Совершенствование технологии прокалки углеродистого сырья во вращающихся печах электродного производства

• Автор: Зурабов, Александр Тевандросович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .

1. Современное состояние технологии прокалки углеродистого сырья и

проблемы ее оптимизации

1.1 Физикохимические превращения в процессе прокалки

углеродистого сырья

1.2. Технологические особенности процесса прокалки

1.3. Анализ работ по исследованию оптимальных условий прокалки

и математическим моделям

1.4. Выбор и обоснование направления исследования .

Выводы к главе 1.

2. Исследование математической модели физикохимических и тепловых процессов прокалки и ее идентификация
2.1. Математическое описание процессов проходящих во вращающейся печи
2.2. Метод расчета качества прокаленного антрацита во вращающейся печи
2.3. Методика идентификации .
2.4. Параметрическая идентификация математической модели процесса прокалки во вращающейся печи .
2.5. Определение оптимальных условий прокалки антрацита во вращающейся печи с помощью математической модели
Выводы к главе 2
3. Разработка технологического комплекса .
3.1. Анализ методов прокалки во вращающихся печах .
3.2. Разработка технологического комплекса
Выводы к главе 3.
4. Исследование процесса прокалки в усовершенствованном технологическом комплексе
4.1. Математическое описание процессов проходящих в барабанном подогревателе .
4.2. Исследование процесса прокалки антрацита в технологическом комплексе .
4.2.1. Показатели процесса прокалки в зависимости от расхода топлива .
4.2.2. Показатели процесса прокалки в зависимости от производительности комплекса.
4.2.3. Показатели процесса прокалки в зависимости от расхода воздуха .
4.3. Определение оптимальных условий процесса прокалки в технологическом комплексе .
4.3.1. Моделирование входных параметров процесса прокалки в технологическом комплексе .
4.3.2. Исследования процесса по экономическому критерию
4.3.3. Исследования процесса по качественному критерию прокаленного антрацита
Выводы к главе 4
Заключение . ЮЗ
Список литературы


Результаты математического моделирования процесса прокалки углеродистых материалов в промышленной вращающейся печи и в разработанном технологическом комплексе. Оптимальные условия ведения процесса прокалки в промышленной вращающейся печи и в разработанном технологическом комплексе. Научная новизна работы. Разработана математическая модель усовершенствованного технологического комплекса, включающая уравнения тепло- массообмена и формирования качества продукта и позволяющая рассчитать величины материальных и тепловых потоков, распределение температур газового потока, материала и футеровки, оценить качественные и количественные показатели процесса. Предложен алгоритм расчета удельного электрического сопротивления антрацита при прокалке во вращающейся печи, учитывающий распределения температур по длине печи и время пребывания материала на участке печи. Разработан усовершенствованный способ прокалки углеродистого сырья и технологический комплекс для его реализации, включающий барабанный подогреватель и вращающуюся печь. Разработана методика расчета и определены оптимальные условия проведения прокалки в предложенном комплексе. Практическая значимость работы. Прокалка антрацита в технологическом комплексе позволяет добиться существенного экономического эффекта за счет минимизации угара углеродистого сырья, снижения суммарных энергетических затрат и повышения производительности. Разработанная математическая модель процесса прокалки применима для проектирования и исследования широкого класса технологических процессов, проводимых во вращающихся печах. Материалы диссертационной работы приняты НПК «ЮгЦветметав-томатика» для использования при проектировании и внедрении систем управления процессом прокалки углеродистого сырья в промышленных условиях, что обеспечит получение экономического эффекта до млн. Результаты работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ). Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на: Межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экологии России», Владикавказ, ; Межрегиональной научной конференции «Студенческая наука - экономике России», Ставрополь, ; Международной научно-практической конференции «Металлургическая теплотехника: история, современное состояние, будущее. К столетию со дня рождения М. А. Глинкова», Москва, ; Международной конференции «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий», Владикавказ, ; Научно-технических конференций СКГМИ (ГТУ), Владикавказ, -. Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 8 печатных работах, включая 1 патент. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 5 страницах, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 7 наименований, рисунка, 8 таблиц и 7 приложений. Характерными для всех электродных изделий и масс является то, что они производятся из твердых прокаленных углеродистых материалов (коксов, антрацитов) и связующего - каменноугольного пека или его смеси с различными смолами. Материал, пек и смолы характеризуются относительно высокой стоимостью и являются сырьем для электродных заводов и цехов анодной массы алюминиевых заводов. Схема основных технологических операций электродного производства приведена на рисунке 1. Основу электродного производства составляет заготовительный, или смесильно-прессовый передел (на рисунке 1 выделен пунктиром), качественные показатели работы которого в значительной степени определяют показатели работы производства в целом. Процессы обжига и графитации ведутся по заданным графикам термической обработки и на этих стадиях исправить недоработки смесильно-прессового передела невозможно. Поэтому, очень важно обеспечить качественное проведение всех процессов передела и в особенности, наиболее важного из них - прокалки. Исторически предприятия электродной отрасли сформировались из цехов анодной массы алюминиевых заводов. Вследствие этого большинство технологических процессов в электродном производстве проводятся на приспособленном оборудовании. Поэтому, большинство технологических процессов (прокалка, тонкий помол, прессование и др. Рис.