Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
При переходе ПФК на выплавку ферроникеля с использованием импортной руды, физико-химические параметры и металлургические свойства которой значительно отличаются от ранее используемой отечественной, оказалось, что наработанный с 1972 года технологический опыт работы требует существенного пересмотра и доработки.
Как показали первые месяцы работы завода на новом сырье, потребовалось переосмыслить практически заново все технологические цепочки схемы получения товарной продукции: от подготовки шихты до рафинировочных процессов. С этой точки зрения актуальным является разработка и решение проблем, связанных с повышением технико-экономических показателей производства товарного ферроникеля в условиях ПФК за счет совершенствования и оптимизации технологии подготовки шихтовых материалов, электроплавки чернового ферроникеля, рафинировочных процессов и улучшения конструкции и параметров футеровки рудотермической печи.
Актуальность решения этих вопросов тем более очевидна, если учитывать последние возросшие требования к энерго - и ресурсосбережению в области электротермического производства ферроникеля.
Связь работы с научными программами и планами. Диссертационная работа выполнена в соответствии с Государственной программой развития горно-металлургического комплекса Украины до 2012 года. Основу составляют результаты научно-исследовательских работ, где автор являлся ответственным исполнителем:
«Исследование и совершенствование сквозной технологии производства ферроникеля с использованием импортной руды в условиях (№ гос. рег. 0105U001536). «Исследование и внедрение технологических схем производства ферросплавов, совершенствование конструктивных элементов рудовосстановительных печей и разработка нормативно-технической документации на основную и вторичную ферросплавную продукцию» (№ гос. рег. 0110U003248).
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является: разработка, усовершенствование и оптимизация технологической схемы производства товарного ферроникеля, отвечающего требованиям мирового рынка, как по качеству, так и по технико-экономическим показателям производства с использованием нового никельсодержащего сырья для условий ПФК.
Для достижения данной цели были поставлены следующие научно-технические задачи:
1. В направлении совершенствования технологической схемы подготовки шихты исследовать физико-химические характеристики и свойства окисленных никелевых руд отечественных и зарубежных месторождений, особенности подготовки огарка к электротермическому переделу применительно к условиям ПФК.
2. Обосновать рациональный состав товарной продукции и определить основные направления усовершенствования технологии ее производства.
3. Исследовать термодинамические свойства систем на основе никеля, физико-химические особенности процессов, протекающих в рудовосстановительной электропечи при выплавке чернового ферроникеля.
4. Организовать и провести комплекс промышленных исследований, составить материальный баланс, определить основные закономерности распределения ведущих и примесных элементов на стадии обжигового и электропечного переделов.
5. Исследовать основные закономерности шлакового, газового и температурного режимов технологии чернового ферроникеля с целью установления конкретных функциональных связей.
6. Исследовать и оптимизировать технологические и термодинамические особенности рафинировочных процессов.
7. Исследовать особенности работы футеровки рудотермических печей и усовершенствовать ее для новых условий.
Объект исследования: технология получения ферроникеля в условиях производственных мощностей Побужского ферроникелевого комбината с использованием никельсодержащего сырья различных месторождений.
Предмет исследования: физико-химические, термодинамические закономерности процессов обжига сырья, электроплавки огарка, тепловая работа и стойкость футеровки электропечей, рафинирование продуктов переработки с целью получении товарного ферроникель.
Методы исследования. При решении поставленных задач в работе для проведения исследований использованы следующие методы и аппаратура:
· аналитические и теоретические исследования базируются на фундаментальных положениях физической химии, теории металлургических процессов и теоретических основах теплоэнергетики и электротехники. Использованы современные методы математической обработки данных активного и пассивного промышленного эксперимента с использованием прикладных компьютерных программ;
· методы термодинамического и физико-химического анализа особенностей процессов производства чернового и рафинированного ферроникеля;
· методы рентгенофлюорисцентного, спектрального микроанализа и растровой электронной микроскопии для изучения микроструктуры, минералогического состава и фазовых превращений исходных материалов (руды), продуктов плавки (черновой ферроникель и шлак) и образцов выломок футеровки.
Научная новизна полученных результатов.
1. Впервые выполнены микроскопические исследования с использованием рентгенофазного анализа образцов никелевой руды месторождений Новой Каледонии, позволившие определить минеральный состав и расширить существующие представления о металлургических свойствах никельсодержащих материалов. В приведенных рудах основу (70-80% в зависимости от крупности) никельсодержащих минералов составляют магнезиально-никелевые силикаты (гарниерит, непуит), восстановление никеля из которых во время обжига руды при температурах 800-900°С составляет 55-65%. Установлено, что восстановление никеля происходит в руднотермических печи за счет твердого углерода и окиси углерода.
