Расчет количества и состава металла

Из кварцита в состав металла перейдет, кг:

Si 97,9 · 0,91 · 28 / 60 = 41,575

Fe 0,63 · 0,995 · 112 / 160 = 0,439

Al 0,89 · 0,50 · 54 / 102 = 0,236

Са 0,21 · 0,40 · 40 / 56 = 0,060

Mg 0,04 · 0,05 · 24 / 40 = 0,001

S 0,02 · 0,15 = 0,003

P 0,02 · 0,80 · 62 / 142 = 0,007

∑ 42,320

Из кокса в состав металла перейдет, кг:

Si 28,087 · 0,1270 · 0,495 · 0,910 · 28 / 60 = 0,750

Fe 28,087 · 0,1270 · 0,179 · 0,995 · 112 / 160 = 0,445

Al 28,087 · 0,1270 · 0,228 · 0,50 · 54 / 102 = 0,215

Са 28,087 · 0,1270 · 0,0538 · 0,40 · 40 / 56 = 0,055

Mg 28,087 · 0,1270 · 0,0348 · 0,05 · 24 / 40 = 0,004

S 28,087 · 0,0045 · 0,15 = 0,019

P 28,087 · 0,1270 · 0,0094 · 0,8 · 62 / 142 = 0,012

∑ 1,499

Из угля в состав металла перейдет, кг:

Si 31,257 · 0,066 · 0,4862 · 0,91 · 28 / 60 = 0,426

Fe 31,257 · 0,066 · 0,2376 · 0,995 · 112 / 160 = 0,341

Al 31,257 · 0,066 · 0,1938 · 0,50 · 54 / 102 = 0,106

Са 31,257 · 0,066 · 0,0514 · 0,40 ∙ 40 / 56 = 0,030

Mg 31,257 · 0,066 · 0,0256 · 0,05 · 24 / 40 = 0,002

S 31,257 · 0,0029 · 0,15 = 0,014

P 31,257 · 0,066 · 0,0054 · 0,80 · 62 / 142 = 0,004

∑ 0,923

Из условия заданного содержания кремния в сплаве более 76,5% кремния и ~1,7% примесей (Al, Ca, C, S, P и др.) следует, что содержание железа сплаве должно быть 100 – 76,5 – 1,7 = 21,8%. Из состава кварцита, кокса и угля в сплав перейдет железа, кг:

0,439 + 0,445 + 0,341 = 1,225

Количество сплава, образующегося из кварцита, кокса и угля составит, кг

42,320 + 1,499 + 0,923 = 44,742

Корректировку состава сплава добавками производят из условия получения заданного состава 76,5% Si. Количество железа Расчет количества и состава металла - student2.ru , которое следует добавить в виде стружки для корректировки состава сплава к 100 кг кварцита, рассчитывают по уравнению

Расчет количества и состава металла - student2.ru

Для этого необходимо внести стружку, кг:

10,906 / 0,9525 = 11,450

Из железной стружки в состав металла перейдет, кг:

Si 11,450 · 0,015 = 0,172

Fe 11,450 · 0,9525 = 10,906

S 11,450 · 0,0002 = 0,002

P 11,450 · 0,0003 = 0,003

С 11,450 · 0,002 = 0,023

∑ 11,107

Результаты проведенных расчетов сводятся в таблицу 2.4 и находится состав и количество металла.

Таблица 2.4 – Расчет количества и состава металла

Элемент Источник Всего
Кварцит Стружка Уголь Кокс кг %
Si 41,575 0,172 0,426 0,750 42,922 76,717
Fe 0,439 10,906 0,341 0,445 12,131 21,683
Al 0,236 0,000 0,106 0,215 0,557 0,995
Ca 0,060 0,000 0,030 0,055 0,145 0,259
Mg 0,001 0,000 0,002 0,004 0,007 0,012
S 0,003 0,002 0,014 0,019 0,038 0,068
P 0,007 0,003 0,004 0,012 0,026 0,047
C 0,100* 0,023 0,000 0,000 0,123 0,220
Всего 42,420 11,107 0,923 1,499 55,949 100,000

* с электродов

Расчёт количества и состава шлака

Из кварцита переходит в состав шлака, кг:

SiO2 97,9 · 0,02 = 1,958

Al2O3 0,89 · 0,45 = 0,401

Fe2O3 0,63 · 0,005 = 0,003

CaO 0,21 · 0,55 = 0,116

MgO 0,04 · 0,80 = 0,032

S 0,02 · 0,15 = 0,003

P2O5 0,02 · 0,10 = 0,002

∑ 2,514

Из золы кокса переходит в состав шлака, кг:

SiO2 28,087 · 0,1270 · 0,495 · 0,02 = 0,035

Al2O3 28,087 · 0,1270 · 0,228 · 0,45 = 0,366

Fe2O3 28,087 · 0,1270 · 0,179 · 0,005 = 0,003

CaO 28,087 · 0,1270 · 0,0538 · 0,55 = 0,106

MgO 28,087 · 0,1270 · 0,0348 · 0,80 = 0,099

S 28,087 · 0,0045 · 0,15 = 0,019

P2O5 28,087 · 0,1270 · 0,0094 · 0,10 = 0,003

∑ 0,632

Из золы угля переходит в состав шлака, кг:

