Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
23.10.14 КПрасчет.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
738.82 Кб
Скачать

4

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

Металургійний факультет

Кафедра металургійного палива та вогнетривів

Індивідуальне завдання

з дисципліни «Технологічні розрахунки»

на тему: "Розрахунок речовинного і хімічного складу маси для виробництва динасу"

Виконала студент групи ХТ02-11 Гупал О.Б.

Перевірив доц. каф. ХТКіВ Наумов О.С.

Захистив з оцінкою_________________

м. Дніпропетровськ

2014

3.4. Розрахунок речовинного складу маси і середнього хімічного складу

готових виробів

Для проведення розрахунків виробництва цирконієих вогнетривів прийнято наступні вихідні дані:

- продуктивність цеху – 4000 т /рік;

- вміст ZrO2 у готових виробах – 92 %

- вміст CaO у готових виробах – 2 %

Речовинний склад маси:

– зерниста складова (цирконієвий брикет фр. 0,5-0,088 мм, цирконієвий концентрат КЦЗ фр. 0,5 – 0,1 мм) – 30 %;

– дисперсна складова фро. < 0,088 мм (цирконієвий брикет фр. < 0,088 мм, глина ДН-2 фр. < 2 мм) – 70 %

– водний розчин ЛСТ щільністю 1,22 г/см3.

Вологість маси – 3 %

Цирконієвий брикет виготовляють з діоксиду цирконію і алебастру.

Рідинна композиція для приготування брикетної маси – вапняно-лігносульфатний шлікер складу: ЛСТ (рідина) щільністю 1,22 г/см3 – 15 %, вапно негашене – 20 %, вода – 65 %)

Вологість брикету – 6 %

Середній хімічний склад сировинних матеріалів на прожарену речовину наведено у таблиці 3.1

Таблиця 3.1 – Середній хімічний склад сировинних матеріалів

(у перерахуванні на прожарену масу), %

Матеріал

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

TiO2

MgO

R2O

Діоксид цирконію ДЦ-1

99,79

0,05

0,03

0,05

0,03

-

0,05

-

100

Цирконієвий концентрат

61,55

32,6

3,35

0,4

0,15

-

1,95

-

100

Алебастр

-

0,2

0,1

99,6

0,1

-

-

-

100

Глина ДН-2

-

62,05

31,34

0,78

1,16

0,05

0,9

2,5

Вапно

-

1,67

1,49

95,81

1,03

1,95

-

-

100

Перерахунок середнього хімічного складу сировини з урахуванням втрат при прожарюванні та технологічної вологості здійснюється за формулами 3.1 та 3.2 відповідно [13].

(3.1)

де

і

-

відповідно вміст і-го оксиду в сухому і прожареному матеріалі, %;

-

втрати при прожарюванні матеріалу.

(3.2)

де

і -

-

вміст і-го оксиду відповідно у вологому і сухому матеріалі, %;

-

технологічна вологість матеріалу, %.

Результати розрахунків зводимо у таблиці 3.2 і 3.3.

Таблиця 3.2 – Середній хімічний склад сировинних матеріалів

(у перерахуванні на суху масу), %

Матеріал

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

TiO2

MgO

R2O

∆mпрж

Діоксид

цирконію ДЦ-1

99,29

0,05

0,03

0,05

0,03

-

0,05

-

0,5

100

Цирконієвий концентрат

60,41

32,00

3,29

0,39

0,15

-

1,91

-

1,85

100

Алебастр

-

0,16

0,09

85,76

0,09

-

-

-

13,9

100

Глина ДН-2

-

56,75

28,67

0,71

1,06

1,16

0,82

2,28

8,55

100

Вапно

-

1,38

1,23

79,06

0,85

-

-

-

17,48

100

ЛСТ

-

-

-

-

-

-

-

-

100

100

Таблиця 3.3 – Середній хімічний склад сировинних матеріалів

(з технологічною вологістю), %

Матеріал

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

TiO2

MgO

R2O

∆mпрж

W

Діоксид

цирконію ДЦ-1

98,79

0,05

0,03

0,05

0,03

-

0,05

-

0,50

0,5

100

Цирконієвий концентрат

59,50

31,52

3,23

0,39

0,15

-

1,89

-

1,82

1,5

100

Алебастр

-

0,16

0,09

85,76

0,09

-

-

-

13,9

-

100

Глина ДН-2

-

52,21

26,38

0,65

0,97

1,07

0,75

2,10

7,87

8,0

100

Вапно

-

1,38

1,23

79,06

0,85

-

-

-

17,48

-

100

ЛСТ

-

-

-

-

-

-

-

-

46

54

100

Для розрахунку речовинного складу маси і середнього хімічного складу брикету вносимо наступні позначення (таблиця 3.4):

- діоксид цирконію ДЦ-1

– Х1

- алебастр

– Х2

- рідинна композиція

– Х3

- втрати при прожарюванні брикету

– Х4

- вміст ZrO2 у брикеті на прожарену масу

– Х5

- вміст CaO у брикеті на прожарену масу

- X6

Тоді отримаємо наступні рівняння

  • вміст компонентів у масі брикету

    Х12=100

    (3.3)

  • вміст ZrO2 у масі брикету

(3.4)

Таблиця 3.4 – Зведені дані для розрахунку складу цирконієвого брикету

Номер рядка

Склад маси брикету

Середній хімічний склад компонентів сировини для приготування

брикету, %

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

TiO2

R2O

∆mпрж

W

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1.

