Вариант 10. Кабылканов Султан, Мк-404

Расчет материального и теплового балансов выплавки низкоуглеродистого феррохрома методом смешения расплавов

1 Расчет материального баланса

1.1 Исходные данные

Расчет состава шихты выполняем на 100 кг хромовой руды. В соответствии с заданием на выполнение курсовой работы задаемся видами шихтовых материалов, их составом (табл. 1-2) и условиями проведения плавки. Сумма компонентов в шихтовых материалах должна быть равна 100%.

Таблица 1 – Химический состав хромовой руды и извести

Материал	Cr2O3	FeO Fe2O3	SiO2	MgO	Al2O3	CaO	S	P2O5	ППП	C
Хромовая руда	50,43	12,4	7,35	20,9	7,06	0,347	0,027	0,0061	1,48	-
Известь		0,07	1,71	0,48	0,58	95	0,008	0,01	2,137	-
	Cr	Fe	Si				S	P		C
ФСХ48	28,68	21,844	49,42				0,012	0,022		0,022

Таблица 2 – Химический состав ферросиликохрома

Материал	Cr	Si	С	P	S	Fe	∑
ФСХ 40	28,68	49,42	0,022	0,022	0,012	21,844	100

Для проведения расчета необходимо знать распределение основных элементов между продуктами плавки: металл, шлак и газы, которые принимаются на основании практических данных (табл. 3). Для упрощения расчетов принимаем, что все элементы ферросиликохрома кроме кремния переходят полностью в металл.

Таблица 3 – Распределение элементов

Продукты плавки	Элементы
	Cr (руда)	Fe(руда)	Si (ФСХ)	P	S
Сплав	88	95	2	75	30
Шлак	12	5	98	25	70

В условия расчёта включены также дополнительные требования к составу получаемого металла и шлака, угар восстановителя, доля различных восстановителей в смеси и др.

Дополнительные условия:

Содержание углерода в сплаве, не более 0,02 %

Соотношение CaO / Cr₂O₃ в РИР 1,45

Доля твердой добавки от РИР 16,0 %

Доля извести в твердой добавке 41,0 %

Окислится кремния кислородом воздуха 6,0 %

1.2 Расчет шихты

1.2.1 Выплавка рудноизвесткового расплава

Расчет ведется на 100 кг рудноизвесткового расплава (РИР). Для этого необходимо определить его состав исходя из заданного соотношения CaO/ Cr₂O₃ = 1,55. Так как основными поставщиками Cr₂O₃ и CaO является руда и известь, то их соотношение и будет определить отношение CaO / Cr₂O₃ в расплаве. Исходя из этого, на 100 кг руды необходимо добавить извести

кг

Таблица 4 – Состав и количество РИР

Окислы	Внесет руда, кг	Внесет известь, кг	Состав РИР
			кг	%
Cr2O3	50,43	-	50,430	28,840
Fe2O3	12,4∙160/144= 13,778	76,607 ∙ 0,0007 = 0,054	13,831	7,910
SiO2	7,350	76,607 ∙ 0,0171 = 1,310	8,660	4,952
MgO	20,9	76,607∙ 0,0048 = 0,368	21,268	12,162
Al2O3	7,060	76,607 ∙ 0,0058 = 0,444	7,504	4,292
CaO	0,347	76,607 ∙ 0,950 = 72,777	73,124	41,817
P2O5	0,006	76,607 ∙ 0,00010 = 0,008	0,014	0,008
S	0,027	76,607 ∙ 0,00008 = 0,006	0,033	0,019
Итого	99,898	74,966	174,864	100,000

Полученное соотношение CaO / Cr₂O₃ = 41,817 / 28,840= 1,45 соответствует заданному.