БІНАРНЕ СЕМІНАРСЬКЕ ЗАНЯТТЯ

З дисциплін: “ Іноземна мова ”“ Теорія та технологія виробництва сталі і феросплавів ”

Підготували: викладач іноземної мови Толчевська І.О. викладач металургійних дисциплін Ясенова О.О.

Тема: “ Виробництво кремністих сплавів ”

МЕТА: Розвиток комунікативних навичок в

оволодінні професійною лексикою, об’єднання теоретичних знань з життєвими реаліями, перетворення абстрактних знань в практичне вміння студента.

Поглиблення та розширення знань студентів. Сформувати навички розв'язання проблемних виробничих ситуацій т а вміти використовувати отримані знання в майбутній професії.

Хід заняття1. Фронтальне опитування

2. Тестові запитання

3. Фільм

4. Доповіді згідно із завданням

5. Рольова гра

Технологічна схема виробництва кремністих сплавів

Тестові запитання1.The silicon production process is

performedА)With slagВ)Without slagС)Can be both with and without slag1. Феросиліцій отримують:А)періодичним процесомБ)безперервним процесомВ)циклічним процесом

2.Ferro-silicon is produced usingА)Periodic processВ)Continuous processС)Cyclic process

2. Процес виробництва феросиліцію являється

А) безфлюсовимБ)флюсовимВ)як флюсовим, так і безфлюсовим

3.The silicon process is performedА)With fluxВ)Without fluxС)Both with and without flux

3. Послідовність відновлення кремнію з кремнезему проходить за схемою: 

А) SiO SiO2 SiC SiБ) SiO2 SiO2 SiC SiВ) SiC SiO SiГ) SiO2 SiC SiО Si

4.Which charge material is the most efficient to use as silicon-containing material for the Ferro-silicon smelting?

А) Quartz В) Crushed С)Chalcedony D) Quartzite electrons

4. Яка марка феросиліцію має склад: Si 41-47%, Р нб. 0,05%, Sнб. 0,02%

 А) ФС25; Б) ФС65; В) ФС45; Г) ФС75.

5.Which furnace is the best for the smelting Ferro-silicon 45?

А) В) С) D)

5. Зміст SiО2 у кварциті повинен бути не менше:А) 90,5% Б) 65,3% В) 97,0% Г)99,5%

6.What grade of Ferro-silicon has the following chemical content Si – 41-47%

P no more than 0,05%,S no more than 0,2%?

А)Fе-Sі 25В)Fе-Sі 65С)Fе-Sі 45D)Fе-Sі 756. Кокс повинен використовуватись

фракцією: А) 5-20мм; Б) 1-5мм; В) 20-30мм;

Г)30-40мм.

7. The reduction of silicon from silica is performed according to the scheme:

А) SiO SiO2 SiC SiВ) SiO2 SiO2 SiC SiС) SiC SiO SiD) SiO2 SiC SiО Si

7. Процес виробництва феросиліцію по використовуємому відновлювачу є:

А) силікотермічний; Б) алюмотермічний; В) вуглецевотермічний; Г) електролітичний

8.The content of SiO2 in quartzite mustn’t be less than:

А)90,5% В)65,3% С)97,5% D)99,5%8.Оберіть яку піч для виробництва

феросиліцію марки ФС45 оптимально використовувати:

А) Б) В) Г)

9. The size of the coke fraction should be:

А)5-20 mm В)1-5 mm С)20-30 mm D)30-40 mm

9. Який шихтовий матеріал більш раціонально використовувати, як кремністомістящий матеріал для виробництва феросиліцію?

