1.3. Производственная вооруженность предприятия

1.3.1 Ферросплавный цех

Цех № 1 относится к основным плавильным цехам завода. Цех включает в себя склад шихтовых материалов, плавильный корпус и газоочистку.

В цехе расположены открытые руднотермические печи (РКО) № 1, 2, 3, 4, 5, выпускающие ФС75, ФС70 и ФС65. В состав цеха входит склад шихтовых материалов, включающий в себя участок подготовки шихты, где происходит дробление и рассев кварцита и кокса; плавильный корпус, состоящий из печного пролета, объединенного с трансформаторным пролетом, и разливочного пролета; здание сухой газоочистки от открытых печей цеха (рукавные фильтры).

Количество, тип, мощность установленных в цехе печей и их рабочие характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры печей первого цеха.

Наименование параметра	Печь №1	Печь №2	Печь №3	Печь №4	Печь №5
Тип печи	РКО – 20	РКО – 20	РКО – 20	РКО – 23	РКО – 23
Тип трансформатора	ЭБТЦ – 20/10,5	ЭБТЦ – 20/10,5	ЭБТЦ – 20/10,5	ЭТЦНК – 36/10,5	ЭТЦНК – 36/10,5
Номинальная мощность т - ра, кВА	20000	20000	20000	20000	20000
Фактическая используемая полная мощность печи, S, кВА	18077	18480	18087	18162	18315
Используемая активная мощность печи, Ра, кВт	15691	15690	15502	16019	16484
Средневзвешенный коэффициент полезного действия, ηэл	–	0,880	–	–	0,873
Средневзвешенный коэффициент мощности, cos φ	0,868	0,849	0,857	0,882	0,900
Индуктивное сопротивление печного контура, Хк.с.,Ом	–	0,981	–	–	0,871
Активное сопротивление короткой сети, Rк.с., мОм	–	0,191	–	–	0,225
Максимальный ток печного трансформатора, IM, кА	58,6	58,6	58,6	58,6	58,6
Интервал вторичного напряжения трансформатора, U2, В	162-197	162-197	162-197	162-197	162-197
Рабочее напряжение, В(факт) UСТ	182,5	183,5	184,5	182,0	180,2
Суточная производительность печи, Q, т/сутки	39,38	38,94	38,02	41,86	42,52
Годовая производительность печи, т/год	23339	23520	22894	22673	23423

1.3.2 Шихтовые материалы

В любом восстановительном металлургическом процессе шихта состоит из рудной составляющей и восстановителя. В производстве ферросилиция рудным компонентом шихты является кварцит, а восстановителем – коксовый орешек (коксик).

Железо для улучшения условий восстановления кремния вводят в состав шихты в виде стальной или чугунной стружки. В зависимости от марки ферросилиция, качества сырьевых материалов и конструкции плавильного агрегата к шихтовым материалам предъявляются определенные требования по химическому составу, гранулометрическому, прочности и целому ряду физико-химических свойств.

Кварцит.

При производстве ферросилиция кремний восстанавливают из его диоксида (SiO₂). Руды кремния (кварц, кварцит) – самые богатые природные руды.

Кварциты менее дефицитны. В отличие от кварца это горные породы, состоящие из одного или нескольких минералов.

Пригодными для производства считаются кварциты с концентрацией SiO₂ более 97%, а Al₂O₃ –менее 1,8% и P₂O₅ – менее 0,045%.

При производстве ферросилиция используется кварцит дробленый Антоновского рудоуправления.

Размер кусков вводимого в шихту кварцита должен быть в пределах 20-120 мм.

Углеродсодержащие материалы.

Показатели процесса производства ферросилиция во многом определяются качеством используемого восстановителя.

Углеродисты восстановитель должен обладать следующими свойствами:

• Высокая реакционная способность и развитая пористая структура;

• Высокое удельное электросопротивление

• Минимальное содержание в золе вредных элементов, ухудшающих качество сплава, например алюминия, фосфора и титана. В составе золы должно быть максимальное количество ведущих элементов (кремния и железа);

• Стабильный выход летучих веществ с минимальным содержанием в их составе смолистых продуктов;

• Достаточная механическая прочность (структурная и на истирание) для уменьшения количества мелочи при транспортировке и подготовке к плавке.

Влажность, зольность и летучие должны быть постоянными для стабилизации шихтовки по углероду.

