- •Дипломная работа
- •Дипломная работа
- •050709 – Металлургия
- •050709 – Металлургия утверждаю
- •Задание на выполнение дипломной работы
- •Подписи
- •Аннотация
- •Annotation
- •Аңдатпа
- •Введение
- •Аналитический обзор современного состояния проблемы производства ферросиликохрома
- •Производство хромистых сплавов
- •1.1.1 Мировое производство хромистых сплавов
- •1.1.2 Производство феррохрома в Казахстане
- •Электродуговые печи Аксуского завода ферросплавов
- •1.1.4 Механическое оборудование печи
- •1.1.5 Форма и размеры плавильного пространства электродуговой печи
- •1.1.6 Футеровка основной электродуговой печи
- •1.1.7 Электроды
- •1.1.8 Электрооборудование печи
- •1.2 Металлургическое производство с точки зрения охраны окружающей среды
- •1.3 Системы газоотвода и газоочистки
- •1.4 Утилизация технологических выбросов
- •1.5 Утилизация шлаков сталеплавильного производства
- •1.6 Основные направления развития ферросплавного производства
- •2. Производство ферросиликохрома
- •2.1 Феррохром
- •2.2 Производство ферросиликохрома
- •2.2.1 Состав и применение ферросиликохрома
- •2.2.2 Физико-химические основы процесса получения ферросиликохрома
- •2.3 Технология выплавки ферросиликохрома двухстадийным методом
- •2.3.1 Печи для производства ферросиликохрома
- •2.3.2 Электрический режим выплавки ферросиликохрома
- •2.4 Расчет шихты для выплавки 45 %-ного ферросиликохрома
- •3 Экспериментальная часть
- •3.1 Исходные материалы
- •3.2 Диаграмма состояния системы железо – хром (Fe-Cr)
- •3.3 Диаграмма состояния системы железо – кремний (Fe-Si)
- •3.4 Методика и аппаратура
- •3.4.1 Термогравиметрия (тг) или термогравиметрический анализ
- •3.4.2 Применения термогравиметрической кривой (тг)
- •3.4.3 Дифференциальный термический анализ (дта)
- •3.4.4 Дифференциальная сканирующая калориметрия (дск)
- •3.4.5 Области применения дта и дск
- •3.5 Результаты и их обсуждение
- •3.5.1 Термогравиметрический анализ ферросиликохрома
- •3.5.2 Результаты рентгенографического анализа
- •3.5.2.1 Результаты рентгенографического анализа феррохрома
- •3.5.2.2 Результаты рентгенографического анализа ферросилиция
- •3.5.2.3 Результаты рентгенографического анализа ферросиликохрома
- •Экономическая часть
- •4.1 Расчет себестоимости
- •4.2 Расчет затрат на проведение исследований
- •4.3 Затраты на основные и вспомогательные материалы
- •4.4 Расчет затрат на электроэнергию
- •4.5 Расчет затрат на холодную воду
- •4.6 Расчет заработной платы и начислений
- •4.7 Расчет амортизационных отчислений
- •4.8 Расчет общей суммы затрат
- •4.9 Расчет рентабельности исследования
- •4.10 Технико – экономические показатели
- •5 Безопасность и охрана труда
- •5.1 Законодательные основы охраны труда Республики Казахстан
- •5.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов
- •5.3 Организационные мероприятия
- •5.4 Расчет защитного заземления
- •5.5 Расчет вытяжного шкафа
- •5.6 Санитарно-гигиенические мероприятия
- •5.6.1 Обеспечение спецодеждой и предохранительными приспособлениями
- •5.6.2 Организация искусственного освещения
- •5.6.3 Расчет искусственного освещения
- •5.6.4 Противопожарные мероприятия
- •Заключение
- •Список использованной литературы
3.5 Результаты и их обсуждение
Исходные материалы
Для физико-химического изучения свойств ферросплавов нами были взяты ферросплавы Аксуйского завода ферросплавов следующего состава (таблица 14):
Таблица 14 - Химический анализ ферросплавов, (%)
Формула |
Марка |
Mn |
Si |
C |
P |
S |
Cr |
Al |
Fe |
FeSi |
ФС 45 |
- |
44,5 |
- |
- |
- |
0,12 |
1,38 |
51,5 |
FeCr |
ФХ800 |
0,3 |
1,5 |
6,0 |
0,03 |
0,05 |
72,0 |
0,25 |
19,87 |
FeSiCr |
|
- |
42,4 |
0,047 |
- |
- |
35,3 |
- |
22,253 |
3.5.1 Термогравиметрический анализ ферросиликохрома
Исследовался ферросиликохром с содержанием кремния - 42,4 %. Результаты термогравиметрического анализа ферросилиция приведены на рисунке 11.
