Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Довосстановление частиц, полученных диспергированием жидкого металла

Диссертация: Довосстановление частиц, полученных диспергированием жидкого металла
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Усовершенствована математическая модель углетермического восстановления дня расчета рациональных условий ведения процесса с учетом природы оксида, геометрических размеров реакционного объема, давления и состава внешней атмосферы. Выведены аналитические выражения для оценки влияния геометрических и кинетических параметров шихты на степень гомогенности конечного продукта. Установлено, что причина… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА I. ПОЛУЧЕНИЕ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ МЕТОДОМ РАСПЫЛЕНИЯ РАСПЛАВОВ
    • 1. 1. Технико-экономические показатели метода распыления ®
    • 1. 2. Восстановительно-обезуглероживающий отжиг диспергированных частиц г'**
    • 1. 3. Структура восстановленного металла
  • ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 2. 1. Методика исследований
    • 2. 2. Характеристика материалов исследований
  • ГЛАВА 3. КВАЗИСТАЦИОНАРНАЯ МОДЕЛЬ УГЛЕТЕРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ
    • 3. 1. Моделирование кинетики взаимодействия углерода с оксидами.*
    • 3. 2. Квазистационарная модель углетермического восстановления
    • 3. 3. Описание трехступенчатого процесса восстановления оксида углеродом при программированном нагреве
  • ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА ЧАСТИЦ ДИСПЕРГИРОВАННОГО МЕТАЛЛА
    • 4. 1. Восстановительно-обезуглероживающий отжиг частиц диспергированного металла в атмосфере инертного газа (самоотжиг частиц)
    • 4. 2. Математическое описание кинетики самоотжига
    • 4. 3. Самоотжиг. Переходные процессы при ступенчатом нагреве
    • 4. 4. Самоотжиг. Изменения размера прессовок окисленных частиц при их отжиге
  • ГЛАВА 5. ГАЗОВОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКИСЛЕННЫХ ЧАСТИЦ
    • 5. 1. Изотермическое восстановление окисленных частиц водородом
    • 5. 2. Определение кинетических параметров довосстановления в водороде
    • 5. 3. Описание слоевого восстановления в стационарном режиме. ЮО
  • ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ОШТНО-ПРОШШЛЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 103 6.1. Определение технологических параметров рафинирующего отжига
  • ВЫВОДЫ

Довосстановление частиц, полученных диспергированием жидкого металла (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В «Основных нацравлениях экономического и социального развития СССР на 1981;1985 годы и на период до 1990 года» определено, что в развитии металлургии, одновременно с ростом производства металла, еще решительнее будет проводиться линия на коренное улучшение качества металла, увеличение выпуска эффективных видов металлопродукции. В частности, предусматривается значительное увеличение производства металлических порошков, использование которых в народном хозяйстве дает большой эффект Ш. В связи с этим все большее распространение в промышленности цриобретает метод распыления расплавов для производства металлических мелкодисперсных частиц.

Для производства железных частиц наибольшее распространение получил метод распыления жидкого чугуна воздухом в воду Г£, 3,4]. Этот метод включает:

— распыление жидкого чугуна воздухом в воду, в результате чего получают окисленные полидисперсные частицы;

— рафинирующий отжиг окисленных частиц, для удаления кислорода и углерода;

— размол и рассев полученного продукта.

Качество полученных частиц в значительной мере зависит от содержания в них кислорода и углерода, снижение которых повышает их сортность.

Для повышения качества металлических частиц весьма актуальным является установление закономерностей и оптимальных условий уменьшения остаточного содержания кислорода после рафинирующего отжига частиц.

В связи с этим диссертационная работа посвящена изысканию путей повышения качества и интенсификации рафинирующего отжига частиц, полученных диспергированием жидкого металла, на основе разработки теоретических закономерностей углетермического и газового восстановления окисленных частиц.

Положения, выносимые на защиту:

1. Расчет предельного содержания углерода в металлической матрице частиц в зависимости от их размера.

2. Возможность квазистационарного описания углетермического восстановления с учетом геометрических размеров реакционного объема шихты, природы оксида и давления внешней атмосферы.

3. Анализ причин, приводящих к увеличению содержания остаточного кислорода в частицах после рафинирующего отжига.

4. Определение оптимальной высоты неподвижного слоя окисленных частиц.

5. Описание кинетики слоевого восстановления применительно к промышленному агрегату.

6. Результаты опытно-цромышленных исследований по разработанному режиму отжига.

ВЫВОДЫ.

