Способ производства ферротитана

 

СОДЕРЖАНИЕ 

 

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………..2

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЕРРОТИТАНА ……………………….4
2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОТИТАНА………………………………………………………….6
3. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО И ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА………………………………………………………….10

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

введение

Одним из наиболее важных направлений  в современной черной металлургии  является не наращивание объема производства материалов, как это было ранее, а  повышение качества выпускаемой  продукции при сравнительно невысоких  темпах увеличения объема производства. То есть приоритетным является производство конструкционных материалов с меньшей  металлоемкостью, но с высоким значением  механических свойств, что достигается  путем введения в сплав различных  легирующих элементов. Нередко такие  элементы вводятся в чистом виде, однако чаще в виде ферросплавов, представляющих собой сплавы железа с легирующими  элементами. Одним из наиболее эффективных  и распространенных ферросплавов является ферротитан.

 Ферротитан - это легирующий сплав титана и железа, где минимальное содержание титана по массе – 20%, а максимальное – 75%. Ферротитан получаются путем переплава или восстановления. Стоит отметить, что сплав может иметь в своем составе алюминий, медь, кремний и некоторые примеси, но в небольших количествах. Ферротитан бывает нескольких марок, каждая из которых различна по наличию примесей: ФТи25, ФТи70С05, ФТи30, ФТи70С08, ФТи70С1, ФТи70С05Сн03, ФТи57С7 и ФТи35С8.

 Ферротитан наиболее распространен в сталелитейной промышленности. Он используется для раскислений и легирования сталей. Благодаря тем свойствам, которыми сплав обладает, продукция становится очень устойчивой к коррозии, поэтому нередко ферротитан применяется для производства нержавеющей стали.

 Кроме того, сплав применяется  при выплавке наиболее ответственных  конструкционных сталей с целью  конечного раскисления и дегазации. Применяется ферротитани для изготовления сварочных электродов.

 Поставка ферротитана осуществляется в касках, масса которых, как правило, не превышает 15 кг. Куски сплава на поверхности и в изломе не должны быть загрязнены шлаком, песком и любыми другими инородными материалами. Допускается лишь наличие следов окисной пленки и противопригарных материалов.

Транспортируется ферротитан упакованным в деревянные ящики или стальные барабаны. Нередко он упаковывается и в специализированные контейнеры. Навалом транспортировать ферротитан тоже допустимо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЕРРОТИТАНА

Известные металлотермические способы производства ферротитана основаны на алюминотермическом восстановлении оксидов ильменитового концентрата (TiO₂-FeO; TiO₂-Fe₂O₃) и железорудного сырья (Fe₂O₃; Fe₃O₄) с получением ферротитана с содержанием 35-45% Ti (ФТи35 по ГОСТу 4761-91). Поскольку для полного проведения технологического процесса и разделения металла и шлака тепла не хватает, то алюминотермическую шихту необходимо подогревать до 300-400°С, или в шихту вводить термические добавки (натриевую или калиевую селитру), а на них дополнительно затрачивать алюминий, что приводит к повышению себестоимости ферротитана.

Известный способ получения  высокопроцентных сортов ферротитана с содержанием 65-75% Ti (ФТи70) основан на совместном сплавлении металлического лома титана и железа в индукционной электропечи. Причем в случае использования для металлургического передела металлических отходов, стоимость которых уже заложена в ранее полученную товарную продукцию, выплавленный ферротитан имеет крайне низкую себестоимость. Однако, при использовании ферротитана, полученного способом сплавления металлических отходов, на ответственные марки сталей, в том числе и хромоникелевые нержавеющие, необходимо учитывать, что он несет с собой в сталь многочисленные нежелательные примеси (Sn, Zr, Mo, Cr, Mn, V, Zn и др.), которые приводят к непрограммируемым свойствам, а иногда и к браку стали.