Діоксид

цирконію ДЦ-1

98,79

0,05

0,03

0,05

0,03

0,05

-

0,5

0,50

100

2.

Алебастр

-

0,16

0,09

85,76

0,09

-

-

-

13,9

-

100

3.

Рідинна композиція

3.1

- Вапно – 20 %

-

1,38

1,23

79,06

0,85

-

-

-

17,48

-

100

3.2

- ЛСТ – 15 %

-

-

-

-

-

-

-

-

46

54

100

3.3

- Вода – 65 %

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

100

4

Разом (на вологу масу), %

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5

Разом (на прожарену масу), %

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблиця 3.4 – Зведені дані для розрахунку складу брикету

Номер рядка

Вміст у масі

Середній хімічний склад компонентів сировини для приготування

брикету, %

Понад 100%

Після приве-дення до 100%

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

TiO2

R2O

∆mпрж

W

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

1.

Х1

-

-

-

-

-

-

-

2.

Х2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3.

Х3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3.1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3.2

-

-

-

-

-

-

-

-

Продовження табл.3.4

3.3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4

100+X3

100

6

100

5

-

-

X5

X6

-

-

100

- вміст CaO у масі брикету

(3.5)

  • втрати при прожарюванні

(3.6)

  • вологість брикету

(3.7)

Для розрахунку речовинного складу маси і суспільного хімічного складу брикету вносимо наступні позначення (таблиця 3.5)

Вміст компонентів у зернистій складовій, %

– цирконієвий брикет фр. 0,5 – 0,088 мм

– Х7 ;

– цирконієвий концентрат КЦЗ фр. 0,5 – 0,1 мм

– Х8 ;

Вміст компонентів у суміші суспільного помелу (ССП), %

– цирконієвий брикет фр. 0,5 – 0,088 мм

– Х9 ;

– глина ДН-2

– Х10 ;

Вміст рідинної композиції – Х11 ;

Втрати при прожарюванні – Х12 ;

Тоді отримаємо наступні рівняння

  • вміст компонентів у зернистій складовій

(3.8)

– вміст компонентів у суміші спільного помелу (ССП)

(3.9)

Таблиця 3.5 – Зведені дані для розрахунку складу маси виробів

Номер рядка

Склад маси для виробів

Середній хімічний склад компонентів сировини для виробництва виробів, %

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

TiO2

R2O

∆mпрж

W

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1.

Зерниста складова

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.1

Цирконієвий брикет

фр. 0,5-0,088 мм Х7

X5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.2

Цирконієвий концентрат

фр. 0,5-0,1 мм Х8

59,50

31,52

3,23

0,39

0,15

1,89

-

-

1,82

1,5

100

2.

Суміш спільного помелу (ССП)

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2.1

Цирконієвий брикет

фр. 0,5-0,088 мм Х9

X5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2.2

Глина ДН-2 Х10

-

52,21

26,38

0,65

0,97

0,75

1,07

2,10

7,87

8,0

100

3.

ЛСТ (ρ = 1,23 г/см3) Х11

-

-

-

-

-

-

-

-

46

54

100

5.

Разом (на вологу масу), %

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

6.

Разом (на прожарену масу), %

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Продовження таблиці 3.5

Номер рядка

Вміст у масі

Середній хімічний склад маси, %

Понад 100%

Після приве-дення до 100%

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

TiO2

R2O

∆mпрж

W

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

1.

30

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.1

-

-

-

-

-

-

-

-

1.2

-

-

-

-

-

Продовження табл..3.5

2.

70

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2.1

-

-

-

-

-

-

-

-

2.2

-

-

-

-

-

-

3

X11

-

-

4

100

X12

3

100

5

-

-

92

2

-

-

– вміст ZrO2 у готових виробах

(3.9)

- вміст CaO у готових виробах

(3.10)

- втрати при прожарюванні маси

(3.11)

Вміст вологи в масі

(3.12)

- співвідношення компонентів в зернистій складовій дорівнює 2

(3.13)

Розрахункові коефіцієнти розраховуємо за допомогою програмного забезпечення “MathCad”(див.Додаток А)

Розрахункові значення коренів рівнянь, %:

Х1 = 98,99; Х6 = 2,21; Х11 = 5,20;

Х2 = 1,01; Х7 = 66,67; Х12 =2,63.

Х3 = 8,20; Х8 = 33,33;

Х4 = 1,37; Х9 = 96,43;

Х5 = 97,56; Х10 = 3,57;

Розрахунок речовинного складу маси і середнього хімічного складу шамоту та виробів виконується на підставі таблиць 3.4, 3.5 і отриманих результатів розрахунків на ПЕОМ. Отримані дані заносяться у таблиці 3.6 і 3.7.

