовать крупнокусковую известь, полученную в шахтных печах и содержащую >94 % СаО. Плавиковый шпат должен содержать >65 % CaF2 и <30 % SiO2, а лучшие сорта >92% CaF2 и около5% SiO2. Иногда используют флюоритовую руду, содержащую >55 % CaF2. Кроме низкого содержание кремнезема, желательно иметь в плавиковом шпате минимальное содержание вредных примесей.
В качестве флюса используют также кварцитовую мелочь и боксит, которые должны содержать минимальное количество вредных примесей — фосфора, серы. В некоторых случаях в качестве флюса целесообразно применять различные отходы, например, отработанные катализаторы, содержащие кроме глинозема такие ценные элементы как хром, марганец, молибден и др.
