Практическая работа № 1. Расчёт шихты для ильменитового концентрата

Цель работы.Научиться рассчитывать материальный баланс для проведения восстановительной плавки ильменитовых концентратов.

Ход работы.На примере расчёта шихты выполнить расчёт по варианту (из таблицы).

Теоретическая часть

В качестве сырья для выплавки титановых шлаков используют:

1) железо-титановые концентраты, содержащие TiO₂ не менее, %:

· 50-65 в ильменитовых концентратах из россыпей,

· 42-47 в ильменитовых концентратах из коренных месторождений;

2) любые углеродные восстановители (кокс, антрацит, уголь и др.), учитывая содержание в них углерода, летучих, влаги и золы, а также их влияние на расход электроэнергии и производительность печи.

Успешное проведение плавки железотитановых концентратов зависит от дозировки восстановителя. В зависимости от количества углерода образуются титановые шлаки различного состава:

- избыток углерода вызывает образование большого количества низших оксидов титана, карбида титана TiC и твердых растворов типа Ti (О, С), что повышает температуру процесса плавки;

- недостаток углерода ведёт к неполному восстановлению оксидов железа.

На титано-магниевом комбинате шихту готовят из ильменитового концентрата и антрацита - высококачественного угля марки АММ, с содержанием углерода не менее 85%, золы не более 10%, имеющего высокую реакционную способность, низкую электрическую проводимость и невысокую стоимость.

Подготовку шихты для восстановительной плавки начинают с определения количества компонентов шихты, а затем в заводской лаборатории проводится анализ состава исходных материалов. Для каждого вида концентрата проводят специальный расчет шихты, учитывая все факторы:

· полный состав концентрата,

· полный состав восстановителя,

· восстановление всех окислов в сырье (FeO, Fe₂O₃, TiO₂, MgO, MnO, Al₂O₃, SiO₂, CaO и др.),

· дополнительную степень восстановления окислов образовавшейся окисью углерода,

· мощность и конструкцию печи,

· условия плавки и многое другое.

Практическая часть

Количество восстановителя в шихте рассчитывают в соответствии с анализом исходных материалов, чтобы его хватило на восстановление окислов железа до металла и двуокиси титана до Тi₃О₅. Примерные результаты анализа приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Состав исходных материалов

Размеры в процентах

Для упрощения расчета принимаем:

а) расчет ведем на 100 кг концентрата;

б) окись железа (Fe₂O₃) в концентрате восстанавливается до закиси (FeO) полностью;

в) полученная закись и закись, входящая в состав концентрата, на 96% восстанавливается до металла;

г) содержание углерода в чугуне принимаем 2% от массы железа, полученного из концентрата;

д) угар восстановителя во время плавки компенсируется углеродом электрода.