SiO2 31,257 · 0,066 · 0,4862 · 0,02 = 0,020

Al2O3 31,257 · 0,066 · 0,1938 · 0,45 = 0,180

Fe2O3 31,257 · 0,066 · 0,2376 · 0,005 = 0,002

CaO 31,257 · 0,066 · 0,0514 · 0,55 = 0,058

MgO 31,257 · 0,066 · 0,0256 · 0,80 = 0,042

S 31,257 · 0,0029 · 0,15 = 0,014

P2O5 31,257 · 0,066 · 0,0054 · 0,10 = 0,001

∑ 0,318

Результаты проведенных расчетов сводятся в таблицу 2.5 и находится состав и количество шлака.

Таблица 2.5 – Расчет количества и состава шлака

Оксид Источник Всего
Кварцит Уголь Кокс кг %
SiO2 1,958 0,020 0,035 2,013 58,13
Al2O3 0,401 0,180 0,366 0,946 27,32
Fe2O3 0,003 0,002 0,003 0,009 0,25
CaO 0,116 0,058 0,106 0,279 8,07
MgO 0,032 0,042 0,099 0,174 5,01
S 0,003 0,014 0,019 0,036 1,03
P2O5 0,002 0,001 0,003 0,006 0,19
Σ 2,514 0,318 0,632 3,464 100,000

Кратность шлака: 3,464 / 55,949 = 0,062

Расчет количества газов, пыли и улета

Газы и пыль, выделяющиеся из кварцита, кг:

SiO 97,9 · 0,07 · 44 / 60 = 5,026

Al2O 0,89 · 0,05 · 70 / 102 = 0,031

Са 0,21 · 0,05 · 40 / 56 = 0,008

Mg 0,04 · 0,15 · 24 / 40 = 0,004

Р 0,02 · 0,10 · 62 / 142 = 0,001

S 0,02 · 0,7 = 0,014

W 0,290

O2→CO 37,345 · 16 / 12 = 49,793

Σ 55,165

Газы и пыль, выделяющиеся из состава кокса, кг:

SiO 28,087 · 0,127 · 0,495 · 0,07 · 44 / 60 = 0,091

Al2O 28,087 · 0,127 · 0,228 · 0,05 · 70 / 102 = 0,028

Са 28,087 · 0,127 · 0,0538 · 0,05 · 40 / 56 = 0,007

Mg 28,087 · 0,127 · 0,0348 · 0,15 · 24 / 40 = 0,011

Р 28,087 · 0,127 · 0,0094 · 0,10 · 62 / 142 = 0,001

S 28,087 · 0,0045 · 0,7 = 0,088

V 28,087 · 0,022 = 0,618

W 31,160 · 0,0986 = 3,072

C→CO 28,087 · (0,8465 + 0,03568 · 16 / 12) = 25,112

Σ 29,029

Газы и пыль, выделяющиеся из состава угля, кг:

SiO 28,087 · 0,066 · 0,4862 · 0,07 · 44 / 60 = 0,051

Al2O 28,087 · 0,066 · 0,1938 · 0,05 · 70 / 102 = 0,014

Са 28,087 · 0,066 · 0,0514 · 0,05 · 40 / 56 = 0,004

Mg 28,087 · 0,066 · 0,0256 · 0,15 · 24 / 40 = 0,005

Р 28,087 · 0,066 · 0,0054 · 0,10 · 62 / 142 = 0,000

S 28,087 · 0,0029 · 0,7 = 0,063

V 28,087 · 0,427 = 13,347

W 31,160 · 0,1087 = 3,072

C→CO 28,087 · (0,5041 + 0,01861 · 16 / 12) = 25,112

Σ 33,829

Из состава железной стружки выделяется 11,450 · 0,03= 0,344 кг влаги.

Результаты проведенных расчетов сводятся в таблицу 2.6 и находится состав и количество газов.

Таблица 2.6 – Расчет количества и состава газов, пыли и улета

Элемент Источник поступления Итого
Кварцит Стружка Уголь Кокс кг %
SiO 5,026 - 0,051 0,091 5,168 4,261
Al2O 0,031 - 0,014 0,028 0,072 0,060
Ca 0,008 - 0,004 0,007 0,018 0,015
Mg 0,004 - 0,005 0,011 0,020 0,016
P 0,001 - 0,000 0,001 0,003 0,002
S 0,014 - 0,063 0,088 0,166 0,137
V (ППП) - - 13,347 0,618 14,308 11,799
W 0,290 0,344 3,812 3,072 7,174 5,916
СО+O2 49,793 2,900* 16,532 25,112 94,338 77,794
Всего 55,165 3,244 33,829 29,029 121,267 100,000

*с электродов

Материальный баланс

Таблица 2.7 – Материальный баланс

Приход Расход
Материалы кг % Продукт кг %
Кварцит 55,347 Металл 55,949 30,966
Кокс 31,160 17,246 Шлак 3,464 1,917
Уголь 35,069 19,410 Газы 121,267 67,117
Железная стружка 11,450 6,337 Невязка - 0,001 -0,001
Электроды 3,0 1,660      
Всего 180,679 100,00 Всего 180,679

