ППП смеси: 3,598 кг

Образуется SO₂: 18,059 0,02 0,5 64/32 = 0,36 кг

Требуется кислорода на окисление серы:

18,059 0,02 0,5 32/32 = 0,18 кг

Образуется СО при окислении С на колошнике:

0,713 28/12 = 1,564 кг

Расходуется кислорода воздуха:

0,713 16/12 + 0,18 = 1,131 кг

С кислородом воздуха вносится азота:

1,131 77/23 = 3,786 кг

Всего расходуется воздуха:

1,131 + 3,786 = 4,917 кг

Всего образуется газа и улета:

21,183 + 3,419 + 21,288 + 1,435 + 0,017 + 0,633 + 3,598 + 1,564 + 0, 36 + 3,786 = 57,483 кг

Таблица 9. Материальный баланс выплавки товарного силикомарганца марки МнС17Р35.

 

Задано	кг	Получено	кг
Концентрат II с.	70,000	Металла	39,031
ШМП-78	30,000	Шлака	44,366
Кварцит	16,265	Газа и улета	57,283
Коксик	18,059	Невязка: 0,178 100/ /140,858=0,13%	0,178
Электродная масса	1,517
Воздух	4,917
Итого задано	140,858	Итого получено	140,858

 

Базовый вес металла:

Пересчетный коэффициент:

К = 1000/43,714 = 22,87

 

Расход шихтовых материалов

на базовую тонну

 

Мн. Концентр. (48% Мп) 70 22,87 38,2/48 = 1274 кг

ШМП-78 (48%Мп) 30 22,87 41,2/48 = 589 кг

Кварцита: 16,265 22,87 = 372 кг

Коксика: 18,059 22,87 = 413 кг

Электродной массы: 1,517 22,87 = 35 кг

 

3.2 Расчет теплового баланса выплавки товарного силикомарганца марки МнС17Р35.

 

При расчете теплового баланса принимаем тепловые эффекты реакций, приведенные в таблице.

 

Таблица 10. Тепловые эффекты реакций

 

№ п/п	Реакция	-ΔкДж/моль	Пересчет на 1 кг	Ф=кДж/кг
	C+1/2 O2 = CO		CO
	C+O2 = CO2		CO2
	Mn + Si = MnSi		Si
	MnO+SiO2=MnO SiO2		MnO
	CaO + SiO2= =CaO×SiO2		CaO
	MgO+SiO2 = =MgO×SiO2		MgO
	S + 3/2O2 = SO3		S
	MnO2® Mn + O2		Mn
	MnO® Mn + ½ O2	-389400	Mn	-7080
	SiO2 ® Si + O2	-907200	Si	-32400
	Fe2O3® 2Fe + 3/2O2	-820400	Fe	-7338
	P2O5 ® 2P + 5/2 O2	-619600	P	-15989
	Mnтв ® Mnг	-284625	Mn	-5175
	Siтв ® Siг	-354200	Si	-12650
	Pтв ® Pг	-553660	P	-17860

 

1 Приход тепла.

 

1.1 Тепло вносимое шихтовыми материалами:

Mn-концентратом 1274*48/38,2*0,418*25 = 41082 кДж

ШМП-78 589* 48/41,2×0,650×25 = 15145 кДж

Кварцитом 372×0,800×25 = 7440 кДж

Коксом 413×0,835×25 = 8621 кДж

Итого вносится шихтой: 72288 кДж

1.2 Тепло окисления углерода до СО по реакции:

С + ¹/₂O₂ = CO

Q_1.2 = (21,288+1,864)×22,87×3946 = 2089352 кДж

1.3 Тепло окисления углерода до СО₂ по реакции:

С + O₂ = CO₂

Q_1.3 = 21,183×22,87×8954 = 4359313 кДж

1.4 Тепло образования силикомарганца по реакции

Mn + Si = MnSi

Q_1.4 = 1000×0,1876×4260 = 779176 кДж

1.5 Тепло шлакообразования.

1.5.1 Тепло образования 2MnO×SiO₂ по реакции:

MnO + SiO₂ = 2MnO×SiO₂

Q_1.5.1=44,366×22,87×0,199×700 = 141340 кДж

1.5.2 Тепло образования СаО×SiO₂ по реакции:

CaO + SiO₂ = CaO×SiO₂

Q_1.5.2= 44,366×22,87×0,1018×1629 = 168261 кДж

1.5.3 Тепло образования MgO×SiO₂ по реакции:

MgO+SiO₂ = MgO×SiO₂

Q_1.4.3. = 44,366×22,87×0,0334×918 = 31110 кДж

Итого за счет шлакообразования приходит тепла.

Q_1.5 = Q_1.5.1 + Q_1.5.2 + Q_1.5.3 = 340711 кДж

1.5. Тепло окисления серы по реакции:

S + ³/₂O₂ = SO₃

Q_1.5. = 18,059× 0,02×0,14×22,87×11000 = 12720 кДж

Всего приход тепла составит:

Q_пр = Q_ших + Q_1.2. + Q_1.3. + Q_1.4. + Q_1.5. = 6874384 кДж

 

2 Расход тепла.

