Совершенствование технологии обжига углеграфитовой продукции в многокамерных печах обжига закрытого типа

• Автор: Малахов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Глава 1. Современное состояние технологии обжига углеграфитовых изделий

1.1. Технология электродного производства и влияние обжига на

качество углеграфитовой продукции

1.2. Режимы обжига изделий

1.3. Обжиговые печи

1.4. Уровень автоматизации процессов обжига электродов

Выводы по главе

Глава 2. Исследование механизма и кинетики процесса обжига углеграфитовой продукции

2.1. Процессы, протекающие при обжиге

2.2. Теоретические основы формирования структуры углеграфитовой заготовки в процессе обжига

2.3. Влияние скорости подъема температуры на процессы при обжиге

2.4. Миграция связующего при обжиге электродов
2.4.1. Влияние гравитации на перемещение связующего
2.4.2. Влияние скорости нагревания на перемещения связующего
2.4.3. Влияние градиента температур
щ 2.5. Режимы обжига электродов в многокамерных сводовых печах
Выводы по главе
Глава 3. Разработка математической модели процесса обжига в многокамерной обжиговой печи
3.1. Решение задачи теплообмена между дымовыми газами и
муфельным каналом печи
3.2. Решение задачи теплопроводности в теле заготовки
3.3. Математическое описание процесса удаление продуктов термического разложения органической массы
* 3.4. Моделирование изменения плотности заготовки при обжиге
Выводы по главе
Глава 4. Разработка системы импульсного сжигания газа
4.1. Теоретическое обоснование применения импульсного
сжигания газа
4.2. Промышленная реализация системы импульсного
сжигания газа
4.3. Определение рационального диапазона частоты и длительности импульсов подачи газа
Выводы по главе
Глава 5. Экспериментальное исследование усовершенствованной технологии обжига в узкокассетной камере обжиговой печи
5.1. Разработка методики исследований
5.2. Результаты экспериментальных исследований
Выводы по главе
Глава 6. Разработка системы управления процессом обжига
6.1. Разработка алгоритмов управления процессом обжига
6.2. Структура технических средств системы управления технологическими процессами обжига
Основные выводы
Библиографический список
Приложения
Приложение 1. Перечень измерительной аппаратуры, использованной в экспериментальных исследованиях усовершенствованной технологии обжига углеграфитовых материалов
Приложение 2. Результаты экспериментальных исследований усовершенствованной технологии обжига
углеграфитовых материалов 13
Актуальность темы.
Применение углеграфитовой продукции в черной и цветной металлургии определяет эффективность пирометаллургических процессов в целом [1,2].
Однако качество применяемых отечественных углеграфитовых материалов не всегда соответствуют возрастающим требованиям, а высокие издержки их изготовления снижают рентабельность электродного производства [3-6].
Одним из важнейших переделов производства углеграфитовой продукции, определяющим качественные и экономические показатели, является обжиг в многокамерных печах закрытого типа [7].
Технология обжига “зеленых” изделий в используемых в отечественной практике камерных кольцевых печах имеет ряд негативных показателей [8], в т.ч.:
- высокий выход брака, который объясняется значительным (до 280°С) перепадом температуры по высоте загрузки
- существенный перерасход природного газа (на 40-50 % от теоретически
возможного);
- низкий уровень автоматизации процесса обжига.
Это значительно снижает эффективность процесса обжига и приводит к неоправданным затратам энергетических и финансовых ресурсов в производстве углеграфитовой продукции.
За 50-ти летнюю практику эксплуатации и модернизации печей обжига эти недостатки устранить не удалось.
Интенсификация обжига, связанная с увеличением выпуска продукции, уменьшением невозвратных потерь и улучшением качества, возможно только на основе развития научных представлений о ходе процесса, совершенствовании технологии и конструкции технических средств. Развитие научных представлений о процессе, совершенствование технологии обжига углеграфитовых продукции являются актуальными научно-техническими проблемами.
Индикатор БЯ более эффективен, чем, например, УЭС цилиндрических образцов или размер кристаллитов Ьс материала.
1200 п
1150
950900 , . . ,
0,033 0,034 0.035 0,036 0,037 0,038

Рис. 2.17. Зависимость между индикатором и максимально достигнутой температурой обжига.
УЭС цилиндрических образцов зависит от многих факторов, в том числе от количества внутренних трещин или пустот, вызванных внутренними напряжениями, условиями охлаждения и другими случайными факторами. Степень гра-фитации по Ьс также определяется многими факторами, включая тип материала, из которого изготовлен анод, степень графитации возвратных огарков, степень графитации пека и кокса к также могут существенно различаться. В условиях ограниченного количества образцов индикатор по Ьс аналогичным образом оказывается менее точным.
Сравнивая индикатор БЯ с основными характеристиками анода (устойчивость против окисления в атмосфере СОг и воздуха, воздушной проницаемости, теплопроводностью и др.), авторы пришли к выводу, что лучшие результаты при электролизе достигаются на уровне значения БЯ 0,035-0,036 Ом-см. Сравнивая эти выводы с результатами, полученными на промышленных электролизерах (рис. 2.18) по удельному расходу углерода на 1т алюминия, авторы приходят к заключению, что максимальная температура обжига 1050 - 1090°С является наиболее приемлемой для промышленного анода.