5. 1.6 Материальный баланс плавки и расход

6. Материалов на 1 т сплава

Материальный баланс, состоящий из статей прихода и расхода, приведен в табл.1.10.

Таблица 1.10 – Материальный баланс

Статьи прихода	кг	%	Статьи расхода	кг	%
Кварцит	100,0	53,46	Сплав ферросилиция	55,547	29,72
Коксик	47,860	25,60	Шлак	3,450	1,84
Стружка	11,682	6,30	Газы	122,899	65,66
Электродная масса	1,700	0,91	Улет	5,267	2,81
Воздух	24,514	12,98	Невязка	-0,003	-0,03
Железо кожухов и прутьев	1,400	0,75
Всего	187,163	100,00	Всего	187,163	100,00

Расход материалов на 1 т сплава составляет:

кварцит 1000·100/55,547= 1800 кг,

коксик 1000·47,86/55,547= 862 кг,

стружка 1000·11,682/55,547= 210 кг,

электродная масса 1000·1,7/55,547= 30,6 кг,

Образуется шлака на 1 т сплава:

1000·3,45/55,547= 62,1 кг.

2. РАСЧЕТ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

1. Приход тепла

2.1.1 Тепло окисления углерода коксика и электродной массы

Q₁=m_c·_H_c,

где m_c – общее количество углерода коксика и электродной массы, кг;

_H_c – тепловой эффект реакции окисления С до СО, кДж/кг.

Известно, что _H_c= -9303,07 кДж/кг, m_c=42,123 кг (см.раздел 1.8). Тогда

Q₁= 42,123·9303,07= 391873,20 кДж.

2. 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:

Q_i=m_i·_H_i,

где m_i – количество элемента, участвующего в образовании силицида, кг;

_H_i – тепловой эффект образования соответствующего силицида, кДж/кг.

Тепло образования силицида железа Q_Fe-Si

Fe+Si=FeSi.

Известно: m_Fe=12,762 кг (см. табл. 1.8), ΔН_Fe-Si=-1427,7 кДж/кг.

Тогда

Q_Fe-Si= 12,762·1427,7= 18220,30 кДж.

Тепло образования силицида алюминия Q_Al-Si

Al₂O₃+SiO₂= Al₂ SiO₅.

Известно: m_Al2O3=0,967 кг (см. табл. 1.9), ΔН_Al-Si=-1884,06 кДж/кг.

Тогда

Q_Al-Si= 0,967·1884,06= 1821,89 кДж.

Тепло образования силицида кальция Q_Ca-Si

CaO+SiO₂= CaSiO₃.

Известно: m_CaO=0,331 кг (см. табл. 1.9), ΔН_Ca-Si=-1624,48 кДж/кг.

Тогда

Q_Са-Si= 0,331·1624,48= 537,70 кДж.

Суммарный приход тепла от реакций образования силицидов составляет:

Q₂= Q_Fe-Si + Q_Al-Si + Q_Са-Si = 18220,30+1821,89+537,70= 20579,89 кДж.