17
Печь работает непрерывно. Шихта в неё загружается сверху через за-
грузочные воронки таким образом, чтобы электроды все время оставались
глубоко погруженными в неё и чтобы на колошнике вокруг каждого из
электродов шихта располагалась в виде конуса. Для справки: колошник –
верхняя часть плавильной шахтной печи, куда загружают колошами (пор-
циями) сырые
материалы (шихта): агломерат, окатыши, руду, флюсы, топ-
ливо.
Под действием электрической дуги под слоем шихты создается высо-
котемпературная реакционная зона в виде сосуда, стенки которого оплав-
лены и имеют температуру около 2000 °С. Внутри "сосуда" находятся жид-
кие и газообразные продукты реакций восстановления при температуре
2100-2200 °С. Теплота выделяется за счет
излучения дуг на стенки "сосуда"
и за счет протекания электрического тока по объему шихты от одного элек-
трода к другому. Часть теплоты расходуется на проведение реакций вос-
становления прогретой шихты, на прогрев окружающей шихты теплопро-
водностью, а часть отводится с газообразными продуктами реакций и с па-
рами оксидов и металлов.
Создаваемый над зоной высоких температур тол-
стый слой шихты (~1 метр) способствует хорошему использованию физи-
ческой теплоты газов, образующихся в этой зоне. Газ, покидающий рабочее
пространство печи, называется колошниковым. После очистки от пыли газ
называется ферросплавным. Шихта опускается к зоне прямого восстанов-
ления и за счет теплообмена с газом достаточно хорошо нагрета
и лишена
летучих составляющих. Металл и шлак выпускают из печи периодически
по мере их накопления через сливной желоб.
Из-за отсутствия возможности проведения замеров непосредственно в
рабочем пространстве печи массу расплавленного металла приблизительно
определяют по количеству расходуемой электроэнергии. Например, надо
выпустить 4 тонны ферросплава из печи, мощность которой 1,5 МВт. На
каждую
тонну расходуется, допустим, 3 МВт⋅ч электроэнергии. Простей-
ший расчет: 3/1,5 х 4 = 8 часов. Т.е., ведя процесс плавки на максимальной
мощности в течение 8 часов, мы гарантированно получим 4 тонны ферро-
сплава.
Температура плавления ферросплава зависит от его состава. Напри-
мер, температура плавления ферромарганца составляет 1220-1260 °С. Тем-
пература разливки ферромарганца на ленточных машинах – 1340-1380 °С
.
Температура выпуска из печи ~ 1500-1600 °С.
При восстановлении окислов в ферросплавных печах образуется мно-
го СО в соответствии с реакциями, типа
MnO + C = Mn + CO – 288,288 кДж/моль.