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
2. Следует добавить кварцита
11,88/0,98= 12,12 кг,
где 11,88 – количество добавляемого SiO
0,98 – содержание SiO
в кварците.
2
;
2
3. Перейдет марганца в металл
25,20·0,8 = 20,16 кг,
где 25,20 – количество марганца в 100 кг концентрата II сорта;
0,8 – степень перехода марганца в металл.
4. Перейдет марганца в газы
25,20·0,10 = 2,52 кг,
где 0,10 – степень перехода марганца в газовую фазу.
5. Всего восстановится марганца
20,16 + 2,52 = 22,68 кг.
6. С марганцем связано кислорода
22,68·16/55 = 6,59 кг,
где 16 – атомная масса кислорода;
55 – атомная
масса марганца.
7. Количество получаемого сплава
25,20·0,8/0,7 = 28,8 кг,
где 25,20 – количество марганца в 100 кг концентрата II сорта;
0,8 – степень перехода марганца в металл;
0,7 – содержание марганца в сплаве.
8. В сплаве должно быть углерода
28,8·2/100 = 0,576 кг,
где 28,8 – количество получаемого сплава;
2 – содержание углерода в сплаве.
9. Количество кремния в сплаве
28,8·17/100 = 4,896 кг
где 28,8 – количество получаемого сплава;
17 – содержание
кремния в сплаве.
41
10. С кремнием связано кислорода
4,896·32/28 = 5,595 кг,
где 32 – молекулярная масса кислорода в SiO
;
2
28 – атомная масса кремния.
11. Восстановится железа из оксида Fe
2O3
4,71·0,95·112/160 = 3,132 кг,
где 4,71 – количество Fe
в 100 кг концентрата II сорта;
2O3
0,95 – степень перехода железа в металл;
112 – молекулярная масса железа в Fe
160 – молекулярная масса Fe
2O3
.
2O3
;
12. С железом связано кислорода
3,132·48/112 = 1,342 кг,
где 48 – молекулярная масса кислорода в Fe
2O3
.
13. Перейдет фосфора в металл
0,15·0,85 = 0,128 кг,
где 0,15 – количество фосфора в 100 кг концентрата II сорта;
0,85 – степень перехода фосфора в металл.
14. Перейдет фосфора в газы
0,15·0,1 = 0,015 кг,
где 0,1 – степень перехода фосфора в газовую фазу.
15. Всего восстановится фосфора
0,128 + 0,015 = 0,143 кг.
16. С фосфором связано кислорода
0,143·80/62 = 0,185 кг,
2O5
2O5
;
.
где 80 – молекулярная масса кислорода в P
62 – молекулярная масса фосфора в P
17. Всего в восстановленных оксидах содержится кислорода
6,59 + 1,342+ 5,595 + 0,185 = 13,712 кг.
42
18. Требуется углерода для образования СО
13,712·12/16 = 10,284 кг,
где 12 – атомная масса углерода;
16 – атомная масса кислорода.
19. Вместе с углеродом сплава требуется углерода
10,284 + 0,576 = 10,86 кг.
20. Перейдет серы в металл из 100 кг концентрата II сорта
0,9·0,01 = 0,009 кг,
где 0,9 – количество серы в 100 кг концентрата II сорта;
0,01 – степень перехода серы в металл.
21. Перейдет в шлак из 100 кг
концентрата II сорта:
MnO: 25,2·0,1·71/55 = 3,2531 кг,
где 25,2 – количество марганца в 100 кг концентрата II сорта;
0,1 – степень перехода марганца в шлак;
71 – молекулярная масса MnO;
55 – атомная масса марганца.
