Физико-химические основы и технология восстановительной плавки закиси-окиси кобальта в электродуговых печах постоянного тока

• Автор: Книсс, Владимир Альбертович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. Анализ современного состояния по использованию электродуговых печей постоянного тока ДППТ на предприятиях черной и цветной металлургии

краткий литературный обзор.

Выводы.

2. Термодинамика процессов углетермического восстановления закисиокиси кобальта.

2.1. Тврдофазное восстановление

2.2. Определение температуры начала восстановления Со4 углеродом

2.3. Построение диаграмм фазовых равновесий в системе СоСО

2.3.1. Построение диаграмм для тврдофазного восстановления

2.3.2. Термодинамика восстановительных процессов в системе СоСО с участием жидких фаз
2.3.3. Фазовые диаграммы
Выводы
3. Кинетика тврдофазного восстановления закисиокиси кобальта
3.1. Анализ физикохимических закономерностей восстановления оксидов металлов группы железа краткий литературный обзор.
3.2. Исследование кинетики тврдофазного восстановления закисиокиси кобальта углеродом.
3.2.1. Методика эксперимента и обсуждение его результатов
3.2.2. Разработка математической модели.
3.2.2.2. Математическая модель двухстадийного
восстановления.
3.2.2.3. Математическая модель диссоциативной
схемы восстановления
Выводы
4. Исследование динамики высокотемпературного восстановления СО4 и обезугероживания расплава в промышленных условиях.
4.1. Краткий обзор исследований по восстановлению оксидов группы железа из расплавов
4.2. Конструкция печи постоянного тока и методика эксперимента.
4.3 Результаты опытов и их обсуждение
4.4. Динамика обезуглероживания расплава системы СоС
оксидом кобальта 2.
Выводы.
5. Особенности технологии восстановительной плавки Со4 в печи постоянного тока.
5.1. Распределение температуры на поверхности и в объме расплава.
5.2. Влияние окисленности кобальта на содержание примесных элементов
5.3. Исследование процесса десульфурации кобальта
5.4. Исследование фазового состава шлаков восстановительной электроплавки оксидов кобальта.
5.5. Поиск рациональных режимов восстановительной плавки
5.6 Изыскание рациональных условий обеднения шлаков
восстановительной плавки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы


Отсутствие поверхностного эффекта позволяет пропускать через гра-фитированный электрод ток более высокой плотности. Повышение равномерности износа футеровки по периметру при наличии одного электрода способствует более высокой стойкости огнеупорной кладки. Снижение уровня шума при работе печи за счёт стабилизации дугового разряда и отсутствия толчков тока улучшает условия труда обслуживающего персонала. Более спокойный электрический режим резко уменьшает помехи в питающей энергосистеме. Электропечь ДППТ выполняется более газоплотной, чем ДСП. Требования к качеству шихтовых и футеровочных материалов аналогичны с ДСП. Одним из основных элементов ДТП 1Т является конструкция токоподво-дящего электрода к шихте. Для подвода тока к переплавляемому материалу используется токопроводящая подина с металлическими или углеродсодержащими элементами, а также либо один, или несколько стержневых подовых электродов [8]. Сталеплавильные печи с токопроводящей подиной разработаны за рубежом на емкость до 0 т [9-] и не могут считаться рациональными для выплавки огневого кобальта, когда сырьевые возможности его производства ограничены. Недостатком данного конструктивного решения является невозможность горячих межплавочных ремонтов подины, что снижает ресурс печи до нескольких сотен плавок. Использование в подине углеродосодержащих материалов приводит к дополнительному науглероживанию металла. В этом случае ресурс непрерывной их работы составляет 2-3 тыс. Обоснованы [8] электрические режимы периода расплавления для Д1Л1Т различной ёмкости (табл. Таблица 1. Плавка начинается при напряжении ), обеспечивающем нахождение электрода над уровнем шихты. Ток /1 в этот период составляет не более половины от его максимального значения /2. Установлено, что при таком режиме металл относительно равномерно нагревается до температуры 0-°С, теряет механическую прочность и оседает. Плавка продолжается при более низком напряжении и на более высоком токе /2. В конце периода расплавления после образования жидкой ванны высокая интенсивность излучения дуги представляет опасность для футеровки и здесь реализуется режимы с параметрами ? Вполне очевидно, что восстановительная плавка оксидов кобальта, включающая операцию доводки и отличающаяся иными физико-химическими свойствами системы «Со-С-0 - примесные элементы» и закономерностями процесса в полной мере не могут соответствовать режимам табл. Вместе с тем, эти данные могут представлять интерес для качественного анализа плавки. Рейнольдса 3. Это приводит к выравниванию полей температуры и концентрации вводимых в металл присадок. Отмеченные обстоятельства представляют интерес для интенсификации процессов восстановительной плавки оксидов Со, протекающих в диффузионном режиме. Изложенные особенности и преимущества дуговой печи постоянного тока позволяют рассматривать её в качестве универсального технологического агрегата, способного эффективно решать вопросы повышения технико-экономических показателей производства [8]. Таблица 1. Продолжение таблицы 1. Обобщенные данные работы дуговых печей постоянного тока на отечественных и зарубежных предприятиях чёрной металлургии представлены в таблице 1. Опыт использования ДППТ в цветной металлургии заметно ограничен. В г. АО «Комбинат Североникель» была начата реконструкция электрической дуговой печи переменного тока с переводом на постоянный ток [, ]. В модернизированной печи ДПП ТН-6Р1 использован корпус электропечи переменного тока и в последующем перешли на работу с графитированным электродом диаметром 0 мм. Проведена реконструкция свода днища печи; установлены новые узлы сводового и подового электродов. Свод печи и подовый электрод охлаждаются проточной водой. Подвод постоянного тока осуществляется через верхний графитированный полый электрод, диаметром 0 мм и металлический нижний электрод, установленный в шахте, диаметром 0 мм в хромомагнезитовой подине, уплотняемой набивкой из смеси плавленого магнезита с бурой. Технико-экономические показатели до реконструкции и после реконструкции по 5 месяцам представлены в таблице 1.