Склад сплаву

1.4. Розрахунок кількості та складу шлаку

Для зниження температури плавлення шлаку до шихти додають 9 кг вапна на 100 кг концентрату, також до складу осаджувача додають 1 кг вапна на 100 кг концентрату (М_в =10кг).

Шлак складається з оксидів, що є у шихтових матеріалах та оксидів, які утворюються під час плавки.

Кількість Al₂O₃ в шлаці

Al₂O₃ надходить до шлаку з концентрату, в результаті окислення алюмінієвої крупки з залізної руди та вапна.

m_{Al2O3, шл} = М_к · С_{Al2O3, к} + ((( m_крупки + О_Al) · С_{Al, кр.}) - m_{Al, спл}) · М_Al2O3/2А_Al + (Т_зр + З_о) · С_{Al2О3, з.р.} + М_в · С_{Al2О3, в} = 1, 6 +(((40, 26 + 1, 5) · 0, 95) - 4, 24) · 102/54 + (2+6) · 0, 01 + 10 · 0, 02 = 68, 81 кг.

Кількість TiO у шлаці

TiO надходить до шлаку в результаті відновлення TiO₂ концентрату

m_{TiO, шл} = m_{TiО, к} = 5, 34 кг.

Кількість Ti₂O₃ у шлаці

Ti₂O₃ надходить до шлаку в результаті відновлення TiO₂ концентрату

m_{Ti2O3, шл} = m_{Ti2О3, к} = 6 кг.

Кількість SiO₂ у шлаці

SiO₂ надходить у шлак з концентрату, в результаті окислення феросиліцию, з залізної руди та вапна

m_{SiO2, шл} = С_{SiO2, к} · М_к (1-S₁) + (Ш · С_{Si, FeSi} · Ф_в + О _FeSi · С_{Si, FeSi}) · М_SiO2/А_Si + (Т_зр · С_{SiO2, з.р.} · (1-S₁)) + З_о · С_{SiO2, з.р} + М_в · С_{SiO2, вап.}= 0, 03 · 100·0, 1 + (1 · 0, 75 · 0, 5 + 0, 5 · 0, 75) · 60/28 + (2 · 0, 02 · 0, 1) + 6 · 0, 02 + 10 · 0, 05 = 2, 53 кг.

Кількість FeO у шлаці

FeO надходить у шлак з концентрату та залізної руди й з термітної суміші

В 6 кг термітної суміші міститься залізу

m_{Fe, т.с.} = З_о· С_{Fe2O3, зр} · 2A_Fe/M_Fe2O3 = 6 · 0, 96 · 112/160 = 4, 03кг.

З них 3, 03кг перейшло до сплаву. Залишок заліза у вигляді FeO перейде в шлак

m_{FeО, т.с} = (m_{Fe, т.с.} - m_{Fe, сплав, т.с} ) · М_FeO/A_Fe = (4, 03 – 3, 03) · 72/56 =1, 29кг.

m_{FeО, шл.} = m_{FeО Fe2O3, к} + m_{FeО Fe2O3, з р} +m_{FeО, т.с} = 0, 9 + 0, 052 + 1, 29 = 2, 24кг.

Кількість MgO шлаці

MgO надходить у шлак з концентрату

m_{MgO, шл} = М_к · C_{MgO, к} = 100 · 0, 016 = 1, 6кг.

Кількість СаО шлаці

СаО надходить у шлак з концентрату, залізної руди та вапна

m_{MgO, шл} = М_к · С_{СаО, к} + (Т_зр+ З_о) · С_{СаО, з.р.} + М_в · С_{СаО, вап.} = 100 · 0, 008 + 8 · 0, 01 + 10 · 0, 9 = 9, 88кг.

Вага та склад шлаку наведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3

Склад шлаку

Кратність шлаку М_шΣ /М_с = 96, 4/65, 765 = 1, 47

Для окислення надлишкового алюмінію потрібно кисню повітря

m_{O, пов.} = (m_крупки + О_Al) · С _{Al, кр} · А_п · 3А_О/2А_Al = (40, 26 + 1, 5) · 0, 95 · 0, 03· 48/54 = 1, 06кг.

Кисню сопутствує азот

m_{N, пов.} = m_{O, пов.} · 77/23 = 1, 06 · 77/23 = 3, 55кг.

Усього кількість повітря

m_возд = m_{N, пов.} + m_{O, пов.} = 1, 06 + 3, 55 = 4, 61кг.

Вапно виділяє літучих

m_літ.в = М_в · С_п.п.п = 10 · 0, 03 = 0, 3кг.

Кількість газів, що виділяються в процесі плавки

m_газ = m_літ.в + m_{N, пов.} = 3, 55 + 0, 3 = 3, 85кг.

Матеріальний баланс

Нев’язка ((165, 87 – 166, 015)/165, 87) · 100 = 0, 09%

Витягання титану

Маса титану в концентраті

m_{Ti, к} = М_к · С_{TiO2, к} ·А_Ti/M_TiO2 = 100 · 0, 445 · 48/80= 26, 7кг.

Маса титану в сплаві

m_{Ti, спл} = 18, 69кг.

Витягання титану складає (m_{Ti, спл}/m_{Ti, к}) · 100 = (18, 69/26, 7) · 100 = 70%

РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОГО БАЛАНСУ ПЛАВКИ ФЕРОТИТАНУ