Файл: 1 Расчет шихты для выплавки ферросилиция марки фс 65.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.03.2024

Просмотров: 16

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Расчет количества восстановленных элементов с учетом улета приведен в табл.1.7. Для ее заполнения использованы данные табл. 1.3, 1.4, 1.5, 1.6.

Таблица 1.7 – Количество восстановленных элементов с учетом улета

Элемент
Переходит в сплав, кг
В улет, кг

Si
41,127
SiO=6,496-1,732+(0,453-0,121)·0,4715+(0,008-0,002)=6,230

Al
0,507·0,85=0,430
0,507-0,430=0,077

Fe
0,877·0,95=0,833
0,877-0,833=0,045

S

-
0,020

Сa
0,157·0,85=0,133
0,157-0,133= 0,024

Всего
42,523
6,396


При содержании в сплаве 63 % Si масса его составляет:

41,127/63·100=63,640 кг.

Разница между весом сплава и количеством элементов, переходящих в него при их восстановлении (см. табл. 1.7), составляет количество железа, поступившего в сплав с кожухами электродов, с прутьями для прокалывания шихты и железной стружкой:

63,640-42,523 = 22,757

По практическим данным [3] с кожухами в сплав поступают 0,2-0,3 кг железа, а с прутьями – 0,8-1,5 кг на 100 кг кварцита. Принимаем, что с кожухами электродов поступает в сплав 0,2 кг железа, а с прутьями – 1,2 кг. Тогда стружка вносит железа:

22,757-(0,2+1,2) = 21,357 кг.

Учитывая, что в железной стружке имеются другие примеси и, принимая их в количестве 10 %, вес стружки составит:

21,357·100/90= 23,73 кг.


1.4 Расчет состава сплава и шлака
Состав сплава приведен в табл. 1.8., при заполнении которой использовались данные таблицы 1.7.

Таблица 1.8. – Состав сплава

Элемент

Вес, кг
Состав, %

Si

41,127
64,65

Al

0,430
0,68

Fe

22,757+0,833=21,924
34,46

Ca

0,133
0,21

Всего

63,641
100


Для определения количества и состава шлака необходимо рассчитать количество оксидов, поступивших в шлак из кварцита, золы кокса и золы электродной массы (табл.1.9).

При заполнении табл. 1.9 использовались данные о химическом составе кварцита, золы коксика, электродной массы (см. табл. 1.1), а также расход этих компонентов. В данном расчете расход кварцита составляет 100 кг, коксика – 47,159 кг, электродной массы – 1,7 кг. Кроме этого, принималось во внимание участие (доля) оксидов каждого из компонентов шихты в формировании шлака (см. табл. 1.2).


Кратность образовавшегося шлака составляет:
3,337/63,641 = 0,052.
Таблица 1.9 – Состав шлака

Оксид
Поступило в шлак, кг
Вес, кг
Состав, %

Из кварцита
Из золы кокса
Из золы электродной массы

SiO
100·0,92·0,02=1,84
47,159·0,1·0,48·

·0,02= 0,045
1,7·0,1·0,5·0,02=0,002
1,887
56,54

Al2O3
100·0,007·0,5=0,350
47,159·0,1·0,25·0,5= 0,589
1,7·0,1·0,23·0,5=0,020
0,959
28,73

FeO
100·0,003·0,01·

·144/160=0,002
47,159·0,1·0,2·

0,01·144/160= 0,008
1,7·0,1·0,14·

0,01·144/160=0
0,010
0,29

CaO
100·0,003·0,6=0,180
47,159·0,1·0,05·

·0,6= 0,141
1,7·0,1·0,08·0,6=0,008
0,329
9,85

MgO
100·0,001=0,10
47,159·0,1·0,01=

= 0,047
1,7·0,1·0,03=0,005
0,152
4,55

Всего









3,337
100




    1. 1.5 Расход воздуха и количество образующихся газов


В коксике и электродной массе содержится 85 % углерода (см. табл. 1.1), что составляет:

47,159·85/100+1,7·85/100 = 41,53 кг.
При окислении С до СО по реакции 1.6 расходуется кислорода:
41,53·16/12 = 55,258 кг.

