Файл: Дипломды жоба 5B070900 Металлургия мамандыы бойынша Теміртау 2019 ж.docx

Жабық пештегі ФеСМн 17 балқыту кездегі элементтердің жіктелуі 5-кестеде көрсетілген [10].
Кесте 3.5 - Жабық пештегі СМн 17 балқыту кездегі элементтердің жіктелуі

Элемент	Элементтердің жіктелуі, %
	Құймаға	Шлакқа	Жануға
Mn	85,0	8,0	7,0
Si	65,0	32,0	3,0
P	70,0	5,0	25,0
Fe	94,0	6,0	-
Al	42,5	50,0	7,5
Ca	34,0	60,0	6,0
Mg	-	100,0	-
S	-	-	100,0

Балқытудың материалдық балансы
Есепті 100 кг өңделген шлакта санаймыз. Өңделген шлактың тотықтарын тотықсыздандыру үшін қажетті көміртегі мөлшерінің есебі 6-кестеде көрсетілген [20].
Кесте 2.4 - Өңделген шлактың тотықтарын тотықсыздандыру үшін қажетті көміртегі мөлшерінің есебі

Тотық	Реакция	Тотықсыздану дәрежесі	Тотықсыздандыру үшін қажетті көміртегі мөлшері, кг
MnO	MnO + С = Mn + СО	92	65,9·0,92·(12/71)=10,24
FeO	FeO + С = Fe + СО	94	0,55·0,94·(12/72)=0,086
SiO2	SiO2 + С = Si + СО	68	25,0·0,68·(24/60)=6,80
P2O5	P2O5 + С = 2P +СО	95	0,02·0,95·(60/142)=0,008
			Итого: 17,134

63,0% SiO₂ Si дейін тотықсызданалы, ал 5% - SiO дейін
Силикомарганец құрамында Mn 60 % болғанда құйма шығыны

(51,05·0,85)/0,6=72,32 кг болады

Құйманы көміртексіздендіруге (0,2 % С болғанда) қажетті көміртегі
72,32·0,002= 0,144 кг
Құймадағы Si мөлшері 26% болғанда шихтада міндетті түрде

---

(72,32·0,26)/0,6=31,338 кг Si
Осы үшін шығындалатын
31,338·(60/28)=67,152 кг SiO₂
Өңделген шлак 25,0 кг SiO₂ енгізеді, ізінше қосымша қажетті

67,152-25,0=42,152 кг кремнеземді енгізу керек, немесе кварцитті мына мөлшерде
42,152/0,9687=43,514 кг
Тотықсыздану үшін қажетті көміртегі:

Si кварциттан ……………………………….42,152·0,68·(24/60)=11,465 кг

Fe кварциттан ………………………..43,514·0,94·0,0042·(12/72)=0,028 кг

Көміртегінің барлық мөлшері:
17,134+0,144+11,465+0,028=28,771 кг
Немесе коксша

28,771/0,85=33,848 кг
Кесте 2.5 - Шлак негіздігінің есебі

Шихта көздері	СаО	SiO2
Өңделген шлак	3,8	25,0·0,32=8,00
Коксша күлі	33,848·0,12·0,0506=0,2055	33,848·0,12·0,3509·0,32=0,4560
Кварцит	43,514·0,0062=0,2697	43,514·0,9687·0,32=13,4886
жинағы	4,2752	21,9446

Шлак негіздігі

4,2752/21,9446=0,1948

Өндірістік берілгендерден басқа, шлак негіздігін 0,6 деп қабылдаймыз. Осы негіздікті ұстау үшін шихта құрамына әкті енгізу керек

(21,9446·0,6-4,2752)/0,9119=9,7506 кг
Өңделген шлактан құймаға өтеді, кг:

Mn ………………………………………………65,9·0,85·(55/71)=43,392

Fe…………………………………………………0,55·0,94·(56/72)=0,402

Si …………………………………………………25,0·0,65·(28/60)=7,583

Р………………………………………………........0,02·0,7·(31/71)=0,006
Көміртекті заттар күлінен құймаға өтеді, кг:

