Теория и практика переработки отходов алюминия в роторных наклонных печах

Теория и практика переработки отходов алюминия в роторных наклонных печах

Автор: Новичков, Сергей Борисович

Шифр специальности: 05.16.02

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Иркутск

Количество страниц: 340 с. ил.

Артикул: 4112706

Автор: Новичков, Сергей Борисович

Стоимость: 250 руб.

Теория и практика переработки отходов алюминия в роторных наклонных печах  Теория и практика переработки отходов алюминия в роторных наклонных печах 

Содержание.
ВВЕДЕНИЕ
Раздел 1. Литературпый обзор
1.1. Современное состояние производства вторичного алюминия
1.2. Техника и технология получения вторичного алюминия.
1.3. Влияние ресурсной базы производства вторичного алюминия
на развитие роторных наклонных печей.
1.4. Технологии получения вторичного алюминия из низкосортных
алюминий содержащих отходов
1.5. Роторные наклонные печи в России.
1.6. Состав флюса решающий фактор в увеличении эффективности
переработки атюминиевых отходов в Р1ГГ1
1.7. Выводы.
Раздел 2. Исследовании процессов переработки алюминиевых
отходов в роторных наклонных печах.
2.1. Изучение процессов при плавлении отходов алюминия
во вращающемся тигле.
2.2. Особенности плавки алюминиевых отходов в лабораторной РНП
2.2.1. Окисление магния при плавке в РНП
2.3. Эксперименты на опытнопромышленной РНП
2.4. Роль масштабного фактора при переработке отходов алюминия в РНП.
2.5. Коалесценция в РНП.
2.5.1. Обзор литературных источников по коалесценции
2.5.2. Анализ опубликованных экспериментальных данных.
2.5.3. Коалесценция в жидком флюсе и реальные плавки
2.5.4. Влияние на коалесценцию механического воздействия
2.6. Влияние геометрии печи на эффективность сс работы
2.7. Другие проявления масштабного фактора
2.8. Выводы.
Раздел 3. Влияние физикохимических процессов в РНП на
технологические потерн при плавке
3.1. Формализация процессов, происходящих в РНП при различных
технологических режимах
3.2. Исследование процессов коалесценции на заключительном этапе плавки.
3.3 Субсоединения. Потери алюминия за счет химических реакций.
3.4. Потери металла на различных этапах плавки.
3.4.1. Влияние состава флюса, температуры и времени
3.4.2. Влияние примесей и легирующих элементов на потери металла
в сплавах алюминия.
3.4.3. Потери алюминия изза окисления печной атмосферой.
3.4.4. Потери металла от химического взаимодействия
алюминия или легирующих компонентов сплава с флюсами.
3.4.5. Замешивание капель алюминия в шлаке
3.4.6. Окисление алюминия остаточным кислородом, влагой
и органическими примесями, вносимыми в расплавленный металл
3.4.7. Общие потери алюминия.
3.5. Выводы
Раздел 4. Влияние состава флюса на структуру солевого шлака.
Оптимизация состава флюса
4.1. Структура и свойства солевых шлаков.
4.2. Повышение вязкости флюса оксидами. Экспериментальные данные
4.3. Влияние оксидов на плотность расплавленных солей
4.4. Механизм повышения вязкости флюса оксидами.
4.5. Модель оксидных блоков.
4.6. Связь модели оксидных блоков с реальными условиями
производственных процессов.
4.7. Оптимизация состава флюса.
4.7.1. Общие вопросы рециклинга алюминиевого сырья.
4.7.2. Межфазное натяжение алюминия и его сплавов в расплавленных солях.
4.7.3. Смачивание алюминия расплавленными солями.
4.7.4. Смачивание оксидов расплавленными солями
4.7.5. Применяемые покровнозащитные флюсы.
4.7.6. Оптимальное соотношение между и КС1 во флюсе.
4.7.7. Влияние добавок к смеси I на выход годного.
4.8. Температуры плавления и кристаллизации флюсов различного состава.