2. В результате термодинамических, физико-химических и статистических исследований получена аналитическая зависимость растворимости кислорода и углерода в жидком никеле. С использованием параметров взаимодействия Вагнера рассчитаны коэффициенты активности серы в черновом ферроникеле. Установлено, что по степени влияния на эту величину основное влияние оказывает углерод (~ 70%) и кремний (~ 29% отн.), что позволило оптимизировать процесс рафинирования чернового ферроникеля.
3. Впервые применительно к условиям ПФК, с использованием современных методов – рентгенофлюористцентного, спектрального микроанализа и растровой электронной микроскопии, исследованы минералогический состав и фазово-структурные превращения сырья в процессе электроплавки чернового ферроникеля а также свойства печного шлака. Установлено, что основу шлака составляет гиперстен, оптические константы которого соответствуют составу железо-магниевого силиката (Mg, Fe)O·SiO2, а корольки ферромагнитного металла сосредоточены в стекловидной фазе. Расчетное теплосодержание шлака составляет 2721 кДж / кг, температура ликвидус 1440-1470 °С.
4. Впервые в отечественной практике были выполнены комплексные физико-химические, петрографические и рентгеноспектральные исследования образцов (выломок) футеровки одной из печей ПФК, отобранных в период её остановки на капремонт. На основании разработанной термодинамической модели взаимодействия огнеупорных материалов с продуктами плавки установлено, что наиболее вероятной причиной «прогара» футеровки ванны ферроникелевой печи является потеря её огнеупорных свойств в результате взаимодействия с растворенным в металле углеродом и кремнием и последующим взаимодействием с основными образующими печного шлака (FeO, Cr2O3, MgCr2O4 и другие).
Практическое значение полученных результатов.
1. Разработана, исследована и освоена сквозная ресурсосберегающая технология производства конкурентоспособного на мировом рынке ферроникеля в промышленных условиях Побужского ферроникелевого комбината с использованием никельсодержащего сырья отечественных и зарубежных месторождений.
2. Разработана методика для расчета и составления материального и теплового баланса плавки. Обобщены основные физико-химические и теплофизические свойства исходного никельсодержащего сырья и продуктов процесса (огарок, шлак, металл, пыль, газообразные продукты), послужившие основой сквозной технологической схемы производства ферроникеля.
3. Предложена и усовершенствована технологическая схема подготовки исходной руды к металлургическому переделу, предусматривающая предварительную ее сушку, позволившая снизить ее влажность перед загрузкой в трубчатую обжиговую печь с 30–35% до 20%, что снизило энергетические потери.
4. Разработан и внедрен в АСУТП алгоритм корректировки расчетов с учетом текущих параметров производства: выход никеля, производительность, вес шлака, расход огарка, расход руды и удельный расход электроэнергии в заданный промежуток времени.
5. Выполненный комплекс термодинамических и термокинетических исследований выплавки ферроникеля, ковшевого и конвертерного рафинирования чернового ферроникеля позволил:
· предложить использовать в качестве восстановителя материал, физико-химические и технические параметры которого позволяют получать сплав с оптимальным содержанием кремния в черновом ферроникеле (пат. № 000);
· разработать конструкцию стартовой секции самоспекающихся электродов диаметром 1200 мм, обеспечивающую безаварийный и надежный ввод в эксплуатацию РТП и ее пуск после капитального ремонта (патент № 000, 2854);
· обосновать и внедрить в производство при ковшевой десульфурации чернового ферроникеля частичную или полную замену основного реагента – кальцинированной соды на вторичный материал производства капролактана – плав соды;
· внедрить в производство технологическую схему окомкования и утилизации никельсодержащей пыли электрофильтров газоочистки трубчатых обжиговых печей, обеспечившую повышение сквозного извлечения никеля в товарную продукцию до 90,8%.
Личный вклад соискателя. Автор принимал непосредственное участие в планировании, организации и проведении исследований по теме работы в лабораторных и промышленных условиях. Им, по согласованию с руководителем, лично сформулирована цель работы, основные направления и научно-технические задачи, решение которых позволили ее достичь.
Обработка результатов исследований, их обобщение и формулировки научно-практических выводов, применительно к теме работы, выполнены самостоятельно.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
Основные порталы (построено редакторами)