Противоречивыми являются данные по образованию непрерывного ряда соединений, наличие области Fe2Si и FeSi и установлению фазовых, магнитных переходов. Целью термического анализа ферросиликохром было установление образования непрерывного ряда соединений и фазовых, магнитных переходов.
На термограммах были зафиксированы эндотермические пики при 499,0, 528,6 и 737,9 °С.
Пик при 499,0 °С объясняется образованием α-фазы с образованием различных сверхструктур, что подтверждается и результатами рентгеноструктурного анализа.
Пик при 528,6 °С характеризуется образованием непрерывного ряда промежуточных соединений и переходом фазы α в фазу α׳. Образование непрерывного ряда промежуточных соединений подтверждается результатами микроскопического и рентгеноструктурного анализов, которые установили гексагональную структуру ферросиликохрома.
Эндотермический пик при 737,9 °С является фазовым переходом – точкой Кюри. В работах приводится множество данных по температуре точки Кюри 760, 765, 769 °С. С помощью построения дифференциальной кривой DDTA (первая производная от DTA) нами эта точка была определена при 737,9 °С.
Таким образом, исследования подтвердили образование непрерывного ряда соединений и фазового магнитного перехода [8-11].
Рисунок 11. Термогравиметрический анализ ферросиликохрома
3.5.2 Результаты рентгенографического анализа
3.5.2.1 Результаты рентгенографического анализа феррохрома
Нами проведен рентгенографический анализ ферросплавов. Задачей рентгенографического анализа было определение структуры исследуемых образцов. На рисунке 7 представлена рентгенограмма феррохрома.
На рисунке 12 представлена рентгенограмма феррохрома.
Рисунок 12. Результаты X-ray анализа феррохрома
На рисунке 13 представлены результаты изучения межплоскостных расстояний феррохрома.
Рисунок 13. Результаты изучения межплоскостных расстояний феррохрома
На рентгенограммах четко зафиксированы структурные линии, относящиеся к образованию фазового перехода, определенного, как γ-фаза и образованию целого ряда непрерывных соединений (упорядоченных фаз) CrFe3, CrFe, CrFe2, Cr2Fe, Cr3Fe. Межплоскостное расстояние при этом – 2,29263, 2,11614, 1,96160, 1,81159, 1,74924, 1,20784, 1,16898 (х10-12м), тоже свидетельствующее об образовании соединений. Было установлено, что феррохром обладает тетрагональной кристаллической решеткой.
В таблице 15 представлены результаты изучения межплоскостных расстояний феррохрома.
Таблица 15 - Результаты изучения межплоскостных расстояний феррохрома
№ |
Устойчивые соединения в FeCr |
1 |
( CrFe ) |
2 |
CrFe |
3 |
FeCr2O4 |
4 |
Cr2Fe14C |
Исследования рентгенографического анализа феррохрома показали, что на рентгенограммах четко зафиксированы структурные линии, относящиеся к образованию фазового перехода, определенного, как γ-фаза и образованию целого ряда непрерывных соединений (упорядоченных фаз) CrFe3, CrFe, CrFe2, Cr2Fe, Cr3Fe. Межплоскостное расстояние при этом – 2,29263, 2,11614, 1,96160, 1,81159, 1,74924, 1,20784, 1,16898 (х10-12м), которое также свидетельствует об образовании данных соединений, установлено, что феррохром обладает тетрагональной кристаллической решеткой.