Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Октября 2012 в 05:38, контрольная работа
Руднотермические процессы производства ферросплавов весьма многообразны.
Разнообразие технологических схем производства определяется как физико-химическими свойствами восстанавливаемых окислов, так и многими другими причинами (качеством исходного сырья, желанием иметь минимальное количество вред¬ных и посторонних примесей, концентрациям исходного ведущего элемента, технико-экономическими показателями процесса и т. д.).
РАСЧЕТ ШИХТЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСПЛАВОВ
Руднотермические процессы производства ферросплавов весьма многообразны.
Разнообразие технологических схем производства определяется как физико-химическими свойствами восстанавливаемых окислов, так и многими другими причинами (качеством исходного сырья, желанием иметь минимальное количество вредных и посторонних примесей, концентрациям исходного ведущего элемента, технико-экономическими показателями процесса и т. д.).
В данном пособии показаны методы расчета шихты для некоторых широко используемых ферросплавов.
Для большинства ферросплавов расчет шихты наиболее удобно производить на 100 кг руды или концентрата.
Так, например, шихту для производства ферросилиция рассчитывают на 100 кг кварцита, для углеродистого ферромарганца - на 100 кг марганцевой руды, для рафинированных сортов феррохрома - на 100 кг хромовой руды, для ферровольфрама и ферротитана - на 100 кг концентратов и т. д.
Состав рудной составляющей шипы может изменяться; равным образом переменной является влажность материалов, в частности восстановителя, естественно, что часто пересчитывать шихту необязательно. В цехах имеются корректировочные таблицы, по которым вносятся поправки при дозировке шихты.
1. РАСЧЕТ ШИХТЫ ДЛЯ ПЛАВКИ 75%-ного ФЕРРОСИЛИЦИЯ
Расчет ведем на 100 кг кварцита. Состав исходных материалов приведен в табл. 86.
Допускаем, что сера и фосфор из стружки переходят в сплав, а сера коксика улетучивается.
Принимаем следующее распределение окислов в процессе планки:
Окислы
Восстанавливается, % …………..98,0' 99,0. 50,0 40,0 100,0 0 100
Переходит в шлак, % ………… 2,0 1,0 50,0. 60,0 0 100,0
РАСЧЕТ ШИХТЫ ДЛЯ ПЛАВКИ 75%-ного ФЕРРОСИЛИЦИЯ
таблица 86
Наименование материалов |
SiO2 |
Fе2О |
Al2O3 |
СаО |
MgO |
Р2О5 |
SO3 |
P |
Fe |
Mn |
Кварцит мытый Коксик сушенный Зола коксика Железная стружка
Электродная масса Зола электродной массы |
97,05 - 48,7 -
- 50,0 |
0,3 - 20,0 -
- 14,0 |
0,7 - 24,0 -
- 23,0 |
0,3 - 5,0 -
- 8,0 |
0,1 - 1,0 -
- 3,0 |
- - 0,03 -
- - |
- - 1,0 S 0,03 SO3 2,0 |
- -
- - |
- -
90,0 - - - |
- - - 0,04
- - |
Лету.
чие
4,0. 4,0'" 5,0.
5,04,0. 4,0'" 5,4,0. 4,0'" 5, 1,6 1,0.
4,0. 4,0'" 5,0.
Навмеиовакие материалов
Лету.
чие
, ,
')
Кварцит мытый ..
Коксик сушеный Зола коксика ..
Железная стру»ока 90.,0. 0.,4
Электродная масса . . . Зола электродной массы
1,6 1,0.
5,0.
85,0. 10,0.
0.,3 0.,24
85,0. 10.,0.
, ,
')
1,6 1,0.
5,0.
85,0. 10,0.
0.,3 0.,24
85,0. 10.,0.
85,0. 10,0.
0.,3 0.,24
85,0. 10.,0.
1,6 1,0.
85,0. 10,0.
