2. 1.2.2 Определение восстановительной способности коксика

Поскольку углерод коксика расходуется не только на восстановление оксидов кварцита, но и на восстановление компонентов золы, содержащейся в коксике, необходимо определить восстановительную способность коксика (количество углерода, оставшееся в коксике после восстановления компонентов его золы). Она рассчитывается с учетом потребности углерода на восстановление оксидов золы коксика. Обычно в коксике содержится 9,3-15,5 % золы [2]. В данном примере расчета принят коксик с содержанием 10 % золы (см. табл. 1.1). Расчет восстановления золы коксика сведен в табл.1.4.

Таблица 1.4 – Количество восстановленных оксидов и выделившегося кислорода из 10 кг золы кокса

Оксид	Восстанавливается оксида, кг	Выделяется кислорода, кг
SiO2Si	10·0,48·0,91= 4,368	4,368·32/60=2,329
SiO2SiO	10·0,48·0,07=0,336	0,336·16/60=0,090
Fe2O3Fe	10·0,20·0,99= 1,980	1,980·48/160= 0,594
Al2O3Al	10·0,25·0,50= 1,250	1,250·48/102=0,588
CaOCa	10·0,05·0,40= 0,200	0,200·16/56=0,057
SO3 S	10·0,01·1,0= 0,100	0,100·48/80=0,060
Итого		3,718

При составлении табл. 1.4. используются данные химического состава золы коксика (см. табл. 1.1.) с учетом восстанавливаемых из нее оксидов (см. табл. 1.2).

Для связывания 3,718 кг кислорода требуется углерода

3,718 ·12/16= 2,788 кг.

Восстановительная способность коксика составляет

85-2,788= 82,212 %.

Таким образом, из имеющегося в коксике углерода (85 %), на восстановление оксидов кварцита расходуется 82, 212 %, а на восстановление оксидов золы коксика – 2,788 %.

3. 1.2.3 Участие углерода электродной массы в восстановительных процессах

Расход электродной массы на 1 т кварцита по практическим данным составляет 15-20 кг [3]. Принимаем расход электродной массы равным равным 17 кг/т или 1,7 кг/100 кг кварцита. В электродной массе также, как и в коксике содержится зола, количество которой составляет 10 % (см. табл. 1.1).

Расчеты по определению количества восстанавливаемых оксидов из золы электродной массы и выделяющегся при этом кислорода приведены в табл. 1.5. При заполнении таблицы испоьзуются данные химического состава золы электродной массы (см. табл. 1.1) с учетом количества восстанавливаемых оксидов (см. табл. 1.2).

Таблица 1.5 – Количество восстановленных оксидов и выделившегося

кислорода из золы электродной массы

Оксид	Восстанавливается оксида из золы электродной массы, кг	Выделяется кислорода, кг
SiO2Si	1,7·0,10·0,5·0,91=0,077	0,077·32/60=0,041
SiO2SiO	1,7·0,10·0,5·0,07=0,006	0,006·16/60=0,002
Fe2O3Fe	1,7·0,10·0,14·0,99=0,024	0,024·48/160= 0,007
Al2O3Al	1,7·0,10·0,23·0,50=0,020	0,020·48/102=0,009
CaOCa	1,7·0,10·0,08·0,4=0,005	0,005·16/56=0,001
SO3 S	1,7·0,10·0,02·1=0,003	0,003·48/80=0,002
Итого		0,062

Для связывания 0,062 кг кислорода требуется углерода:

0,062·12/16= 0,046 кг.

Электродная масса вносит углерода:

1,7·85/100= 1,445 кг.

Принимаем, что половина этого углерода сгорает в кислороде воздуха, а другая – участвует в восстановлении оксидов. Принимаем, что сгорает и участвует в восстановлении оксидов примерно одинаковое количество углерода электродной массы, т.е.

1,445/2= 0,722 кг.

Из 0,722 кг углерода, участвующего в восстановительныхпроцессах, на восстановление золы электродной массы тратится 0,046 кг. Остаток углерода будет израсходован на восстановление кварцита.

0,722-0,046=0,676 кг.