Fe……………………………..33,848·0,12·0,94·0,2806·(112/160)=0,7499

Si ………………………………..33,848·0,12·0,3509·0,65·(28/60)=0,4323

Р…………………………………..33,848·0,12·0,7·0,0005·(31/71)=0,0006
Кварциттен құймаға өтеді, кг:

Si …………………………………...…43,514·0,9687·0,65·(28/60=12,786

Fe……………………………….…….43,514·0,0042·0,94·(56/72)=0,1336

Р………………………………………………..43,514·0,0001·0,7=0,0030
Силикомарганецтің құрамы мен мөлшері 2.6-кестеде көрсетілген.
Кесте 2.6 - Силимарганецтің құрамы мен мөлшері

Элемент	Құймадағы құрамы
	кг	%
Mn	43,392	66,11
Si	7,583+0,4323+12,786=20,8013	31,70
Fe	0,402+0,7499+0,1336=1,2855	1,96
P	0,006+0,006+0,003=0,0096	0,01
С	0,144	0,22
Жинағы	65,6324	100,00

---

Шлактың құрамы мен мөлшері 2.7-кестеде көрсетілген.
Кесте 2.7 - Шлактың құрамы мен мөлшері

Тотықтар	Шлакқа өтеді, кг
	Өңделген шлактан	Кварциттан	Коксша күлінен
MnO	65,9·0,08=5,272	-	-
SiO2	25,0·0,32=8,00	43,514·0,9687·0,32=13,488	33,848·0,12·0,3509=1,425
Al2O3	3,1	43,514·0,0072=0,313	33,848·0,12·0,3=1,218
CaO	3,8	43,514·0,0062=0,269	33,848·0,12·0,0506=0,205
MgO	1,5	43,514·0,0036=0,156	33,848·0,12·0,0174=0,07
P2O5	0,02·0,05=0,001	43,514·0,0001·0,005(71/31)=0,0005	33,848·0,12·0,000025=0,0001
FeO	0,55·0,06=0,033	43,514·0,0042·0,06=0,0109	33,848·0,12·0,2806·0,06=0,07

Тотықтар	Құймаға өтеді, кг	Жинағы
	Әктен	кг	%
MnO	-	5,272	10,96
SiO2	9,7506·0,32·0,006=0,018	22,931	47,68
Al2O3	9,7506·0,0116=0,113	4,744	9,87
CaO	9,7506·0,9116=8,891	13,165	27,38
MgO	9,7506·0,144=0,140	1,866	3,88
P2O5	9,7506·0,05·0,0001·(31/71)=0,00002	0,001	0,002
FeO	9,7506·0,06·0,003=0,0017	0,1136	0,23
		48,0926	100,00

Шлак қатыстылығы

48,092/65,632=0,732

Көсіртегі тотығы түзеді
(17,134+11,465+0,028) ·28/12=66,796 кг

---

Марганецтің жануы
51,05·0,07=3,51 кг

Фосфордың жануы
(0,02·(62/142)+0,01·0,435+0,01·0,0975+0,05·0,338·0,12·(62/142))·0,25=0,0037кг
Кремнийдің жануы
(25,0· 28/60)+43,514·0,9687·(28/60)+9,75·0,006·(28/60)+0,3509·33,848·0,12·

· (28/60))·0,03=0,961кг
Ұшқыштар және ыдғалдылық мөлшері
43,514·0,01+9,75·0,053+33,848·0,03+100·0,0013=2,097 кг
Барлығы
66,796+3,573+0,003+0,961+2,097=73,430 кг.
Электрод көміртегісі тотықсыздану реакциясына қатысады. 1 т өңделген шлакқа шығындалатын көміртек массасы 17 кг тең болады. Электродтық массада күл, тотықтар болады, олар біртіндеп тотықсызданады.