1. Предложен метод расчета предельного содержания углерода в металлической матрице частиц в зависимости от их размера на основе анализа механизма обезуглероживания капель металла при его распылении.

2. Усовершенствована математическая модель углетермического восстановления дня расчета рациональных условий ведения процесса с учетом природы оксида, геометрических размеров реакционного объема, давления и состава внешней атмосферы. Выведены аналитические выражения для оценки влияния геометрических и кинетических параметров шихты на степень гомогенности конечного продукта.

3. Установлено, что причина высокого остаточного содержания кислорода заключается в образовании плотной губки восстановленного металла при низких скоростях самоотжига и длительной выдержке (температура 800-П00°С). Предложено с целью снижения содержания кислорода повышение скорости восстановления и уменьшение времени отжига.

4. Установлено, что уменьшение высоты слоя окисленных частиц с целью повышения скорости довосстановления при 950 °C целесообразно до 12 мм.

5. Установлено, что довосстановление окисленных частиц в промышленном агрегате лимитируется переносом газа-восстановителя к слою" Показано и в опытно-промышленных условиях подтверждено, что уменьшение сопротивления на стадии переноса газа-восстановителя к слою ео1фащает длительность процесса в три раза.

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработан и опробован в НПО" Тулачермет" режим рафинирующего отгига окисленных частиц, позволивший повысить качество мелкодисперсных железных частиц от марки ПЖР2 до ПЖР1 и снизить затраты на их производство.

