Авторизация
Авторизируйтесь
X
  • Логин*
  • Пароль *
или зарегистрируйтесь
Регистрация
X
  • Логин
    (3-15 символов)*
  • Пароль
    (6-15 символов)
    *
  • Подтвердите пароль *
Сообщение администратору
X
 <<
>>

Разработка теоретических и технологических основ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления РОМЕЛТ

Усачев Александр Борисович

Разработка теоретических и технологических основ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления РОМЕЛТ

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва - 2003

Диссертация | 2003 | Россия | docx/pdf | 15.28 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов.
Актуальность работы. На протяжении нескольких десятилетий металлурги
< промышленно развитых стран параллельно с совершенствованием доменной плавки
ведут работы по созданию новых бескоксовых процессов переработки железорудного сырья. Актуальность этих работ обусловлена сокращением запасов коксующихся углей, целесообразностью перехода на более дешевые энергоресурсы, экологической опасностью агломерационного и коксохимического производств, высокими капитальными затратами на их реновацию, стремлением вовлечь в переработку новые виды железосодержащего сырья и отходов, доменный передел которых нецелесообразен.
Интерес к новым процессам связан также с возможностью создания на их основе маломасштабного производства при ограниченности инвестиционных ресурсов и потребности в металлопрокате в конкретных регионах.
• Разрабатываемые процессы часто называют «альтернативными», хотя на бли
жайшую перспективу они должны рассматриваться как дополняющие традиционную аглококсодоменную схему
Процессы прямого получения железа, продуктом которых является твердое губчатое железо, получили ограниченное распространение в основном из-за высокой стоимости природного газа и применения для выплавки стали электросталеплавильного передела.
Разработка класса плавильно-восстановительных технологий, соединяющих хорошо освоенное твердофазное восстановление с плавлением губчатого железа при одновременной газификации угля, явилась новым этапом создания бескоксовой металлургии. Один из этих процессов - COREX - уже освоен в промышленном масштабе. Однако широкое внедрение процессов данного класса сдерживается из-за их сложности, использования богатого железорудного сырья, а в некоторых случаях неполного исключения кокса.
⅜ Альтернативным направлением являются процессы полностью жидкофазного
восстановления железа, которые позволяют преодолеть трудности, обусловленные стадией предварительного восстановления. Попытки создания таких процессов делались металлургами неоднократно (Dored, Eketorp-Vallak, процесс Ремина). Пред-
ложенный профессорами МИСиС З.А. Роменцом и А.В. Ванюковым процесс жид-кофазного восстановления, получивший впоследствии название РОМЕЛТ, открыл новую страницу в бескоксовой металлургии. Процесс организован на новых принципах, не применявшихся ранее в черной металлургии.
С учетом перспектив, открываемых новым процессом, Советом Министров СССР было принято постановление N1579-P от 7.07.1980, предусматривавшие создание пилотной установки и проведение на ней всесторонних исследований процесса для определения его возможностей и подготовки промышленного внедрения.
В этой связи целью настоящей работы являлось создание теоретических и технологических основ плавки, совершенствование технологии и конструкции печи РОМЕЛТ на базе прямых экспериментов на пилотной установке промышленного масштаба, а также теоретических и лабораторных исследований физико-химических и теплофизических процессов и свойств материалов.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- проведен детальный анализ существующих способов внедоменного получения чугуна и развита концепция одностадийной восстановительной плавки железорудного сырья;
- создана пилотная установка и проведены опытно-промышленные испытания, в ходе которых разработана и освоена технология и доработана конструкция установки до уровня помышленного использования.
- изучены термодинамические и кинетические особенности тепломассобменных процессов, протекающих в металлической, шлаковой и газовой фазах при плавке железорудного сырья в агрегате РОМЕЛТ;
- разработаны методы расчета и модели процесса;
- разработаны способы контроля и управления плавкой.