0.,3 0.,24
85,0. 10.,0.
Наименование материалов |
Si |
C |
Зола |
Влага |
Летучение |
Кварцит мытый Коксик сушенный Зола коксика Железная стружка
Электродная масса Зола электродной массы |
- - - 0,3
- - |
-85,0 - 024
85,0 - |
- 10,0 - -
10,0 - |
1,6 1,0 - 5,0
- - |
- 4,0 - 4,0
5,0 - |
Принимаем следующее распределение восстановленных элементов:
Элемент
Переходит в металл, %.............................
Улетучивается, %.............................
Расчет восстановителя
Потребность в углероде для восстановления окислов кварцита рассчитана в таблице 87.
Для связывания 49,168 кг кислорода в ·окись углерода необходимо углерода
(49,168·12)/16= 36,876 кг.
Часть углерода, вносимого коксиком, затрачивается на восстановление окислов золы коксика.
Расчет шихты для выплавки ферросплавов
Окисел |
Из 100 кг кварцита восстанавливается, кг |
При восстановлении выделится кислорода, кг |
SiO2 до Si SiO2 до SiO Fe2O3 до Fe Al2O3 до Al CaO до Ca |
97,0 ∙ 0,91=88,27 97,0 ∙ 0,07=6,79 0,3 ∙ 0,99=0,30 0,7 ∙ 0,50=0,35 0,3 ∙ 0,40=0,12 |
88,27 ∙ 32 : 60=47,07 6,79 ∙ 16 : 60=1,81 0,30 ∙ 48 : 160=0,089 0,35 ∙ 48 : 102=0,165 0,12 ∙ 16 : 56= 0,034 |
Всего. 49,168 |
Подсчет кислорода, выделяющегося при восстановлении золы коксика, приводится в таблице 88.
Окисел |
Из 100 кг восстанавливается, кг |
При восстановлении выделяется кислорода, кг |
SiO2 до Si SiO2 до SiO Fe2O3 до Fe Al2O3 до Al CaO до Ca P2O5 до P SO3 до S |
10 ∙ 0,487 ∙ 0,91=4,432 10 ∙ 0,487 ∙ 0,07=0,341 10 ∙ 0,20 ∙ 0,99=1,980 10 ∙ 0,24 ∙ 0,5 =1,200 10 ∙ 0,05 ∙ 0,4=0,200 10 ∙ 0,003 ∙ 1,0=0,03 10 ∙ 0,01 ∙ 1,0=0,10 |
4,432 ∙ 32 : 60=2,364 0,341 ∙ 16 : 60=0,091 1,980 ∙ 48 : 160=0,594 1,200 ∙ 48 : 102=0,565 0,200 ∙ 16 : 56=0,057 0,03 ∙ 80 : 142=0,017 0,10 ∙ 48 : 80=0,06 |
Всего: 3,748 |
Для восстановления этих окислов требуется углерода
Из имеющихся в 100 кг кокca 85 кг углерода будет израсходовано: .
на восстановление окислов золы 2,81 кг;
на восстановление окислов кварцита 85,0-2,81 = 82,19 кг, или 82,19%.
Для восстановления 100 кг кварцита требуется 36,876 кг углерода или
36,876= 44 86 кг коксика.
0,8219 '
Принимаем, что 8% коксика сгорает на колошнике и расходуется на науглероживание сплава.
Расчет шихты для плавки 75Q/~-flого ферросилиция
Расчет шихты для плавки 75Q/~-flого ферросилиция
Расчет шихты для плавки 75Q/~-flого ферросилиция
Расчет шихты для плавки 75%-ного ферросилиция
При этом условии потребуется 44,86: 0,92 = 48,76 кг.
Углерод электродов участвует в реакциях восстановления.
Расход электродной массы на 1 т кварцита (при плавке 75 %-ного ферросилиция) равен 1/7 кг. Электродная масса содержит золу, окислы которой также частично восстанавливаются.