FeO: 4,71·0,05·144/160 = 0,212 кг,
где 4,57 – количество Fe
в 100 кг концентрата II сорта;
2O3
0,05 – степень перехода железа в шлак;
144 – молекулярная масса FeO в Fe
160 – молекулярная масса Fe
SiO
: 25,2 – (4,896+5,595) = 14,709 кг
2
где 25,2 – количество SiO
в рудной части шихты (концентрата
2
2O3
;
2O3
;
II сорта + кварцит);
4,896 – восстановится Si;
5,595 – с Si связано кислорода;
P
: 0,15·0,05·142/62 = 0,017 кг,
2O5
где 0,15 – содержание фосфора в 100 кг концентрата II сорта;
0,05 – степень перехода фосфора в шлак;
142 – молекулярная масса P
62 – молекулярная масса фосфора в P
2O5
;
;
2O5
CaO: 14,95 кг,
где 14,95 – содержание CaO в 100 кг концентрата II сорта;
43
Al2O3: 1,40 кг,
где 1,40 – содержание Al
в 100 кг концентрата II сорта;
2O3
MgO: 2,85 кг,
где 2,85 – содержание MgO в 100 кг концентрата II сорта;
S: 0,90·0,5 = 0,45 кг,
где 0,90 – содержание серы в 100 кг концентрата II сорта;
0,5 – степень перехода серы в шлак.
22. Перейдет серы в газы
0,90·0,49 = 0,441 кг,
где 0,49 – степень перехода серы в газовую фазу.
23. Перейдет в шлак Al
из кварцита
2O3
12,12·2,0/100 = 0,2424 кг,
где 12,12 – количество добавляемого кварцита;
2,0 – содержание Al
в кварците.
2O3
24. Содержится углерода в 100 кг концентрата II сорта и перейдет
в виде СО
в газовую фазу при разложении карбонатов концентрата
2
II сорта
26,2·12/44 = 7,145 кг,
где 26,2 – содержание СО
в 100 кг концентрата II сорта;
2
12 – атомная масса углерода;
44 – молекулярная масса СО
.
2
25. На восстановление оксидов Mn, Fe и P золы коксика потребу-
ется углерода на 100 кг коксика:
MnO: (13,44·0,17/100)·0,9·12/55 = 0,004 кг,
где 13,44 – количество золы в 100 кг коксика;
0,17 – содержание марганца в золе коксика;
0,9 – степень перехода марганца в металл и в газовую фазу;
12 – атомная масса углерода;
55 – атомная масса марганца;
: (13,44·10,04/100)·0,95·36/160 = 0,288 кг,
Fe
2O3
где 10,04 – содержание Fe
44
в золе коксика;
2O3
0,95 – степень перехода железа в металл;
36 – молекулярная масса углерода;
160 – молекулярная масса Fe
: (13,44·0,347/100)·0,95·60/62 = 0,043 кг,
P
2O5
2O3
;
где 0,347 – содержание фосфора в золе коксика;
0,95 – степень перехода фосфора в металл и в газовую фазу;
60 – молекулярная масса углерода;
62 – молекулярная масса фосфора в P
2O5
.
26. Всего потребуется углерода на восстановление оксидов золы в
100 кг коксика
0,004 + 0,288 + 0,043 = 0,335 кг.
27. Остается активного углерода в 100 кг коксика
83,77 – 0,335 = 83,435 кг,
где 83,77 – количество углерода в 100 кг коксика.
28. Потребуется коксика
10,86·100/83,435 = 13,016 кг,
где 10,86 – количество углерода, необходимое для восстановления
оксидов Mn, Fe, Si и P рудной части шихты (концентрат II сорта + кварцит) и для науглероживания металла.
Исходя из заводской практики, в связи с угаром углерода кок-
29.
сика на колошнике по реакции C + CO
СО
, образующимся при разложении карбоната марганца, и по реак-
2
ции C + ½O
= CO при взаимодействии с кислородом, образующимся
2
= 2CO при взаимодействии с
2
при диссоциации высших оксидов марганца, следует увеличить навеску коксика на ~15 %
13,016·1,15 = 14,968 кг.
30. В требуемом количестве коксика содержится углерода
14,968·83,77/100 = 12,539 кг,
где 83,77 – содержание углерода в коксике.
31. В требуемом количестве коксика содержится золы
14,968·13,44/100 = 2,012 кг,
45
где 13,44 – содержание золы в коксике.