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 5
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ БЕСКОКСОВЫХ СПОСОБОВ ПЛАВКИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 12
1.1. Процессы с предварительным восстановлением железа в твердой фазе и довосстановлением в жидкой фазе 13
1.2. Процессы преимущественно жидкофазного восстановления железа 21
1.3. Процессы полностью жидкофазного восстановления железа 29
2. СОЗДАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОПЫТНОЙ УСТАНОВКИ, РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ 43
2.1. Конструкция и основные параметры печи и опытной установки 45
ф 2.2.Освоение и совершенствование процесса РОМЕЛТ 65
2.2.1. Основные этапы освоения технологии 66
2.2.2. Технология разогрева и запуска печи 70
2.2.3. Дутьевой режим печи РОМЕЛТ 75
2.2.4. Выпуск продуктов плавки 77
2.3. Совершенствование конструкции установки РОМЕЛТ 79
2.3.1. Система подачи шихтовых материалов 79
2.3.2. Газоотводящий тракт 80
2.3.3. Система охлаждения 81
2.3.4. Система подачи энергоносителей 83
2.3.5. Совершенствование печи РОМЕЛТ 85
3. ШЛАКОВЫЙ РЕЖИМ: РОЛЬ И СВОЙСТВА ШЛАКА, СТРУКТУРА ШЛАКОВОЙ ВАННЫ 100
3.1. Роль шлаковой ванны 100
* 3.2. Физические свойства шлаков и особенности шлакового режима 101
3.3. Утилизация шлаков процесса РОМЕЛТ 109
3.4. Зональная структура ванны 110
3.4.1. Экспериментальное исследование системы «шлак-уголь-металл» по
3.4.2. Методика отбора и анализа проб шлака 111
3.4.3. Структура шлакометаллической эмульсии в печи РОМЕЛТ 118
3.4.4. Структура шлакоугольной суспензии 123
3.4.5. Математическая модель формирования фракционного состава угля в шлаковой ванне 125
3.5. Распределение железа по высоте шлаковой ванны 139
4. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПЕЧИ РОМЕЛТ 148
4.1. Перемешивание шлаковой ванны 148
4.1.1. Роль перемешивания шлаковой ванны 148
4.1.2. Теоретическое определение мощности пневматического перемешивания жидкости 149
4.1.3. Мощность перемешивания в характерных зонах шлаковой ванны 154
4.1.4. Исследование эффективности перемешивания шлаковой ванны 154
4.2. Исследование процесса плавления сырья 161
4.3. Тепломассообмен в зоне дожигания (роль динамического гарнисажа) 170
4.4. Исследование пылеобразования в процессе РОМЕЛТ 187
5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА 196
5.1. Зональность физико-химических превращений 196
5.2. Основные восстанавливающие агенты 197
5.3. Оценка площадей межфазных поверхностей в шлаковой ванне 198
5.4. Допущения, принятые при кинетическом анализе восстановления 209
5.5. Оценка скорости восстановления железа из шлака с участием угольных частиц 211
5.6 Оценка скорости восстановления железа из шлака углеродом капель металла 216
5.7 Анализ роли основных восстановителей железа 218
6. ПОВЕДЕНИЕ СЕРЫ И ДРУГИХ СОПУТСТВУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ 223
6.1. Поведение серы 223
6.1.1. Распределение серы между фазами 223
6.1.2. Удаление серы в газовую фазу 227
6.1.3. Механизм сульфидирования металла 234
6.1.4 Механизм десульфурации металла 237
6.2. Динамическая модель распределения серы между фазами 238
Ф 6.3. Поведение других сопутствующих элементов 246
6.3.1. Кремний и марганец 246
6.3.2. Фосфор 254
6.3.3. Поведение хрома, ванадия, титана 256
7. МЕТОДИКА ЗОНАЛЬНОГО РАСЧЕТА МАТЕРИАЛЬНОГО И ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА
ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА 276
8. СТАТИСТИЧЕСКОЕ И ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ 289
8. 1. Статистическая модель процесса 289
8.2. Динамическая математическая модель процесса 296
8.2.1. Структурный синтез модели 296
8.2.2. Общая структура процесса РОМЕЛТ 297
8.2.3. Структура обощенной математической модели 305
8.2.4. Параметрическая идентификация математической модели 305
8.2.5. Результаты идентификации 306
8.2.6. Проверка адекватности модели по равновесным режимам 307
8.2.7. Идентификация параметров по динамическим режимам 308
8.2.8. Иметационное моделирование технологического процесса и
оценка адекватности модели по данным работы опытной установки 309
9. КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПЛАВКИ 312
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 332
ЛИТЕРАТУРА 337
ПРИЛОЖЕНИЕ 349 

Диссертация | 2003 | Россия | docx/pdf | 15.28 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Разработка теоретических и технологических основ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления РОМЕЛТ

