Министерство науки и образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова»

Кафедра металлургии черных металлов

РАСЧЕТ

ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИЦИЯ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

методические указания

для выполнения расчетных и курсовых работ

по дисциплине «Производство ферросплавов»

для студентов направления 22.03.02 – Металлургия,

профиля «Металлургия черных металлов»

Магнитогорск

2016

Составители: В.А. Бигеев

А.В. Писчаскина

М.В. Потапова

Расчет выплавки ферросилиция в дуговой электропечи: Методические указания для выполнения расчетной работы по дисциплине «Производство ферросплавов» для студентов направления 22.03.02 – Металлургия, профиля «Металлургия черных металлов». Магнитогорск: МГТУ, 2016. 18 с.

Изложена методика расчета шихты и теплового баланса на примере выплавки ферросилиция марки ФС75 в шахтной дуговой электропечи. Данная методика может быть использована при выполнении расчетов выплавки любой марки ферросилиция.

Рецензент: к.т.н., доц.каф. ЛП и М Синицкий Е.В.

Содержание

Введение……………………………………………………………………..	4
1 Расчет шихты для выплавки ферросилиция марки ФС 75……………	5
1.1 Исходные данные………………………………………………………	5
1.2 Расчет количества восстановителя……………………………………	7
1.2.1 Расход углерода для восстановления компонентов кварцита……………………………………………………………...	7
1.2.2 Определение восстановительной способности коксика…………...	8
1.2.3 Участие углерода электродной массы в востановительных процессах…………………………………………………………….	9
1.2.4 Расход коксика………………………………………………………..	10
1.3 Расчет расхода железной стружки…………………………………….	10
1.4 Расчет состава сплава и шлака………………………………………..	11
1.5 Расход воздуха и количества образующихся газов…………………..	12
1.6 Материальный баланс плавки и расход материалов на 1 тонну сплава…………………………………………......................................	13
2 Расчет расхода электроэнергии………………………………………….	14
2.1 Приход тепла………………………………………………....................	14
2.1.1 Тепло окисления углерода коксика и электродной массы ………	14
2.1.2 Тепло экзотермических реакций…………………………………….	14
2.1.3 Физическое тепло шихтовых материалов…………………………..	14
2.2 Расход тепла…………………………………………………………….	15
2.2.1 Тепло окисления углерода коксика и электродной массы…………………………………………………………………	15
2.2.2 Тепло на нагрев сплава………………………………………………	16
2.2.3 Тепло на нагрев шлака……………………………………………….	16
2.2.4 Тепло на нагрев газов………………………………………………...	16
2.2.5 Потери тепла через стены печи……………………………………...	17
2.2.6 Потери тепла через колошник……………………………………….	17
2.2.7 Расход электроэнергии……………………………………………….	17
3 Тепловой баланс плавки…………………………………………………	18

Введение

В настоящее время сталеплавильное и некоторые другие производства в больших количествах используют ферросплавы, сплавы железа с другими элементами, для раскисления и легирования стали, получения легированного чугуна и различных сплавов. Возрастающую потребность в легированных сталях, высокое их качество и специальные свойства невозможно обеспечить без использования ферросплавов.

Одним из наиболее широко применяемых ферросплавов является ферросилиций. Объем его производства является одним из самых больших в металлургии ферросплавов, поскольку он используется не только при выплавке стали, но и в производстве других ферросплавов в качестве восстановителя.

Основным видом сырья для получения ферросилиция является кварцит, представляющий горную породу из сцементированных между собой кристаллов кварца. Цементирующим веществом является главным образом кремнезем. Перед плавкой кварцит подвергают мойке, дроблению и сортировке. Загрузка шихтовых материалов в печь осуществляется порциями- калошами, состоящими из постоянного и строго дозированного количества компонентов: кварцита, коксика и железной стружки.

В качестве восстановителя при выплавке ферросилиция используют коксик, электродный бой, полукокс, древесный уголь, каменный уголь, нефтяной и пековый кокс. Чаще всего применяют коксик и полукокс крупностью 5…20 мм.

Другие восстановители или дорогие или же имеют повышенное содержание золы и вредных примесей. Восстановитель должен обладать высоким электросопротивлением, достаточной прочностью, большой реакционной способностью, а также иметь возможно низкое содержание золы, влаги и других летучих веществ.

В качестве железо содержащей составляющей шихты применяют стружку углеродистых нелегированных марок стали. Стружка должна быть мелкой и чистой от ржавчины, так как она является источником водорода в ферросилиции.

Ниже излагается примерный расчет шихты и тепловой расчет при выплавке 75 % ферросилиция. Для расчета использовались методические указания к самостоятельным и практическим занятиям П.Н. Перчаткина, А.И. Кадигроба, Б.А. Буданова «Расчет шихты для выплавки ферросилиция в дуговой электропечи».