В связи с этим в настоящее  время назрела необходимость  получения ферротитана из первородного сырья (ильменитового, рутилового или титаномагнетитового концентратов) который отличался бы от ферротитана по известным технологиям пониженной себестоимостью и как можно меньшим количеством нежелательных примесей.

В Гиредмете проведены исследования и разработана технология выплавки ферротитана из ильменитового концентрата двухстадийным процессом. На первой стадии технологического процесса углетермическим способом выплавляется титановый полупродукт с содержанием 75-76% TiO₂ и 16-17% FeO, который на второй стадии в жидком виде довосстанавливается алюминием. Разработанная технология позволяет получить ферротитан с содержанием 45-55% Ti; 2,4-2,6% Si; 7-8% Al; 0,006% Р; 0,003% S и Fe-остальное.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОТИТАНА

Наибольшее распространение  получил алюмотермический метод производства ферротитана. Восстановление основных окислов титанового концентрата алюминием протекает по следующим реакциям:

TiO₂ + 4/3Al = Ti + 2/3Al₂О₃

SiO₂ + 4/3Al = Si + 2/3Al₂O₃

2 FeO + 4/3Al = 2Fe + 2/Al₂O₃

2/3Fe₂O₃ + 4/3Al = 4/3Fe + 2/3Al₂O₃

Для нормального протекания алюминотермического процесса производства ферротитана требуется чтобы удельная теплота процесса составляла 2,55—2,60 МДж/кг (610—620 ккал/кг), что достигается соответствующим составом шихты и ее нагревом, в результате чего повышается удельная теплота процесса приблизительно на 125,6 кДж/кг (30 ккал/кг) на каждые 100° С подогрева. В процессе производства ферротитана происходит растворение титана в железе и образование соединений титана с алюминием и кремнием, что способствует развитию реакции восстановления и увеличивает переход титана в сплав. Увеличению выхода титана в сплав способствует также увеличение количества алюминия в шихте, но это приводит в то же время к повышению содержания алюминия в сплаве. В связи с образованием прочного силицида титана Ti₅Si₃ значительного повышения извлечения титана и уменьшения остаточного содержания алюминия в сплаве достигают введением в шихту ферросилиция марок ФС45 или ФС75 при повышении содержания кремния в ферротитане до 5—5,5%. Закись титана, являясь довольно сильным основанием, может образовывать соединение с глиноземом, что снижает использование титана. Чтобы воспрепятствовать этому процессу, в шихту, при производстве ферротитана, вводят СаО, замещающую TiO в его соединениях с глиноземом. Это повышает степень восстановления титана, но понижает температуру процесса и, как следствие, увеличивает потери корольков сплава в шлаке. Оптимальное количество извести — около 20% от массы алюминия. Шихту для производства ферротитана рассчитывают из условий, что из нее переходит в сплав 77% Ti, 90% Si, 99% Fe,90% Mn, 70% S; в шлак 23% Ti (из них 11,5% в виде TiO и 11,5% в виде Ti₂O₃), 10% Si, 100% Zn и 30% S идет в улет

