2.3 Обработка результатов расчетов программы «terra»
Полное термодинамическое моделирование (ПТМ) процесса выплавки сплава – среднеуглеродистого феррохрома проведено в интервале температур 1273-2273К и при давлении Р=0,1МПа. В результате были выявлены особенности переходов следующих конденсированных фаз: SiO2, Fe, FeS, Fe3C, FeSiO3, MgSiO3, Mg2SiO4, Ca3P2O8, CaSiO3, Al2SiO5. Исходя из таблицы 2.2, нами были построены графики зависимости изменения конденсированных фаз с увеличением температуры.
Рисунок 2.1 –Динамика изменения конденсированных (шлаковых) фаз с увеличением температуры
Из анализа графика (рисунок 2.1) образования и разложения конденсированных фаз следует, что:
– фаза CaCr2O4(c)изначально появляется при температуре 1273К с содержанием 7,16% , и с повышением температуры до 1473К содержание фазы увеличивается до9,54%,и с повышением температуры до 1873К сожержание фазы уменьшается до 8,18%. При дальнейшем повышении температуры данная фаза остается неизменной .
– фазаCaAl2O4(c)изначально появляется при температуре 1273К с содержанием 4% , и с повышением температуры до 1473К содержание фазы увеличивается до5,34% . При дальнейшем повышении температуры данная фаза остается неизменной .
Рисунок 2.2 – Динамика изменения конденсированных (шлаковых) фаз с увеличением температуры
Из анализа графика (рисунок 2.2) образования и разложения конденсированных фаз следует, что:
– фаза Ca2Al2SiO7(c)образуется при температуре 1273К в очень маленьком количестве.При дальнейшем повышении температуры до 1473К данная фаза исчезает.
– фаза Ca3P2O8(c)образуется при температуре 1273К с содержанием 0,009%,и с повышением температуры до 1473К содержание фазы увеличивается до0,012% .При дальнейшем повышении температуры до 2073К данная фаза уменьшается до 0,002%, а после чего исчезает.
– фаза CaS(c) образуется при температуре 1273К с содержанием 0,04%,и с повышением температуры до 1473К содержание фазы увеличивается до0,05% и остается неизменным до 1973К. При дальнейшем повышении температуры до 2273К данная фаза уменьшается до 0,003%,
– фаза C6Cr23(c) существует при температурах 1273 – 1473К с содержанием 0,4%. В дальнейшем фаза исчезает;
Рисунок 2.3 – Динамика изменения конденсированных (шлаковых) фаз с увеличением температуры
Из анализа графика (рисунок 2.3) образования и разложения конденсированных фаз следует, что:
– фаза Ca3Si2O7(c) изначально появляется при температуре 1273К с содержанием 19,87 % , и с повышением температуры до 1473К содержание фазы увеличивается до26,50%. При дальнейшем повышении температуры данная фаза остается неизменной .
– фазаCaO(c)изначально появляется при температуре 1273К с содержанием 20,50% , и с повышением температуры до 1473К содержание фазы увеличивается до27,33% . При дальнейшем повышении температуры до 1873Ксодержание фазы увеличивается до28,71%, далее остается неизменным.
– фаза MgO(c) изначально появляется при температуре 1273К с содержанием 23,43 % , и с повышением температуры до 1473К содержание фазы увеличивается до31,23%. При дальнейшем повышении температуры данная фаза остается неизменной .
Из анализа графика (рисунок 2.4) образования и разложения конденсированных фаз следует, что:
– фаза Feобразуется при температуре 1273К с содержанием 15,57% , и с повышением температуры до 1373К содержание фазы увеличивается до 16,11% .При дальнейшем повышении температуры до 1473К данная фаза исчезает.
– фаза Crсуществует при температурах 1273 – 1373К с содержанием 9%. При дальнейшем повышении температуры до 1473К данная фаза исчезает.
Рисунок 2.4 – Динамика изменения конденсированных (шлаковых) фаз с увеличением температуры
Таким образом, с помощью программного комплекса «TERRA» выявлены и установлены основные конденсированные фазы, существующие при выплавке среднеуглеродистого феррохрома. Данные расчеты в полном мере могут описать все физико-химическое процессы при переработке извести и выплавке сплавов на основе хромового концентрата и хромовой руды.