релевантные научные источники:
  • Ответы по Организации производства
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 4.21 Мб
    1.Понятие и основные задачи курса. Предмет, метод и содержание курса 2.Предприятие как производственная система, ее свойства и состав 3. Общая и Производственная структура предприятия, их
  • Организации производства
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Беларусь | docx | 0.21 Мб
    1. Цель и задачи, содержание и структура курса. Связь курса с другими экономическими и техническими дисциплинами. 2. Сущность и система организации производства. 3Задачи, выполняемые при организации
  • Ответы на вопросы по Организации производства
    | Ответы к госэкзамену | 2016 | Россия | docx | 1.55 Мб
    1. Задачи организации производства на предприятии в условиях рыночной экономики. 2. Основные этапы развития науки об организации производства. 3. Система Ф. Тейлора. 4. Производственная структура
  • Шпаргалка - Менеджмент организации производства
    | Шпаргалка | 2017 | Россия | docx | 0.24 Мб
    ПОНЯТИЕ ОРГАНИЗАЦИИ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИ ОРГАНИЗАЦИИ. 7 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС. СУЩНОСТЬ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА. 3 ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРАВОВЫЕ ФОРМЫ ПРЕДПРИЯТИЙ. 8 ПРИНЦИПЫ
  • Безобжиговые строительные материалы и изделия на основе бесклинкерных и малоклинкерных глиносодержащих вяжущих
    Селиванов Виталий Мартемьянович | Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук | Диссертация | 2002 | pdf | 17.92 Мб
    05.23.05 - Строительные материалы и изделия. Абакан - 2002 1. Безобжнговые строительные материалы и изделия. Достшнугыс результаты и перспективы развития 14 I.к Состояние стройиндустрии. Перспективы
  • Клинические методы диагностики
    | Лекция | 2016 | docx | 1.76 Мб
    ЗАДАЧИ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ СЛУЖБ Выделяют следующие лабораторные службы: Клинико-диагностические лаборатории Значение исследований, проводимых в КДЛ Аналитические лаборатории
  • Ответы к экзамену по Экономике природопользования
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.2 Мб
    Природные ресурсы, их классификация. Формы взаимоотношений общества и природы. Основные формы взаимодействия общества и природы: Охрана окружающей среды в истории человечества, роль и значение.
  • Ответы на гос.экзамен - Менеджмент организации
    | Ответы к госэкзамену | 2017 | Россия | docx | 1.34 Мб
    1. Сущность и состав основного капитала. Структура основных фондов. 2 . Учет и оценка основных фондов. 3. Износ основных фондов. Виды износов. 4. Амортизация. Методы начисления амортизации. Порядок
  • Производственный менеджмент
    | Ответы к зачету/экзамену | 2017 | Россия | docx | 0.07 Мб
    Производственный менеджмент: сущность, содержание и задачи. Предприятие как производственная система. Предприятие: понятие, признаки, задачи. Общая и производственная структура предприятия. Порядок
  • Шпаргалка - Операционный менеджмент
    | Шпаргалка | 2017 | Россия | docx | 0.33 Мб
    1.Развитие операционного менеджмента и его связь с другими направлениями менеджмента. 2.Главная операционная функция и операционная система предприятия. 3.Предприятие как производственная система.

Другие источники по дисциплине Металлургия черных, цветных и редких металлов:

  1. Исследование гидродинамики шлакоугольных суспензий и особенностей восстановления в них железа с целью совершенствования технологии процесса РОМЕЛТ
    Колесников Юрий Сергеевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 2006 | Диссертация | 2006 | Россия | docx/pdf | 6.97 Мб
  2. Развитие методов расчета процесса ромелт и его моделирование с целью совершенствования технологии
    Бабкин Дмитрии Геннадьевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 2004 | Диссертация | 2004 | Россия | docx/pdf | 14.05 Мб
  3. Процессы бескоксовой металлургии: энергетическая, экологическая, экономическая оценка
    Иващенко В.П. и др. | В.П. Иващенко, Ю.С. Паниотов, В.Д. Зеликман, B.C. Мамешин Монография. — Днепропетровск: Дніпро-VAL, 2003. — 104 с. | Монография | 2003 | djvu | 1.22 Мб
  4. Физико-химическая механика сталеплавильных процессов
    Охотский В.Б. | Москва: Металлургия, 1993. - 151 с. | Научная книга | 1993 | Россия | djvu | 7.11 Мб
  5. Непрерывный сталеплавильный процесс
    Иванцов Г.П., Василивицкий А.В., Смирнов В.И. | М.: Металлургия,1967. - 146 с. УДК 669.183.25 | Книга | 1967 | djvu | 2.54 Мб