Równowaga układu Fe-Si-O-C w procesie elektrotermicznym wytopu żelazokrzemu

• Autorzy: Machulec B. , Sosnowski R. , Kopeć G.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bazując na metodzie minimalizacji entalpii swobodnej Gibbsa (FEM) określono wpływ warunków temperaturowych na skład równowagowy układu zamkniętego Fe-Si-0--C z uwzględnieniem specyfiki procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu FeSi75. Zakłada się, że modelem zlokalizowanej w pobliżu końca elektrody strefy reakcyjnej jest układ zamknięty w postaci pionowego reaktora złożonego z dwóch stref izotermicznych: górnej o temperaturze niższej Tl, do której wprowadzana jest mieszanka redukcyjna oraz dolnej o temperaturze wyższej T2, oddzielonych od siebie przegrodą, przez którą możliwy jest swobodny przepływ masy. Zagadnienie FEM dla układu Fe-Si-0--C rozwiązano z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego EXCEL przy założeniu niestechiometrycznego algorytmu obliczeniowego. Określono wpływ składu początkowego mieszanki redukcyjnej, a także warunków temperaturowych na efektywność procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu FeSi75 oraz warunki metalurgiczne strefy reakcyjnej.

EN

On the basis of Gibbs function minimization (FEM) the effect of temperature conditions on equilibrium composition of closed Fe-Si-O-C system was defined taking into account the specifity of electrothermal process of melting FeSi75 ferrosilicon. It was assumed that the model of reaction zone located near the electrode end is a closed system in form of vertical reactor compound from two isothermal zones: upper - with lower Tl temperature where the reduction mix is introduced, and lower - with higher Tz temperature both separated by a barrier where unrestricted flow of mass is possible. FEM problem for Fe-Si-0-C system was solved by using EXCEL algorithm. The effect of initial composition of reduction mix and temperature conditions on efficiency of electrothermal process of melting FeSi75 ferrosilicon and metallurgical conditions of reaction zone are defmed.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 1999
• Tom: nr 4
• Strony: 168--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Machulec B.

• Politechnika Śląska

autor

Sosnowski R.

• Politechnika Śląska

autor

Kopeć G.

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Eriksson G.: Thermodynamic Studies of High Temperature Equilibria. III Solgas, a Computer Program for Calculating the Composition and Heat Condition of an Equilibrium Mixture, Acta Chemica Scandinavia, 1971, t. 25, s. 2651-2658
• 2. Eriksson G.: Thermodynamic Studies of High Temperature Equilibria. XII Solgasmix, a Computer Program for Calculation of Equilibrium Compositions in Multifaze Systems, Chemica Scripta, 1975, nr 8, 100-103
• 3. Rao Y. K.: Stoichiometry and Thermodynamics of Metallurgical Process, Cambridge, University Press, 1985
• 4. Wyczesany A.: Równoczesne równowagi chemiczne i fazowe w złożonych procesach przerobu ropy naftowej i syntezy organicznej, Monografia 209, Politechnika Krakowska, Kraków, 1996
• 5. Himmelbau D.M.: Applied Nonlinear Programming, McGraw-Hill Book Comp., 1972
• 6. Kręglewski T., Rogowski T. i inni: Metody optymalizacji w języku Fortran, Warszawa, 1984
• 7. Johansson T., Eriksson G.: Computer Simulation of Carbothermic Silica Reduction Process, J. Electrochem. Soc.: Solod-State Science and Technology, 1984, 2, Vol. 131, 3.365-370
• 8. Hutchison S. G., Richardson L. S., Wai C. M.: Carbothermic Reduction of Silicon Dioxide-A Thermodynamic Investigation, Metallurgical Transactions B, 1988, Vol. 19B, s. 249-253
• 9. Machulec B., Sosnowski R.: Modelowanie procesu redukcji krzemionki węglem z zastosowaniem metody minimalizacji entalpii swobodnej Gibbsa, Nowe Technologie w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, II Seminarium Naukowe, Pol. Śląska, Katowice, 1994
• 10. Rath G., Metalmann O. H. : Operational aspects on the FeSi and Si – metal production, Electric Fumace Proc., Conf., 10-13.12.85, Atlanta, s. 293-297