Булекова гулзат абилкасыновна
жүктеу/скачать 1.72 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.2 «Terra» бағдарламалық кешенін қолданып кешенді қорытпа
- Fe 2 O 3 SiO 2 Al
| моль
кДж Т Т С L dT С Шл Н пл вып ж пл T тв р i Т Т ш пл i / ), ( 20 2 1 n i i Т T i шл Шл H g Q 1 2 1 плМеО шл пл плМеО раствМеО Т Т L L . 53
Жылу эндотермических реакциялар. Кварцит оксидтерін қалпына келтіруге және көмірлі жыныстың күліне, ылғалдың булануына және т. б. жылу реакция энтальпиясы бойынша есептеледі және олардың салмағы
Кесте 3.17 - Жылу эндотермиялық реакциялар. Шихта
мат-лы Si
Al Ca
Mg Mn2O3
Mn Fe
P2O5 H2O SiO
Al2O
MnO
Борлы + Батыс Қамыс
428761,2 229062,1 5490,2
2659,3 16694,6 44566,3 37274,6 453,1 1467,1 33343,9
26556,2
21435,2
Борлы + Үлкен Қытай
447567,9 232486,4 7286,1
3150,7 11436,1 30301,1 39636,3 206,6 1467,1 34806,5
26953,2
14683,5
Борлы + Шығыс Қаражал
429156,0 225760,0 8086,5
2690,0 13123,9 40768,1 41328,1 250,9 1457,1 33374,7
26173,4
16850,5
Сарадыр + Батыс Қамыс
472525,1 184687,4 7238,3
1612,7 16694,6 90834,7 73394,5 852,5 4401,3 36747,4
21411,7
21435,2
Сарадыр + Үлкен Қытай
510856,8 191666,8 10898,8 2614,1 11436,1 61759,4 78208,1 350,0 4401,3 39728,4
22220,8
14683,5
Сарадыр + Шығыс Қаражал
473329,7 177957,0 12530,2 1675,3 13123,9 83093,1 81656,3 440,3 4401,3 36810,0
206314
16850,5
Кесте 3.18 - Жылу шығынының шамасы, кДж құрайды.
Шихта материалы Шығын-ң жоғалуы
Жылудың жалпы
шығыны Электроэ-ң шығынының анықтамасы Электроэ-ң жалпы
шығыны Электроэн-ң шығыны металдың т. Борлы + Батыс Қамыс
1009711,1 2019422,1 1395664,0 430,8
9860,7 Борлы + Үлкен Қытай 1013458,1 2026916,2 1401390,1 432,5 10125,0
Борлы + Шығыс Қаражал
1005412,9 2010825,8 1385304,3 427,6
9720,3 Сарадыр + Батыс Қамыс 1132532,9 2265065,8 2029072,8 626,3 10405,5
Сарадыр + Үлкен Қытай
1154488,5 2308977,1 2069380,6 638,7
10971,0 Сарадыр + Шығыс Қаражал 1134088,9 2268177,9 2028590,6 626,1 10297,7
Жылу шығыны. Эксперименттік деректер бойынша (кесте 3.10) футеровка, колошниктің сәулеленуі, сумен және т.б. салқындататын электродтар арқылы жылу өткізгіштігі арқылы жылу шығындары жалпы жылу шығынынан 25,0% ( =0,750) құрайды.
i fi i энд H g Q 1
54
алуды термодинамикалық модельдеу
Марганец құрайтын кешенді қорытпаға толық термодинамикалық талдау
ТЕРРА кешенді бағдарламасы химиялық және фазалық түрлендірулері бар ерікті жүйелерді есептеуге арналған. Ол барынша тепе-тең жағдайларды модельдеуге мүмкіндік береді. Мәскеу мемлекеттік техникалық университетінде құрастырылдып іске асырылды. Н.Э. Бауман есептеу әдісі мен алгоритмін құрастырды. Бағдарлама жеке заттардың қасиеттерінің ауқымды деректер базасымен байланысты, бұл оны химиялық құрамы бойынша ерікті композицияларды зерттеу үшін жарамды етеді [83]. Алдыңғы прототиппен салыстырғанда (АСТРА бағдарламасы) бұл бағдарламалық өнім әлдеқайда ыңғайлы пайдаланушы интерфейсі бар және модельдеу нәтижелерін өңдеу және көрсету бойынша жаңа мүмкіндіктерді ұсынады. Зерттелетін жүйе болуы мүмкін химиялық элементтердің шекті саны елуге тең; бір есеп барысында қаралатын конденсациялаған фазалар саны екі жүзбен шектелген, ал тепе-теңдікте түзілетін газ фазасы компоненттерінің саны (жеке заттардың саны) сегіз жүзге жетуі мүмкін. Гетерогенді жүйелер үшін есептеулерді жүргізу кезінде бір компонентті араласпайтын фазалардың моделін де, конденсирленген ерітінділердің модельдерін де қолдануға болады. «ТЕРРА» кешенді бағдарламасымен толық термодинамикалық модельдеу (ТТМ) кешенді қорытпасы зерттеу жүргізілді. Толық термодинамикалық модельдеу (ТТМ) кешенді қорытпалар үшін 1473 - 2273 К интервальнда және Р=0,1 МПа қысымда шикіқұрам материалдарының тотықсыздандырғыштың өзгерісі бойынша жасалынды [86-91]. Кешенді қорытпаның термодинамикалық тепе-теңдік параметрлерін анықтау үшін шикіқұрамның химиялық құрамы келесідей:
Кесте 3.19 – Кешенді қорытпаны балқытудағы шихта материалдары Fe 2 O 3 SiO 2 Al 2 O 3 MnO2 TiO 2 CaO MgO P 2 O 5 S A ППП / V W C тв Mn руда
25,61 21,90
4,700 41,050
1,330 0,260 0,140 0,01
5,00
Зола УП 3,380 58,49 33,95
0,980 1,390 1,780 0,030 0,00 54,9
16,78 0,600 28,320
Кешенді ферроқорытпларды көміртегітермиялық балқытуды (ФСА) толық термодинамикалық модельдеу нәтижесінде түзілген қосылыстар 1473 - 2273 К температураға байланысты (сурет 3.1-3.3) тұнған және газдық фазаның графигтері табылды. Кешенді қорытпалар (ФСА-Mn) балқыту кезінде 1473-1973К температура интервалында шикіқұрам материалдарының негізгі
тотықтарының тотықсыздануы келесі реакция бойынша жүргізіледі [88-91]:
55
SiO 2,тв +C тв = {SiО} + CO (3.1)
SiO 2,тв
+ 2C тв +Fe=Si Fe + 2CO
(3.2) [Si] + C
тв = SiC
(3.3) SiO
2,тв + 3C
тв =SiC
тв + 2CO
(3.4) {SiO}+ 2C тв =SiC
тв +CO
(3.5) SiO
2,тв →SiO+ 1/2O 2
SiO 2,тв
+CO= {SiO} +CO 2
(3.7) nSiO
2 *mAl
2 O 3 +kC= (k-2)SiC+ +(k-1)CO+(n-1)SiO 2 *mAl
2 O 3 (3.8)
1773-1873К арасында (3.4) және (3.8) реакция өтеді. 1823К температурада SiC мен FeSi балқымасының түзілуі қарама-қарсы (3.2) реакция бойынша металдың түзілу мүмкіншілігін тудырады. ФСА марганецті өндірісін балқыту, кремнийлі ферроқорытпалар тәріздес, кремний тотығы мен алюминий тотығының тотықсыздануы газ фазалық арқылы жүзеге асады [83]. Кремний субоксидінің тотықсыздануы 1883К жоғары температурадан кремнеземнің балқуынан басталады. Кремний субоксиді кремнеземнің көміртекпен тотықсыздануы кремнеземнің диссоциациясына ұшырайды. Пештің жоғары бөлігінде газдың көміртегімен тотықсыздануы кремний карбиді мен металдық кремнийдің төменгі дәрежесіне әкеледі:
SiO
г + C
тв = Si
ж + CO
(3.9) SiO
г + 2C
тв = SiС
тв + CO
(3.10)
Сонымен қатар, карбид кремний мен кремнезем көміртегімен тікелей тотықсызданады. 1873К
температурада кремнезем мен муллиттің тотықсыздануы жүреді. Кремнеземнің жоғары болуы алюминий карбиді мен алюминий карбид тотығында болады. 2273К температурада электрод аумағында жоғары болады және (3.11)- (3.18) реакция бойынша келесідей жүргізіледі:
SiO
2,тв +Si
ж = 2SiO
(3.11) SiO
г +SiC
тв = 2Si
ж +CO
(3.12) SiO
г +C=Si
ж +CO
(3.13) SiO
2 +SiC=Si
ж +SiO+CO
(3.14) 2Al
2 O 3,тв + 9C тв =Аl 4 C 3,тв + 6CO (3.15)
2Al 4 C 3,тв + 3SiO
2 = 8Al
ж + 3Si
ж + 6CO
(3.16) 2/3Al
2 O 3 + 2SiC+Fe= 4/3Al Fe + 2Si Fe + 2CO
(3.17) Al 2 O 3,тв
+ 2C=Al 2 O + 2CO (3.18) Al 2 O 3,тв
+ 3C= 2Al ж + 3CO (3.19) Al 2 O 3 +SiC=Al 2 O+SiO+CO (3.20)
56
Алюминосиликатты жоғары темпераурада көміртегінің әсерінен Al 2
3 және SiO 2 тотықтарына жоғалады. Минералының өтуі көп мөлшерде каолиниттің түзілуіне әкеледі [83]. 2473К температурада кремний алюминий балқымасы келесі реакция бойынша түзіледі:
2Al 2 O 3 + SiC тв = 4Al ж + SiO
г + CO (3.21) Al 2
г + SiC
тв = 2Al
ж + Si
ж + CO (3.22) Al ж
г (3.23)
Тотықсыздандыру үдерісі көп мөлшерде газдық фаза арқылы SiO, Al 2 O металға өтеді. Осы аталған реакция бойынша ТТМ жүргізіледі. Толық термодинамикалық анализдеу нәтижесінде 3.1 - суретке тоқсалсақ: - қатты көміртегісі (С қатты ) 1473 - 1773 К температура интервалында 21,93% болады. 1773 К температурадан бастап, ол тұнған фазадан газдық фазаға ауысады және қатты көміртегінің СО - ға және кремний карбидіне байланысын білдіреді .
Сурет 3.1 - Көміртек пен көміртек тотығының температураға тәуелділігі
0 5 10 15 20 25 1473 1573 1673
1773 1873
1973 2073
2173 2273
жүктеу/скачать 1.72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|