Кокс. Основным видом восстановителя при производстве ферросилиция является коксовый орешек, поступающий от коксохимических и металлургических заводов с полным металлургическим циклом. Технологическим регламентом установлена крупность восстановителя, подаваемого в печь, в пределах 5-20 мм.

При производстве ферросилиция используется коксовый орешек марок КО-1, КО-2 и КО-3 акционерных обществ “КМК”, “ЗСМК” и “Кемеровский коксохимзавод”

Полукокс. Целесообразность использования при выплавке ферросилиция восстановителя из малометаморфизированных углей и сложность организации производства специальных сортов кокса в коксовых печах стимулирует вовлечение в производство полукокса – продукта по сути промежуточного между углем и коксом.

В производстве ферросилиция широко использовался полукокс Ангарского нефтехимического комбината и ограниченно Ленинск-Кузнецкого завода полукоксования.

Каменный уголь. Каменные угли делятся на длиннопламенные, газовые, жирные, коксовые, слабоспекающиеся, отощенные спекающиеся, тощие и антрациты. С возрастанием степени метаморфизма в горючей массе каменных углей увеличивается содержание углерода и уменьшается количество кислорода, водорода и летучих веществ.

Целесообразность использования угля при производстве ферросилиция объясняется его низкой стоимостью и высоким УЭС. При низких температурах (600-700С) УЭС углей значительно выше, чем у кокса или полукокса, при температуре 1100-1200С УЭС восстановителей сближаются. Можно сделать вывод, что введение угля в шихту оказывает положительное воздействие на электросопротивление верхних слоев колошника, что обеспечивает устойчивую глубокую посадку электродов.

Размер кусков вводимого в шихту каменного угля должен быть в пределах 6-20 мм.

Щепа.

Основное назначение щепы – улучшение газопроницаемости шихты, загруженной в печь.

Щепа предотвращает спекание шихтовых материалов на колошнике и обеспечивает их равномерный сход в ванне печи.

Одновременно щепа выполняет несколько полезных функций: во-первых, углерод, который образуется при пиролизе древисины, обладает высокой реакционной способностью и участвует в восстановительных процессах; во-вторых, летучие, которые выделяются в процессе пиролиза щепы, защищают углерод кокса от окисления на колошнике; в-третьих, щепа увеличивает электросопротивление шихты, сем обеспечивает более глубокую и стабильную посадку электродов.

В ферросплавном производстве применяется щепа марки ПС по ГОСТ 15815-83.

Щепу получают на специальных рубильных машинах. Размер щепы по длине – 10-60 мм, по толщине – до 30 мм. Щепу делают из любых пород деревьев. В условиях ОАО “КФ” в основном используется щепа из пихты, осины и березы. При этом допускается не более 15% (мас.) коры, 5% гнили и 0,5% минеральных примесей.

Железосодержащие материалы.

Железо в шихту можно ввести в виде оксидов (руда, окатыши, окалина), в виде частично восстановленного материала (металлизованные окатыши, отходы от машин огневой зачистки слитков) или в виде стальной, чугунной стружки или их смеси – доменного присадка.

Требования к стальной стружке таковы:

1. Можно использовать стружку только углеродистых, нелегированных марок стали (СТ1-6 по ГОСТ 380-94). Исключение допускается только для сталей легированных кремнием, например трансформаторной.

2. Стружка не должна быть загрязнена минеральными безвредными примесями и органическими примесями (маслами, эмульсиями) более 3% по массе.

3. Стружка не должна быть спутанной. Допускается длина витков не более 50 мм.

Стальная и чугунная стружка, используемая в ферросплавном производстве, должна соответствовать ГОСТ 2787-75.

Известняк.

Причиной ввода известняка в печь чаще всего является затрудненный выход шлака. После обжига известняка оксид кальция, взаимодействуя с кремнеземом, образует легкоплавкий, жидкоподвижный шлак, который легко выходит из печи, растворяя и увлекая за собой накопившийся вязкий кремнеземистый расплав.

На ОАО “КФ” применяется известняк дробленый Гурьевского рудоуправления.

Сидерит.

Сидерит (руда железная карбонатная) применяется для рафинирования ферросилиция в ковше, с целью снижения содержания алюминия в сплаве. В производстве используется сидерит Бакальского (ТУ 14-9-315-86) или Златоустовского (ТУ 14-9-216-81) рудоуправлений.