Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные методы и оборудование металлургии и материаловедения производство марганцевых ферросплавов. Методика расчета компонентов шихты при выплавк
.pdf
24. Остается активного углерода в 100 кг коксика
83,77 – 0,611 = 83,159 кг,
где 83,77 – количество углерода в 100 кг коксика.
25. Потребуется коксика для восстановления оксидов и науглеро-
живания металла
10,912·100/83,159 = 13,122 кг,
где 10,912 – количество углерода, необходимое для восстановления
оксидов Mn, Fe, Si и P в 100 кг концентрата I сорта и для науглероживания металла.
26. Исходя из заводской практики, в связи с угаром
сика на колошнике по реакции C + CO
СО
, образующимся при разложении карбоната марганца и известня-
2
ка, и по реакции C + ½O
= CO при взаимодействии с кислородом,
2
= 2CO при взаимодействии с
2
углерода кок-
образующимся при диссоциации высших оксидов марганца, следует
увеличить навеску коксика на ~20 %:
13,122·1,2 = 15,746 кг.
27. В требуемом количестве коксика содержится углерода
15,746·83,77/100 = 13,190 кг,
где 83,77 – содержание углерода в коксике.
28. В требуемом количестве коксика содержится золы
15,746·13,44/100 = 2,116 кг,
где 13,44 – содержание золы в коксике.
29. Из коксика перейдет серы в металл
(15,746·0,52/100)·0,01 = 0,0008 кг
,
где 0,52 – содержание серы в коксике;
0,01 – степень перехода серы в металл.
30. Из коксика перейдет серы в шлак
(15,746·0,52/100)·0,5 = 0,0409 кг,
где 0,5 – степень перехода серы в шлак.
21
31. Из коксика улетучится серы
(15,746·0,52/100)·0,49 = 0,0401 кг,
где 0,49 – степень перехода серы в газовую фазу.
32. Коксик внесет летучих
15,746·1,27/100 = 0,199 кг,
где 1,27 – содержание летучих в коксике.
33. Коксик внесет влаги
15,746·1,0/100 = 0,157 кг,
где 1,0 – содержание влаги в коксике.
34. Из золы коксика перейдет в металл:
Mn: (2,116·0,17/100)·0,8 = 0,0036 кг,
где 2,116 – содержание золы в требуемом количестве коксика;
0,17 – содержание марганца
в золе коксика;
0,8 – степень перехода марганца в металл;
Fe: (2,116·10,04/100)·0,95·112/160 = 0,1413 кг,
где 10,04 – содержание Fe
в золе коксика;
2O3
0,95 – степень перехода железа в металл;
112 – молекулярная масса железа в Fe
160 – молекулярная масса Fe
2O3
;
2O3
;
Si: (2,116·51,4/100)·0,1·28/60 = 0,051 кг,
где 51,4 – содержание SiO
в золе коксика;
2
0,1 – степень перехода кремния в металл;
28 – атомная масса кремния;
60 – молекулярная масса SiO
;
2
P: (2,116·0,347/100)·0,85 = 0,0061 кг,
где 0,347 – содержание фосфора в золе коксика;
0,85 – степень перехода фосфора в металл.
35. Из золы коксика перейдет в шлак:
MnO: (2,116·0,17/100)·0,1·71/55 = 0,0005 кг,
где 0,17 – содержание марганца в золе коксика;
0,1 – степень перехода марганца в шлак;
22
71 – молекулярная масса MnO;
55 – атомная масса марганца;
FeO: (2,116·10,04/100)·0,05·144/160 = 0,0096 кг,
где 10,04 – содержание Fe
в золе коксика;
2O3
0,05 – степень перехода железа в шлак;
144 – молекулярная масса FeO в Fe
160 – молекулярная масса Fe
: (2,116·51,4/100)·0,9 = 0,9789 кг,
SiO
2
где 51,4 – содержание SiO
в золе коксика;
2
2O3
;
2O3
;
0,9 – степень перехода кремния в шлак;
: (2,116·0,347/100)·0,05·142/62 = 0,0008 кг,
P
2O5
где 0,347 – содержание фосфора в золе коксика;
0,05 – степень перехода фосфора в шлак;
142 – молекулярная масса P2O5;
62 – молекулярная масса фосфора в P
2O5
;
CaO: (2,116·4,0/100) = 0,085 кг,
где 4,0 – содержание CaO в золе коксика;
: (2,116·27,9/100) = 0,590 кг,
Al
2O3
где 27,9 – содержание Al
в золе коксика;
2O3
MgO: (2,116·2,5/100) = 0,053 кг,
где 2,5 – содержание MgO в золе коксика.
