вими можна знехтувати, так як їх величина занадто мала.
. 5 Період розплавлення і окислювальний період
Плавку ведемо із застосуванням залізної руди і технічного кисню. Умовно приймаємо, що технічний кисень витрачається лише на реакцію окислення вуглецю і заліза, а решта окислювальні реакції йдуть за рахунок закису заліза залізної руди. У період розплавлювання й окислювальний період окислюються наступні елементи:
вуглець окислюється на
? С =? С Р +? З О.П. =0,15 + 0,3=0,45% або
;
кремній окислюється повністю - 0,203 кг;
марганець окислюється на 55 - 70%. Приймаються - 65%, або
сірка, нікель, вольфрам повністю переходять в метал;
фосфору в готовому металі має бути 0,01%. Отже, потрібно окислити? Р=0,04 - 0,01=0,03%, або
; (16)
залізо окислюється на 2 - 4%. Приймаються - 3%, або
.
За практичним даними близько 90% заліза окислюється до Fe2O3 і випаровується в зоні електричних дуг, близько 10% окислюється до FeO і Fe2O3 і переходить в шлак, причому задаємося співвідношенням FeO/F2О3 - 2-4. Приймаємо FeO/F2О3 - 3, тобто з 10% окисленого заліза в шлак 7,5% заліза окислюється до FeO, а 2,5% заліза - до Fe2O3.
Таким чином, в шлак переходить
кг Fe.
З цієї кількості окислюється
до FeO кг;
до Fe2O3 кг.
У зоні електричних дуг випаровується
кг Fe і Fe2O3
Таблиця 7 Кількість закису заліза (FeO) і утворилися оксидів
Реакція окісленіяКолічество окис. ел., кгПотребное кількість FeO, кгКолічество утворився оксиду, кг [Mn] + (FeO)=(MnO) + [Fe] 0,415 [Si] + 2 (FeO)=(SiO 2) + 2 [Fe] 0,203 2 [P ] + 5FeO=(P 2 O 5) + 5 [Fe] 0,03 Разом:? FeO=1,758
У таблиці 8 наводиться необхідну кількість кисню для окислення вуглецю і заліза шихти і кількість утворилися оксидів.
Таблиця 8 Кількість кисню і утворилися оксидів
Реакція окісленіяКолічество окислившегося елемента, кгНеобходімое кількість кисню, кгКолічество утворився оксиду, кг [C] + (FeO)={CO} + [Fe] 0,45 Fe + O 2=FeO0,216 2Fe + O 2=Fe 2 O 3 0,072 2,592 Разом:? О 2=1,804
. 6 Визначення кількості шлаку окисного періоду та періоду розплавлення
Одним із завдань окисного періоду є видалення фосфору з металу. За існуючої технології близько 80% Р видаляється з металу в період розплавлення, а решта - на початку окисного періоду.
Діаграма, що характеризує залежність від змісту закису заліза в шлаку і від основності шлаку, вираженої ставленням СаО/SiO 2 наведена у методичному вказівці [1].
Коефіцієнт розподілу фосфору між шлаком і металом виражається наступним співвідношенням
, (17)
де (Р2О5)/[P] 2 - коефіцієнт розподілу між металом і шлаком;
Рісх - вміст фосфору в шлаку,%;
[P] - вміст фосфору в готовому металі,%;
Шо.п.- Кількість шлаку,% (від ваги металу).
Приймаємо CaO/SiO2=1,9; FeO=18%; t=1590oC.
Згідно з даними [1] отримуємо P2O5/[P] 2=12589.
З виразу (17) визначаємо кількість шлаку. Приймаємо Рісх=0,04%; [P]=0,01%, маємо
кг
3.7 Визначення складу шлаку окисного періоду
Для спрощення розрахунку приймаємо, що шлак в основному складається з оксидів домішок, для хорошої дефосфорації прийняли, що (FeO)=18%, а основностьшлаку CaO/SiO 2=1,9.
За практичним даними близько 10% MgO з подини перейде в шлак, тобто
(19)
Кількість (MnO), (P2O5), (Fe2O3) наведено в таблиці 7 і 8. Кількість (FeO), (MgO), що містяться в шлаку:
кг, (20)
кг. (21)
Так як основностьшлаку CaO/SiO2=1,9, вміст CaO в шлаку можна виразити CaO=1,9 SiO2. Таким чином, отримуємо з рівняння (19)
кг;
Дані про наближеному ваговій кількості та хімічному складі шлаку окисного періоду наведені в таблиці 9.
Таблиця 9
ОкіселCaOSiO 2 MnOFeOFe 2 O 3 P 2 O 5 MgOІтогоВес, кг2,111,110,5360,980,1030,0690,5465,454% 38,6920,359,8317,971,891,2710100,00
3.8 Визначення витрати вапна і кварциту
В результаті окислення кремнію (таблиця 7) до складу шлаку входить кг. Отже присадкою кварциту необхідно внести кремнезему кг. Тоді витрата кварциту Gкв. (В кварц міститься 98% SiO2 (дивися таблиця 2) для забезпечення заданої основності шлаку
кг. (22)
Витрата вапна Gізв. (у вапні міститься 92% CaO) (дивися таблиця 2) для забезпечення заданої основ...
