由硅鐵冶煉原理可知,用焦碳中的碳,還原硅石中的SiO2而生成硅鐵。因此,焦碳加入量直接影響到SiO2能否充分還原和爐況是否正常。所以焦碳加入量是重要的。
在計(jì)算前要說明以下幾個(gè)問題:
不同牌號硅鐵因冶煉溫度有所不同,故計(jì)算時(shí)碳的過剩量和硅的回收率也不同。硅鐵冶煉溫度較低,碳和硅地硅鐵冶煉溫度較高,碳和硅的損失較大,所以碳的過剩量按10%計(jì)算,硅的回收率按92%計(jì)算。
2.原子量﹑分子量的計(jì)算
根據(jù)化學(xué)元素周期表可知Si原子量為28,C原子量為12,﹙O﹚氧原子量為16。所以SiO2的分子量是28+16×2=60.
3. 根據(jù)原料化學(xué)分析結(jié)果和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)采取各數(shù)據(jù):
﹙1﹚計(jì)算冶煉75硅鐵的焦碳加入量
為計(jì)算方便,以100公斤硅石為基礎(chǔ),計(jì)算焦碳加入量。
100公斤硅石中含SiO2為:100×98%=98公斤
硅鐵冶煉反應(yīng)式:SiO2+2C=Si+2CO
SiO2和2C分子量:28+2×16=60 2×12=24
90公斤SiO2純碳量為:24/60×98=39.2公斤
我們所用的是含碳84%的焦碳,將39.2公斤的純碳換算為焦炭,則為:100/84×39.2=46.6公斤
冶煉75硅鐵,焦炭燒損約10%,所以焦炭的入量為:
46.6×100/90=51.7公斤≡52公斤
焦炭中含水量約為5%~15%。經(jīng)驗(yàn)證明焦炭含量每增加1%時(shí),要相應(yīng)增加0.6公斤焦炭。若焦炭含不量按5%計(jì)算,焦炭實(shí)際加入量則為:52+52×5%×0.6≈54公斤
將上述和計(jì)算式化簡,冶煉75硅鐵時(shí),100公斤石的焦炭加入量則為:
100×SiO2×24/60×C%×0.90=焦炭加入量(公斤)
式中 SiO2-硅中的二氧化碳含量%
C%-焦炭中的固定碳含量%
0.9-碳的利用率(因碳燒損10%);
24和60-分別為2個(gè)碳和二氧化碳硅的分子量。
用簡化式計(jì)算出的焦炭加入量,并非實(shí)際需要量,而要根據(jù)焦炭含量有所增加。
。(2)計(jì)算冶煉45硅鐵的焦炭的焦炭加入量
這和冶煉75硅鐵的焦炭加入量的計(jì)算,無大區(qū)別,只因爐溫低,焦炭燒損較少,按7%計(jì)算。應(yīng)用上述簡化公式,焦炭加入量的計(jì)算為:
焦炭加入量=100×SiO2%×24/60×C%×0.93
式中0.93是焦炭的利用率(因?yàn)?/span>45硅鐵焦炭澆損7%)將原料的成分代入上式:
焦炭加入=100×0.98×24/60×0.84×0.93=50公斤
例如:焦炭中含水量按5%計(jì)算,焦炭實(shí)際的加入量則為:
50+50×5%×0.6=52公斤