Model stref reakcyjnych w piecu żelazokrzemowym rezystancyjno-łukowym

• Autorzy: Machulec B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2015.12.1

Warianty tytułu

EN

Model of the reaction zones in the ferrosilicon submerged arc furnace

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bazując na algorytmie minimalizacji Gibbsa przedstawiono model fizykochemiczny procesu wytopu żelazokrzemu. Modelem procesu jest układ dwóch reaktorów izotermicznych: górnego o temperaturze niższej T1, oraz dolnego o temperaturze wyższej T2 . Pomiędzy reaktorami i otoczeniem, oraz pomiędzy reaktorami wewnątrz układu zachodzi cyklicznie wymiana masy w chwilach, gdy w reaktorach osiągnięty jest stan równowagi. Skondensowane produkty reakcji przechodzą z góry w dół, a składniki fazy gazowej w kierunku przeciwnym. Można założyć, że reaktor 1 odpowiada strefom pieca rezystancyjno-łukowego w których ciepło wydziela się na zasadzie nagrzewania rezystancyjnego, a strefa 2 odpowiada strefom łuku, w których ciepło wydziela się na zasadzie nagrzewania łukowego. Wykorzystując pakiet do obliczeń termochemicznych HSC 7.1 przeprowadzono serię obliczeń symulacyjnych dla układu Fe-Si-O-C oraz określono wpływ temperatury T1, T2 na efektywność procesu redukcji krzemionki węglem.

EN

Based on the minimum Gibbs Free Enthalpy algorithm, model of the ferrosilicon smelting process has been presented. It is a system of two closed isothermal reactors: an upper one with a lower temperature T1, and a lower one with a higher temperature T2. Between the reactors and the environment as well as between the reactors inside the system, a periodical exchange of mass occurs at the moments when the equilibrium state is reached. The condensed products of chemical reactions move from the top to the bottom, and the gas phase components move in the opposite direction. It can be assumed that in the model, the Reactor 1 corresponds to the charge zone of submerged arc furnace where heat is released as a result of resistive heating, and the Reactor 2 corresponds to the zones of the furnace where heat is produced by electric arc. Using the model, a series of calculations was performed for the Fe-Si-O-C system and was determined the influence of temperatures T1, T2 on the efficiency of the carbothermic silica reduction process.

Słowa kluczowe

PL

żelazokrzem; model; równowaga; piec rezystancyjno-łukowy

EN

ferrosilicon; model; equilibrium; submerged-arc furnace

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 82, nr 12
• Strony: 751--755
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Machulec B.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Inżynierii Produkcji ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• 1. Schei, A. J., Tuset Kr., Tveit H.: Production of High Silicon Alloys, Trondheim, 1998
• 2. Batra N. K.: Modelling of ferrosilicon smelting in submerged arc furnace, Iron and Steelmaking, 2003, vol. 39, no. 5, pp 399÷404
• 3. Machulec B., Bialik W.: Model of the ferrosilicon melting process in the submerged arc furnace, International Conference on Innovative Technologies, IN-TECH 2012, Rijeka, 26÷29.09.2012, pp 287÷289
• 4. Eriksson G., Johansson T.: Thermodynamic Studies of Chemical and Thermal Equilibrium Calculations for a Quantitative description of a Non-Isothermal Reactor with Application to the Silicon Arc Furnace, Scandinavian Journal of Metallurgy, 1978, no. 7, pp. 264÷270
• 5. Machulec B., Bialik W.: Effects of Raw Material Contaminants on the Ferrosilicon Melting, Process in the Submerged Arc Furnace, Solid State Phenomena, vol. 212, 2013, pp. 183÷186