36. Из золы коксика улетучится:
Mn: (2,116·0,17/100)·0,10 = 0,0003 кг,
где 0,17 – содержание марганца в золе коксика;
0,10 – степень перехода марганца в газовую фазу;
P: (2,116·0,347/100)·0,10 = 0,0007 кг,
где 0,347 – содержание фосфора в золе коксика;
0,10 – степень перехода фосфора в шлак.
37. Перейдет углерода в виде СО в газовую фазу от
ния оксидов коксика
восстановле-
23
13,122·0,611/100 = 0,080 кг,
где 13,122 – количество коксика, необходимое для восстановления
оксидов Mn, Fe, Si и P в 100 кг концентрата I сорта и для науглероживания металла;
0,611 – количество углерода потребное для восстановления оксидов Mn, Fe, Si и P золы в 100 кг коксика.
38. Перейдет углерода в виде СО в газовую фазу от сгорания кок-
сика на колошнике
(13,122·0,2)·83,77/100 = 2,1981 кг,
где 13,122·0,2 – количество коксика, сгорающего
на колошнике;
83,77 – содержание углерода в коксике.
39. В шлаке содержится SiO
из агломерата и золы коксика
2
8,541 + 0,949 = 9,52 кг.
40. При основности шлака CaO/SiO
, равной 1,2, в шлаке должно
2
быть CaO
9,52·1,2 = 11,424 кг.
41. В шлаке содержится CaO из концентрата и золы коксика
7,44 + 0, 085 = 7,525 кг.
42. Необходимо добавить CaO
11,424 – 7,525 = 3,899 кг.
43. Потребуется известняка CaCO
3
3,899·100/56 = 6,963 кг,
где 56 – содержание CaO в известняке.
44. В известняке содержится углерода
6,963·12/100 = 0,8356 кг,
где 12 – содержание углерода в известняке.
45. В сплаве содержится железа из концентрата и золы коксика
3,039 + 0,141 = 3,180 кг.
46. В сплаве должно быть железа
36,0·12,5/100 = 4,5 кг,
24
где 36,0 – количество получаемого сплава;
12,5 – содержание железа в сплаве.
47. Необходимо добавить стальной стружки
4,5 – 3,180 = 1,32 кг.
Количество и состав металла, а также шлака приведены ниже.
Количество и состав металла
Из концен-
Элемент
Mn
Fe
C
Si
P
S
Итого 36,2885 100
трата
I сорта, кг
28,8
3,039
–
0,4429
0,136
0,008
Из коксика,
кг
–
–
2,340
–
–
0,0008
Из золы
коксика,
кг
0,0036
0,1413
–
0,0508
0,0061
–
Из стальной
стружки, кг
–
1,32
–
–
–
–
Всего
кг %
28,8036
4,5003
2,340
0,4937
0,1421
0,0088
79,37
12,41
6,45
1,36
0,39
0,02
Количество и состав шлака
Всего
кг %
4,6478
0,2152
9,520
11,424
1,77
1,813
0,0191
0,4409
15,68
0,73
32,13
37,82
5,97
6,12
0,06
1,49
Из концен-
трата I сорта,
кг
4,6473
0,2056
8,5411
7,44
1,18
1,76
0,0183
0,40
Из коксика,
кг
–
–
–
–
–
–
–
0,0409
Из золы
коксика, кг
0,0005
0,0096
0,9789
0,085
0,590
0,053
0,0008
–
Из извест-
няка, кг
–
–
–
3,899
–
–
–
–
Компо-
нент
MnO
FeO
SiO
2
CaO
Al
2O3
MgO
P2O5
S
Итого 29,850 100
Кратность шлака – 29,850/36,2885 = 0,823.