32. Из коксика перейдет серы в металл
(14,968·0,52/100)·0,01 = 0,0008 кг,
где 0,52 – содержание серы в коксике;
0,01 – степень перехода серы в металл.
33. Из коксика перейдет серы в шлак
(14,968·0,52/100)·0,5 = 0,0389 кг,
где 0,5 – степень перехода серы в шлак.
34. Из коксика улетучится серы
(14,968·0,49/100)·0,49 = 0,0381 кг,
где 0,49 – степень перехода серы в газовую фазу.
35. Коксик внесет летучих
14,968·1,27/100 = 0,190 кг,
где 1,27 – содержание летучих в коксике.
36. Коксик внесет влаги
14,968·1,0/100 = 0,150 кг,
где 1,0 – содержание влаги в коксике.
37. Из золы коксика перейдет в металл:
Mn: (2,012·0,17/100)·0,8 = 0,0027 кг,
где 2,012 – содержание золы в требуемом количестве коксика;
0,17 – содержание марганца в золе коксика;
0,8 – степень перехода марганца в металл;
Fe: (2,012·10,04/100)·0,95·112/160 = 0,135 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
;
P: (2,012·0,347/100)·0,85 = 0,006 кг,
где 0,347 – содержание фосфора в золе коксика;
0,85 – степень перехода фосфора в металл.
46
38. Из золы коксика перейдет в шлак:
MnO: (2,012·0,17/100)·0,1·71/55 = 0,0004 кг,
где 0,17 – содержание марганца в золе коксика;
0,1 – степень перехода марганца в шлак;
71 – молекулярная масса MnO;
55 – атомная масса марганца;
FeO: (2,012·10,04/100)·0,05·144/160 = 0,009 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
SiO
: (2,012·51,4/100) = 1,034 кг,
2
где 51,4 – содержание SiO
P
: (2,012·0,347/100)·0,05·142/62 = 0,0008 кг,
2O5
в золе коксика;
2
2O3
;
2O3
;
где 0,347 – содержание фосфора в золе коксика;
0,05 – степень перехода фосфора в шлак;
142 – молекулярная масса P
62 – молекулярная масса фосфора в P
2O5
;
;
2O5
CaO: (2,012·4,0/100) = 0,080 кг,
где 4,0 – содержание CaO в золе коксика;
Al
: (2,012·27,9/100) = 0,561 кг,
2O3
где 27,9 – содержание Al
в золе коксика;
2O3
MgO: (2,012·2,5/100) = 0,050 кг,
где 2,5 – содержание MgO в золе коксика.
39. Из золы коксика улетучится:
Mn: (2,012·0,17/100)·0,10 = 0,0003 кг,
где 0,17 – содержание марганца в золе коксика;
0,10 – степень перехода марганца в газовую фазу;
P: (2,012·0,347/100)·0,10 = 0,0007 кг,
где 0,347 – содержание фосфора в золе коксика;
0,10 – степень перехода фосфора в шлак.
47
40. Перейдет углерода в виде СО в газовую фазу от восстановле-
ния оксидов коксика
13,016·0,335/100 = 0,044 кг,
где 13,016 – количество коксика, необходимое для восстановления
оксидов Mn, Fe и P рудной части шихты (концентрат II сорта +
+ кварцит) и для науглероживания металла;
0,335 – количество углерода, необходимое для восстановления
оксидов Mn, Fe и P золы в 100 кг коксика.
41. Перейдет углерода в виде СО
в газовую фазу от сгорания кок-
сика на колошнике
(13,016·0,15)·83,77/100 = 1,635 кг,
где 13,016·0,15 – количество коксика, сгорающего на колошнике;
83,77 – содержание углерода в коксике.
Количество и состав металла, а также шлака приведены ниже.