Расчет количества кислорода, выделяющегося при восстановлении золы электродной массы, приведен в таблице 89.
Таблица 89
Таблица 89
Из 1,7 «г электродной массы восстанавливается, кг
Из 1,7 «г электродной массы восстанавливается, кг
При восстановлении выделяется кислорода. «г
При восстановлении выделяется кислорода. «г
Окисел |
Из 1,7 кг электродной массы восстанавливается, кг |
При восстановлении выделяется кислорода, кг |
SiO2 до Si SiO2 » SiO Fе2Оз » Fe Аl2Оз » Аl СаО » Са SОз » S |
1,7∙0,1∙0,5 ∙0,91=0,077 1.7 ·0, 1·0 ,5 0,07=0,006 1,7∙0,1∙0,14∙0,99=0,024 1,7∙0,1∙0,23∙0,50=0,020 1,7∙0,1∙0,08∙0,40=0,005 1,7∙0,1∙0,02∙1,0 =0,003 |
0,077∙32: 60=0,041 0,006∙16: 60=0,002 0,024∙48:160=0,007 0,020∙48:102=0,009 0,005·16: 56=0,001 0,003∙48: 80=0,002 |
Всего: 0,062 |
Для связывания 0,062 кг кислорода в окись углерода требуется углерода
0,062 ∙ 12 = 0,046 кг
16
Электродная масса вносит углерода
1,7 ∙ 0,85= 1,445 кг
Приблизительно половина этого углерода расходуется на восстановление
окислов, что уменьшает потребность в коксе на
(1,445-0,046)/2 : 0,8219=0,853 кг
Таким образом, потребность в коксе на колошу, содержащую 100 кг
кварцита, равна 48,76-0,85=47,91 кг
Расчёт состава сплава
Количество элементов, восстановленных из 100 кг кварцита, 47,91 кг кокса и 1,7 кг электродной массы, показаны в таблице 90.
Данные о распределении восстановленных элементов приведены
в таблице 91.
|
Элемент |
Вносятся, кг |
Всего, кг | |||
из кварцита |
из золы кокса |
Из золы электродной массы |
| ||
Si
Al
Fe
Ca
P
S |
88,27-47,07=41,2
0,35-0,165=0,185
0,30-0,089=0,211
0,12-0,034=0,086
-
- |
(4,432-2,364)∙ 0,479=0,990 (1,20-0,565)∙ 0,479=0,304 (1,98-0,594)∙ 0,479=0,664 (0,20-0,057)∙ 0,479=0,068 (0,030-0,017)∙ 0,479=0,006 0,10-0,06=0,04 |
0,077-0,041=0,036
0,020-0,009=0,011
0,024-0,007=0,017
0,005-0,001=0,004
-
0,003-0,002=0,001 |
42,226
0,500
0,892
0,158
0,006
0,041 | |
Элемент |
Перейдет в сплав, кг |
В улет, кг |
Si
Al
Fe
Ca
P
S |
42,226
0,500 ∙ 0,85=0,425
0,892 ∙ 0,95=0,847
0,158 ∙ 0,85=0,134
0,006 ∙ 0,50=0,005
- |
Si=(6,79-1,81)+(0,341-0,091)∙ +(0,006-0,002)=5,104 0,500-0,425=0,075
0,882- 0,847=0,035
0,158- 0,134=0,024
0,009-0,005=0,004
0,041 |
Всего: |
43,63 |
Всего: 5,283 |
Общий вес сплава, содержащегося 76 % Si, равен
42,226:0,76=55,56 кг
Кожухи самоспекающихся электродов вносят 0,2 кг железа на 100 кг
кварцита, прутья для прокалывания – 1,2 кг железа.
Необходимо добавить железа
55,56-1,4-43,64 = 10,52 кг,
или
10,52 : 0,90 = 11 ,70 кг стружки