Фізико-хімічний аналіз нерівноважних взаємодій фаз при одержанні високовуглецевого феромарганцю з метою інтенсифікації процесу - Автореферат

Національна металургійна академія України Фізико-хімічний аналіз нерівноважних взаємодій фаз при одержанні високовуглецевого феромарганцю з метою інтенсифікації процесуНауковий керівник: доктор технічних наук, професор ЯКОВЛЄВ ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, Національна металургійна академія України, професор кафедри теорії металургійних процесів та фізичної хімії, м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор ГЛАДКИХ ВОЛОДИМИР АНДРІЙОВИЧ, Національна металургійна академія України, професор кафедри електрометалургії, м. Захист дисертації відбудеться “29” грудня 2009 р. о 12-30 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д 08.084.03 Національної металургійної академії України за адресою: 49050, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національної металургійної академії України за адресою: 49050, м.Розробка та побудова детермінованих математичних моделей, адекватних реальному процесу, потребує залучення основних закономірностей термодинаміки необоротних процесів, застосування яких дозволяє оцінити нерівноважність реакцій, що відповідають за розподіл елементів між шлаком та металом та розрахувати величини нерівноважних коефіцієнтів розподілу між реагуючими фазами. Дисертаційна робота присвячена фізико-хімічному аналізу нерівноважності основних реакцій, що протікають при одержанні високовуглецевого феромарганцю, визначенню на цій основі величин нерівноважних реальних коефіцієнтів розподілу елементів між шлаком та металом та побудові детермінованої статичної моделі. Основу роботи складають результати науково-дослідних робіт, де автор була відповідальним виконавцем: “Дослідження і аналіз нерівноважних процесів взаємодії рідких розплавів в багатофазних системах при відновленні елементів вуглецем і розробка математичної детермінованої моделі виробництва феромарганцю з метою створення комплексної інформаційної технології виплавки марганцевих сплавів” (№ держ. реєстрації 0197009643); ”Фізико-хімічні дослідження процесів одержання металопродукту із складних оксидних систем, які містять залізо, кремній, марганець, на основі розробки динамічних моделей та створення на їх основі нових методів управління та інтенсифікації роботи плавильних агрегатів з метою зниження витрат енергії та економії сировинних ресурсів” (№ держ. реєстрації 0193U034578); “Розробити фізико-хімічну модель процесу одержання малофосфористого марганцевого полупродукту на основі дослідження і аналізу кінетичних закономірностей і нерівноважності взаємодій в системі шлак-метал з метою створення комплексної інформаційної технології електрометалургійної переробки марганецьмістячої сировини для оптимізації процесу і його управління” (№ держ. реєстрації 0198U004484). Для досягнення мети були поставлені наступні задачі: - визначити нерівноважність системи метал-шлак по окремим елементам та розробити методику розрахунку фактичних (нерівноважних) коефіцієнтів розподілу елементів між шлаком та металом ; експериментальним шляхом визначити показники кінетики відновлення оксидів вуглецем та обробкою експериментальних даних одержати вираз для обчислення швидкості витрати вуглецю на відновлення, побудувати модель фізико-хімічних взаємодій при формуванні розплаву у рудовідновлювальній печі та оцінити механізм взаємодії реагуючих фаз;У роботі ставилась задача побудови статичної та динамічної моделей процесу одержання високовуглецевого феромарганцю на основі даних про нерівноважні коефіцієнти розподілу й кінетичні коефіцієнти витрати вуглецю на процес відновлення, проведення моделювання впливу ряду технологічних факторів на показники процесу відновлення марганцю. З урахуванням часу ізотермічної витримки шихти й величини поверхні контакту вуглецю тигля з розплавом розраховувалася швидкість витрати вуглецю на відновлення. При переміщенні зверху вниз в печі можуть бути виділені декілька зон: термічної підготовки сировини (сушка, термічна дисоціація і так далі); газове відновлення в твердих фазах; плавлення і відновлення в рідких фазах з оксидних розплавів; формування складу металу і шлаку і їх взаємодія у ванні печі. Формування первинного металевого розплаву в системі Mn-Fe-C повязано з тим, що температура початку відновлення вуглецем за схемою MNO>Mn складає 1410-14200С, до карбіду Mn3C - 12230C, до карбіду Mn7C3 - 13060С, тоді як температура плавлення марганцю складає 12450С. Одним з найбільш істотних чинників, що визначають хід плавлення і відновлення, є температурне поле, яке описали виразом t = [0,0388 - 0,849 l/L 7,377 (l/L) 2 - 7,992 (l/L)3 2,394 (l/L)4]·? (ткін - тпоч) тпоч де l - поточна координата, відлічувана зверху вниз; L - протяжність зони плавлення і відновлення, включаючи коксовий шар; ткін - температура на нижньому кордоні коксового шару в даному вертикальному перетині печі; тпоч - початкова температура плавлення шихти.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