Для окончательного определения количества и состава шлака нам остается проанализировать поведение серы и железа в процессе плавки (согласно расчету шихты содержание фосфора остается неизменным, а углерод пригарает из кокса, не влияя на состав шлака).
Серы в коксе содержится 0,95 % (табл. 3), т.е. при расходе кокса 11% на 100 кг шихты в печь вносится коксом следующее количество серы (Sк):
Sк = 0,95*11 / 100 =0,104 кг серы
Поскольку пригар серы составляет 75%, то в металл перейдет 0,086* * 0,75 = 0,064 кг серы (* Содержание серы в шихте). Оставшиеся 0,04 кг серы (0,104 – 0,064 %) распределяются между шлаком и газовой фазой в зависимости от основности процесса в соотношении:
Кислый процесс Sшл : Sгаз = 1 : 2 [3]
Основность 1,3 Sшл : Sгаз = 3 : 1 [1]
Основность 1,85 Sшл : Sгаз = 5 : 1 [1]
В нашем случае (кислый процесс) 0,04 кг серы распределяется между шлаком и газовой фазой в отношении 1 : 2. В шлак перейдет
Sшл. = 0,04 (1/3) = 0,013 кг серы
В газ перейдет
Sгаз. = 0,04 (2/3) = 0,027 кг серы
Сера переходит в шлак, связываясь с марганцем по реакции
(MnO) + [FeS] = (MnS) + (FeO) (5)
В результате этой реакции содержание MnO в шлаке уменьшается, а содержание MnS и FeO – увеличивается. Рассчитаем эти изменения.
Сера переходит в шлак в количестве 0,013 кг, причем поступает она в шлак из металла в виде FeS, количество которого составляет
0,013*88 / 32 = 0,035 кг FeS, где 88 – молекулярная масса FeS; 32 – атомная масса серы
При этом в шлак переносится
0,035 – 0,013 = 0,022 кг железа. Это железо, как видно из реакции (5) окисляется до FeO, в результате в шлаке появляется
0,022*72 / 56 = 0,028 кг FeO, где 72 – молекулярная масса FeO; 56 – атомная масса Fe
В результате этой же реакции в шкале образуется MnS в количестве
0,013*87 / 32 = 0,035 кг, где 87 – молекулярная масса MnS; 32 – атомная масса S.
На образование 0,035 кг Mn необходимо затратить
0,035 - 0,013 = 0,022 кг марганца, а т.к. в реакции участвует не чистый марганец, а MnO, то на связывание 0,013 кг серы расходуется из шлака
0,022*71 / 55 = 0,028 кг MnO, где 71 – молекулярная масса MnO; 55 – атомная масса Mn
В итоге имеем:
1 Сера, вносимая в вагранку коксом, распределяется следующим образом:
В металл переходит - 0,064 кг
В шлак переходит - 0,013 кг
В газовую фазу переходит - 0,027 кг
2 Переход серы в шлак приводит к следующему:
MnO в шлаке уменьшается на - 0,028 кг
FeO в шлаке увеличивается на - 0,028 кг
MnS появляется в шлаке в количестве-0,035кг
Железо, как видно из расчета шихты, угарает на 0,3% (0,3 кг на 100 кг шихты) по реакции
[Fe] +0,5 O2 ® (FeO) (6)
количество образующегося при этом FeO составит
0,3*72 / 56 = 0,385 кг, где 72 – молекулярная масса FeO; 56 – атомная масса Fe.
Эта закись железа полностью переходит в шлак.
В золе кокса (табл. 4) содержится 15% Fe2O3 . Пересчитываем Fe2O3 на FeO.
Fe2O3 ® 2 (FeO) + 0,5 O2 (7)
160 144 16
Находим % O2 : (16/160)*15% = 1,5%
Значит, из 15% Fe2O3 получаем 1,5% О2 и 13,5% FeO. Таким образом, в результате этой реакции образуется на 100 кг металла
1,15* * 0,135 = 0,155 кг FeO
1,15* * 0,015 = 0,017 кг O2
*- количество золы, вносимой коксом на 100 кг металла (см. 4.1).
Образовавшиеся 0,155 кг FeO переходят в шлак, а 0,017 кг O2 необходимо учесть в общем балансе кислорода.
1 В результате взаимодействия FeS и MnO в шлаке появляется 0,028 кг FeO.
2 От угара железа в шлак переходит 0,385 кг FeO.
3 Из золы кокса в шлак переходит 0,155 кг FeO.
Таким образом, общее содержание FeO в шлаке составляет:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.