LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Покращання металургійних властивостей обкотишів за рахунок вдосконалення технології їх виробництва з рудовугільної шихти

таблиць.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У введенні обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульовані мета і завдання дослідження, об'єкт і предмет дослідження, методи дослідження, наукова новизна, практичне значення отриманих результатів, відомості про апробацію і публікацію результатів дослідження.


У першому розділі "АНАЛІЗ ВПЛИВУ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОГО ПАЛИВА І ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОБПАЛУ НА МЕТАЛУРГІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗАЛІЗОРУДНИХ ОБКОТИШІВ" виконано аналіз стану якості окускованих залізорудних матеріалів для доменної плавки. Особливу увагу привернуто до металургійних властивостей залізорудних обкотишів. Насамперед це стосується підвищення основності спорідненої до основності шлаку, збереження необхідних міцністних характеристик в процесі відновлювально-теплової обробки, а також зближення цих властивостей з офлюсованим агломератом. Одним з ефективних напрямків покращання металургійних властивостей обкотишів є добавка твердого палива в шихту для отримання обкотишів, що забезпечує зближення властивостей обкотишів та агломерату.

З раніше проведених робіт в Механобрчерметі, ІЧМ НАН України, УНЦ АНРФ, ВНИИМТЕ, Уралмеханобрі, НМетАУ – З.І. Некрасовим, Г.Г. Ефименко, М.М. Бережним, Г.В. Губіним, Г.М. Майзелем, М.С. Барановим, В.П. Мовчаном, Н.Д. Ванюковою та ін. встановлено, що тверде паливо при виробництві обкотишів може застосовуватися в комбінації з газоподібним або рідким (мазут) паливом.

Добавка твердого палива в шихту і рівномірний розподіл його в об'ємі обкотиша підвищує продуктивність обпалювальної машини і знижує витрату природного газу. За рахунок умов, що утворюються при відновлювально-тепловій обробці, відбувається поліпшення металургійних властивостей обкотишів.

При окислювальному обпалі обкотишів, що містять вуглець, на конвейєрних обпалювальних машинах в шарі обкотишів одночасно протікають реакції окислення і відновлення оксидів заліза і вуглецю. В результаті прямого відновлення в структурі обкотишів утворюється монооксид заліза. Одночасно відбувається розвиток процесів окислення відновлених оксидів заліза і монооксиду вуглецю та формування залізосилікатних зв'язок. Важливим фактором в цих процесах є основність обкотишів.

В аналізі літературних даних показана суперечність деяких результатів. Зокрема витрата твердого палива в шихту прийнята на основі досліджень і не підтверджена теоретичними розробками.

У зв'язку з цим в дисертаційній роботі поставлена науково-прикладна задача покращання металургійних властивостей обкотишів, що одержані з рудовугільної шихти. Вирішення цієї задачі в роботі здійснено за рахунок дослідження окислювально-відновлювальних процесів при обпалі залізорудних обкотишів, що містять в своєму складі вуглець, а також дослідження впливу основності на міцність обкотишів з урахуванням технологічних факторів високотемпературного обпалу обкотишів.


У другому розділі "ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ ОБПАЛІ ЗАЛІЗОРУДНИХ ОБКОТИШІВ, ЩО ОДЕРЖАНІ З ШИХТ ІЗ ДОБАВКОЮ ТВЕРДОГО ПАЛИВА" для вирішення завдань дослідження розглянуті критерії якості твердого палива, яке може бути використано в шихті для виробництва обкотишів. Враховуючи функції, які виконує тверде паливо в обкотишах, а саме внутрішнього джерела теплоти і відновлювача, воно повинне характеризуватися низькою реакційною здатністю. Як наслідок, запалення виникає пізніше і горіння є тривалим. Температурний рівень, при якому відбувається газифікація твердого палива всередині обкотиша, підвищується. Кількість відновлювального газу збільшується, що сприяє інтенсифікації процесів відновлення оксидів заліза за рахунок дифузії монооксиду вуглецю з центру до периферії обкотиша.

В умовах гомогенізації вихідної шихти з твердим паливом оксиди заліза в обкотишах починають відновлюватися на контакті частинок оксидів і вуглецю. Теоретично температура початку прямого відновлення визначається з порівняння термодинамічних потенціалів реакцій газифікації вуглецю і непрямого відновлення. Для розрахунку температури початку прямого відновлення використані дані проф. Є.О. Козачкова:

, ;

, .

Ці залежності перетинаються при температурі 682 (при Р∑=1). Експериментальні дані про початок взаємодії між вуглецем та оксидами заліза приведені в табл. 1.

Таблиця 1

Температура початку взаємодії оксидів заліза з вуглецем в рудовугільних обкотишах

Вміст

вуглецю, %

Температура початку інтенсивної взаємодії,

Втрата маси, мг



При температурі

початку взаємодії

При температурі 1100

0,46

0,74

0,82

1,57

2,14

3,89

>1050

850 – 900

800 – 900

820

900 – 920

910

-

13

7

22

9

28

11

58

26

122

35

255

З приведених даних виходить, що помітне відновлення починається в інтервалі 800-1000, а при температурі 1100 спостерігається збільшення швидкості прямого відновлення. Збільшення концентрації вуглецю в шихті для отримання обкотишів інтенсифікує процес відновлення, який характеризується втратою маси.

Дослідження процесів відновлення, що розвиваються при нагріві обкотишів, що містять тверде паливо, проводили в нейтральній атмосфері. Початкова концентрація вуглецю в обкотиші – 1,39 %. Розмір обкотишів 12 мм. Результати дослідження приведені в табл. 2.

З лінійної регресії, за експериментальними даними (табл. 2) одержуємо залежність (коефіцієнт кореляції 95 %) між залишковим вмістом вуглецю і кількістю монооксиду заліза, що утворюється, у складі магнетиту

. (1)

Звідки слідує: 1 г відновлює 13,7 г .

Таблиця 2

Зміна складу обкотишів, що містять тверде паливо, при нагріві в нейтральній атмосфері

Температура,

Атмосфера

1

300

63,2

1,2

5,0

1,39

2

500

63,4

1,4

5,8

1,32

3

700

64,9

5,5

22,8

0,86

4

900

66,5

15,7

65,0

0,27

5

1000

66,8

17,4

72,1

0,11

6

1100

67,2

19,6

81,2

0,04


З урахуванням реакцій і (початок яких відбувається при температурах більше 800), в яких 1 г вуглецю відновлює 18,62 г і 9,31 г, відповідно розраховуємо частку і в газовій суміші, що утворюється при відновленні оксидів заліза вуглецем в обкотиші:

;