Расчет шихты для выплавки ферросилиция марки ФС 65. расчет. 1 Расчет шихты для выплавки ферросилиция марки фс 65
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
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
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
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
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. РАСЧЕТ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 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. 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 SiO5. Известно: mAl2O3=0,959 кг (см. табл. 1.9), ΔНAl-Si=-1884,06 кДж/кг. Тогда QAl-Si= 0,959·1884,06= 1806,81 кДж. Тепло образования силицида кальция QCa-Si CaO+SiO2= CaSiO3. Известно: mCaO=0,329 кг (см. табл. 1.9), ΔНCa-Si=-1624,48 кДж/кг. Тогда QСа-Si= 0,329·1624,48= 534,45 кДж. Суммарный приход тепла от реакций образования силицидов составляет: Q2= QFe-Si + QAl-Si + QСа-Si = 33700,85+1806,81+534,45= 36042,11 кДж. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||