 При производстве ферротитана тепло расходуется следующим образом: на нагрев сплава 29,2%, на нагрев шлака 52,5% и на потери 18,2%. Температура процесса равна 1950° С. Подготовленные к производству ферротитана шихтовые материалы дозируют, смешивают и затем шихту засыпают в плавильный бункер, откуда она подается шнековым питателем в плавильную шахту. Плавильная шахта состоит из разборной цилиндрической чугунной шахты, установленной на зафутерованной огнеупорным кирпичом тележке, на которой затем наплавляют постоянную подину, представляющую собой блок 10—15%-ного ферротитана. Колоша шихты состоит из 100 кг концентрата, 42,5 — 45,4 кг алюминиевого порошка, 10,5 кг извести и 0,95—1,85 кг 75%-ного ферросилиция. На одну плавку ферротитана дают 38 колош. Производство ферротитана проводят с нижним запалом. На подину загружают 50 кг шихты, поджигаемой электрозапалом. После начала реакции в шахту равномерно [(со скоростью 300 кг/(м2«мин) задают шихту. Нормальная продолжительность плавки на 4 т концентрата составляет 15 18 мин. Замедленный ход плавки может быть вызван низкой удельной теплотой процесса или недостатком восстановителя. Бурный ход плавки в основном вызывается присутствием повышенного количества влаги в шихте или футеровке. По окончании плавки на поверхность расплава задают железотермитную смесь, состоящую из 300 кг железной руды, 56—67 кг алюминиевого порошка, 18—20 кг ферросилиция и 100 кг извести. В результате этого разжижается шлак и обеспечивается осаждение корольков ферротитана, что повышает выход титана в сплав. Для успешного осаждения корольков сплава применяют электроподогрев шлака.                                Таблица 1. Химический состав ферротитана

 Эффективное ведение  плавки достигается при выпуске  ферротитана из наклоняющегося ковша. В этом случае сразу по окончании плавки ведут разливку расплава в изложницы с днищем из блока низкопроцентного ферротитана. Сначала сливают шлак слоем — 300 мм и выдерживают его —1,5 мин для образования шлакового гарниссажа достаточной толщины, а затем сливают весь остальной расплав. В случае использования, при производстве ферротитана, в качестве шихты отходов металлического титана, их нагревают до 300—400° С и загружают под запальную смесь с таким расчетом, чтобы образующихся при ее проплавлении шлак закрывал и предохранял их от окисления воздухом. Переплав титановых отходов позволяет повысить содержание титана в сплаве до 35—40%, снизить расход алюминия на 50—80 кг и концентрата на 100—200 кг на тонну сплава. После застывания блока сплав очищают от шлака, охлаждают водой, затем проводят разделку сплава. Шлаки алюминотермического производства ферротитана содержат обычно 11,7—13,3% ТiO2; до 0,5% SiO2; 10—14% СаО; 3—4% MgO; 0,8—2,0% FeO и 70—74% Al2O3. Кратность шлака равна 1,3. На производство 1 т ферротитана (20% Ti) расходуется 980 кг ильменитового концентрата (42% TiO2), 420 кг алюминия, 70 кг железной руды, 50 кг титановых отходов и 100 кг извести. С учетом потерь при обжиге сквозное использование титана составляет - 68%. По способу Ключевского завода ферросплавов ферротитан, содержащий 37,5—40,0% Ti, может быть получен двухстадийной электропечной плавкой с предварительным расплавлением перовскитового концентрата (-50% от общего количества титановых концентратов) и последующим проплавлением ильменитового концентрата с алюминием при отключенной печи. На 1 т сплава в этом случае расходуется 380 кг алюминиевого порошка и извлечение титана составляет 71%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО И  ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА

 

Состав шихтовых материалов

Состав  титанового концентрата (массив 1)

Материал	Химический состав, %,
	TiO2	FeO	Fe2O3	SiO2	MgO	CaO	S	Al2O3
Титановый концентрат	44	16	33,05	3	1,6	1,6	0,05	1,5

Состав  железной руды (массив 2)

Материал	Химический состав, %,
	Fe2O3	SiO2	CaO	Al2O3
Железная руда	92	4	3	1

Состав  извести(массив 3)

Материал	Химический состав, %,
	SiO2	CaO	n.n.n.	Al2O3
Известь	5	93	1	1

Состав  крупки алюминиевой (массив 4)

Материал	Химический состав, %,
	Si	Cu	Fe	Al
Крупка Al	2	2	2	94

 

Состав  ферросилиция (массив 5)

Материалы	Химический состав, %,
	Si	Fe	Al
FeSi	75	24	1

 

 

Условия ведения плавки (массив 6)