Таблиця 3.6 – Зведені дані для розрахунку складу цирконієвого брикету

Номер рядка

Склад маси брикету

Вміст у масі

Середній хімічний склад компонентів сировини для приготування

брикету, %

Понад 100%

Після приве-дення до 100%

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

TiO2

R2O

∆mпрж

W

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1.

Діоксид

цирконію ДЦ-1

98,99

91,49

90,37

0,06

0,03

0,05

0,03

0,05

-

-

0,45

0,45

91,49

2.

Алебастр

1,01

0,93

-

-

-

0,80

-

-

-

-

0,13

-

0,93

3.

Рідинна композиція

8,20

7,58

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3.1

- Вапно – 20 %

1,64

1,51

-

0,02

0,01

1,20

0,01

-

-

-

0,27

-

1,51

3.2

- ЛСТ – 15 %

1,23

1,14

-

-

-

-

-

-

-

-

0,52

0,62

1,14

3.3

- Вода – 65 %

5,33

4,93

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4,93

4,93

4

Разом (на вологу масу), %

108,2

100

90,37

0,08

0,04

2,05

0,04

0,05

-

-

1,37

6

100

5

Разом (на прожарену масу), %

-

-

97,56

0,09

0,04

2,21

0,04

0,06

-

-

-

-

100

Таблиця 3.7 – Зведені дані для розрахунку складу маси виробів

Номер рядка

Склад маси для виробів

Вміст у масі

Середній хімічний склад компонентів сировини для виробництва виробів, %

Понад 100%

Після приве-дення до 100%

ZrO2

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

TiO2

R2O

∆mпрж

W

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1.

Зерниста складова

30

28,52

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.1

Цирконієвий брикет

фр. 0,5-0,088 мм

20,00

19,01

18,55

0,01

0,01

0,42

0,01

0,01

-

-

-

-

19,01

1.2

Цирконієвий концентрат

фр. 0,5-0,1 мм

10,00

9,51

5,66

3,00

0,31

0,04

0,01

0,18

-

-

0,17

0,14

9,51

2.

Суміш спільного помелу (ССП)

70

66,54

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2.1

Цирконієвий брикет

фр. 0,5-0,088 мм

67,50

64,17

62,61

0,06

0,02

1,42

0,02

0,04

-

-

-

-

64,17

2.2

Глина ДН-2 Х9

2,50

2,37

-

1,24

0,62

0,01

0,02

0,02

0,03

0,05

0,19

0,19

2,37

3.

ЛСТ (ρ = 1,23 г/см3)

5,20

4,94

-

-

-

-

-

-

-

-

2,27

2,67

4,94

5.

Разом (на вологу масу), %

105,20

100

86,82

4,31

0,96

1,89

0,06

0,25

0,03

0,05

2,63

3,00

100

6.

Разом (на прожарену масу), %

-

92,00

4,57

1,02

2,0

0,06

0,27

0,03

0,05

-

-

100

Технологічні нормативи виробництва (таблиця 3.8 ) прийняті з досвіду роботи передових підприємств з урахуванням застосування сучасних технологічних операцій та обладнання, що знижують втрати матеріалів на усіх технологічних ділянках виробництва.

Таблиця 3.8 – Технологічні нормативи виробництва

з/п

Найменування

Кількість, мас., %

1

2

3

А. Сушка та випал виробів

1.

Брак виробів при випалі та бій на складі

Вміст ∆mпрж у напівфабрикаті

Вміст залишкової вологи у напівфабрикаті, що надходить на випал

2,2

2,63

0,45

В. Приготування маси і пресування виробів

2.

Вологість сирцю

Зворотний брак сирцю при пресуванні

Втрати маси при приготуванні і пресуванні

3

2,4

0,3

Склад маси виробів

  • зерниста складова:

28,52

  • цирконієвий брикет фракції – 0,5 – 0,088 мм

19,01

  • цирконієвий концентрат фракції 0,5 – 0,1 мм

9,51

  • дисперсна складова (ССП)

66,54

  • цирконієвий брикет фракції 0,5 – 0,088 мм

64,17

  • глина ДН – 2 0

2,37

  • рідинна композиція водний розчин ЛСТ ( = 1,23 г/см3)

4,94

С. Приготування цирконієвого брикету

3.

Склад маси брикету

  • діоксид цирконію ДЦ – 1

  • алебастр

91,49

0,93

– рідинна композиція:

- вапно

1,51

– ЛСТ

1,14

– вода

4,93

Вологість брикету

mпрж брикету

6

1,37

Продовження табл.3.8

1

2

3

Д. Підготовка сировинних матеріалів

4.

Втрати вапна при гасінні за рахунок наявності нерозчинних домішок

Втрати при приготуванні суміші спільного помелу і транспортуванні

Втрати цирконієвого брикету при подрібненні, розсіюванні та транспортуванні

Втрати глини, цирконію, цирконового концентрату, алебастру, вапна при транспортуванні

Втрати сировинних матеріалів на складі

0,9

0,90

0,25

0,2

0,15