А)кварц Б) Електродний В)Халцедон Г)кварцит

бій

10.In accordance with used reductant the f-s process can be defined as

А)Silica thermalВ)Aluminum thermalС)CarbothermalD)Electrolytic

10.Процес виробництва феросиліцію являється:

А)шлаковим Б)без шлаковимВ)як шлаковим, так і без шлаковим

КЛЮЧ Answer keysна тестовізавдання1 – Б 1- В2 – А 2 - В3 - Г 3 - А4 - В 4 - D5 – В 5 - А6 - А 6 - С 7 – В 7 - D8 – А 8 - С9 – Г 9 - А 10 –Б 10 - С

Оцінювання за виконання тестових завдань

5 балів – 9-10 правильних відповідей

4 бала – 7-8 правильних відповідей

3 бала – 4-6 правильних відповідей

ВИРОБНИЦТВО ВИСОКОКРЕМНІСТОГО

ФЕРОСИЛІЦІЮ

ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ВЛАСТИВОСТІ СПЛАВУ ФС90

Феросиліцій – сплав кремнію із залізом переважно використають при виробництві сталі. Витрата феросиліцію при виплавці сталі коливається в широких межах і залежить від марки виплавлюваної сталі, характеру процесу й інших факторів. Кремній, що втримується у феросиліції може виконувати наступні функції:

– служити розкислювачем;

– легуючою добавкою;– відбудовним реагентом

у силікотермічних процесах.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД ФС90

Марка Хімічний склад, % по масі (не більше)

Si C S P Al Mn Cr Ti Ca

ФС 90 >90 - 0.02 0.03 2.5 0.2 0.2 - 0.5

ШИХТОВІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИМОГИ ДО НИХ

Хімічний склад кварциту для ФС90

До відновлювача пред'являються наступні основні вимоги: – можливо низький зміст золи;– невисокий зміст летучих;– достатня міцність;– рівний і постійний розмір шматків;– більша реакційна поверхня й високий електричний опір.

Назва компонента Зміст компонентів, % по масі

SiО2 97.63Al2O3 0.75Fe2O3 0.15CaО 0.31MgO 0.29

Коксик

Шматки коксика повинні бути розміром, не менш 5 і не більше 25 мм, зміст золи - менш 13%. Дріб'язок (менш 5 мм) значно погіршує газопроникність шихти, а шматки коксика більше 25 мм зменшують електричний опір шихти, що викликає дрібну посадку електродів.

Залізна стружка

Як залізовмісна добавка найкраще вводити в піч залізну стружку. Залізна стружка повинна бути по можливості чистою від іржі, що є джерелом збільшення змісту кисню у феросіліцію. Чим дрібніше стружка, тим легше робота з нею й тим рівномірніше вона розподіляється серед інших шихтових матеріалів. .

Ferrosilicon - alloy of silicon with iron mainly will use in the manufacture of steel, as a deoxidizer and alloying.

Grades

Mass fraction of elements, %

SiMn C P S

No more

FS45 from 42 to 47 inclusive

1,0 0,8 0,06 0,02

Requirements FS45 ferrosilicon marks for ISO 1415 -93

Characteristics and scope of the alloy

Theoretical temperature of the recovery silica with carbon by reaction:  SiO2ж + 2Cт = Siж + 2COг

is (ΔGo = 0 at T = 1962 K), and eutectic temperature in the system FeO - SiO2 T = 1451 K. The reaction of silicon recovery from silica using solid carbon is performed by

the total reaction :

SiO2ж + 2CОг = 2CO2г + Siж; ∆H = 306,18 кДж/моль

2CO2г + 2Cг = 4COг; ∆H = 345,392 кДж/моль

SiO2ж + 2Cт = Siж + 2COг; ∆H = 651,572 кДж/моль.

During the silica process the pressure on the throat is equal to atmospheric and in the area of silicon recovery it is a bit higher than atmospheric. Due to the iron which dissolves silicon in the reaction zone the balance shifts to the right and recovery of the silica starts at 1150 о C.

Physico-chemical process

Physico-chemical basis of the process

SiO2 конд + SiFe ж = 2SiOг;SiOг + Cг = Si конд + COг.

 As an intermediate product formed at 1700 о C carbide silicon is

SiOг + 2Cт = SiСт + COг.

At the appropriate temperature silicon carbide destroys iron:

SiСт + Feж = FeSiж + Cт.