№ п/п	Условия плавки	Обозначение	Единица измерения	Принятое значение
1	Восстанавливается TiO2 до Ti Восстанавливается TiO2 до TiО Восстанавливается TiO2 до Ti2О3		% % %	70 15 15
2	Восстанавливается Fe2O3 железной руды и концентрата до Fe Восстанавливается Fe2O3 железной руды и концентрата до FeO Восстанавливается FeO концентрата до Fe		%   % %	97   3 100
3	Восстанавливается SiO2 до Si		%	90
4	Отношение Al к Ti в сплаве		(-)	0,25
5	На 100  кг концентрата расходуется  железной руды (для повышения термичности процесса) в шихту На 100  кг концентрата расходуется  железной руды (для осаждения корольков) На  100 кг концентрата расходуется FeSi в шихту для осаждения корольков На  100 кг концентрата расходуется Al для осаждения корольков		кг   кг   кг кг   кг	2   6   1 0,5   1,5
6	Из ферросилиция переходит в  сплав Si Из  ферросилиция участвует в восстановлении Si		%   %	50   50
7	Алюминий участвует в восстановлении Алюминий  переходит в сплав Алюминий  окисляется кислородом воздуха		% % %	86 11 3

 

Примечание: Принятые в исходных данных и условиях плавки значения в %, при расчете используются в долях (например: 100% -1, 50% - 0,5,  86% - 0,86 и т.д.)

 

Принятые  обозначения:  С_i – содержание  i–того компонента в долях.

         М_i – молекулярный вес i–того компонента

А_i – атомный вес i–того компонента

 

 

 

1.  Расчет материального баланса

1.Расход  количества восстановителя

Рассчитываем количество продуктов соответствующих превращений  и связываемого кислорода в соответствии с исходными данными (таблицы 1-5) и с учетом практических данных (таблица 6). Полученные расчетные данные заносим  в таблицу 1.1.

1. Из 100 кг концентрата и 2 кг руды восстанавливается и при этом связывается кислорода:

1.1. При  восстановлении TiO₂ образуется Ti

m_Ti,к = 100 · С_TiO2,к · 0,7  ·(A_Ti/М_TiO2) =100 · 0,44 · 0,7 · (48/80) = 18,48кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 Ti,к}= 100 · С_TiO2,к · 0,7 -·m_Ti,к = 100 · 0,44 · 0,7 - 18,48 = 12,32кг

1.2. При  восстановлении TiO₂ образуется TiО

m_TiО,к = 100 · С_{TiO2 ,к}·  0,15 ·(М_TiО/М_TiO2) =100 · 0,44 · 0,15 · (64/80) = 5,28кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 TiO,к} = 100 · С_TiO2,к · 0,15 -·m_TiО,к =100 · 0,44 · 0,15 – 5,28 =1,32кг

1.3 При восстановлении TiO₂  образуется Ti₂O₃

m_Ti2О3,к = 100 · С_TiO2,к · 0,15 · (М_Ti2О3/2М_TiO2) = 100 · 0,44 · 0,15 · (144/160) = 5,94кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 Ti2O3,к}= 100 · С_TiO2,к ·  0,15 -·m_Ti2О3,к = 100 · 0,44 · 0,15 – 5,94 = 0,66кг

1.4. При  восстановлении FeO концентрата образуется Fe

m_{Fe FeO,к} = 100 · С_FeO,к ·  1 · (A_Fe/М_FeO)= 100 · 0,16 · 1 · (56/72) = 12,44кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 FeO,к}= 100 · С_FeO,к - m_FeО,к = 100 · 0,16 – 12,44= 3,56кг

1.5. При  восстановлении Fe₂O₃ концентрата образуется Fe

m_{Fe Fe2O3,к}=100 · С_Fe2O3,к ·0,97 · (2A_Fe/М_Fe2O3)= 100 · 0,3305 · 0,97 · (112/160) = 22,441кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 Fe2O3,к}= 100 · С_Fe2O3,к·  0,97 -·m_{Fe Fe2O3,к} = 100 · 0,3305 · 0,97 – 22,441 = 9,349кг