Электрод массасының күлінің тотықтары тотықсызданған кездегі көміртегі мөлшерінің есебі 2.8-кестеде көрсетілген.

Кесте 2.8- Электрод массасының күлінің тотықсыздануы кезінде бөлінетін көміртегі мөлшерінің есебі

Тотықсыздану үрдісі	1,7кг электродтық массадан тотықсзданады, кг	Тотықсыздану кезінде көміртегі бөлінеді, кг
SiO2	1,7·0,1·0,5·0,63=0,054	0,054·32/60=0,029
SiO2 до SiO	1,7·0,1·0,5·0,05=0,004	0,004·16/60=0,001
FeO до Fe	1,7·0,1·0,14·0,94=0,022	0,022·48/160=0,007
Al2O3 до Al	1,7·0,1·0,23·0,5=0,02	0,02·48/102=0,009
CaO до Са	1,7·0,1·0,08·0,4=0,005	0,005·16/56=0,001
SO3 до S	1,7·0,1·0,02·1,0=0,003	0,003·48/80=0,002
Всего	0,108	0,049

0,049 кг оттегіні байлау үшін көміртегі тотығына қажеті көміртегі
(0,049·12)/16=0,037 кг
Электродтық массадан кіретін көміртегі
1,7·0,85=1,445 кг
Шамамен осы көміртегі мөлшері жартысы тотықтардың тотықсыздануына кетеді
((1,445-0,037)/2)/0,17134=4,1087 кг
Осы себептен, 100 кг өңделген шлактағы, коксқа қажеттілік
33,848-4,1087=29,7392 кг
1,7 кг электродтық массадан тотықсызданатын элементтер мөлшері, кг:

Si …………………………..0,054-0,029=0,025

Al …………………………...0,02-0,009=0,011

Fe ………………………….0,022-0,007=0,015

Са…………………………..0,005-0,001=0,004

S ……………………………0,003-0,002=0,001

Жинағы = 0,056

1 т құймаға кететін материалдар шығыны, кг:

Өңделген шлак …………………………….….…… =1523,377

Көміртекті заттар ……...…………………….…..

---

=453,117

Кварцит …………………………….…………….. =662,995

Әк……………………………………...................…. =148,563

Құйманың материалдық балансы 2.9-кестеде көрсетілген.
Кесте 2.9 - Балқыманың материалдық балансы

Кіріс			Шығыс
Материалдар атауы	кг	%	Өнімдер атауы	кг	%
Өңделген шлак	100	53,42	Құйма	65,6324	35,06
Әк	9,7506	5,21	Шлак	48,0926	25,70
Кварцит	43,514	23,24	Газ	73,430	39,23
Коксша	29,7392	15,89	Қиыспаушылық	0,013	0,007
Электродтық масса	4,1087	2,19
Электродтық массадан тотықсызданатын элементтер	0,056	0,05
Жинағы	187,168	100,0		187,168	100,0

Кесте 2.10 - Балқыманың жылулық балансы

Кіріс			Шығыс
Кіріс баптары	кДж	%	Шығыс баптары	кДж	%
Көміртегінің СО дейін	264184	20,07	Тотықтардың диссоциациялану кезіндегі экзотермиялық жылуы: -MnO -FeO -SiO2 -P2O5	254785 4284 666383 326	19,36 0,34 50,64 0,02
Mn карбидінің түзілуі	510	0,03
Mn силицидінің түзілуі	89031	6,7
Шлактағы фазадағы экзотермилық реакция жылуы: - Са силикаттары - Al силикаттары	21761 9094	1,65 0,8
			Mn булануы	14335	1,08
			Si булануы	13172	1,00
			Шығару кезінде: -құймамен -шлакпен	146097 100802	11,10 7,66
Шихталық материалдар	3292	0,25	Бөлінетін газдар	102399	7,78
Электроэнергия	928024	70,5	Суытылатын газбен	5120	0,38
			Футеровка арқыл.	8192	0,64
Жинағы	1315898	100	Жинағы	1315898	100

---