Известно, что при восстановлении компонентов кварцита высвобождается 47,159 кг кислорода (см. табл. 1.3), а при восстановлении компонентов золы электродной массы – 0,062 кг кислорода (см. табл. 1.5). Было определено также, что при восстановлении золы, содержащейся в 100 кг коксика, высвобождается 5,018 кг кислорода (см. табл. 1.4). Расход коксика составляет 47,159 кг. При горении этого количества коксика высвобождается кислорода

47,159*5,018/100 = 2,361 кг.

Общее количество кислорода, высвободившегося при восстановлении оксидов, составляет

48,175+2,361+0,062 = 50,598 кг.

Поступило кислорода из воздуха:

55,258-50,598 = 4,278 кг.

Поступившему из воздуха кислороду сопутствует азот в количестве:

4,278*79/21 = 16,093 кг.
Расход воздуха составляет:

4,278+16,093 = 20,821 кг.

Согласно уравнению 1.6 при окислении углерода образуется СО в количестве

41,53·28/12 = 96,702 кг.

Количество влаги и летучих в шихтовых материалах составляет
100·1,6/100+47,159·5/100+1,7·5/100+23,73·10/100 = 5,246 кг.
Всего образуется газов (N2, CO, влага и летучие)
16,093+ 96,702+ 5,246 = 118,041 кг.

1.6 Материальный баланс плавки и расход

материалов на 1 т сплава
Материальный баланс, состоящий из статей прихода и расхода, приведен в табл.1.10.

Таблица 1.10 – Материальный баланс

Статьи прихода
кг
%
Статьи расхода
кг

%

Кварцит
100,0
50,85
Сплав ферросилиция
63,64
33,2

Коксик
47,1590
23,93
Шлак
3,337
1,697

Стружка
23,73
12,06
Газы
118,041
61,08

Электродная масса
1,700
0,91
Улет
6,396
2,67

Воздух
20,821
12,07
Невязка
-0,003
-0,03

Железо кожухов и прутьев

1,400
0,75









Всего
194,709
100,00
Всего
191,415
100,00



Расход материалов на 1 т сплава составляет:
кварцит 1000·100/63,640 = 1571 кг,

коксик 1000·47,159/63,640 = 739 кг,

стружка 1000·23,73/63,640 = 372 кг,

электродная масса 1000·1,7/63,640 = 26,71 кг,
Образуется шлака на 1 т сплава:

1000·3,337/63,640 = 51,11 кг.


  1. РАСЧЕТ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ




    1. Приход тепла


2.1.1 Тепло окисления углерода коксика и электродной массы
Q1=mc·ΔHc,

где mc – общее количество углерода коксика и электродной массы, кг;

ΔHc – тепловой эффект реакции окисления С до СО, кДж/кг.

Известно, что ΔHc= -9303,07 кДж/кг, mc=41,53 кг (см. раздел 1.8). Тогда
Q1= 41,53·9303,07= 385556,43 кДж.



      1. Тепло экзотермических реакций


При выплавке ферросилиция имеют место экзотермические реакции образования силицидов железа, алюминия и кальция.

Тепло образования силицидов этих элементов можно определить по формуле:

Qi=mi·ΔHi,

где mi – количество элемента, участвующего в образовании силицида, кг;

ΔHi – тепловой эффект образования соответствующего силицида, кДж/кг.

Тепло образования силицида железа QFe-Si

Fe+Si=FeSi.

Известно: mFe=23,605 кг (см. табл. 1.8), ΔНFe-Si=-1427,7 кДж/кг.

Тогда

QFe-Si= 23,605·1427,7= 33700,85 кДж.
Тепло образования силицида алюминия QAl-Si

Al2O3+SiO2= Al2

Смотрите также файлы