1.6 При восстановлении Fe₂O₃ железной руды образуется Fe

m_{Fe Fe2O3,ж.р.}=2 · С_Fe2O3,ж.р. · 0,97 ·( 2A_Fe/М_Fe2O3)=  =2 · 0,92 · 0,97 · (112/160) = 1,249кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 Fe2O3, ж.р.} = 2 · С_Fe2O3,ж.р.·  97 -·m_{Fe Fe2O3, ж.р.}= 2 · 0,92 · 0,97 -·m_Fe =0,536кг

1.7. При  восстановлении Fe₂O₃ концентрата образуется FeО

m_{FeО Fe2O3,к .}= 100 · С_Fe2O3,r. · 0,03  ·(2М_FeO/М_Fe2O3)= 100 · 0,3305 · 0,03 · (144/160) = 0,892кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 (Fe2O3-FeO)к.} = 100 · С_Fe2O3,r. · 0,03  ·(А_O/М_Fe2O3) - m_{FeО Fe2O3,к} =

=100 · 0,3305 · 0,03– 0,9 = 0,092кг

1.8.  При  восстановлении Fe₂O₃ руды образуется FeО

m_{FeО Fe2O3, р .}= 2 · С_{Fe2O3, р} · 0,03 · (2A_FeO/A_Fe2O3)= 2 · 0,92  ·0,03 · (144/160) = 0,05кг

При этом связывается кислорода

m_{О2 (Fe2O3-FeO), р.} =2 · С_Fe2O3,р. · 0,03 -·m_{FeО Fe2O3, р} = 2 · 0,92 · 0,03 – 0,05 = 0,0052кг

1.9.При  восстановлении Si из SiO₂ концентрата и руды образуется Si

m_{Si,SiO2,к,р}= (100 · С _SiO2,к +2 · С_SiO2,ж.р.) · 0,9 · А_Si/М_SiO2=((100 · 0,03 + 2 · 0,04) · 0,9 ·    28/60 = 1,294кг

При этом связывается кислорода

m_{О2,SiO2,к,р}= (100 · С _SiO2,к +2 · С_SiO2,ж.р.) · 0,9 - m_{Si,SiO2,к,р}  =(100 · 0,03 + 2 · 0,04) · 0,9 –    1,294 = 1,478кг

Данные  по количеству восстановленного продукта и связанного при этом кислорода  заносятся в таблицу №1.1

Таблица 1.1

Исходный окисел	Продукт	Из 100кг концентрата и 2кг руды восстанавливается	При восстановлении связывается  кислорода
TiO2	Ti	18,48	12,32
TiO2	TiO	5,28	1,32
TiO2	Ti2O3	5,94	0,66
FeO	Fe	15,44	3,56
Fe2O3 концентрата	Fe	22,441	9,349
Fe2O3 руды	Fe	1,249	0,536
Fe2O3 концентрата	FeO	0,892	0,092
Fe2O3 руды	FeO	0,05	0,0052
SiO2	Si	1,294	1,478
Всего:			29,32кг = mОΣ

Восстановление окислов производится кремнием и алюминием. 1 кг 75% ферросилиция заданного в шихту, вносит кремния

m_Si,FeSi = 1 · 0,75 = 0,75кг

 

Из этого  количества 50% переходит в сплав, а 50% связывает кислород

m _О,FeSi = m_Si,FeSi · 0,5 · 2А_О/А_Si = 0,75 · 0,5 · 32/28 = 0,429кг

 

Для связывания оставшегося кислорода

m_Оост. = m_ОΣ - m _О,FeSi = 29,32 – 0,429= 28,891кг

 Необходимо  алюминия 

m_{Аl,Оост.} = m_Оост · 2А_Al/3A_O = 28,891 · 54/48 = 32,502кг

 

