כמה פרוסיליקון 75 כדאי להוסיף? דוגמה מעובדת לייצור פלדה

תשובה מהירה:כדי לחשב כמהFerrosilicon 75 (FeSi75)כדי להוסיף במהלך ייצור פלדה, אתה צריך חמישה ערכים: משקל פלדה מותכת, תכולת סיליקון התחלתית, תכולת סיליקון יעד, תכולת סיליקון בפועל בסגסוגת והתאוששות סיליקון משוערת.

הבסיסיחישוב תוספת פרוסיליקוןמחלק את הגידול הנדרש במסת הסיליקון בתרומת הסיליקון היעילה מהסגסוגת. לדוגמה, העלאת סיליקון מ-0.10% ל-0.30% ב-100 טונות של פלדה מותכת דורשת בערך296.3 ק"ג של FeSi75כאשר הסגסוגת מכילה 75% סיליקון וההתאוששות המשוערת היא 90%. זה שווה בערך2.96 ק"ג של FeSi75 לטון פלדה.

זהו מפושטהתאמת סיליקון בייצור פלדהדוּגמָה. יש לתקן את התוצאה כאשר חומרים נוספים נושאי סיליקון-, שינויים במסת ההיתוך או השפעות תהליך אחרות רלוונטיים. ההתאוששות המשוערת חייבת להיתמך ברישומי ייצור דומים לפני השימוש באומדן לחום בפועל.

איזה מידע אתה צריך לפני חישוב תוספת FeSi75?

לפני חישוב תוספת FeSi75 הנדרשת, אשר כי ערכי הקלט מתייחסים לאותו שלב ייצור פלדה ומצב חומר.

לדוגמה, אין להתייחס לניתוח סיליקון שנלקח לפני הוספת סיליקומנגן כרמת הסיליקון הנוכחית לאחר אותה תוספת סיליקומנגן.

התשומות הבאות קובעות את הבסיס לחישוב.

כאשר בודקים אתהרכב כימי פרוסיליקון 75, זכור כי FeSi75 הוא ייעוד כיתה ולא הוכחה לכך שכל אצווה שנמסרה מכילה בדיוק 75.00% Si.

שֶׁלָנוּהרכב ומפרטים כימיים של FeSi75כוללים אפשרויות כימיות שונות. לחישוב תוספת סגסוגת בפועל, השתמש בניתוח האצווה הרלוונטי או בערך מפרט מאושר בהתאם לנוהל החישוב של המפעל שלך.

מהי נוסחת חישוב תוספת פרוסיליקון?

השיטה הפשוטה ביותר להערכת תוספת פרוסיליקון מבוססת על מאזן מסת סיליקון.

ראשית, קבע את הגידול הנדרש בסיליקון הכלול בפלדה המותכת. לאחר מכן חלקו את הכמות בתרומת הסיליקון האפקטיבית הצפויה לכל קילוגרם של פרוסיליקון.

בנוסחה זו:

• מסת פלדה:משקל פלדה מותכת בקילוגרמים.
• עליית Si נדרשת:סיליקון יעד מינוס סיליקון התחלתי, מבוטא כשבר מסה.
• שבר סי ב-FeSi:חלק מסת הסיליקון של הברוזיליקון שנבחר.
• חלק שחזור סיליקון:השיעור המשוער של תוספת סיליקון שנשמר בפלדה.

שמור על יציבות של יחידות ואחוזים

עבור גרסה זו של הנוסחה, יש להמיר את כל הקלטות האחוזים לשברי מסה עשרוניים.

לדוגמה, שינוי מ-0.10% Si ל-0.30% Si הוא עלייה של0.20 נקודות אחוז, או0.002 כשבר מסה.

אם משקל הפלדה ניתן בטונות מטריות, המר אותו לקילוגרמים לפני יישום הנוסחה כאשר אתה רוצה את כמות הסגסוגת המתקבלת בקילוגרמים.

