Файл: Расчет шихты для плавки феррованадия марки фвд50 алюмосиликотермическим методом.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 38
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Расчет шихты для плавки феррованадия марки ФВд50 алюмосиликотермическим методом
Химический состав феррованадия для получения ФВд50, % масс.: 55 V; ≤ 0,30 C; 2,0 Si; 0,10 P; 0,10 S и 2,5 Al.
В расчет ведется на 100 кг
исходя из следующей схемы технологии плавки: 1 период – восстановительный, 2 период – рафинировочный. В качество восстановителя используются 75%-й ферросилиций и алюминий. Принимается, что за восстановительный период плавки из шихты в сплав переходит 98,0 % V, 75% P и 100% Fe.
| Материал | Содержание компонентов, % масс. | ||||||||||
| |  |  |  |  | Si | C | P | Fe | П.м.п.п | Остальные компоненты | |
| Плавленый Пентаоксид ванадия | 85,0 | 5,4 | 2,7 | 2,7 | 0,18 | - | - | - | - | - | 4,02 |
| Рафинирово- ный шлак | 12,0 | - | 25,0 | 45,0 | - | MgO 10.0 |  7.0 | - | - | - | 5.0 |
| Известь | - | 0.6 | 0.5 | 90.0 | 0.03 | - | - | - | - | 8.87 | - |
| Ферросилиций ФС75 | - | - | - | - | - | 75.0 | 0.15 | 0.05 | 24.8 | - | - |
| Металлическая обрезь | - | - | - | - | - | 0.1 | 0.08 | 0.02 | 99.0 | - | - |
| Алюминий первичный | - | - | - | - | - | Al 10.0 | - | - | 2.0 | - | - |
В шихта в 1 период включает содержащие ванадий материалы: плавленый пентаоксид ванадия и рафинировочный шлак с 10%
. Кратность шлака в рафинировочный период принимается 0,5 (подлежит последующему использованию), а общая кратность шлака за всю плавку составляет 2,0.Рассчитывается количество
, которое дается в виде плавленого пентаоксида и рафинировочного шлака. Учитывается, что плавленый пентаоксид вводится и в шихту рафинировочного периода, выход 40%-го феррованадия из 100 кг будет порядка 150 кг, а рафинировочного шлака потребуется – 70 кг. Данный шлак содержит 
= 8,4 кг.Остальное количество (до 100 кг) дается в виде плавленого пентаоксида (93 кг), что при 90%-м содержании
в плавленом пентаоксиде составит 
= 107,76 кг плавленого пентаоксида.Считают, что при восстановительной плавке из рафинировочного шлака в металл переходит только восстановленный ванадий, а остальные составляющие переходит в шлак.
При восстановлении ванадия из 8,4 кг
рафинировочного шлака необходимо отнять кислорода 
= 3,62 кг. При восстановлении ванадия из 107,76 кг плавленого пентаоксида необходимо отнять кислорода:
→ V; составляет 91,6; 
39,45 кг.
→ 
= 1,74 кг;
→ P; 
= 0.08 кг.
= 41,27 кг.Всего необходимо отнять кислорода 3,62 + 41,27 = 44,89 кг.
Считают, что алюминий связывает 20 % кислорода, т.е. 44,89 * 0,2 = 8,98 кг.
Для связывания 8,98 кг кислорода потребуется алюминия 8,98 *
= 10,11 кг.Учитывая, что часть алюминия переходит в сплав и выгорает, необходимо взять избыток в количество 15 % (10 % переходит в сплав и 5 % составляет угар); в рафинировочный период переходит из металла в шлак 50 % Al. Следовательно, необходимо технического алюминия:
= 12,13 кг.Остальной кислород связывается с кремнием, т.е.
44,89 – 8,98 = 35,91 кг.
Для связывания 35,91 кг кислорода потребует кремния
35,91 *
= 31,42 кг.С учетом 20 % избытка и 10 % угара (5 % в первом и 5 % во втором периоде) необходимо кремния
= 44,88 кг;В пересчете на ферросилиций это составит:
= 59,84 кг.Переходит в сплав:
Ванадия из рафинировочного шлака
= 4,61Ванадия из пентаоксида
= 50,31Ʃ = 54,92 кг, или 66,3%;
кремния из ферросилиция
железа из пентаоксида
= 2,56 кг, или 3,1%;железа из ферросилиция
;железа из алюминия
= 0,24 кг, или 0,3%;алюминия
= 1,011 кг, или 1,2%;Ʃ = 82,55 кг, или 100%
Вес сплава с содержанием 40% V: 54.92/0.4 = 137.3 кг.
Необходимо добавить железа 173,3 -82,55 = 54,75 кг, или металлодобавок 54,75/0,99 = 55,3 кг.
В конце восстановительного периода сплав будет содержать, %:
ванадия 40;
кремния (
* 100) 6,5; железа (
)*100 52,55;
алюминия (
* 100) 0,74;Всего 99,79.
Считая, что в сплаве после рафинирования остается 3 % от общего количества кремния, требующегося для восстановления, необходимо окислить кремния 8,98 – 44,88 * 0,03 = 7,63 кг.
Для окисления этого количества кремния понадобится кислорода 7,64*
= 8,73 кг, что в пересчете на плавленый пентаоксид составляет 8,75* 
= 22,01 кг.При этом восстановится и перейдет в сплав, кг:
ванадия 0,2201 * 85 *
= 10,48,железа 0,2201 * 5,4 *
= 0,66.Вес сплава с содержанием 40 % ванадия:
= 163,5 кг.Необходимо добавить железа 163,5 – (137,3 – 7,64 + 10,48 +0,66) = 22,7 кг,
Или металлодобавок 22,7 / 0,99 = 22,93 кг.
В период рафинирования количество плавленого пентаоксида ванадия принимается с избытком 30 % от теоретически необходимого. В нашем случае это количество 22,01 * 1,3 = 28,1 кг плавленого пентаоксида.
В 100 кг извести содержится свободного CaO
90 – 0.5*
= 85.07 кг.В восстановительный период в шлак переходит
, кг:Из пентаоксида 1,24
от окисления кремния ферросилиция (31,42 *
) 67,32;от угара кремния (44,88 * 0,05 *
4,80.Всего 75,83.
Для связывания этого количества кремнезема в силикат 2CaO * Si
потребуется CaO 75,83 * = 141,3 кг. Что в пересчете на известь составит 157,2 кг.Састав шлака, образующегося в первый период плавки феррованадия марки ФВд50 алюмосиликотермическим способом, приведен в табл. 7,3 (шлак является отвальным и скачивается).
Таблица 7,3
Состав шлака 1 периода плавки феррованадия
| Источник поступления | Переходит в шлак, кг | ||||||
| CaO | |  | | MgO | Прочие | Ʃ | |
| Пентаоксид ванадия | 2,7 | 2,7 | - | Пентаоксид + Рафинир.шлак 1,0* | - | 4,53 | - |
| Ферросилиция | - | 72,12 | - | - | - | - | - |
| Алюминий | - | - | 21,11 | - | - | - | - |
| Известь | 143,1 | 0,77 | - | - | - | - | - |
| Рафинировочный шлак | 31,50 | 17,50 | 3,5 | - | 8,00 | 4,2 | - |
| MgO из футеровки | - | - | - | - | 22,00 | - | - |
| Всего: Кг % | 177,3 | 93,54 | 24,61 | 1,0 0,4 | 30,0 | 8,73 | 335,18 |