Часть необходимого алюминия перейдет в сплав и не участвует в реакциях

восстановления 

m_Аlспл.ш = m_{Аl,Оост.} · 0,11/0,86 = 32,502 · 0,11/0,86 = 4,157кг

С учетом угара и перехода алюминия в сплав, а также  с учетом содержания алюминия в крупке, необходимо для процесса следующее количество алюминиевой  крупки

m_крупки = (m_{Аl,Оост.} + m_{Аlсплав})/(0,95 · 0,97) = (32,502+4,157)/(0,95 · 0,97)   = 39,782кг

                                   Расчет количества и состава сплава

 

В качестве осадителей корольков сплава на шлак присаживается термитная смесь следующего состава, кг:

Железная руда  (m_{ж.р. т.с})   6кг

Алюминиевая крупка (m_{Al к. т.с})  1,5кг

Ферросилиций 75-ный (m_{FeSi, т.с})  0,5кг

Алюминий термитной смеси связывает  кислорода 

m_{О,Al т.с.}= m_{Al к. т.с} · 0,95 · 0,86 · 3А_О/2А_Al = 1,5 · 0,95 · 0,86 · 48/54 = 1,09кг

Кремний термитной смеси  связывает кислорода

m_{О,Si т.с} = m_{FeSi т.с} · 0,75 · 0,5 · 2A_O/A_Si = 0,5 · 0,75 · 0,5 · 32/28 = 0,21кг

При этом восстанавливается из руды термитной  смеси и переходит в сплав  железа

m_{Fe, сплав, т.с} = (m_{О,Al т.с} + m_{О,Si т.с}) 2А_Fe/3A_O = (1,09 +0,21) 112/48 = 3,03 кг

Расчет  количества и состава сплава

(На основании данных  таблицы 1.1. и расчетов по термитной  смеси)

Количество титана сплава

Титан переходит в сплав только из концентрата

m_Ti,спл = m_Ti,к = 18,48кг

 

Количество железа сплава

Железо  переходит в сплав из титанового концентрата, алюминиевой крупки, ферросилиция и железной руды

 

 m_Fe,спл = m_{Fe FeO,к} + m_{Fe Fe2O3,к} + (m_крупки + m_{Al к. т.с}) · 0,02 + (1 + m_{Fe-Si т.с}) · 0,23 + m_{Fe Fe2O3,ж.р.} + m_{Fe т.с} = 12,44+22,441 + (39,782 + 1,5) · 0,02 + (1 + 0,5) · 0,23 + 1,249 + 3,03 = 40,331 кг

 

Количество алюминия сплава

Алюминий  переходит в сплав из алюминиевой  крупки и феросилиция

 

m_Al,спл = m_Аlспл.ш + 1,5 · 0,02 = 4,157 + 0,03 = 4,187кг

 

Количество кремния сплава

Кремний переходит в сплав из титанового концентрата, алюминиевой крупки, ферросилиция и железной руды

 

 m_Si,спл = m_{Si,SiO2,к,р} + (m_крупки + m_{Al к. т.с}) · 0,01 + 1 · 0,75 · 0,5 = 1,294 + (39,782 + 1,5) ·        0,01 + 0,375 = 2,082кг

 

Количество меди сплава

Медь переходит  в сплав из алюминиевой крупки

 m_Cu,спл = (m_крупки + m_{Al к. т.с}) · 0,02 = (39,482 + 1,5) · 0,02 = 0,826 кг

 

Количество серы сплава

Сера переходит  в сплав из титанового концентрата

m_S,спл = 100 · 0,0005 = 0,05 кг

 

Данные по составу сплава сводят в таблицу 1.2

 

 

 

 

Табл.1.2 - Состав сплава

 

Элемент	Переходит в сплав, кг	Состав сплава, %
Тi	18,48	28,019
Fe	40,331	61,148
Al	4,187	6,348
Si	2,082	3,157
Cu	0,826	1,252
S	0,05	0,076
Всего:	65,956	100

 

                                 Расчет количества и состава шлака

Для снижения температуры плавления  шлака в шихту добавляют 9кг извести  на 100кг концентрата и в состав осадителя 1 кг извести на 100кг концентрата.