Основность шлака – (CaO/SiO
) = 11,424/9,52 = 1,2.
2
Получен стандартный по составу ферромарганец марки
ФМнС78(РБ).
Состав шихты:
карбонатный концентрат I сорта – 100 кг;
коксик – 15,746 кг;
известняк – 6,963 кг;
25
стальная стружка – 1,32 кг.
Расход материалов на 1 т высокоуглеродистого ферромарганца:
карбонатный концентрат I сорта – 2756 кг;
коксик – 434 кг;
известняк – 192 кг;
стальная стружка – 36 кг.
Материальный баланс по основным рассчитанным элементам
приведен ниже.
Материальный баланс по марганцу
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат I сорта
Зола коксика
Итого 36,0036 100 Итого 36,0036 100
36,00
0,0036
99,99
0,01
Металл
Шлак
Улет и потери
28,8030
3,6003
3,6003
80,00
10,00
10,00
Материальный баланс по железу
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат I сорта
Стальная стружка
Зола коксика
Итого 4,6677 100 Итого 4,6677 100
3,1990
1,320
0,1487
68,53
28,28
3,19
Металл
Шлак
4,5003
0,1674
96,41
3,59
Материальный баланс по углероду
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Коксик
Карбонатный
концентрат
I сорта
Известняк
Итого 21,2747 100 Итого 21,2747 100
26
13,190
7,2491
0,8356
61,99
Металл
34,08
СО от восстановления оксидов
концентрата I сорта
СО от восстановления оксидов
3,93
золы коксика
СО от сгорания коксика на колошнике
от разложения карбонатов
СО
2
концентрат I сорта
СО2 от разложения известняка
2,3400
8,5720
0,080
2,198
7,2491
0,8356
11,00
40,29
0,37
10,33
34,08
3,93
Материальный баланс по кремнию
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат I сорта
Зола коксика
Итого 4,9363 100 Итого 4,9363 100
4,4287
0,5076
89,72
10,28
Металл
Шлак
0,4937
4,4426
10,00
90,00
Материальный баланс по фосфору
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат I сорта
Зола коксика
Итого 0,1673 100 Итого 0,1673 100
0,160
0,0073
95,64
4,36
Металл
Шлак
Улет
0,1421
0,0084
0,0168
84,94
5,02
10,04
Материальный баланс по сере
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
9,29
Металл
Шлак
Улет
Карбонатный концентрат I сорта
Зола коксика
Итого 0,8819 100 Итого 0,8819 100
0,80
0,0819
90,71
0,0088
0,4409
0,4322
1,00
50,00
49,00
3.2. Бесфлюсовый способ
Расчет шихты проведен для выплавки высокоуглеродистого ферромарганца марки ФМн78(РБ). Состав углеродистого ферромарганца, шихтовых материалов и распределение элементов между продуктами плавки приведены ниже.
Химический состав высокоуглеродистого
ферромарганца, %
Mn Fe C Si P S
80,0 12,5 6,5 1,0 0,5 0,02
Химический состав шихтовых материалов, %
Материал Mn Fe2O3P SiO2 CaO Al2O3 MgO S CO
Карбонатный концентрат I сорта
Зола коксика 0,17 10,04 0,347 51,4 4,0 27,9 2,5 – –
36,0 4,57 0,16 9,49 7,44 1,18 1,76 0,80 26,58
2
27
Состав коксика, %
Материал C S Влага Летучие Зола
Коксик 83,77 0,52 1,0 1,27 13,44
Распределение элементов между продуктами плавки, %
Элемент В металл В шлак Улет и потери
Mn 60 30 10
Fe 95 5 –
P 85 5 10
Si 10 90 –
S 1 50 49
Расчет ведется на 100 кг карбонатного концентрата I сорта.
