2. Вихідні дані

Розрахунок виконується для одержання ФС 25 з вмістом 26% Si , який виплавляється неперервним вуглецевотермічним процесом в рудновидновних круглих відкритих електроферосплавних пічах потужністю 22,5 М ВА.Вякості матеріалів використовуються кварцит, коксик істалева стружка , хімічній склад яких приведено в табл. 5.1.

Розрахунок ведемо на 100кг кварциту.Приймаємо,що сірка и фосфор із стружки переходять в сплав , а сірка коксу звітрюється . Нижче приведено відсоткове співвідношення відновлених оксидів в процесі плавки і переведених в шлак:

Оксиди				CaO		MgO
Відновлюється,%	98,5	99	45	35	100	-	100
Переходіть в шлак ,%	1,5	1	55	65	-	100	-

0,5%Відновлюється, 98% до Si

Приймаємо наступне розподілення відновлених елементів між металом і газовою фазою:

Елемент	Si	Fe	Al	Ca	P	S	SiO
Переходить в метал,%	100	99	90	70	50	-	-
Звітрюється,%	-	1	10	30	50	100	100

Таблица 5.1. хімічний склад шихтовых матєріалів

Назва матеріалів	Вміст компоненті ,%за масою
				CaO	MgO			P	Fe	Mn	Si	C	Зола	Волога	Летучі
Кварцит митий	97,94	0,30	1,10	0,49	0,11	-	-	-	-	-	-	-	-	0,55	-
Коксик	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	85,86	10,4	3,5	1,0
Зола коксу	51,38	9,35	30,22	0,53	7,92	0,4	0,2
Сталева стружка	-	-	-	-	-	-	S 0,03	0,03	93,5	0,6	0,5	0,34	-	4,0	5,0
Електродна маса	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	85,0	12,0	-	3,0
Зола електродної маси	50,29	11,21	22,22	7,18	8,80	-	0,3	-	-	-	-	-	-	-	-

5.Розрахунок шихти матеріалів і енергетичного балансу виплавки феросиліцію

5.1 Розрахунок кількості відновника

Розрахунок відновника ведемо по схемі, приймаємо умовно,що процес відновлення проходить у 2 стадії:

1.-дисоциація оксиду з виділенням кисню МеO Me+

2.-зв’ язування кисню вуглецем коку :C+=CO.

При розрахунку необхідної кількості відновника враховуємо витрати його безпосередньо на відновлення оксидів кварциту, а також золи коксу і електродної маси.

5.2.1.Розрахунок кисню ,який виділяється при дисоціації оксидів кварциту,приведено у табл.5.2.

Таблиця 5.2. Розрахунок кількості виділеного кисню при дисоціації оксидів кварциту

Схема дисоціації оксиду	Із кварциту відновлюється, кг	Виділяється кисню,кг
до Si	97,94∙0,98=95,9812	95,98∙32/60=51,189
до SiO	97,94∙0,005=0,4897	0,4897∙16/60=0,13
до Fe	0,3∙0,99=0,30	0,3∙48/160=0,09
до Al	1,1∙0,45=0,495	0,495∙48/102=0,233
CaO до Ca	0,49∙0,35=0,171	0,171∙16/56=0,0488
Разом	97,437	51,691

Для зв’ язування 51,6877 кг кисню за реацією С+1/2О2=СО необхідно вуглецю:

51,691∙12/16=38,768 кг.

5.2.2.Розрахунок кисню, який виділяється при відновленні оксидів золи коксу приведено у табл5.3.

Таблиця 5.3.Розрахунок кількості кисню виділеного при відновленні оксидів золи коксику

Схема дисоціації оксиду	Із золи коксику відновлюється,кг	Виділяється кисню,кг
до Si	10∙0,514∙0,98=5,04	5,04∙32/60=2,688
до SiO	10∙0,514∙0,005=0,026	0,026∙16/60=0,0069
до Fe	10∙0,093∙0,99=0,92	0,92∙48/160=0,276
до Al	10∙0,302∙0,45=1,36	1,36∙48/102=0,64
CaO до Ca	10∙0,35∙0,0053=0,0186	0,0186∙16/56=0,005
до P	10∙0,004∙1=0,04	0,04∙80/142=0,023
до S	10∙0,002∙1=0,02	0,02∙48/80=0,012
Разом	7,42	3,65

Для відновлення оксидів золи коксика необхідно вуглецю

3,65 кг.

Із 84,65 кг вуглецю, які вміщуються в 100кг коксику , витрачується:

на відновлення оксидів золі коксику 2,74 кг,на відновлення оксидів кварциту

85,86 - 2,74=83,12 кг або 83,12%

Для відновлення 100кг кварциту потрібно 38,768 кг вуглецю або

46,64кг .

Приймаємо, що 8% коксику окислюється на колошнику и витрачається на навуглерожування сплаву. Тоді потрібно коксику

=50,69 кг.

Вуглець електродів також бере участь в реакціях відновлення . Приймаємо із практики, що витрати електродної маси на 100 кг кварциту дорівнюють 1,7 кг.

5.2.3. Розрахунок кількості виділеного кисню при дисоціації оксидів золи електродної маси приведено у табл.. 5.4.

Таблиця 5.4. Розрахунок кількості виділеного кисню при дисоціації оксидів золи

електродної маси

Схема дисоціації оксиду	Із 1,7 кг електродної маси відновиться,кг	Виділяється кисню,кг
до Si	1,70,1∙0,5029∙0,98=0,84	0,084∙32/60=0,0448
доSiO	1,7∙0,1∙0,5029∙0,005=0,00043	0,00043∙16/60=0,00012
до Fe	1,7∙0,1∙0,1121∙0,99=0,0189	0,0189∙48/160=0,0057
до Al	1,7∙0,1∙0,2222∙0,45=0,017	0,017∙48/102=0,008
CaO до Ca	1,7∙0,1∙0,0718∙0,35=0,0043	0,0043∙16/56=0,00123
до S	1,7∙0,1∙0,003∙1=0,00051	0,00051∙48/80=0,0003
Разом	0,125	0,06

Для зв`язування 0,06301 кг кисню в оксид вуглецю , необхідновуглецю

0,06∙12/16=0,045 кг.

Електродна маса вносить вуглець

1,7∙0,85=1,445 кг.

Приймаємо , що половина цього вуглецю витрачається на відновлення оксидів і зменшується необхідність в коксі на

((1,445-0,045)/2)/0,8312=0,842 кг

Таким чином, необхідність в коксі на колошу шихти , що вміщуює 100 кг кварциту, дорівнює

50,69-0,842=49,85 кг