Технологическая часть, Металлургический расчет, Расчет шихты для выплавки 45 %-ного ферросилиция, Расчет материального баланса процесса - Изучение физико-химических свойств ферросплавов и рассчет электродуговой печи на производство ферросилиция

Металлургический расчет
Расчет шихты для выплавки 45 %-ного ферросилиция

Расчет ведется на 100кг кварцита.

Принимаем следующие распределение элементов между продуктами плавки (таблица 19)

Таблица 19. Распределение элементов

Оксид

Восстанавливается %

Переходит в шлак %

Улетает с газами %

SiO2

92,0

1,0

7(SiO)

Fe2O3

98,0

2,0

-

MnO

94,0

6,0

-

Al2O3

50

50,0

-

CaO

40

60,0

-

P2O5

100,0

-

40(P)

Состав исходных сырых материалов приведен в таблице 20

В расчетах принято, что все элементы, содержащиеся в железной стружке, полностью переходят в сплав, а сера коксика и кварцита идет в улет.

Подсчет количества С, требующегося для восстановления оксидов, которые содержатся в золе коксика, приведен в таблице 21.

Таким образом, в коксике остается активного углерода:

75 - 7,585 = 67,415 кг или 67,415 %

Согласно практическим данным, расход электродной массы на 1т кварцита составляет 30 кг.

Считаем, что углерод электродов компенсирует угар восстановителя на колошнике.

Учитывая, что в восстановителе содержится 67,415% активного углерода, необходимо коксика

35,654 ? 0,67415 = 52,887 кг.

Вес сплава с содержанием 45 % Si составит

= 95,544 кг.

Таблица 20. Состав шихтовых материалов, %

Cоставляющие

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

MnO

P2O5

SO3

Fe

C

Si

Mn

P

S

Влага

Летучие

Зола

Кварцит

97,0

1,0

1,5

0,2

0,1

0,1

0,02

0,08

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Коксик метал лургический

-

-

-

-

-

-

-

-

-

75,0

-

-

-

1,5

6

5

12,5

Зола коксика

46,0

23,0

25,0

4,7

1,0

-

0,3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Железная стружка

-

-

-

-

-

-

-

-

99,0

0,24

0,3

0,4

0,03

0,03

-

-

-

Электродная масса

-

-

-

-

-

-

-

-

-

85

-

-

-

-

3

5

7

Зола электродной массы

50

14

25

8

3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица 21. Подсчет количества углерода для восстановления оксидов золы.

Реакция

Из 100кг коксика восстанавливается, кг

Требуется углерода на восстановление, кг

SiO2 >Si

12,5-0,46-0,92=5,29

5,29-=2,116

SiO2 >SiO

12,5-0,46-0,07=0,402

0,402- =0,080

Fe2O3>Fe

12,5-0,23-0,98=2,817

2,817 - =0,633

Al2O3>Al

12,5-0,25-0,50=1,562

1,562 - =0,551

CaO >Ca

12,5-0,047-0,40=0,235

0,235 - = 0,050

P2O5>P

12,5-0,003=0,37

0,37 - = 0,156

H2O +C=H2 +CO

6,000

6,0 - = 3,999

Итого

7,585

Таблица 22. Подсчет количества углерода для восстановления оксидов кварцита и золы электродов

Оксид

Вносится кварцитом и золой электродов, кг

Восстанавливается, кг

Требуется углерода на восстановление, кг

SiO2

97+3-0,07-0,50 = 97,105

97,105-0,92=89,336
    89,336- -0,92=32,875 89,336- -0,06=2,144

Fe2O3

1+3-0,07-0,14=1,029

1,029-0,98=1,008

1,008- =0,226

MnO

0,1

0,1-0,94=0,094

0,094 -=0,015

Al2O3

1,5+3-0,07-0,25=1,553

1,553-0,5=0,776

0,776-=0,273

CaO

0,2+3-0,07-0,08=0,217

0,217-0,4=0,086

0,086-=0,018

P2O5

0,02

0,02

0,02-=0,008

SO3

0,08

0,08

0,08-=0,036

H2O

3-0,03=0,09

0,009

0,09-=0,059

Итого

35,654

Необходимо добавить железа:

95,544 - 45,820 = 49,724 кг.

Или железной стружки:

49,724 ? 0,98 = 50,738 кг.

Таблица 23. Подсчет состава и количества шлака

Оксид

Переходит в шлак, кг

Химический состав шлака, %

SiO2

97,105-0,01+52,887-0,125-0,46-0,01=1,001

20,721

Al2O3

1,553-0,5+52,887-0,125-0,25-0,5=1,603

33,182

CaO

0,27-0,6+52,887-0,125-0,047-0,6=2,026

41,937

MgO

0,1+3-0,07-0,03+52,887-0,125-0,01=0,172

3,56

FeO

(1,029+52,887-0,125-0,23)-0,01=0,023

0,476

MnO

0,1-0,06=0,006

0,125

Всего 4,831

100,000

Таблица 24. Подсчет количества сплава

Элемент

Переходит в сплав, кг

Si

97,105-0,92+52,887-0,125-0,46-0,92=42,995

Al

1,553-0,5+52,887-0,125-0,25-0,5=0,848

Ca

0,217-0,4+52,887-0,125-0,047-0,4=0,149

Mn

0,1-0,94=0,072

P

0,02-0,6+52,887-0,125-0,003-0,6=0,01

Fe

1,029-0,98+52,887-0,125-0,23-0,98=1,748

Всего 45,820

Из железной стружки перейдет в сплав, кг:

Fе=50,738

Si 50,738-0,003=0,152

Mn 50,738-0,004=0,202

P 50,738-0,0003=0,015

S 50,738-0,0003=0,015

C 50,738-0,0024=0,12

Окончательная масса и состав сплава приведены в таблице 25

Таблица 25. Масса и состав сплава

Элемент

Количество, кг

Состав сплава, %

Si

42,995+0,152=43,147

44,455

Al

0,848

0,874

Ca

0,149

0,154

Mn

0,072+0,202=0,274

0,282

P

0,01+0,015=0,025

0,026

S

0,015

0,015

C

0,12

0,123

Fe

1,748+50,738=52,48

54,071

Всего 97,058

100,000

В результате реакций восстановления образуется газообразных продуктов, кг:

CO

52,887-0,75=92,552

SiO

(97,105+52,887-0,125-0,46)-0,06=4,406

PПар

(0,02+52,887-0,125-0,003)-0,4=0,006

S

52,887-0,015=0,793

H2

52,887-0,06=0,352

Летучие

52,887-0,05=2,644

Всего 100,753

В таблице 26 приведен материальный баланс процесса получения 45 %-ного ферросилиция [15,16,17].

Расчет материального баланса процесса

Таблица 26. Материальный баланс процесса получения 45%-ного ферросилиция

Поступило, кг

Получено, кг

Кварцит 100,000

Сплав 97,058

Коксик 52,887

Шлак 4,831

Железная стружка 50,736

Улет 100,753

Золы и влаги электродной массы 0,300

Невязка 1,281(0,63%)

Всего 203,923

Всего 203,923

Похожие статьи




Технологическая часть, Металлургический расчет, Расчет шихты для выплавки 45 %-ного ферросилиция, Расчет материального баланса процесса - Изучение физико-химических свойств ферросплавов и рассчет электродуговой печи на производство ферросилиция

Предыдущая | Следующая