1. Количество получаемого сплава
36,0·0,6/0,8 = 27,0 кг,
где 36,0 – количество марганца в 100 кг карбонатного концентрата
I сорта;
0,6 – степень перехода марганца в металл;
0,8 – содержание марганца в сплаве.
2. В сплаве должно быть углерода
27,0·0,065 = 1,755 кг,
где 27,0 – количество получаемого сплава;
0,065 – содержание углерода в сплаве.
3. Перейдет марганца в металл
36,0·0,6 = 21,6 кг,
где 36,0 – количество марганца в 100 кг карбонатного концентрата
I сорта;
0,6 – степень перехода марганца в металл.
4. Перейдет марганца в газы
36,0·0,10 = 3,6 кг,
где 0,10 – степень перехода марганца в газовую фазу.
5. Всего восстановится марганца из оксида MnO
21,6 + 3,6 = 25,2 кг.
28
6. С марганцем связано кислорода
25,2·16/55 = 7,331 кг,
где 16 – атомная масса кислорода;
55 – атомная масса марганца.
7. Восстановится железа из оксида Fe
2O3
4,57·112·0,95/160 = 3,039 кг,
где 4,57 – количество Fe
в 100 кг карбонатного концентрата I сор-
2O3
та;
112 – молекулярная масса железа в Fe
2O3
0,95 – степень перехода железа в металл;
160 – молекулярная масса Fe
2O3
.
8. С железом связано кислорода
3,039·48/112 = 1,302 кг,
где 48 – молекулярная масса кислорода в Fe
9. Восстановится кремния из оксида SiO
9,49·0,1·28/60 = 0,443 кг,
где 9,49 – количество SiO
в 100 кг карбонатного концентрата I сор-
2
та;
0,1 – степень перехода кремния в металл;
28 – атомная масса кремния;
60 – молекулярная масса SiO
.
2
10. С кремнием связано кислорода
0,443·32/28 = 0,506 кг,
2O3
2
;
.
где 32 – молекулярная масса кислорода в SiO
.
2
11. Перейдет фосфора в металл
0,16·0,85 = 0,136 кг,
где 0,16 – количество фосфора в 100 кг карбонатного концентрата
I сорта;
0,85 – степень перехода фосфора в металл.
12. Перейдет фосфора в газы
0,16·0,1 = 0,016 кг,
29
где 0,1 – степень перехода фосфора в газовую фазу.
13. Всего восстановится фосфора
0,136 + 0,016 = 0,152 кг.
14. С фосфором связано кислорода
0,152·80/62 = 0,196 кг,
2O5
2O5
;
.
где 80 – молекулярная масса кислорода в P
62 – молекулярная масса фосфора в P
15. Всего в восстановленных оксидах содержится кислорода
7,331 + 1,302+ 0,506 + 0,196 = 9,335 кг.
16. Требуется углерода для образования СО
9,335·12/16 = 7,001 кг,
где 12 – атомная масса углерода;
16 – атомная масса кислорода.
17. Вместе с углеродом сплава требуется углерода
7,001 + 1,755 = 8,756 кг.
18. Перейдет серы в металл из 100 кг карбонатного концентрата
I сорта
0,8·0,01 = 0,008 кг,
где 0,8 – количество серы в 100 кг карбонатного концентрата I сорта;
0,01 – степень перехода серы металл.
19. Перейдет в шлак из 100 кг карбонатного концентрата I сорта:
MnO: 36,0·0,30·71/55 = 13,942 кг,
где 36,0 – количество марганца в 100 кг концентрата I сорта;
0,30 – степень перехода марганца в шлак;
71 – молекулярная масса MnO;
55 – атомная масса марганца;
FeO: 4,57·0,05·144/160 = 0,206 кг,
где 4,57 – количество Fe
в 100 кг карбонатного концентрата I сорта;
2O3
0,05 – степень перехода железа в шлак;
144 – молекулярная масса FeO в Fe
30
2O3
;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]