Разработка электрического метода экспресс-диагностики химического состава чугуна в доменной печи

• Автор: Яскевич, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с.

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

ДИССЕРТАЦИОННАЯ РАБОТА

на соискание ученой степени кандидата технических наук

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЧУГУНА В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ.

Автор: Яскевич М. М.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Фирстов В. Г.

кафедра: Метрологии, сертификации и диагностики

специальность 05.11.13- Приборы и методы контроля

природной среды, веществ, материалов и изделий

Москва
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1
Краткая характеристика доменного процесса и особенностей его диагностики
ГЛАВА 2
Теоретические вопросы возникновения электрического потенциала на кожухе доменной печи
ГЛАВА 3
Экспериментальные исследования
ЗЛ Анализ взаимных изменений параметров доменной плавки и ЭДС процессов, протекающих в горне доменной печи
ГЛАВА 4
Практическая реализация результатов исследований
4Л. Экспресс-оценка содержания кремния в чугуне
4.2. Экспресс-оценка теплового состояния горна доменной печи
4.3. Долгосрочный прогноз (до 5,5 часов) теплового
состояния горна доменной печи
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Общие результаты работы и выводы
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Металлургическая отрасль по праву считается фундаментом промышленности Российской Федерации. Повышение качества выпускаемой продукции; эффективности производств, входящих в металлургический цикл; внедрение комплексной автоматизации — основные направления успешного развития отрасли. Достижение этих целей невозможно без современного метрологического оборудования, что определяет устойчивый интерес к проблеме совершенствования известных и разработки новых методов диагностики.
Основой современной металлургии является процесс получения чугуна в доменных печах. О перспективах развития металлургии в целом и доменного процесса в частности говорится в обзоре ЦНИИ информации и технико-экономических исследований черной металлургии «Состояние доменного производства в мире. Итоги 20 века»
— «... Производство чугуна в мире должно вырасти с уровня 580млн.т в 2000году до 675млн.т в 2010году.», «Анализ истории развития и современного состояния процесса бескоксовой металлургии железа приводит абсолютное большинство специалистов, занимающихся прогнозом развития металлургических технологий, к выводу о том, что альтернативы доменному процессу по масштабам производства и экономичности процесса в первой половине XXI века не будет.».
Сказанное выше подтверждает актуальность научно-исследовательских работ, в черной металлургии вообще и доменном производстве в частности. При этом, основное направление данных работ должно способствовать повышению качества выпускаемой продукции, снижению затрат и энергосбережению производства.

тепловые изменения», чем «общее тепловое состояние» процесса.
Далее, на основании сказанного выше, в работе был проведен анализ взаимосвязи, термо-ЭДС сигнала УР с температурными режимами всех рассматриваемых химических элементов: сера; марганец; кремний.
Вопросы возникновения электрохимической составляющей ЭДС горна доменной печи.
Важную роль в нормализации работе доменной печи играет шлаковый режим плавки. Кроме того, шлакообразование напрямую влияет на качество чугуна, поэтому необходимо более подробно рассмотреть эти процессы.
Процессы образования чугуна и шлака в доменной плавке очень сложны. Многие вопросы остаются неясными даже специалистам, поэтому в работе приведены лишь общие схемы процессов восстановления, имеющие электрохимическую основу
До горизонта с температурами 1000-г 1100°С все химические процессы проходят с компонентами шихты, находящимся в твердом состоянии. К этому времени основная часть оксидов железа восстановилась (середина шахты, рис.З), а оставшееся количество находится в виде FeO. На этих горизонтах основной электрохимической реакцией, оказывающей влияние на формирование ЭДС считается
FeO+CO=Fe+C02 (1.5)
В этой же зоне печи происходит взаимодействие оксида железа FeO с оксидами пустой породы (Si02; CaO), в результате чего появляются минералы — железо-кальциевые оливины (CaO)x-Fe02_x -Si
При температурах 1100-ь 1200°С силикаты железа и железокальциевые оливины переходят в расплавленное состояние. Эти первые порции расплава называют первичными шлаками, которые как и все доменные шлаки находятся в ионизированном состоянии, и соответственно участвуют в формировании ЭДС по шахте печи. Правда,