В материальном балансе разность между статьями расхода и прихода равна:

180,679 – 55,949 – 3,464 – 121,267 = - 0,001 кг

Расчет удельного расхода шихтовых материалов

На 1 т ферросилиция с содержанием 76,5% расходуется следующие шихтовые материалы, кг:

Кварцит 1000 · 100 / 55,949 = 1787,3

Кокс 1000 · 31,160 / 55,949 = 526,8

Уголь 1000 · 35,069 / 55,949 = 626,8

Железная стружка 1000 · 11,450 / 55,949 = 204,7

Электроды 1000 · 3,0 / 55,949 = 53,6

ПОЛНЫЙ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «АСТРА-4»

Результаты расчета программы АСТРА-4

Таблица 3.1.1 – Результаты исследование газовых фаз

Т O2 % Ar % SO2 % SO3 %
0,00095 0,015 0,02491 28,431 0,05443 17,787 0,000246 5,947
0,08140 1,28 0,02203 25,149 0,08149 26,631 0,001758 42,491
0,78552 12,35 0,00509 5,808 0,02077 6,787 0,000787 19,022
0,78555 12,35 0,00509 5,807 0,02107 6,884 0,000486 11,759
0,78555 12,35 0,00509 5,807 0,02123 6,937 0,000318 7,681
0,78551 12,349 0,00509 5,806 0,02133 6,971 0,000218 5,261
0,000
0,78519 12,344 0,00508 5,804 0,02142 7,001 0,000115 2,772
0,78474 12,337 0,00508 5,802 0,02144 7,006 8,72E-05 2,109
0,7839 12,324 0,00508 5,797 0,02143 7,003 6,81E-05 1,645
0,78241 12,301 0,00507 5,788 0,02140 6,992 5,42E-05 1,311
Сумма 6,36072 0,0876 0,30600 0,004136 100,000

Продолжение таблицы 3.1.1

Т CO % CO2 % SiO2 % MgO %
2,624E-06 0,068 0,91947 28,466
1,736E-06 0,045 0,81332 25,179
6,86E-07 0,018 0,18783 5,815
2,938E-06 0,076 0,1878 5,814
0,000011 0,273 0,18778 5,813
0,000033 0,847 0,18774 5,812
0,000222 5,741 0,18748 5,804 4,502E-07 0,87
0,00050 12,974 0,18712 5,793 2,325E-06 4,47 4,06E-08 16,68
0,00105 27,106 0,18643 5,772 1,02E-05 19,59 2,03E-07 83,32
0,00204 52,854 0,18515 5,732 3,908E-05 75,08
Сумма 0,00387 3,23012 5,205E-05 2,44E-07

Продолжение таблицы 3.1.1

Т SO % SiO % FeO %
2,679E-08 0,045
1,072E-07 0,181
3,656E-07 0,616
2,917E-06 4,920
7,084E-06 11,946 1,1245E-07 11,384
1,584E-05 26,708 8,7531E-07 88,616
3,296E-05 55,584 0,000 3,3992E-08
Сумма 5,93E-05 9,8776E-07 100,000 3,3992E-08

Таблица 3.1.2 – Результаты исследование конденсированных фаз

Т k*SiO2 % k*Fe2O3 % k*MgSiO3 %
79,798 11,024 12,265 50,477 0,0024908 12,500
79,6 10,997 12,033 49,523 0,0024908 12,500
70,538 9,745 0,0024908 12,500
70,538 9,745 0,0024908 12,500
70,538 9,745 0,0024908 12,500
70,546 9,746
70,538 9,745 0,0024907 12,500
70,538 9,745 0,0024907 12,500
70,538 9,745 0,0024906 12,499
70,666 9,763
Сумма 723,838 24,298 50,477 0,019926

Продолжение таблицы 3.1.2

Т k*CaSO4 % k*Ca3P2O8 % k*CaSiO3 %
0,006957 81,681 0,0118 11,112 0,018713 8,721
0,00156 18,319 0,0118 11,112 0,023318 10,867
0,0118 11,112 0,024649 11,487
0,0118 11,112 0,024649 11,487
0,0118 11,112 0,024649 11,487
0,0118 11,112 0,024649 11,487
0,0118 11,112 0,024649 11,487
0,011799 11,111 0,024651 11,488
0,011793 11,105 0,024658 11,491
Сумма 0,008517 0,106192 0,214585

Продолжение таблицы 3.1.2

Т k*Al2SiO5 % k*FeSiO3 % k*Mg2SiO4 %
0,15082 11,111 0,5577 0,306
0,15082 11,111 0,59601 0,327
0,15082 11,111 25,842 14,195
0,15082 11,111 25,842 14,195
0,15082 11,111 25,842 14,195
0,15082 11,111 25,842 14,195 0,0017454
0,15082 11,111 25,842 14,195
0,15082 11,111 25,842 14,195
0,15082 11,111 25,842 14,195
Сумма 1,35738 182,0477 0,0017454

Наши рекомендации