Использование катализаторов для снижения взрывоопасности экзотермических составов и металлотермических процессов

• Автор: Смирнова, Наталья Андреевна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 с. : ил.

1.1. Основные направления использования в металлургических процессах экзотермических и термитных составов, содержащих порошки металлов
1.2. Проблемы обеспечения промышленной безопасности при изготовлении и использовании металлосодержащих экзотермических составов
1.3. Характеристики пожаровзрывоопасности порошков металлов и экзотермических материалов и методы их определения
1.4. Результаты исследования окисления металлов, входящих в состав экзотермических и термитных смесей
1.5. Влияние катализаторов на процессы воспламенения и горения экзотермических смесей
1.6. Пути разработки металлосодержащих составов, отвечающих требованиям промышленной и экологической безопасности

Краткие выводы по главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОКИСЛЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИК ВЗРЫВООПАСНОСТИ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ И ИХ СМЕСЕЙ С ОКИСЛИТЕЛЯМИ
2.1. Методика синхронного термогравиметрического и дифференциальнотермического анализа

2.2. Методика расчета энергии активации процессов окисления

2.3. Нормативные методики определения характеристик пожаровзрывоопасности экзотермических составов
Краткие выводы по главе 2
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
3.1. Влияние катализаторов на параметры окисления порошков алюминия
3.2. Влияние катализаторов на параметры окисления порошков кремния
3.3. Влияние катализаторов на параметры окисления порошков силикокальция
3.4. Влияние катализаторов на параметры окисления порошков ферросилиция
3.5. Расчет энергии активации процесса окисления порошков металлов
3.6. Гипотетическая модель влияния катализаторов на окисление порошков металлов
Краткие выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЫБОР ЭФФЕКТИВНЫХ ОКИСЛИТЕЛЕЙ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ И МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКИХ СОСТАВОВ И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЗРЫВООПАСНОСТИ
4.1. Исследование влияния катализаторов на температуру самовоспламенения системы порошок металла оксиды железа
4.2. Исследование влияния катализаторов на температуру самовоспламенения системы порошок металла марганцевая руда
4.3. Оценка взрывоопасности термитных составов, содержащих
катализаторы
Краткие выводы по главе 4
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАТАЛИЗА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЗРЫВООПАСНОСТИ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЦЕНТНОГО ФЕРРОТИТАНА В ЖИДКОЙ ВАННЕ
5.1. Исследование влияния катализаторов на взаимодействие титановых руд с алюминием
5.2. Термодинамический анализ реакций в системе алюминий оксиды титана оксиды железа
Краткие выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


На третьей и четвертой стадиях большое количество пыли, содержащей и горючее, и окислитель, попадает в вентиляционную систему и оседает в воздуховодах и пылеулавливающих устройствах. В связи с этим взрыв может распространяться по воздуховодам на большие расстояния . Опасным фактором при размоле ферросплавов является взаимодействие порошка с влагой воздуха или водой, находящейся на поверхности частиц, которое сопровождается образованием горючих газов в основном, водорода. Тройные смеси горючий газ воздух горючая пыль являются более опасными по сравнению с аэровзвесями самих порошков, поскольку газовоздушные смеси обладают значительно более низкими энергиями зажигания i одиндва порядка. В работе проведены исследования по влиянию влаги на взрывоопасность порошков металлов, а в изложены методики определения потенциальной пожаровзрывоопасности дисперсных систем в присутствии горючих газов. Роль окислителя проявляется при возбуждении взрыва в слое смеси, когда вследствие внешних механических удар или трение или термических воздействий возникает локальный очаг горения, и при распространении горения по слою смеси. Это относится и к производству сварочных термитных смесей . Отсутствие данных о взрывоопасности экзотермических смесей на практике приводит к небезопасному обращению с ними, к нарушениям требований безопасности при проектировании оборудования и помещений для их производства. Так, в качестве транспортных средств используются шнековые транспортры, в качестве смесительных устройств смесительные барабаны принудительного смешивания, шнековые смесители, устройство которых не исключает механического воздействия на смесь при е приготовлении, что может привести к взрыву. При производстве порошков ферросплавов и их использовании в различных ограслях металлургии неоднократно происходили аварии, связанные с образованием и взрывом их аэровзвесей, а также загоранием порошков или смесей на их основе в виде слоя . При исследовании характеристик пожаровзрывоопасности порошков ферросплавов была установлена их зависимость не только от состава и дисперсности сплава, но и от условий приготовления, времени хранения, степени окисленности, формы частиц, влажности, температуры материала и других параметров . Эго требует определения их пожаровзрывоопасности для конкретных технологических процессов и даже для отдельных операций. Определение характеристик пожаровзрывоопасности веществ или их смесей, обращающихся или образующихся в какомлибо технологическом процессе, необходимо для разработки системы мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности производства. В связи с отсутствием на сегодняшний день специальных методов определения характеристик пожаровзрывоопасности металлических порошков, они оцениваются аналогично показателям для других горючих пылей в соответствии с действующим стандартом ГОСТ . Согласно этому нормативному документу для горючих пылей определяется в общей сложности показателей, характеризующих возможность возникновения и распространения горения, а также условия распространения и параметры взрыва аэровзвесей. Обязательными нормативными характеристиками пожаровзрывоопасности горючих порошков и пылей, которые должны вносится в стандарты и технические условия на продукт, а также в технологические инструкции и инструкции по охране труда и пожарной безопасности, являются следующие 4 характеристики 1 температура самовоспламенения материала в виде слое Тсв 2 нижний концентрационный предел распространения пламени НКПР 3 группа горючести 4 способность взрываться или гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами. Анализ нормативных методик содержится в . В работе приведены основные нормативные характеристики пожаровзрывоопасности ЭШС, применяемых на отечественных предприятиях в х годах и ранее, а также установлена связь между составом ЭС и данными характеристиками. Следует заметить, что использование стандартных методик для определения некоторых из вышеперечисленных показателей пожаровзрывоопасности для горючих компонентов ЭС порошков металлов не представляется возможным, т.