4.9. Исследования влияния добавок фторидов к флюсу на выход металла
4 Выводы
Раздел 5. Математическое моделирование. Компьютерная оптимизация
оборудования и процессов.
5.1. Общие представления об особенностях процессов в печи при вращении
5.2. Моделирование нестационарного теплообмена с футеровкой
5.2.1. Постановка задач и
5.2.2. Численный метод решения уравнения теплопроводности.
5.2.3. Нагрев футеровки во вращающейся печи
5.2.4. Численное решение одномерного уравнения теплопроводности для
цилиндрической стенки
5.2.5. Влияние неодномерности геометрии на точность расчта нагрева стенки.
5.2.6. Модель теплообмена с шихтой во вращающейся печи.
5.2.7. Расчт нагрева поверхностного слоя шихты во вращающейся печи
5.2.8. Теплообмен между футеровкой и шихтой во вращающейся печи
5. 3. Моделирование факельного горения
5.3.1. Моделирование турбулентной аэродинамики многокомпонентной смеси.
5.3.2. Горение газового топлива
5.3.3. Теплоотдача от факела к поверхности шлака, расплава и футеровке
за счет конвективного и радиационного теплообмена.
5.3.4. Результаты моделирования процесса горения с использованием
параметров реальной печи.
5.3.5. Анализ результатов моделирования процессов горения. Сравнение с
экспериментальными данными.
5.3.6. Выбор геометрии при проектировании роторной печи
5.3.7. Анализ влияния размеров печи на технологические параметры.
5.4. Моделирование движения расплава в роторных печах
5.5. Равновесное моделирование химических процессов при плавке отходов
алюминия.
5.5.1. Модель химического равновесия для проведения расчета параметров
процессов при получении вторичного алюминия
5.6. Моделирование и прогнозный расчет технологических результатов
при переработке отходов в роторных печах
5.6.1. Общие представления об этапах процесса прогрева шихты.
5.6.2. Моделирование теплового процесса прогрева шихты и
образования расплава
5.6.3. Моделирование динамических режимов.
5.6.4. Результаты расчета выхода алюминия в роторной печи
5.7. Выводы.
Раздел 6. Переработка алюмннийсодсржащих шлаков
6.1. Шлаки алюминиевого производства, свойства и классификация.
6.2. Совершенствование процессов подготовки шлаков
для переработки в РНП
6.3. Сравнение стоимости переработки шлаков на различных
печных агрегатах.
6.4. Выводы.
Раздел 7. Контроль технологического процесса плавки на РНП. Разработка
новых конструкций печен и технологий плавки
алюминиевых отходов.
7.1. Измерение момента на оси привода роторной наклонной печи.
7.1.1. Общая картина изменения нагрузки на привод барабана
в процессе плавки
7.2. Измерение температуры отходящих газов над горловиной РНП.
7.3. Использование инфракрасного дистанционного измерителя
температуры шихты.0.
7.4. Измерение температуры шихты и связь ее с процессами,
происходящими в II.
7.5. Технологический мониторинг. Автоматизация производства.
7.6. Использование мониторинга для повышения эффективности производства.
7.7. Разработка универсальной конструкции РНП.
7.8. Металлургический комплекс ОАО МОСОБЛПРОМОНТАЖ,
как главный результат данной работы
7.9. Выводы.
Раздел 8. Экологические проблемы и состояние отрасли вторичной
переработке отходов алюминиевого сырья.
8.1. Виды сырья и виды оборудования.
8.2. Выбросы загрязняющих веществ. Виды выбросов и причины выбросов
8.3. Методы очистки выбросов и оборудование, применяемое на заводах
России.
8.4. Экологические требования законодательства и регулирование
8.5. Перспективы развития отрасли в плане экологических требований
8.6. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
Список использованной литературы


