Главная страница
Навигация по странице:

  • По практической работе №2

  • Краткая теоретическая часть.

  • Порядок выполнения работы

  • Расчетная часть

  • Расчёт активностей компонентов шлака (метод Кожеурова)

  • Состав шлака сверхмощной электропечи

  • Расчёт активностей компонентов металла (метод Вагнера)

  • Расчёт констант равновесия распределения марганца и фосфора между металлом и шлаком

  • Расчёт равновесных концентарций марганца и фосфора в металле под шлаком заданного состава

    		•

    Расчёт распределения марганца и фосфора между металлом и шлаком в электросталеплавильном процессе


    Скачать 45.63 Kb.
    НазваниеРасчёт распределения марганца и фосфора между металлом и шлаком в электросталеплавильном процессе
    Дата02.11.2020
    Размер45.63 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла2.docx
    ТипОтчет
    #147443

    Министерство образования и науки РФ

    ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
    Институт материаловедения и металлургия

    «Металлургия железа и сплавов»
    ОТЧЕТ

    По практической работе №2
    На тему «Расчёт распределения марганца и фосфора между металлом и шлаком в электросталеплавильном процессе»

    Преподаватель Некрасов И.В

    Студент Дресвянкин К.А

    Группа 372202


    2020 г.

    Цель работы

    Задание.

    Рассчитать значения активностей (FeO), (MnO) и (P2O5) в шлаке.

    Рассчитать значения коэффициентов активности [Mn] и [Р] в металле.

    Рассчитать значение константы равновесия реакции окисления [Mn]. Для фосфора – принять значение константы равновесия 0,0229.

    Рассчитать значения равновесных концентраций [Mn] и [Р] в металле.
    Краткая теоретическая часть.
    Для заданного состава металла (фактические данные пробы, отобранной из ДСП Первоуральского новотрубного завода) рассчитать концентрацию марганца и фосфора в металле, равновесную со шлаком окислительного периода плавки в основной электродуговой печи при температуре 16000С.

    2. Исходные данные. Состав шлака нужно брать из 1-го задания. Состав металла задан в excel-файле «2 задание». Параметры взаимодействия компонентов металлического расплава – в том же файле.

    2.1. Краткое изложение теории. Распределение марганца между металлом и шлаком определяется равновесием реакции

    [Mn] + (FeO) = (MnO) + [Fe].



    lg kMn = 7572/T – 3,599

    Распределение фосфора между металлом и шлаком согласно В.А.Кожеурову описывается равновесием реакции

    2[P] + 5(FeO) = (P2O5) +5[Fe].



    По данным В.А.Кожеурова для интервала температур 1550-17100С значение kP изменяется незначительно и принимается постоянным: kP = 0,0229.

    2.2. Составы шлака и металла, активности компонентов.

    Расчет активностей компонентов шлака произвести по теории регулярных ионных растворов В.А.Кожеурова.

    Расчет коэффициентов активности Mn и Р в металле произвести по методу Вагнера.

    Порядок выполнения работы


    1. Рассчитать значения активностей (FeO), (MnO) и (P2O5) в шлаке.

    2. Рассчитать значения коэффициентов активности [Mn] и [Р] в металле.

    3. Рассчитать значение константы равновесия реакции окисления [Mn]. Для фосфора – принять значение константы равновесия 0,0229.

    4. Рассчитать значения равновесных концентраций [Mn] и [Р] в металле.

    Расчетная часть

    Расчёт активностей компонентов шлака (метод Кожеурова)






    Температура
     
    1600































    Состав шлака сверхмощной электропечи
     
     
     
     
     
     
     
     
     

    Компонент (оксид)
    FeO
    Fe2O3
    SiO2
    MnO
    CaO
    Al2O3
    P2O5
    MgO
    Сумма

    Содержание, %
    19,9
    9,0
    17,9
    4,0
    35,8
    6,0
    0,5
    7,0
    100

    Переход к 6-комп системе
    19,9005
     
    17,910448
    3,9800995
    35,820896
     
    0,497512438
    6,965174
    85,07463

    Пересчёт на 6 компонентов, %
    23,4
     
    21,1
    4,7
    42,1
     
    0,6
    8,2
    100

    ni
    0,32
     
    0,35
    0,07
    0,75
     
    0,00
    0,20
    1,70

    Xi
    0,19
     
    0,21
    0,04
    0,44
     
    0,00
    0,12
     



    2,817059
     
     
    1,47788714
     
     
    0,00361652
     
     