Количество и состав металла
Элемент
Mn
Si
Fe
C
P
S
Итого 29,045 100,00
Из концентрата
II сорта и кварцита, кг
20,16
4,896
3,132
–
0,1275
0,009
Из коксика,
кг
–
–
–
0,576
–
0,0008
Из золы
коксика, кг
0,0027
–
0,135
–
0,006
–
Всего
кг %
20,1627
4,896
3,267
0,576
0,1335
0,0098
69,42
16,86
11,25
1,98
0,46
0,03
Количество и состав шлака
Из концентрата II
нент
MnO
FeO
SiO2
CaO
Al2O3
MgO
P2O5
S
Итого 39,8579 100,00
сорта и кварцита, кг
3,2531
0,2121
14,709
14,950
1,6424
2,8500
0,0172
0,4500
Из коксика, кг
–
–
–
–
–
–
–
0,0389
Из золы
коксика, кг
0,0004
0,009
1,034
0,080
0,561
0,050
0,0008
–
Всего Компо-
кг %
3,2535
0,2211
15,743
15,030
2,2034
2,900
0,0180
0,4889
8,16
0,55
39,50
37,71
5,53
7,28
0,04
1,23
Кратность шлака – 39,8368/29,045 = 1,37.
48
Основность шлака – (CaO/SiO2) = 15,028/15,743 = 0,95.
Получен стандартный по составу ферросиликомарганец марки
МнС17(РБ).
Состав шихты:
карбонатный концентрат II сорта – 100 кг;
коксик – 14,968 кг;
кварцит – 12,12.
Расход материалов на 1 т высокоуглеродистого ферромарганца:
карбонатный концентрат II сорта – 3443,6 кг;
коксик – 515,3 кг;
кварцит – 417,4 кг.
Материальный баланс по основным рассчитанным элементам
приведен ниже.
Материальный баланс по марганцу
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат
II сорта
Зола коксика
Итого 25,2034 100 Итого 25,2034 100
25,200
0,0034
99,985
0,015
Металл
Шлак
Улет и потери
20,1627
2,5203
2,5204
80,00
10,00
10,00
Материальный баланс по железу
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат II сорта
Зола коксика
Итого 3,439 100 Итого 3,439 100
3,2970
0,142
95,87
4,13
Металл
Шлак
3,267
0,172
95,00
5,00
Материальный баланс по углероду
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Коксик
Карбонатный
концентрат
II сорта
Итого 19,682 100,00 Итого 19,684 100,00
12,539
7,145
63,70
Металл
36,30
СО от восстановления оксидов концентрат II сорта
СО от восстановления оксидов золы
коксика
СО от сгорания коксика на колошнике
СО2 от разложения карбонатов концентрат II сорта
0,576
10,284
0,044
1,635
7,145
2,93
52,25
0,22
8,30
36,30
49
Материальный баланс по кремнию
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат II сорта
Кварцит
Зола коксика
Итого 12,243 100 Итого 12,243 100
6,216
5,544
0,483
50,77
45,28
3,95
Металл
Шлак
4,8960
7,347
39,99
60,01
Материальный баланс по фосфору
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат II сорта
Зола коксика
Итого 0,157 100 Итого 0,157 100
0,150
0,007
95,54
4,46
Металл
Шлак
Улет
0,1335
0,0078
0,017
85,03
4,97
10,00
Материальный баланс по сере
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Карбонатный концентрат II сорта
Зола коксика
Итого 0,8778 100 Итого 0,8778 100
0,80
0,0778
92,38
7,62
Металл
Шлак
Улет
0,0098
0,4889
0,4791
1,00
50,00
49,00
4.2. Передельный силикомарганец МнС25(РБ)
Расчет шихты проведен для выплавки передельного силикомарганца марки МнС25(РБ). Состав силикомарганца, шихтовых материалов и распределение элементов между продуктами плавки приведены ниже.
Химический состав силикомарганца, %
Mn Fe C Si P S
65,0 6,0 0,2 28,0 0,2 0,02
Химический состав шихтовых материалов, %
Материал MnO FeO P2O5 SiO2 CaO Al2O3 MgO S
Передельный шлак бесфлюсовой плавки ферромарганца
Кварцит – – – 98,0 – 2,0 – –
Зола коксика
50
40,02 0,61 0,05 26,68 21,54 4,69 5,17 1,24
Mn
Fe
0,17
2O3
10,04P 0,347
51,4 4,0 27,9 2,5 –
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]