Постоянно растущая стоимость захоронения отходов инициировала развитие технологий бессолевой или с низким содержанием солей обработки мелкогабаритных, совсем без примесей или мало загрязненных скрапов деформируемых сплавов в многокамерных печах, в уже давно используемых в США печах с боковым открытым или выносным карманом, а также роторных наклонных печах. Использование роторных наклонных печей началось достаточно давно. Например, специалисты фирмы А1ЛЕК использовали для первой своей конструкции в конце ых годов прошлого века модернизированный бетоносмеситель. На рис. АЛТЕК. Печь представляет собой сосуд, напоминающий бетоносмеситель, помещенный в жесткую поворотную раму. Привод печи осуществляется с помощью реверсивного двигателя с изменяющейся частотой вращения. Отопление печи осуществляется газовой горелкой, установленной на поворотном своде совместно с каналом для удаления уходящих газов, что позволяет осуществить рециркуляционное течение продуктов сгорания и повысить тепловую эффективность работы печи. Важным отличием роторных поворотных печей от печей с неподвижной осью является то, что более интенсивный тепломассообмен в печи, возможность наклона и уменьшение площади зеркала металла, позволяет уменьшить объем используемой соли в два раза . Процессы переработки отходов в роторных печах получили названия мокрый или сухой в зависимости от объема используемых флюсов. Обычно при переработке алюминиевых шлаков величина добавок соли пропорциональна количеству оксидов в шихте. Для примера, если тот загружаемого шлака содержит оксидов, то количество флюсов, необходимых для традиционного мокрого процесса, будет 4 тонны, а для сухого процесса менее 2 тонн. Мокрый процесс требует большего количества энергии, потому что флюс должен быть в расплавленном состоянии. Кроме того, необходимо и больше времени для его удаления. Указанные факторы увеличивают энергоемкость процесса и потери алюминия с выгружаемыми солями. Сухая технология требует значигельно меньшего количества флюсов и меньшего расхода топлива для переработки отходов. В сухом методе, солевые кеки формируются над расплавленной ванной. Эти кеки достаточно быстро удаляются в конце цикла наклоном печи. Изза того, что сухая технология требует намного меньше флюсов, это позволяет обрабатывать в каждом цикле большее количество шихты. Наклоняющиеся вращающиеся печи особенно эффективны при переработке алюминиевых шлаков, упаковочной тары и различных окрашенных или маслосодержащих отходов 2. Солевой шлак содержит намного меньше мелкодисперсного алюминия, чем шлак из традиционных вращающихся печей с фиксированной осыо. В дальнейшем исследования по переработке алюминиевых шлаков и другого мелкодисперсного сырья ввелись группой Беляева, в конце х годов и на Подольском заводе цветных металлов, в середине х годов. После проведения многочисленных лабораторных испытаний самых различных способов извлечения А1 из шлаков отстаивание расплава, перемешивание инертными газами, выщелачивание, рассев, был предложен и испытан вакуумтермический способ переработки шлаков от выплавки вторичного А1. В условиях вакуума мм рт. А1 в компактный слой . Способ вакуумтермической переработки был отработан в лабораторных и полупромышленных условиях на Подольском заводе. Фотография дает представление об эффективности процесса, рис. Исходный шлак А1 мет,3, солей . А0з8,9. Видно, что в вакуумных условиях, практически весь дисперсный алюминий опустился на дно тигля образец справа. Было установлено, что самым бесперспективным для извлечения А1 в процессе плавки является сырье, в котором высокое содержание мелких фракций А1 сочетается с присутствием значительных количеств оксидов здесь более вероятно развитие процессов эмульгирования, о чем шла речь выше. Введение фторидов и перемешивание в этих случаях помогало мало. Рис. Результаты обработки шлака путем отстаивания в течении часа при температуре 0 градусов Цельсия при атмосферном давлении слева и в вакууме при мм. Также было отмечено, что увеличение содержания фторидов до 5 и выше приводит к возрастанию содержания дисперсного алюминия, который при наличии окислителя превращается в АЬОз дисперсный, который уже может появляться в металлах, ухудшая его свойства и понижая марку.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.201, запросов: 232