    Активность оксида
    0,536332
     
     
    0,05706674
     
     
    1,7E-05
     
     































    Расчёт активностей компонентов металла (метод Вагнера)















    Фактический состав металла-полупродукта ДСП, масс %
     
     
    Промежуточн расчёты f
     
    Коэффициенты активности f
     
    Фактические активности компонентов






     
     
     
    lgf/100
    lgf
     
     
     






    C
    0,1
     
    2,03345
    0,0203345
    1,0479354
     
    0,104793537






    Si
    0,02
     
    3,1245
    0,031245
    1,0745955
     
    0,021491909






    Mn
    0,125
     
    -0,8975
    -0,008975
    0,9795464
     
    0,122443296






    Cr
    0,1
     
    -1,25036
    -0,0125036
    0,9716199
     
    0,09716199






    Ni
    0,127
     
    0,408455
    0,00408455
    1,0094494
     
    0,128200073






    Mo
    0,015
     
    -0,974875
    -0,00974875
    0,9778027
     
    0,014667041






    V
    0
     
    -3,421
    -0,03421
    0,9242512
     
    0






    Ti
    0
     
    0,138643
    0,00138643
    1,0031975
     
    0






    Al
    0
     
    1,0337
    0,010337
    1,0240873
     
    0






    P
    0,05
     
    2,07604
    0,0207604
    1,0489636
     
    0,052448178






    S
    0,0375
     
    1,98465
    0,0198465
    1,0467585
     
    0,039253444






    Cu
    0,185
     
    1,46075
    0,0146075
    1,0342071
     
    0




































    Расчёт констант равновесия распределения марганца и фосфора между металлом и шлаком:






    К(Mn)=
    13,59878
























    K(P)=
    0,0229






















































    Расчёт равновесных концентарций марганца и фосфора в металле под шлаком заданного состава



    [Mn], %
    0,007988
























    [P], %
    0,03594
























    Ход работы

    1. Переход к шестикомпонентной системе FeO SiO2 MnO CaO P2O5 MgO

    2. Сделали перерасчет (сумма этих оксидов составляет 100%)

    3. Посчитали число молей оксида в 100 г шлак (содержание поделили на молярную массу оксида)

    4. Посчитали ионную доли ( ni поделили на сумму ni умноженную на число частиц не кислородного элемента в молекуле оксида, который образует данный катион (для FeO n = 1, для P2O5 n = 2))

    5. Выполнили расчет коэффициента активности по формулам Согласно Кожеурову для шестикомпонентной системы FeO, MnO, CaO, MgO, SiO2, P2O5

    LggFe = 1000/T*(2,18XMnXSi + 5, 90(XCa + XMg) XSi + 10,50XCaXP)

    LggMn = lggFe – 2180/T*XSi

    LggP = lggFe – 10500/T*XCa

    1. Выполнили расчет активностей для катионов Fe, Mn, P (умножили ионную долю на коэффициент активности)

    2. Рассчитали значения коэффициентов активности [Mn] и [Р] в металле. (использовали метод Вагнера)

    3. Рассчитатали значение константы равновесия реакции окисления [Mn]. (по формуле lg kMn = 7572/T – 3,599 Для фосфора – приняли значение константы равновесия 0,0229.

    4. Рассчитали значения равновесных концентраций [Mn] в металле (активность оксила MnO поделили на произведение коэффициента активности на активность FeO на константу равновесия между металлом и шлаком

    5. Рассчитали значения равновесных концентраций [P] ( активность оксида P2O5 поделили на корень из произведения удвоенного коэффициента активности P на активность FeO на константу равновесия меджу металлом и шлаком P





    Вывод
    При выполнении работы мы рассчитали значение активностей (FeO), (MnO) и (P2O5) для шлака сверхмощной электропечи получили 0,536332

    0,057067 1,7E-05 соответственно. Получили значение коэффициентов активности [Mn] и [Р] в металле 0,9795464

    1,0489636 соответственно. Рассчитали значение константы равновесия реакции окисления [Mn] получили 13,59878. Для фосфора – приняли значение константы равновесия 0,0229. Рассчитали значения равновесных концентраций [Mn] и [Р] в металле 0,007988 0,03594 соответственно

    написать администратору сайта