15.05.2018

Технология производства лигатур с бором, никелем, хромом и железом


Химический состав лигатуры никель—бор марок НБ-1 и НБ-2 согласно ТУ 14-5-3—71 приведен ниже, %:
По требованию потребителя лигатуру никель—бор поставляют с содержанием алюминия до 5%.

По данным, содержание железа в лигатуре марки НБ-1 составляет 2—5%, для марки НБ-2 2—7%. Фактический состав лигатуры никель—бор следующий, %:
Шихта внепечной плавки никель—бора состоит из следующих материалов: 100 кг борного ангидрида, 68 кг закиси никеля, 68 кг алюминомагниевого порошка (50% Mg), 50 кг алюминиевого порошка и 20 кг извести. На рис. 165 показана зависимость извлечения бора от удельной теплоты внепечного процесса.

Иногда в качестве флюса вместо извести используют низкокремнистую боратовую руду. При внепечной плавке никель—бор выплавляют в небольших масштабах (шихту рассчитывают на 100 кг борного ангидрида) в плавильном агрегате, футерованном магнезитовым кирпичом. Скорость проплавления шихты при плавке с верхним запалом составляет 350 кг/(м2*мин).
При выплавке никель—бора в электропечи шихта состоит из технической закиси никеля, содержащей 74—77% (Ni+Co), технической борной кислоты (52—55% B2O3 и 40—45% кристаллизационной влаги), прокаленной боратовой руды, содержащей не более 3% SiO2, первичного алюминиевого порошка.

Плавку на 1000 кг борсодержащих материалов ведут в плавильном агрегате диаметром 800 мм, футерованном магнезитовым кирпичом. Мощность электропечи 600 кВт, напряжение на низкой стороне 64 В, диаметр распада электродов 470 мм, диаметр электродов 150 мм.

Плавку ведут с предварительным расплавлением части борной кислоты и небольшого количества алюминиевого порошка, задаваемого для обеспечения устойчивости горения электрических дуг (рудная часть шихты). Восстановительная часть шихты на 100 кг боратовой руды содержит 19,6 кг борной кислоты и 63 кг закиси никеля.

Рудную часть шихты необходимо проплавлять форсированно, так как при длительном соприкосновении с магнезитовой футеровкой жидкие окислы бора растворяют ее. По окончании загрузки рудной части расплав выдерживают под током в течение 5—10 мин до полного растворения борной кислоты в жидком расплаве и при включенной печи загружают восстановительную часть шихты. Время, необходимое для проплавления рудной и восстановительной частей шихты, составляет 45—60 мин.

После проплавления восстановительной части для повышения выхода металла на поверхность расплава загружают осадитель, в состав которого входит (на 1000 кг борсодержащих материалов) 100 кг закиси никеля, 25 кг алюминиевого порошка и 10 кг извести. Расплав выдерживают под дугами в течение 20—30 мин и печь отключают. Металл разделывают через 20 ч после окончания плавки.

Шихта лигатуры хром—бор (не менее 8% В и 85% Cr, не более 2% Al, 2% Si, 0,1% С и 0,01% Р) состоит из 100 кг окиси хрома, 62,5 кг борной кислоты и 64,6 кг первичного алюминиевого порошка.

Сплав выплавляют в плавильном агрегате, футерованном магнезитовым кирпичом, с предварительным расплавлением всей навески борной кислоты. После загрузки борной кислоты и выдержки расплава под током в течение 10—15 мин печь отключают, электроды поднимают и на поверхность расплава дают смесь окиси хрома с алюминием. При проплавлении этой смеси выделяется достаточное количество тепла для разделения металлической и шлаковой фаз.

Ниже приведен химический состав некоторых плавок лигатуры хром—бор, %:
Шлаки плавок лигатуры хром—бор содержат до 8% B2O3, 10% Cr2O3 и 77—80% Al2O3.

На 1 т лигатуры расходуется 940 кг борной кислоты, 1500 кг окиси хрома и 970 кг алюминиевого порошка. Извлечение бора составляет 70%, а хрома 86%.

Химический состав лигатуры железо—хром—бор марок ФХБ-1 и ФХБ-2 по ТУ 14-5-3—71 приведен ниже, %:
Лигатуру железо—хром—бор выплавляют алюминотермическим способом в электропечи на блок; в промышленных плавках лигатуры марки ФХБ-1 содержится: 18—22% В; 43—48% Cr; 0,04—0,20% С; 0,003—0,005% S; 1,0—1,6% Si; 1,3—1,5% Al, марки ФХБ-2—17—22% В; 40—43% Cr; 0,04—0,20% С; 0,003—0,005% S; 1,0—2,0% Si и 1,0—6,0% Al.

Помимо лигатур, приведенных выше, в промышленности опробованы комплексная среднеуглеродистая феррохромборовая лигатура марки ФХ БТН-1 (ТУ 14-106-85—76) и углеродистая феррохромборовая лигатура марки УФХБТН-1 (ТУ 14-141-57—76). Химический состав этих лигатур по ТУ должен быть следующим, %:
Лигатуру марки ФХБТН-1 плавят в электропечи без выпуска металла и шлака. Запальная часть шихты включает железную и боратовую руды, хромовый концентрат, алюминиевый порошок и известь.

Основная часть шихты, проплавляемая под дугами, состоит из борной кислоты, боратовой руды, бората кальция, хромового концентрата, углеродистого феррохрома, ферросилиция, алюминиевого порошка, титановой стружки, ферромарганца и извести. В состав осадительной части шихты входят борат кальция, хромовый концентрат, алюминиевый порошок и известь.

Получаемый металл содержит 12—13,5% В; 50,0—54,5% Cr; 2,6—4,3% Si; 1,8—3,5% Al; 2,0—2,5% Ti; 0,5—2,4% Mn; 0,3—1,0% С. Извлечение бора 67,4%.

Лигатуру марки УФХБТН-1 получали переплавом в электропечи углеродистого феррохрома, бората кальция, алюминиевого порошка, ферротитана, металлического марганца и ферросилиция. Химический состав этой лигатуры был следующим: 3,1—3,9% В; 55—58% Cr; 0,8—2,0% Al; 2—2,6% Si; 1,5—2,5% Ti; 3,1—6,0% Mn и 6,7—7,1% С. Извлечение бора 42%.





Яндекс.Метрика