הבן את גבולות ההערכה

חישוב זה הוא אומדן מפושט עבור חיתוך סיליקון. הוא מתייחס למסת הפלדה המותכת כקבועה בערך במהלך הוספת הסגסוגת הקטנה יחסית.

בחום ממשי, תוספות חומרים נוספים, שינויים במסת ההיתוך, תגובות סיגים, פעולות חמצון וזיקוק עלולים לשנות את מאזן הסיליקון.

לתנאים מורכבים יותר, השתמש בחישוב מלא-מאזן התואם את נהלי התפעול והניתוח של המפעל שלך.

אשר גם מה כבר מייצגת הנחת שחזור הסיליקון שלך. אם ערך ההתאוששות נגזר מחום דומים וכבר אחראי על הפסדי תהליך נורמליים, הוספת אותה קצבת הפסד שוב תעריך יתר על המידה את מסת FeSi הנדרשת.

חישוב תוספת FeSi75: דוגמה מעובדת

שקול חום היפותטי לייצור פלדה הדורש עלייה בתכולת הסיליקון של פלדה מותכת.

אנו נחשב את כמות FeSi75 הנדרשת ולאחר מכן נמיר את התוצאה לקילוגרמים לטון פלדה.

דוגמה לנתוני קלט

שלב 1: חשב את הגדלת הסיליקון הנדרשת

התחל על ידי הפחתת תכולת הסיליקון הראשונית מתכולת הסיליקון היעד.

עליית Si נדרשת=0.30% − 0.10%=0.20 נקודות אחוז

המר את ההפרש באחוז-נקודות זה לשבר מסה עשרוני:

0.20 ÷ 100 = 0.002

ואז מכפילים במסת הפלדה המותכת:

סיליקון נטו נדרש=100,000 × 0.002=200 ק"ג סי

הפלדה דורשת אפוא גידול נטו של בערך200 ק"ג סיליקוןתחת הנחת המסה-הקבועה.

שלב 2: הערך את המסה הנדרשת של FeSi75

לקילוגרם אחד של FeSi75 המכיל 75% סיליקון יש קלט סיליקון נומינלי של 0.75 ק"ג.

אם נניח 90% התאוששות סיליקון, הסיליקון הצפוי שנשמר בהמסה לכל קילוגרם של סגסוגת הוא:

0.75 × 0.90=0.675 ק"ג Si לק"ג FeSi75

חלקו את 200 הק"ג הנדרשים של סיליקון נטו בתרומה הצפויה:

המוערךחישוב תוספת FeSi75נותן בערך296.3 ק"ג של פרוסיליקון.

זו אומדן תכנוני. התוספת בפועל צריכה להיקבע באמצעות חישוב התהליך המאושר של מפעל הפלדה, בהתחשב בהרכב האצווה הרלוונטי והנחות ההתאוששות.

שלב 3: המר את התוצאה לקילוגרם לטון

מסת הפלדה המותכת היא 100,000 ק"ג, שווה ערך ל-100 טון מטרי.

כדי לבטא אתקצב תוספת פרוסיליקוןבק"ג/ט, חלקו את מסת FeSi הכוללת במשקל הפלדה בטונות:

296.3 ק"ג ÷ 100 ט=2.963 ק"ג/ט

מעוגל לשני מקומות עשרוניים:

תוצאה זו חלה רק על התשומות המצוינות. זה לא קצב צריכה אוניברסלי של FeSi75 עבור כל פעולות ייצור הפלדה.

כיצד שחזור סיליקון משפיע על התוספת הנדרשת?

שחזור סיליקון בייצור פלדהמתאר את חלק הסיליקון המוסף דרך סגסוגת שנשמרת ביעילות בפלדה המותכת בתנאי ההפעלה המוגדרים.

חלק מהסיליקון עלול ללכת לאיבוד באמצעות חמצון או תגובות אחרות במקום לתרום לעלייה הנמדדת הנדרשת בסיליקון הפלדה.

