Материальный и тепловой баланс ваграночной плавки. Расчет количества и состава шлака, образующегося в процессе плавки, страница 4

Кремний пригарает   на 12%

Марганец угарает      на  20%

Сера пригарает          на   75%

Углерод пригарает    на    6%

Железо угарает          на   0,3%

Фосфор остается неизменным.

Следует помнить, что все величины угара (пригара) химических элементов рассчитываются относительно содержания их в шихте. В нашем случае на расход известняка влияет пригар кремния и угар марганца. Кремний, пригарая в процессе плавки, переходит в металл. При этом расходуется часть кремнезема и не надо вносить в печь основания для ошлакования этого количества кремнезема.

Примечание: В случае, если кремний в процессе плавки угарает и в виде кремнезема переходит в шлак (что характерно для процессов с повышенной  основностью), необходимо введение соответствующего количества известняка для его ошлакования до заданной основности.

Расчет при этом ведется аналогично расчету в разделе 4.3. данного методического указания.

Угар марганца сопровождается образованием основного окисла MnO, который сам выполняет роль флюса, и, следовательно, количество вносимого флюса соответственно уменьшается.

4.4.1 Расчет количества известняка, необходимого для ошлакования продуктов угара кремния

Как видно из расчета шихты, кремний в нашем случае пригарает. Пригар кремния возможен главным образом в результате протекания реакции восстановления его из кремнезема шлака углеродом кокса 

(SiO2) + 2C = [Si] +2CO – Q                                                              (2)

В шихте содержится 1,162% кремния. Пригар его составляет 12%. Следовательно, на 100 кг металла пригорит

1,162*12 / 100 =0,139 кг кремния

Для получения такого количества кремния потребуется израсходовать кремнезема из шлака в количестве

0,139*60 / 28 = 0,297 кг, где     60 – молекулярная масса SiO2  ; 28 – атомная масса Si

Если допустить, что эти 0,297 кг SiO2  израсходуются не из шлака, а из приставшего к шихте песка, тогда кремнезема, приставшего к шихте, надо ошлаковать не 1 кг, а  1 – 0,297 = 0,703 кг

Таким образом,  в нашем случае на ошлакование приставшего к шихте песка надо затратить 1,209* * 0,703 = 0,849 кг известняка

*Из раздела 4.3.

4.4.2 Расчет количества известняка, необходимого для ошлакования продуктов угара марганца

MnO является основным окислом, поэтому для его ошлакования известняка не требуется, наоборот, он сам является флюсующим элементом (см. табл. 6).

Определим, сколько образуется MnO  в нашем случае.

Из расчета шихты знаем, что она содержит 0,959 % Mn, т.е. в 100 кг шихты имеем 0,959 кг Mn. Из этого количества угарает 20% Mn, т.е.

0,959*20 / 100 = 0,192 кг

Если марганец угарает по реакции

[Mn] + 0,5 O2 ® (MnO), (3), то в пересчете мы получили

0,192*71 / 55 =0,247 кг MnO, где    71 – молекулярная масса масса MnО;  55 – атомная масса Mn

Таким образом, 0,247 кг MnO будет выполнять роль флюса. С учетом флюсующей способности известняка (49,6) это эквивалентно 0,247*100 / 49,6 = 0,498 кг известняка, следовательно, в завалку нужно дать на 0,498 кг известняка меньше, чем было рассчитано выше.

Тогда общий расход известняка на 100 кг шихты составит:                    

1 На ошлакование золы кокса -  0,885 кг

2 На ошлакование продуктов размыва футеровки - 1,145 кг 

3 На ошлакование приставшего к шихте песка - 0,849 кг

4 MnO, образующийся при угаре марганца, эквивалентен 0,498 кг известняка - 0,498 кг

И т о г о  - 2,381 кг

Известняк, загружаемый в вагранку, в зоне подогрева разлагается по реакции: CaCO3 ® CaO + CO2                                                                                                                                  (4)  

следовательно, в шлак перейдет 

2,381*56 / 100 = 1,333  CaO, где      100 – молекулярная масса CaCO  ; 56 – молекулярная масса CaO.

5 Расчет количества и состава шлака, образующегося в процессе плавки

Выше было найдено, что на 100 кг выплавляемого металла образуется шлака:

1 От золы кокса -                               1,150 кг

2 От размыва футеровки -                 1,00  кг

3 От приставшего к шихте песка-     0,703 кг

4  От угара марганца-                         0,247 кг 

5  От известняка -                               1,333 кг