Так как соотношения между компонентами шихты находятся с учетом коэффициентов распределения лишь основных элементов, после определения состава шихты обычно делается расчет состава всех получающихся продуктов с учетом всех примесей, вносимых с другими шихтовыми материалами (электроды, футеровка и пр.), после чего составляется материальный баланс процесса и рассчитываются технико-экономические показатели процесса: расход шихтовых материалов, количество попутных продуктов, полученные в результате расчета коэффициенты распределения и другие показатели (кратность шлака, его основность, кремнеземный и кальциевый модуль и пр.).
Состав металла и шлака представляется в виде сводных таблиц в килограммах и обязательно пересчитывается в весовые проценты (а при необходимости и в молярные). Состав газовой фазы рассчитывается также в килограммах, а затем пересчитывается в весовые и объемные проценты. Отдельно рассчитываются количество и состав пыли и конденсата в газовой фазе и состав чистого газа.
Определяется невязка баланса, которая не должна превышать 0.5 %:
.
В случае если процесс многостадийный, расчет материального баланса выполняется отдельно для каждой стадии (периода), после чего выполняется сводный материальный баланс и определяются расходные коэффициенты сырьевых материалов на 1 т целевого продукта.
Полученные результаты сравниваются с существующими фактическими данными. Анализируются причины улучшения или ухудшения показателей.
Примерные расчеты материальных балансов можно найти в [1-4].
Коэффициенты распределения зависят от многих факторов и прежде всего от состава и свойств шихтовых материалов (физические свойства руды - плотность, гранулометрический состав, тугоплавкость, газопроницаемость, электропроводность и реакционная способность восстановителя и др.), от типа и параметров технологического процесса (плавка на блок или выпуск, температура, напряжение, состав и свойства конечных продуктов - температура плавления, вязкость и др.), от мощности печной установки и пр.
Расчетные составы металла и шлака необходимо тщательно проанализировать, оценить соотношение отдельных компонентов в разных фазах и их соответствие теоретическим и практическим данным и при необходимости сделать соответствующие корректировки (например, введение растворителя в металл, добавки флюсов в шлак, изменение коэффициентов распределения компонентов по фазам и т.п.).
Состав целевого продукта почти всегда довольно жестко оговаривается ГОСТом или ТУ и должен быть принят достаточно точно. Из условий техпроцесса по некоторым составляющим достаточно точно может быть принят и состав попутных продуктов. Можно воспользоваться также и коэффициентами извлечения некоторых элементов, особенно если они сосредоточены почти полностью в одной фазе.
При значительном отклонении параметров технологического процесса от выбранного аналога и в тех случаях, когда такового не существует, приходится применять более сложные методы расчета.
Наиболее универсальным методом расчета является составление системы балансовых уравнений. Исходными данными для такого расчета могут быть состав шихтовых материалов и конечных продуктов, соотношения между различными компонентами в той или иной фазе, например, основность шлака, кремнеземный модуль и т.п.
Если отдельные компоненты целевого продукта вносятся одним материалом шихтовой смеси, соотношение шихтовых компонентов удобно рассчитывать исходя из состава целевого продукта. В этом случае расчет удобно вести на 100 кг целевого продукта.
Например, если при плавке лигатуры, содержащей 10 % Ti и 40 % Mn, титан вносится только ильменитовым концентратом (60 % TiO2), а марганец только марганцевой рудой (40 % Mn), то в шихтовой смеси должно быть ильменитового концентрата:
, кг, %, марганцевой руды (концентрата):
, где |Ti|, |Mn| - количество
титана и марганца в сплаве, кг;
, 
- извлечение титана и марганца в сплав, %;
ГАTi, 
- атомная масса титана и молекулярная
масса TiO2.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.