For that part of the silicon which forms iron silicide the reaction is :

SiO2ж + 2Cт = Siж + 2CO2

Siж + Feж = FeSiж

_____________________________________________

SiO2ж + 2Cт + Feж = FeSiж + 2CO2

Selection and justification of technology(Вибір та обгрунтування технології виробництва)

A typical tree-phase submerged-arc furnace is built for the production of ferrosilicon closed, round type with rotary furnace bath, 16,5-39 capacity and even 75 M*A.

Для виробництва феросіліцію будують круглі закриті руднотермічні з поворотною ванною печі, в останній час , закриті печі потужністю 16,5-39 та навіть 75 МВА.

In production process, furnaces worked on consumable and rarely on carbon electrodes.

Operating voltage is usually 150-210 V at the current 35000-70000A, and with respect to the current of the working voltage is usually about 300 V.

При виробництві руднотермічні печі працюють на самоспікливих та рідко на вугільних електродах. Робоча напруга зазвичай складає 150-210 В. при силі струму 35000-70000 А, та при відношені сили струму до робочої напруги, що складає зазвичай приблизно 300 В.

The features of carbon as a reductant:(Особливості вуглецю як відновлювача)

1) carbon monoxide in a state of gas all the time allocated from the furnace, so achieved a high degree of extraction of the lead element from the ore (up to of 95-98%);

1) Окис вуглецю у вигляді газу весь час виділяється з печі, завдяки чому досягається висока ступінь витягання ведучого елементу з руди (до 95-98%).

2) Affinity of carbon relative to oxygen increases with increasing temperature, which makes it possible to restore various oxides;

3) Carbon is a cheap reductant. As carbon reductant elements can be used: coke, nut coke, anthracite, wood sawdust, peat coke and pitch;

The charge materials characteristics. Metallurgical quartzite.

Fraction requirements

Metallurgical quartzite requirements

indicatorWeight fraction piece for quartzite fractions 25-80

(CM-80)More than most D,% by mass, max 15

Less than d,% by mass, max 7

Characteristics Metallurgical quartzite fractions 25-80

Fraction weight SiO2,% 97,5+0,2А1203, % not more 1,5Fe203, % not more 0,6Moisture,% max 5,0Loss of weight on ignition,% max -

Characteristics of the charge materials. Shavings steel. ISO 4121-2002

Indicators normContamination harmless impurities by weight,%, not more

3,0

Length of spiral shavings and cutting, mm, not more

50

Number of chips with the length of the coil 100 mm by weight,%, not more

3,0

Weight cutting, kg, not more 0,025

Charge materials characteristic . Sorted coke. TU 322-00190443-120-97

1. Sorted coke should be used in fraction 5-20 mm.2. Content of fractions less than 5 mm in size shouldn’t

be more than 5%.3. Content of fractions 20 mm in size shouldn’t be more

than 5%.4. Ash content must be:- not more than 11% for grade KO-1;- no more than 13% and 15% respectively for grade KO

-2, 3.

Charge materials characteristic. Fine coke. TU 322-00190443-011-96

IndicatorStandard for

МК-1 МК-2 МК-3

Ash A,%, not more 13,0 16,0 18,0

Percentage of the total moisture W,%

22,0 22,0 24,0

Percentage of the fraction not more than 10 mm,%

8,0 8,0 6,0

Fraction size, mm 0-100-8

0-100-8 0,8

Charge materials characteristics.Iron scale. ISO 4121-2002

Characteristics Indicators Standard

Scale. Iron oxide formed during heating and processing of steel products

harmless impurities percentage,% 5,0

ParametersValue

min max

Operating voltage 150 V 210 V

Current 35000 A 70000 A

Current/voltage relation 230 330

Pressure 2 Pa 5 Pa

Parameters of the normal run of the furnace

1. Even gas evolution on the entire surface of the throat.2. Absence of dark sintered areas and local excessive

gassing – “fistulas”.3. Even chargefall near the electrodes and in the

triangle between them.4. Stable submergence of electrodes deep in the charge.5. Stable downloading of charge.6. Regularly output of rare movable slag in each output

of the melt.

The technological process is characterized by:

The ferrosilicon production process