由硅铁冶炼原理可知,用焦碳中的碳,还原硅石中的SiO2而生成硅铁。因此,焦碳加入量直接影响到SiO2能否充分还原和炉况是否正常。所以焦碳加入量是重要的。
在计算前要说明以下几个问题:
不同牌号硅铁因冶炼温度有所不同,故计算时碳的过剩量和硅的回收率也不同。硅铁冶炼温度较低,碳和硅地硅铁冶炼温度较高,碳和硅的损失较大,所以碳的过剩量按10%计算,硅的回收率按92%计算。
2.原子量﹑分子量的计算
根据化学元素周期表可知Si原子量为28,C原子量为12,﹙O﹚氧原子量为16。所以SiO2的分子量是28+16×2=60.
3. 根据原料化学分析结果和实际工作经验采取各数据:
﹙1﹚计算冶炼75硅铁的焦碳加入量
为计算方便,以100公斤硅石为基础,计算焦碳加入量。
100公斤硅石中含SiO2为:100×98%=98公斤
硅铁冶炼反应式:SiO2+2C=Si+2CO
SiO2和2C分子量:28+2×16=60 2×12=24
90公斤SiO2纯碳量为:24/60×98=39.2公斤
我们所用的是含碳84%的焦碳,将39.2公斤的纯碳换算为焦炭,则为:100/84×39.2=46.6公斤
冶炼75硅铁,焦炭烧损约10%,所以焦炭的入量为:
46.6×100/90=51.7公斤≡52公斤
焦炭中含水量约为5%~15%。经验证明焦炭含量每增加1%时,要相应增加0.6公斤焦炭。若焦炭含不量按5%计算,焦炭实际加入量则为:52+52×5%×0.6≈54公斤
将上述和计算式化简,冶炼75硅铁时,100公斤石的焦炭加入量则为:
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(因碳烧损10%);
24和60-分别为2个碳和二氧化碳硅的分子量。
用简化式计算出的焦炭加入量,并非实际需要量,而要根据焦炭含量有所增加。
。(2)计算冶炼45硅铁的焦炭的焦炭加入量
这和冶炼75硅铁的焦炭加入量的计算,无大区别,只因炉温低,焦炭烧损较少,按7%计算。应用上述简化公式,焦炭加入量的计算为:
焦炭加入量=100×SiO2%×24/60×C%×0.93
式中0.93是焦炭的利用率(因为45硅铁焦炭浇损7%)将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%计算,焦炭实际的加入量则为:
50+50×5%×0.6=52公斤