ההתאוששות בפועל תלויה בשלב הזיקוק, תנאי החמצן, שיטת הוספת הסגסוגת, ערבוב, כימיה של סיגים וגורמי תהליך אחרים.

כדי להראות מדוע חשובה הנחת ההתאוששות, שקול את אותו חום של 100 טון עם עליית סיליקון נדרשת נטו של 200 ק"ג.

תוספת FeSi75 בשיעורי התאוששות משוערים שונים

חָשׁוּב:שיעורי ההתאוששות בטבלה זו הם תשומות רגישות היפותטיות. הם אינם מייצגים ביצועי FeSi75 מובטחים או יעדי פעולה מומלצים.

ההשוואה מראה כי התאוששות משוערת נמוכה יותר דורשת תוספת סגסוגת משוערת גדולה יותר כדי להשיג את אותה עלייה נטו בסיליקון.

בעת בחירת הנחת התאוששות, השתמש ברשומות בפועל מחימום עם ציוני פלדה דומים, תנאי זיקוק ונהלי הוספת סגסוגת.

אם המפעל שלך כבר משתמש במודל התאוששות מאומת, החישוב צריך לעקוב אחר המודל הזה במקום לאמץ ערך גנרי מדוגמה.

מדוע אין צריכת פרוסיליקון קבועה לטון פלדה?

צריכת פרוסיליקון לטון פלדהתלוי בכמות הסיליקון שצריך להוסיף וביעילות שבה תורם הסיליקון המוסף להרכב הפלדה הנדרש.

נפח פלדה לבדו אינו יכול לקבוע את הכמות הנכונה של FeSi75.

שני חימום של 100 טון עשויים להזדקק לתוספות פרוסיליקון שונות מכיוון שניתוחי הסיליקון הראשוניים שלהם, הרכבי היעד או תנאי העיבוד שונים.

עבור רכישה וניתוח צריכה, רשום את צריכת FeSi בפועל יחד עם עליית הסיליקון הנדרשת. השוואת ק"ג/ט בלבד מבלי להתחשב בכימיה של הפלדה עלולה להפיק מסקנות מטעות.

כיצד יש לכלול חומרי מיסב-סיליקון אחרים?

פרוסיליקון אינו תמיד המקור היחיד לסיליקון המוסף במהלך ייצור הפלדה.

תוספות סגסוגת אחרות, כוללסיליקומנגן (SiMn), יכול להכניס סיליקון לפלדה המותכת. התרומה הצפויה שלהם צריכה להיכלל באותו מאזן מסת סיליקון כאשר זה רלוונטי.

הכלל החשוב ביותר הוא להבחין בין סיליקון שכבר נכלל בהרכב הנמדד הראשוני לבין סיליקון הצפוי מתוספות מאוחרות יותר.

סיליקון כבר כלול בניתוח החום

אם הוסיפו SiMn לפני שנלקחה דגימת הסיליקון הראשונית, הסיליקון שנשמר מאותה תוספת עשוי כבר להשתקף בתכולת ה-Si הראשונית הנמדדת.

אין להחסיר שוב את אותה תרומת סיליקון מבלי לאשר את שלב החישוב ומאזן החומרים.

סיליקון מתוספת מתוכננת מאוחרת יותר

אם SiMn או סגסוגת-אחרת הנושאת סיליקון יתווספו לאחר ניתוח הסיליקון הראשוני, יש לקחת בחשבון את תרומת הסיליקון הנטו הצפויה שלו לפני קביעת דרישת FeSi שנותרה.

חישוב מותאם מפושט יכול להיכתב כך:

לדוגמה, נניח שתוספת SiMn מאוחרת יותר היפותטית תורמת 16 ק"ג של סיליקון שנשמר ביעילות בפלדה.

שימוש בדרישת הסיליקון הקודמת של 200 ק"ג נטו:

דרישת Si שנותרה=200 − 16=184 ק"ג

עם 75% תכולת סיליקון FeSi ו-90% התאוששות משוערת:

דרוש FeSi75=184 ÷ (0.75 × 0.90)=בערך 272.6 ק"ג

תרומת Si של 16 ק"ג היא הנחה להמחשה. יש לחשב את התרומות בפועל מ-SiMn וסגסוגות אחרות באמצעות ההרכבים, הכמויות המתוכננות והנחות ההתאוששות הרלוונטיות.

