Из общего количества углерода в антраците часть его расходуется на восстановление окислов железа и кремния, содержащихся в золе:

- на восстановление кремнезема по реакции SiO₂ + 2С = Si + 2СО затратится углерода:

7,85*0,42*  = 1,32 кг

- на восстановление окиси железа по реакции Fe₂O₃ + ЗС = 2Fe + ЗСО

7,85*0,277*  = 0,49 кг

Общий расход углерода на восстановление окислов золы составит:

1,32 + 0,49 = 1,81 кг

В антраците останется активного углерода

87,08 — 1,81 = 85,27 кг

Определение количества углерода для восстановления окислов в концентрате

- для перевода Fe₂O₃ в FeO по реакции Fe₂O₃ + C = 2FeO + CO

7,86*  = 0,59 кг

- для перевода FеО в Fе по реакции FеО + С = Fе + СО

(36,40+7,86* ) * *0,96 = 6,95 кг

- для перевода TiO₂ в Тi₃О₅ по реакции ЗTiО₂ + С = Ti₃О₅ + СО

50,80*  = 2,55 кг

Общее количество углерода на восстановление окислов составит:

0,59 + 6,95 + 2,55 = 10,09 кг

В результате восстановления концентрата получится железа

(7,86* + 36,40) * *0,96 = 32,4 кг

В это количество железа перейдёт углерода

32,4 * 0,02 = 0,648 кг

5) Общий расход углерода на восстановление окислов железа и титана и науглероживание железа составит

10,09 + 0,648 = 10,738 кг

или в пересчете на антрацит

10,738 / 0,8527 = 12,60 кг

На основании приведенных расчетов состав шихты будет следующим

Таблица 2 – Состав и количество шихты

Подготовка шихты для восстановительной электроплавки

Концентрат и восстановитель с заводского склада сырья поступают в приёмные бункера шихтового отделения плавильного цеха. Подготовка шихты строго подчинена технологическому регламенту, несоблюдение которого приводит к ухудшению технологии плавки. Для каждого вида концентрата опытным путем уточняют условия расчета шихты, учитывая все факторы:

· полный состав концентрата,

· восстановление других окислов, присутствующих в концентрате и антраците (MgO, MnO, CaO и др.),

· дополнительную степень восстановления окислов образовавшейся окисью углерода,

· мощность и конструкцию печи,

· условия плавки и др.

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.

Способы подготовки сырья зависят от типа шихты – порошковой или брикетированной. Восстановитель дробят до крупности кусков 5 мм, размалывают до 0,5 мм (только для брикетов). Измельчение титанового концентрата не требуется, так как он достаточно мелкий, менее 3 мм.

В соответствии с расчетом концентрат и восстановитель дозируют на автоматических весах и загружают в парообогреваемый смеситель.

Порошковую шихту перемешивают 15-20 мин. до достижения температуры 100 ºC.

При изготовлении брикетов шихту перемешивают 5-10 мин. до температуры 80-90 °С, затем в смеситель подают связующее (сульфитно-целлюлозный щелок) на натриевой основе. Расход связующего для максимальной прочности брикетов зависит от свойств шихты и плотности щелока, и составляет 2—7 % от массы шихты. Дальнейшее перемешивание в обогреваемом смесителе 35-40 мин. способствует частичному удалению влаги. Готовую массу подают на валковый пресс, где формуются овальные брикеты, затем их отправляют в сушильную печь и получают продукцию с прочностью на раздавливание 150—300 кг/брикет.

Таблица 3- Приготовление шихты для восстановительной плавки

Готовые брикеты и порошковая шихта по транспортеру поступают в бункера плавильного отделения, из которых они по мере надобности загружаются в электропечь. Брикеты теплопроводнее порошка и снижают вынос пыли, но изготовление их обходится дорого, поэтому они составляют до 50 % загрузки, дополняемую порошковой шихтой.