Металлургический словарь


Электрометаллургия

[electrometallurgy] — область металлургич. науки и техники, использ. электроэнергию для расплавл. материалов (электроплавка) или для непос-редств. восстан. металлов из расплавов или водных р-ров (электролиз). В ЧМ под э. понимают электроплавку стали и ферросплавов, в ЦМ понятие э. включает обычно электролиз, а электроплавку относят к пирометаллургии. Электрич. теплогенерация, в отличие от топливной (сжит, углеводород, топлива) или автогенной (окисление самого нагрев, материала), м.б. реализована в малоокислит. или безокислит. среде, а при получении нек-рых химич. активных металлов и сплавов, спец. сталей — в нейтр. газ. среде или вакууме. Воз-можн. достиж. при эл-нагреве вые. темп-р имеет большое значение для произ-ва тугопл. металлов, быстрого расплавл. больших объемов металлолома с миним. тепловыми и материальными потерями. Вые. эффект, электролиза обусл. возможн. восстановл. металлов, в т.ч. химич. активных, без примем, загрязн. их восстановителей. Общий недостаток процессов э. — относит, вые. затраты на электроэнергию. При выплавке сталей общего назнач. примен. гл. обр. дуг. печи. Произ-ть соврем, сверхмощных 100-т дуг. печей дост. 0,5—0,8 млн. т/год. При выплавке сталей и нек-рых Ni-сплавов, к к-рым предъявл. повыш. требов. по чистоте и точн. состава, примен. индукц. печи, вместим, от 0,5 до 30 т и более. Для произ-ва спец. сталей и сплавов особо ответств. назнач. применяют процессы электроплавки, объедин. термином спецэлектрометаллургия. Гл. отличие этих процессов — повыш. степень защищ. металла от контакта с воздухом под слоем шлака (в электрошлак, технологии), в нейтр. газ. среде (в плазм, или индукц. печах), в вакууме (в вак. печах). Спец. э. включ. не только выплавку стали и сплавов из разных шихт, материалов с единоврем. доводкой металлич. расплава и послед, его разливкой, но и переплав сталей и сплавов с постеп. наплавл. слитков в водоохлажд. кристаллизаторах. Наиб, рас-простр. в спец. э. процессы выплавки металла в индукц., вак. индукц. и плазм, печах (ИП, ВИП, ПП), переплав, процессы — электрошлак, и вакуумно-дуг, переплавы (ЭШП, ВДП). Примен. в промышл. масштабе переплав в эл-ннолуч. и плазменнодуг. печах (ЛП, ПДП), а тж. вакуум-плазм, процессы (выплавка и переплав) и вакуумно-дуг. двухэлектродный переплав. В произ-ве ферросплавов широко применяют руднотермич. (рудовосстановит.) печи, работ, непрер. процессом. В таких печах проводят карботермич. восстан. с получ. высо-коуглерод. ферросплавов: феррохрома, ферромарганца и др. Мощн. соврем, рудотермич. печей достигает 100 МВт, произ-ть — 200 тыс. т/год. Для силикотермич. восстан. руд применяют рафинировоч, печи, по конструкции аналогичные дуг. сталеплав., работ, периодич. процессом (с полным проплавл. шихты и выпуском продуктов плавки). В таких агрегатах получают низкоуглерод. ферросплавы, напр, феррохром с < 0,06 % С.
В ЦМ тж. примен. руднотермич. печи для получ. штейна при произ-ве Си и Ni, а при произ-ве Ti — для получ. богатого Ti-шлака. Для произ-ва высокоакт. и тугопл. металлов широко применяют тж. процессы спец. э., в первую очередь ВДП расходуемого электрода и эл-ннолуч. переплав, для плавки Ti, Mo, W и др. В металлургии А1 и др. высокоактивных металлов применяют электролиз расплавов, а в металлургии Си, Ni, Co — электролиз водных р-ров. В 1-м случае продуктом явл. жидкий металл, к-рый затем кристалл из., а во 2-м — катодные листы из металла, осажд. на катоде. В литейном произ-ве примен. дуг. и индукц. печи для получ. жидкого чуг. и стали из металлолома, бронзы и др. литейных сплавов. Часто электропечи в литейном произ-ве использ. в кач-ве копильников. Для литья высокоакт. металлов (Ti) использ. вакуум, гар-нисаж. печи (автотигельные) с дуг. или плазм, нагревом.