זכור גם ש-SiMn מציגה מנגן כמו גם סיליקון, ולכן התוספת שלו חייבת לעמוד בדרישות הכימיה המלאות של הפלדה.

במקרים מורכבים יותר, החישוב צריך לשקול את התרומות והאינטראקציות של כל תוספות הסגסוגת הרלוונטיות באמצעות מודל מאזן מסה עקבי-.

מדוע התאמת סיליקון שונה מתכנון ניקוי חמצון?

פרוסיליקון משרת שתי פונקציות קשורות בייצור פלדה: הוא מספק סיליקון להרכב הסגסוגת הסופי ויכול להשתתף בתגובות דה-אוקסידציה עם חמצן מומס.

החישוב במאמר זה מעריך את מסת FeSi הדרושה להשגת עלייה נטו מוגדרת בתכולת הסיליקון הנמדדת, בכפוף להתאוששות המשוערת.

עם זאת, תכנון הסרת החמצון עשוי לדרוש גם התייחסות של חמצן מומס, תגובות סיגים של פלדה-, היווצרות תחמוצת, תזמון הוספת סגסוגת ובקרת הכללה.

אם הנחת ההתאוששות שלך הוקמה מחום דומים וכבר משקפת הפסדי סיליקון דרך תגובות דה-אוקסידציה וחמצון רגילות, החלת קצבת חמצון שרירותית נוספת עשויה לספור את אותו הפסד פעמיים.

כאשר מצב החמצן או תרגול הזיקוק שונים באופן מהותי מחום הייחוס, ייתכן שיהיה צורך לשקול מחדש את התאוששות הסיליקון המשוערת.

להסבר מפורט על התגובות הללו, קרא את המדריך שלנו לכיצד פועל הסיליקון כמסיר חמצון.

מאמר זה מתמקד באיזון מסת הסיליקון במקום לספק מודל תהליך דה חמצון מלא.

שגיאות נפוצות בחישובי תוספת פרוסיליקון

גם כאשר הנוסחה נכונה, תשומות לא מדויקות עלולות ליצור הבדלים משמעותיים בין כמות הסגסוגת המשוערת והממשית.

לפני השימוש באחישוב תוספת פרוסיליקון, סקור את הטעויות הנפוצות הבאות.

• ערבוב טונות וק"ג:אם הנוסחה משתמשת במשקל פלדה בקילוגרמים, המר חום של 100 טון ל-100,000 ק"ג לפני החישוב.
• מבלבל בין אחוזים לשברים עשרוניים:יש להזין תכולת סיליקון של 0.30% כ-0.003 בנוסחת -שבר מסה, לא כ-0.30.
• שימוש בציון הנומינלי במקום הרכב הסגסוגת בפועל:FeSi75 אינו מבטיח תכולת Si מדויקת של 75.00% בכל אצווה. עיין ב-COA הרלוונטי או במפרט המאושר.
• התעלמות ממקורות סיליקון אחרים:סיליקון המוצג על ידי SiMn או סגסוגת מתוכננת אחרת יכול לשנות את דרישת ה-FeSi הנותרת.
• סופרים את אותו הפסד פעמיים:אם אומדן ההתאוששות כבר מתייחס להפסדי סיליקון רגילים, אל תוסיף אוטומטית הפרשה נוספת עבור אותם הפסדים.
• שימוש בניתוח ראשוני מיושן:ודא שמדידת הסיליקון הנוכחית מייצגת את שלב החישוב.
• החלת הנוסחה כאשר לא נדרשת עליה חיובית ב-Si:אם תכולת הסיליקון ההתחלתית כבר עומדת ביעד או עולה עליה, תוצאת חישוב שלילית אינה אומרת שיש להוסיף פרוסיליקון שלילי.
• התעלמות ממגבלות הציוד:ייתכן שיהיה צורך ליישב את המסה המחושבת עם נוהל השקילה, המינון וההפעלה המאושרים של המפעל.

