Обеспечение заданного качества алюминия в послеплавочный период на основе применения рациональных футеровок ковшей и миксеров

• Автор: Темлянцева, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 146 с. : ил.

1 Современное состояние вопроса и постановка

задач исследования.

1.1 Анализ влияния режимов тепловой работы, конструкций и составов футеровок ковшей и миксеров

на качество алюминия.

1.2 Решение проблемы ресурсосбережения при производстве алюминия на основе

рециклингтехнологий изготовления футеровок

1.3 Анализ режимов тепловой работы футеровок плавильных и литейных агрегатов алюминиевого производства на основе математического моделирования.

1.4 Выводы и постановка задачи исследования

2 Теоретические основы снижения содержания в алюминии металлических примесей футеровочного происхождения
2.1 Термодинамические и физикохимические основы повышения качества алюминия посредством уменьшения в нем металлических примесей футеровочного происхождения

2.2 Основы влияния геометрии ванн литейных

и плавильных агрегатов на качество алюминия
2.3 Выводы.
3 Методика экспериментальных исследований.
3.1 Выбор марок алюминия и составов огнеупоров
для исследований.
3.2 Описание опытных установок и используемого оборудования
3.3 Обработка экспериментальных данных.
4 Влияние составов футеровок на качество алюминия.
4.1 Влияние составов футеровок на качество алюминия
4.2 Выводы
5 Разработка рациональных составов, конструкций и режимов тепловой работы футеровок ковшей и миксеров
5.1 Разработка рациональных составов и конструкций футеровок ковшей, используемых на ОАО Новокузнецкий алюминиевый завод.
5.1.1 Анализ конструкций применяемых ковшей, условий их службы и стойкости футеровки.
5.1.2 Разработка технологии изготовления монолитных и комбинированных футеровок разливочных ковшей на основе рециклинга лома шамотных огнеупоров
5.2 Разработка математических моделей тепловой работы футеровок плавильных и литейных агрегатов алюминиевого производства.
5.2.1 Математическая модель нестационарного режима тепловой работы футеровок.
5.2.2 Математическая модель стационарного режима тепловой работы футеровок
5.2.3 Оценка адекватности математических моделей реальным процессам.
5.3 Рациональные режимные параметры тепловой работы футеровок ковшей и миксеров алюминиевого производства.
5.3.1 Анализ теплоаккумулирующей способности огнеупоров.
5.3.2 Анализ теплоизолирующей способности огнеупоров.
5.3.3 Влияние температуры разогрева ковшей
на тепловую работу и стойкость футеровки.
5.3.4 Влияние конструкций футеровки на тепловую работу миксеров.
5.4 Выводы
Список источников.
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Введение


ГОСТом 4, причем алюминий более высоких марок А, А8 имеет соответственно более высокую цену и меньшее количество примесей. Примеси железа, кремния, меди и цинка повышают прочность и твердость алюминия, снижая при этом его коррозионную стойкость. Натрий ухудшает обрабатываемость сплавов алюминия с магнием, в связи с этим в алюминии, используемом для их получения, содержание Иа не должно превышать 0,2 5. Особое значение химический состав алюминия приобретает при производстве катанки для электротехнических изделий, где он предопределяет величину удельного электрического сопротивления проводника для марок А7Е 0, Ом мм2м А5Е 0, Оммм2м. В наибольшей степени на удельное сопротивление алюминия влияют примеси титана, ванадия, марганца, циркония, хрома, причем даже тысячные доли Мп, Сг, Т1, V снижают электропроводность существеннее, чем десятые доли Ре, 6. Одним из основных источников металлических примесей является футеровка агрегатов. Для очистки первичного алюминия от неметаллических и газовых примесей наряду с простейшими способами, например, отстаивание расплава при температурах С 7, применяют обработку продувку расплава хлором, смесями хлора с азотом, солевыми смесями с последующей фильтрацией в процессе разливки 8, рафинирующими агентами, содержащими оксид кальция И, вакуумирование , , приводящие к значительному повышению качества металла . Принятие специальных мер по очистке алюминия от металлических примесей, например, добавки в расплав бора, который вступая в реакцию с ТЧ, Мп, Сг, V ТЧ2В ТЧВ2, образует нерастворимые соединения и выводит их из твердого раствора 6, , приводит к увеличению производственных затрат. Наиболее эффективной мерой борьбы с металлическими примесями является снижение содержания примесьобразующих компонентов в источнике загрязнения, т. Ю2, 0,,0 Ре2Оз, 0,,8 П , , материале анода и футеровке электролизера коксе, содержащем до 0,0,6 , 0,,7 Ре, 0,, ТЧ . По состоянию на г. В г. США. На долю российского алюминия приходится порядка его мирового производства и экспорта . Качество и себестоимость получаемого алюминия в значительной степени зависят от рациональности реализуемых тепловых режимов подготовки и эксплуатации футеровок плавильных и литейных агрегатов, а так же выбора типа огнеупорных материалов и способа изготовления футеровки. Для извлечения алюминия из электролизеров применяют вакуумковши, затем расплав переливают в открытые ковши и после охлаждения и отстаивания сливают в раздаточные миксеры или разливают в чушки на разливочных машинах. Обычно емкость ковшей составляет т. В настоящее время на российских предприятиях идет активный переход на разливку с применением перспективных конструкций вакуумтранспортных ковшей со съемной крышкой. Применение таких ковшей позволяет исключить промежуточный перелив расплава, что способствует снижению потерь металла вследствие его окисления до 0, кгт А1, а также повышению чистоты алюминия по оксидным включениям и водороду . Технологические схемы транспортирования алюминия представлены на рисунке 1. После ремонта или изготовления новой футеровки ковшей используют сушку и низкотемпературный разогрев ее до С с помощью электронагревателей ОАО НКАЗ г. Новокузнецк или высокотемпературный нагрев до 0 С с применением газовой горелки смонтированной на съемной крышке АЗ ОКСА . По условиям технологии, расплав алюминия из электролизеров выпускают с температурой в среднем С, учитывая, что температура кристаллизации алюминия чистотой ,5 составляет 0, С, перед разливкой необходимо создание условий для снижения температуры расплава. В случаях выливки алюминия в миксер для усреднения состава, отстаивания, рафинирования охлаждение расплава проводят обычно до С. Рисунок 1. Учитывая, что российская огнеупорная промышленность до недавнего времени не производила специализированных огнеупоров для ковшей, печей и миксеров алюминиевого производства, широкое распространение для этой цели получили шамотные А огнеупоры марок ШКУ, применяемые для изготовления футеровок ковшей в черной металлургии, огнеупоры ША, ШБ, а так же муллитовые А изделия МЛС.