122640 (716980), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Исходные данные расчета представлены в таблицах: химический состав шихтовых материалов – таблица 1, распределение оксидов кварцита и золы восстановителей между готовым продуктом и шлаковой фазой – таблица 2.
| Распределение оксидов между продуктами плавки, % | Таблица 2 | ||||||
| Оксид |
|
|
|
|
|
| |
| Восстанавливается и переходит в металл | 98 | 100 | 40 | 50 | - | 100 | |
| Переходит в шлак | 2 | - | 60 | 50 | 100 | - | |
Примем следующее распределение восстановленных элементов, %:
| Распределение восстановленых элементов, % | Таблица 3 | |||||
| Элемент |
|
|
|
|
| |
| Переходит в сплав | 96 | 95 | 85 | 85 | 100 | |
| Улетучивается | 4 | 5 | 15 | 15 | - | |
Количество углерода, необходимое для восстановления оксидов кварцита, рассчитывается по количеству кислорода, которое связывается в монооксид углерода при протекании восстановительных реакций (табл.4):
Для производства 1т технического кремния потребуется пропорционально реакции (исходя из стехиометрии реакции и молекулярных масс веществ):
|
| + |
|
| Si | + |
|
| 60 | 24 | 28 | 56 |
чистого
Углерода 
Учитывая содержание в кварците (таблицы 1) рассчитываем необходимое количество кварцита
С учетом пылевыноса кварцита необходимо 
Принимаем, что восстановитель (углерод) будет подаваться в печь в составе шихты в соответствии с пропорцией, указанной в таблице 4 (столбцы материал и массовая доля углерода). Тогда мы можем рассчитыть массу материала по формуле: 
| Подача углерода в печь в составе восстановителей | Таблица 4 | ||
| Материал | Массовая доля углерода, % | Потребуется | |
| Нефтекокс | 40 |
| |
| Древесный уголь | 30 |
| |
| Каменный уголь | 30 |
| |
| Итого: | 100 | 1237 | |
С учетом угара (окисления на колошнике 10%) потребуется восстановителей:
| Подача углерода в печь c учетом угара на колошнике | Таблица 5 | |
| Материал | Потребуется | |
| Нефтекокс |
| |
| Древесный уголь |
| |
| Каменный уголь |
| |
| Итого восстановителей: | 1375 кг | |
В состав шлака перейдут оксиды 
(данные таблицы 1):
| Переход оксидов в шлак из шихтовых компонентов | Таблица 6 | ||||
|
|
|
|
| ||
| Из кварцита | - |
|
| - | |
| Из нефтекокса |
|
|
| - | |
| Из древ.угля |
|
|
|
| |
| Из кам.угля |
|
|
| - | |
| Сумма: | 11кг | 28.95кг | 9кг | 0.39кг | |
Сумма оксидов железа в виде 
:
из кварцита: 
из золы нефтекокса: 
из золы древесного угля: 
из золы каменного угля: 
Итого: 15.84кг
Рассчитаем распределение компонентов из оксидов и восстановленного кремния в сплав и шлак (на основании данных таблицы 3):
| Распределение в сплав и в шлак | Таблица 7 | ||||
| Сплав | Шлак | ||||
| Масса оксида, металл из которого перешел в сплав | Масса металла в составе сплава, перешедшая из оксида | Масса оксида в шлаке | Доля оксида в шлаке | ||
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
| - | - | 0.39кг |
| |
| Итого: | 7.31кг | 100% | |||
Рассчитываем состав сплава
| Состав полученного сплава | Таблица 8 | ||
| Элемент | Масса, кг | Состав, % | |
|
|
| 97% | |
|
| 11кг | 1.1% | |
|
| 13кг | 1.3% | |
|
| 5.46кг | 0.55% | |
| Итого: | 994.46 | 100% | |
ГОСТом определелены следующие марки технического кремния:
| Марки технического кремния | Таблица 9 | |||||
| Марка кремния | Содержание кремния, % не менее | Содержание примесей, % не более | ||||
| Fe | Al | Ca |
| |||
| Кр00 | 99.0 | 0.4 | 0.3 | 0.3 | 1.0 | |
| Кр0 | 98.8 | 0.5 | 0.4 | 0.4 | 1.2 | |
| Кр1 | 98.0 | 0.7 | 0.7 | 0.6 | 2.0 | |
| Кр2 | 97.0 | 1.0 | 1.2 | 0.8 | 3.0 | |
| Кр3 | 96.0 | 1.5 | 1.5 | 1.0 | 4.0 | |
Таким образом, получившийся продукт соответствует марке Кр3.
Рассчитываем кратность шлака: 
Рассчитываем образование СО в реакции: 
,
Рассчитываем массу «летучих» компонентов, образующихся из компонентов шихты и выносимых вместе с газами:
Из нефтекокса: 
Из древесного угля: 
Из каменного угля: 
Итого «летучих»: 317.44кг
Рассчитываем содержание влаги в шихтовых материалах:
В кварцит: 0кг
В нефтекокс: 
В древесном угле: 
В каменном угле: 
Итого влага: 75.56кг
Полная масса газов составляет: 
Составляем материальный баланс в расчете на 1т готового сплава:
| Материальный баланс | Таблица 10 | |||||
| Задано | Получено | |||||
| Кварцит | 2400кг | 63.58% | Тех.кремний (сплав) | 994.46кг | 26.34% | |
| Нефтекокс | 448кг | 11.87% | Шлак | 7.31кг | 0.19% | |
| Древесный уголь | 408кг | 10.8% | Газы | 2393кг | 63.4% | |
| Каменный уголь | 519кг | 13.75 | ||||
| Мех. вынос |
| 6.8% | ||||
| Потери с пылью ( |
| 1.27% | ||||
| Неувязка | 75.23кг | 2% | ||||
| Итого: | 3775кг | 100% | Итого: | 3775кг | 100% | |
)
Заключение
В результате работы произведены расчеты процесса получения технического кремния, составлен материальный баланс, рассчитано, что в результате плавки c использованием шихтовых материалов заданного состава будет получен технический кремний марки Кр3.
Список литературы
Черных А.Е., Зельберг Б.И. Производство кремния, изд. «МАНЭБ», Иркутск, 2004
Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. Учебник для вузов. СП «Интермет Инжиниринг», Москва, 1999
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://referat.ru/
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