אם עליית הסיליקון הנדרשת היא אפס או שלילית, סקור את מצב החום ויעד הייצור במקום להשתמש באופן מכני בנוסחת התוספת.

הצורה הפיזית של FeSi יכולה גם להשפיע על טעינת החומר ושילובם בהמסה. לשיקולים קשורים, ראה שלנודרישות גודל חלקיקי ברסיליקון-מַדְרִיך.

איך שיאי חום יכולים לשפר את ההערכה הבאה שלך?

נתוני ייצור היסטוריים יכולים לעזור לך לבחור הנחת שחזור סיליקון מציאותית יותר עבור חישובים עתידיים.

במקום להשתמש באחוז התאוששות אחד עבור כל דרגת פלדה ומצב תפעול, השווה חימום עם נוהלי תנור או מצקת דומים, שלבי הוספת סגסוגת והרכבי יעד.

תיעוד חום שימושי צריך לחבר את תוספת הסגסוגת המתוכננת עם השינוי שנצפה בכימיה של פלדה מותכת.

תבנית רשומות תוספת FeSi75

ניתן להשתמש בטבלה הריקה הבאה לארגון נתוני חום בפועל. הוא אינו מכיל תוצאות ייצור מומצאות.

עבור כל חום, רשום את שלב הניתוח הכימי הרלוונטי, דרגת הסגסוגת, הרכב האצווה בפועל, תזמון ההוספה וכל תוספות אחרות הנושאות סיליקון-.

כאשר נתוני ההפעלה מאפשרים, חשב את תרומת הסיליקון האפקטיבית מתוספת FeSi באמצעות איזון מסה עקבי. סקור את התוצאות על פני מספר תרגילים דומים במקום לבחור ערך התאוששות גבוה או נמוך בצורה יוצאת דופן.

אם תנאי הייצור משתנים, יש לבחון את הנחת השחזור לפני החלתה לחישוב הבא.

רשומות אלה יכולות לתמוך בהערכות צריכה-טובות יותר של סגסוגת ומפרטי רכישה ברורים יותר, במיוחד בהשוואה של FeSi75, FeSi72 או הרכבי אצווה שונים.

שאלות נפוצות

האם ניתן להשתמש באותו חישוב עבור FeSi72?

כֵּן. ניתן להשתמש באותה גישת איזון מסה- עבור FeSi72 או דרגת סיליקון פרוסיליקון אחרת. החלף את חלק הסיליקון FeSi75 בתכולת הסיליקון בפועל של הסגסוגת שנבחרה והשתמש בהנחת התאוששות מתאימה. FeSi72 עשוי לדרוש מסה שונה של סגסוגת כדי לספק את אותה עליית סיליקון נטו.

האם ניתן להעריך את צריכת FeSi75 מטון פלדה בלבד?

לא. משקל פלדה הוא רק קלט חישוב אחד. אתה גם צריך את תכולת הסיליקון הראשונית והמטרה, ריכוז הסיליקון FeSi בפועל, התאוששות משוערת וכל תרומות סיליקון רלוונטיות מתוספות מתוכננות אחרות. ערך קבוע של ק"ג/ט לא יכול לייצג כל דרגת פלדה או מצב חום.

מה אם התוספת המחושבת קטנה יותר מתוספת המינון של הצמח?

יש לבחון את הכמות המחושבת מול יכולות השקילה והמינון המאושרות של המפעל. אם הכמות הנדרשת היא מתחת לתוספת המעשית של הציוד, שיטת ההתאמה צריכה לפעול לפי נוהל הבקרה שנקבע בפעולת ייצור הפלדה. אל תעגל אוטומטית את התוספת כלפי מעלה מבלי לבדוק את ההשפעה על כימיית פלדת היעד.