Таблица 2.4 – Результаты расчета газовыхфаз
Т, К |
H2 |
H20 |
Fe0H |
H2S |
CH3 |
|||||
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
|
1273 |
0,092 |
92,371 |
0,001 |
0,968 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,131 |
0,005 |
4,511 |
1373 |
0,095 |
95,071 |
0,001 |
0,866 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,232 |
0,001 |
0,803 |
1473 |
0,091 |
90,593 |
0,001 |
0,827 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,408 |
0,000 |
0,276 |
1573 |
0,090 |
89,895 |
0,001 |
0,800 |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
0,677 |
0,000 |
0,053 |
1673 |
0,090 |
89,597 |
0,001 |
0,750 |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
1,029 |
0,000 |
0,013 |
1773 |
0,089 |
89,479 |
0,001 |
0,524 |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
0,996 |
0,000 |
0,005 |
1873 |
0,086 |
85,683 |
0,000 |
0,344 |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
0,834 |
0,000 |
0,002 |
1973 |
0,086 |
85,772 |
0,000 |
0,241 |
0,000 |
0,001 |
0,001 |
0,731 |
0,000 |
0,001 |
2073 |
0,086 |
85,776 |
0,000 |
0,172 |
0,000 |
0,003 |
0,000 |
0,437 |
0,000 |
0,001 |
2173 |
0,085 |
85,141 |
0,000 |
0,130 |
0,000 |
0,012 |
0,000 |
0,098 |
0,000 |
0,000 |
2273 |
0,081 |
80,808 |
0,000 |
0,096 |
0,000 |
0,038 |
0,000 |
0,012 |
0,000 |
0,000 |
Продолжение таблицы 2.4
Т, К |
S |
SiS |
C0 |
P2 |
PH2 |
|||||
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
|
1273 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
1,470 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1373 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,003 |
2,505 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1473 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,007 |
7,402 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1573 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,008 |
8,085 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1673 |
0,000 |
0,002 |
0,000 |
0,000 |
0,008 |
8,118 |
0,000 |
0,001 |
0,000 |
0,000 |
1773 |
0,000 |
0,005 |
0,000 |
0,000 |
0,008 |
8,091 |
0,000 |
0,384 |
0,000 |
0,002 |
1873 |
0,000 |
0,010 |
0,000 |
0,003 |
0,008 |
7,727 |
0,005 |
4,784 |
0,000 |
0,011 |
1973 |
0,000 |
0,018 |
0,000 |
0,048 |
0,008 |
7,717 |
0,005 |
4,800 |
0,000 |
0,015 |
2073 |
0,000 |
0,020 |
0,000 |
0,438 |
0,008 |
7,685 |
0,005 |
4,805 |
0,000 |
0,019 |
2173 |
0,000 |
0,008 |
0,002 |
1,631 |
0,008 |
7,593 |
0,005 |
4,807 |
0,000 |
0,026 |
2273 |
0,000 |
0,002 |
0,007 |
6,623 |
0,007 |
7,194 |
0,005 |
4,576 |
0,000 |
0,032 |
Продолжение таблицы 2.4
Т, К |
PS |
Mg |
Ar |
|||||
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
моль/кг |
% |
|||
1273 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
0,548 |
||
1373 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
0,523 |
||
1473 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,494 |
||
1573 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,489 |
||
1673 |
0,000 |
0,001 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,489 |
||
1773 |
0,000 |
0,026 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,487 |
||
1873 |
0,000 |
0,137 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,465 |
||
1973 |
0,000 |
0,192 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,464 |
||
2073 |
0,000 |
0,176 |
0,000 |
0,004 |
0,000 |
0,462 |
||
2173 |
0,000 |
0,065 |
0,000 |
0,031 |
0,000 |
0,457 |
||
2273 |
0,000 |
0,022 |
0,000 |
0,163 |
0,000 |
0,433 |
||
Рисунок 2.5 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры
Рисунок 2.6 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры
Рисунок 2.7 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры
Рисунок 2.8 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры
Рисунок 2.9 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры
Рисунок 2.10 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры
Рисунок 2.11 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры
Рисунок 2.12 – Динамика изменения газовыхфаз с увеличением температуры