 

2.1 Тепло диссоциации оксидов.

2.1.1 Диссоциация MnO₂ по реакции:

MnO₂® Mn + O₂

Q_2.1.1 = 1000×0,5036×9361 = 4714199 кДж

2.1.2 Диссоциация MnO по реакции:

MnO® Mn + ¹/₂ O₂

Q_2.1.2 =(1000×0,2327+3,719×22,87)×7080 = 2249695 кДж

2.1.3 Диссоциация SiO₂ по реакции:

SiO₂ ® Si + O₂

Q_2.1.3 = (1000×0,1850+3,466×22,87)×32400 = 8562264 кДж

2.1.4 Диссоциация P₂O₅ по реакции:

P₂O₅ ® 2P + ⁵/₂ O₂

Q_2.1.4 = (1000×0,0008+0,017×22,87)×15989 = 19007 кДж

2.1.5 Диссоциация Fe₂O₃по реакции:

Fe₂O₃® 2Fe + ³/₂O₂

Q_2.1.5 = 1000×0,015×56/72×7338 = 85610 кДж

Итого расходуется тепла на диссоциацию оксидов:

Q_2.1 = Q_2.1.1.+ Q_2.1.2+ Q_2.1.3+ Q_2.1.4+ Q_2.1.5 = 15545165 кДж

2.2 Потери тепла на улет.

2.2.1 Тепло улета Mn по реакции:

Mn_тв ® Mn_г

Q_2.2.1 = 3,419×22,87×5175 = 440152 кДж

2.2.2 Тепло улета Si по реакции:

Si_тв ® Si_г

Q_2.2.2 = 3,466×22,87×12650 = 1002732 кДж

2.2.3 Тепло улета P по реакции:

P_тв ® P_г

Q_2.2.3 = 0,017×22,87×17860 = 6943 кДж

Всего потери тепла от улета элементов:

Q_2.2 = Q_2.2.1. + Q_2.2.2. + Q_2.2.3. = 1449827 кДж

2.3 Теряется физического тепла.

2.3.1 Тепло уносимое металлом при 1600°С.

Q_2.3.1=(28,738×1595+7,221´2910+1,927´1630)´22,87 =

= 1600694 кДж

2.3.2 Тепло уносимое шлаком при 1600°С.

Q_2.3.2 = 22,87´44,366´2470 = 2506186 кДж

2.3.3 Потери тепла с отходящими газами.

Для упрощения расчета принимаем, что газовая фаза состоит на 100% из СО, средняя t = 425°C, тогда тепло уносимое колошниковыми газами составит:

Q_2.3.3 = (56,173´22,87)/28´22,87´(566-32,6) = 628114 кДж,

где 566 и 32,6 кДж /м³ теплосодержание 1 нм³ газа при 425° и 250°С.

Всего теряется физического тепла:

Q_2.3 = Q_2.3.1+ Q_2.3.2 + Q_2.3.3 = 4734994 кДж

2.4 Тепловые потери кладкой печи.

 

 

При мощности печного трансформатора 23 МВА и удельном расходе 4100кВт ч/т, часовая производительность составит:

А = (w ´ cosYК)/Q = (23000´0,81´0,92)/4100 = 4,180 т/ч

T_кож=140°С; Т_возд=25°С => g=6698 кДж /м²ч

Удельная поверхность равна Fк=pD(H-D/4), при

D_b=7,27м, H=3,25м, F_k=3,14´7,27(3,25+7,27/4)=115,74 м²

Печь теряет в час тепла:

Q=F_k×g=6698´115,74=775226 кДж/ч

Это количество приходится на 4,18 т.

Тепловые потери составят:

Q = 775226/4,18 = 8666 кДж

2.5 Тепловые потери с охлаждающей водой свода на основании практических данных они составляют 3% от общих потерь.

Q_общ=Q_2.1+Q_2.2.+Q_2.3+ Q_2.4 = 18828651 кДж

С учетом потерь на охлаждающую воду расход тепла будет равен:

Q_p= Q_общ/0,97 = 19410981 кДж

Разность между статьями прихода и расхода:

DQ = Q_p - Q_пр = 12536597 кДж

или 12536597/3600 = 3482 кВт ч

Учитывая, что электрический КПД печи = 89% удельный расход электроэнергии будет составлять:

3482 /0,89 = 3913 кВт ч/т сплава

 

 

Таблица11. Сводная таблица теплового баланса выплавки товарного силикомарганца марки МнС17Р35.

Статьи приход	ед.изм.	Статьи расход	ед. изм.
	кг	%		кд	%
1.Электроэнергия		67,0	1.Диссоциация оксидов		67,13
2.Окисление С до СО		9,02	2.Потери на улет		6,26
3. Окисление С до СО2		18,82	3.Физические потери		20,45
4.Теплосодерж. шихты		0,31	4.Потери футеровкой		3,35
5.Шлакообразо- вание		1,47	5.Потери с охл. водой		2,81
6.Образование MnSi		3,36
7.Окисление S до SO		0,05
Итого приход тепла			Итого расход тепла