Шлак состоит из оксидов присутствующих в шихтовых материалах и оксидов  получающихся в процессе плавки.

 

Количество Al₂O₃ в шлаке

 

 Al₂O₃ поступает в шлак из концентрата, в результате окисления алюминиевой крупки, из железной руды и извести.

m_Al2O3,шл = С_Al2O3,к + (((m_крупки + m_{Al к. т.с}) · С_{Al, кр.}) - m_Al,спл) · М_Al2O3/2А_Al + (2 + m_{ж.р. т.с}) · С_{Al2О3, ж.р.} + 10 · С_{Al2О3, изв.} = 1,5 +(((39,782 + 1,5) · 0,94) - 4,187) · 102/54 + (2+6) · 0,01 + 10 · 0,01 = 67,07 кг

 

Количество TiO в шлаке

TiO поступает в шлак в результате восстановления TiO₂ концентрата

m_TiO,шл = m_TiО,к = 5,28 кг

 

Количество Ti₂O₃ в шлаке

Ti₂O₃ поступает в шлак в результате восстановления TiO₂ концентрата

m_Ti2O3,шл = m_Ti2О3,к = 5,94 кг

 

Количество SiO₂ в шлаке

 

SiO₂ поступает в шлак из концентрата, в результате окисления ферросилиция, из железной руды и извести

m_{SiO2, шл} = С_SiO2,к · 0,1 + (1 · С_Si,FeSi · 0,5 + 0,5 · С_Si,FeSi) · М_SiO2/А_Si + (2 · С_SiO2,ж.р. · 0,1) + 6 · С_SiO2,ж.р + 10 · С_SiO2,изв.= 3 · 0,1 + (1 · 0,75 · 0,5 + 0,5 · 0,75) · 60/28 + (2 · 0,04 · 0,1) + 6 · 0,04 + 10 · 0,05 = 2,655 кг

 

Количество FeO шлака

 

FeO поступает в шлак  из концентрата и железной руды и из термитной смеси

В 6 кг термитной смеси содержится железа

m_{Fe, т.с.} = 6 · 0,96 · 112/160 = 4,03кг

Из них 3,03кг перешло в сплав. Остаток  железа в виде FeO перейдет в шлак

m_{FeО, т.с} = (m_{Fe, т.с.} - m_{Fe, сплав, т.с}) · 72/56 = (4,03 – 3,03) · 72/56 = 1,29кг

m_{FeО, шл.} = m_{FeО Fe2O3,к} + m_{FeО Fe2O3, р} +m_{FeО, т.с} = 0,892 + 0,05 + 1,29 = 2,232кг

 

Количество MgO шлака

 

MgO поступает в шлак из концентрата

m_{MgO, шл} = 100 · C_MgO,к = 100 · 0,016 = 1,6кг

 

Количество СаО шлака

СаО поступает в шлак из концентрата, железной руды и извести

m_{MgO, шл} = 100 · С_СаО,к + (2+6) · С_{СаО,ж.р.} + 10 · С_{СаО, изв} = 100 · 0,008 + 8 · 0,03 + 10 · 0,93 = 10,34кг

 

Вес и  состав шлака приведены в табл. 1.3

 

табл.1.3 - Состав шлака

 

Окисел	Поступает в шлак, кг	Состав шлака, %
Al2O3	67,07	70,513
TiO	5,28	5,551
Ti2O3	5,94	6,245
SiO2	2,655	2,791
FeO	2,232	2,347
MgO	1,6	1,682
CaO	10,34	10,871
Всего:	95,117	100