Расчетная часть

В ходе работы, на основе анализа литературных данных, была разработана математическая модель и реализована в MS Excel.

Для расчета коэффициента распределения серы Ls необходимо вычислить активности a_CaO, a_SiO2 и константу равновесия в зависимости от изменения энергии Гиббса по методу Темкина и Шварцмана.

Схемы расчетов представлены на рис. 2.1 и рис. 2.2.

(2.7)

(2.6)

(2.4)

(2.2)

(2.1)

Далее для расчета нужно найти изменение коэффициента распределения серы между металлом и шлаком:

∆Ls = Ls*-Ls_(мод), где

Ls* = Ls_(мод) (в зависимости от ∆FeO),

Ls_(мод) = Кр * a_CaO \ a_FeO.

Составим баланс серы:

, где

Ls^нат = (S) \ [S];

Ш – вес чугуна;

[S] – содержание серы в чугуне;

Из этой формулы находим ∆[S] в зависимости от ∆FeO

Схема расчета «по методу Тарасова»

Рис. 2.1

Схема расчета «через активности»

Рис. 2.2

2.1. Расчет активности компонентов шлака по теории совершенных ионных растворов. 2.1.1. По данным среднесуточных значений (август 2010) на ОАО «НТМК»
					Таблица 2.1
Состав шлака,мас. %
CaO	SiO2	FeO	TiO2	MnO	MgO	V2O5	Al203	S
34,078	28,112	0,559	10,124	0,601	12,012	0,214	15,768	0,9
							Таблица 2.2
Активности компонентов шлака
CaO	SiO2	FeO	TiO2	MnO	MgO	V2O5	Al2O3	S
0,224	0,331	0,003	0,089	0,003	0,110	0,002	0,218	0,020
							Таблица 2.3
Число молей компонентов в 100 г шлака
CaO	SiO2	FeO	TiO2	MnO	MgO	V2O5	Al2O3	S	Сум.
0,609	0,469	0,008	0,063	0,008	0,300	0,002	0,155	0,028	1,64
0,371	0,285	0,005	0,039	0,005	0,183	0,001	0,094	0,017	1,00
		Таблица 2.4.
Ионные доли катионов
Ca2+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
0,658	0,008	0,009	0,325
			Таблица 2.5
Ионные доли анионов
O2-	S2-	(SiO4)4-	(V)5-	(AlO3)3-
0,340	0,020	0,331	0,002	0,218
Общее число грамм-ионов катионов 0,925.
Общее число грамм-ионов кислорода 0,482.
Общее число грамм-ионов анионов 1,417.

Из этого расчета берем a_CaO = 0,224, a_FeO = 0,003.

2.1.2. По данным среднесуточных значений (июль 2010) на ОАО «ЧМК»

Таблица 2.6
Состав шлака,мас. %
CaO	SiO2	FeO	TiO2	MnO	MgO	V2O5	Al203	Сум.
40,691	40,027	0,698	0,561	0,685	6,991	0,213	9,327	0,498
							Таблица 2.7
Активности компонентов шлака
CaO	SiO2	FeO	TiO2	MnO	MgO	V2O5	Al2O3	S
0,184	0,584	0,002	0,006	0,002	0,044	0,003	0,160	0,184
					Таблица 2.8
Число молей компонентов в 100 г шлака
CaO	SiO2	FeO	TiO2	MnO	MgO	V2O5	Al2O3	S	Сум.
0,727	0,667	0,010	0,004	0,010	0,175	0,001	0,091	0,016	1,700
0,427	0,392	0,006	0,002	0,006	0,103	0,001	0,054	0,009	1,000
Таблица 2.9 Ионные доли катионов
Ca2+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
0,789	0,011	0,010	0,190
		Таблица 2.10
Ионные доли анионов
O2-	S2-	(SiO4)4-	(V)5-	(AlO3)3-	(FeO2)-
0,233	0,014	0,584	0,003	0,160	0,006
Общее число грамм-ионов катионов 0,921.
Общее число грамм-ионов кислорода 0,266.
Общее число грамм-ионов анионов 1,142.

Из этого расчета берем a_CaO = 0,184, a_FeO = 0,002.

Дата добавления: 2015-07-15