7. Предложен метод уменьшения затрат на производство единицы продукта на основе расчета по разработанной применительно к промышленному агрегату (ШО «Тулачермет») модели слоевого восстановления путем изменения геометрических параметров расположения окисленных частиц и расхода газа.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М., ИПЛ, 1981
  2. В.Б., Буланов В. Я., Рукин В. В. и др. Железные порошки Технология, состав, структура, свойства, экономика. М."Наука", 1982, 263с., с ил.
  3. Ничипоренко О.С., Найда Ю.И."Медведовский А. Б. Распыленные металлические порошки. Киев, «Наукова думка», 1980с., с ил.
  4. Ю.А., Путинцев Б. Н., Силаев А. Ф. Металлические порошки из расплавов. М.,"Металлургия", 1970,244с., с ил.
  5. Новые процессы и материалы порошковой металлургии, под. ред. Л. Х. Явербаума, М.,"Металлургия", 1983,359с., с ил.
  6. Е.А., Князев В. Ф. «Сталь», 1982,№ 2,с.80−82
  7. Si (-?ere?sen Н, Eaenpu^ven c/eren Henite№un
  8. Т.С., Жбанов A.M., Андрюшин В. И. и др. В сб."Кинетические закономерности восстановления окисных систем", М.,"Металлургия", 1980(МИСиС Научн. тр. № 134), с.61−64
  9. Э.Я., Жорняк А. Ф., Грисюк В. Н. и др. «Порошковая металлургия», 1977,№ 10,с.85−87
  10. Ю.Попиченко Э. Я., Жорняк А. Ф., Грисгок В. Н. и др. «Порошковая металлургия», 1977,№ 1I, с.90−92
  11. П.Попиченко Э. Я., Жорняк А. Ф., Грисгок В. Н. «Прямое получение железа и порошковая металлургия», 1978,№ 4,с.63−70
  12. Э.Я., Радомысельский Н. Д. «Порошковая металлургия» 1977,№ 11,с.5−9
  13. Попиченко Э.Я."Радомысельский Н.Д. В кн."Получения свойстваи применение распыленных металлических порошков", Киев, 1979, с.81−90
  14. Жорняк А.Ф., 0ликер В.Е. «Порошковая металлургия», 1977,№ 2, с.1−5
  15. Жорняк А.Ф., 0ликер В.Е. «Порошковая металлургия», 1982, № 2,с.5−15ie.Силаев А. Ф. «Порошковая металлургия», 1968,№ 10,с.II-14 17.0стрик П.Н."Жуковская Л.А., Попов Б. Н. и др. — «Порошковая металлургия», 1978,№ 12,с.4−7
  16. А.И., Ничипоренко О. С., Мелентьев И. В. и др. «Порошковая металлургия», 1978,№ 4,с.90−92
  17. А.Д. «Порошковая металлургия», Пермь, 1979, с.17−2020.Пат. 893 879 (ФРГ)
  18. Жорняк А.Ф., 0ликер В.Е. «Порошковая металлургия», 1983,№ 9 с .1−8
  19. Жорняк А.Ф., 0ликер В.Е. «Порошковая металлургия», 1984,№ 2, с.12−19
  20. Пекач В.Ф."Бондаренко Б.И. «Порошковая металлургия», 1983, № 3,с.(?-10
  21. В.И., Рыжонков Д. И., Пронин Л. А. «Известия вузов. Черная металлургия», 1981,№ 9,с.13−17
  22. Боднарчук В.И., Рыжонков Д. И., Пронин Л. А., 0гуенко В.Н. -«Известия вузов. Черная металлургия»,№ 5,1982,с.77−8126. jfnch. Sisen huttenw" ?S4S вЫЦб1./tS 2 f s. 7S-ZI.
  23. R.J. щ H} h Te^p Sc} «/g?/ 51. V I’ll2ЧЧ ?S6.
  24. MaoIsq M. t Hi ron Г „Ser. met.“ ?Sil, /6 y9, ЮН-1019.
  25. М.Н., Шварцман Л. А., Шульц Л. А. Физико-химические основы взаимодействия металлов с контролируемыми атмосферами.
  26. М.,"Металлургия», 1980,262с., с ил.
  27. Я.Е. Физика спекания. М., Наука, 1967,360с., с ил.
  28. Богданди Л., Энгель Г.-Ю. Восстановление железных руд. М., «Металлургия», 1971,517с., с ил. ч
  29. P€"seh#e№ W. t Yosh'.kosbi Н. «Arch. f-seh h uttenw. — /9?Oiл/ g (1/S-32a. peuichieee W. Ь^О It /}roh ,
  30. Sbenhu-tten»,/ ^^ j3 f6l,€ 6/ / *33. ILuppH., Crudenau tt-X/., Burchctrd W-&. -" ?iaki und Ыъеп, I9&2, J0?, NeIS, J9−2J, Ш, i
  31. Schaefen CAris^'Qfi е. а, — u /эи.% то хагонэ (letsu го J /гол оно/ Sieeil^t. Jap." /SZ3, 69, л/
  32. .А., Гоголев Ю. Ф. и др. «Повышение производительности и экономичности работы тепловых металлургических агрегатов „, М., 1982, с. 27−29
  33. Tiffer K.J., WrlfhtZK. -“ of /ч-„-“? Transitions „/9?57 /4arcAt f.2S-30.
  34. Wr$ht J. К., Morrison A?. „/Че*. „/3i?(в /s t Л/ f —, 51%
  35. Jo/i* Ъ.н. St., Hayes р. С, „Met. Tra“? „/9 Z2 в /3i / /а//-V, ~39. //oysA- £Аоу/ е.а. (1 Гэ^у Го халал/э, &> ha^anz J Iron а^с/ Steet Jcxp, „/911, 69, */9, 2/.
  36. JyucA- Yosbioki (Fuk^na^a M? tsUSh?9
  37. Trans. Jcxp. Iht?'. /Metfa^s „/5 2 3 V .3 //?~-/?V.' ' t
  38. Ifoyre Jeahnot E, ?Ucnmetz, P., Gteit^&r С, „//f 30-'
  39. Сомг int tonct. kaat-^oum^aa iheor. et prat, fir&ei, 2-fJuur, iSbO Vot. 2 „S. с CZ. Г
  40. Sheh
  41. Pepper L- К Ph-e?rook Xs. О — Cc*. л*? n *^ • quart.976 (?, 3, 2OI-Z09.w. к^ц jo>(? rultar? i a j- -„en
  42. S?ee? Jnsf. J"x/o. /577 ^ If s / Ji / i45. ъ^рге Jecxnnoi |(MF SO. hauir /ot^eac,
  43. J?reest !9%0. i/o г — 5. У, с. г/j46. Л/о^А-го P 7-Lэцу / о хага*Э| J747. Ohgc e d T, и ~r, „. ' „/0 j. j. non pw48. eo habano 7 г / /? го, /x / „49. Ле^^у ^ r"Q"s /??J?1. V^O V 9?>
  44. ГигЛсГо^аи E. T^oe^o*, КV, ./^/wee 7>a"S. „
  45. C? ¦,OS ¿-ел vA S. l/e&asco S. „Тпъ лу ISTJ“ 2% (С A? S3 j, VS>?-5"oj.
  46. E.C. В сб."Физико-химические основы производства стали“, М., Наука, 1971, с Л54−159
  47. Ь4.Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций. М.,"Мир“, 1972,545с. с ил.
  48. П. Кинетика гетерогенных процессов. М.,"Мир“, 1976,399с., с ил.
  49. О.А., Гельд П. В. Физическая химия пирометаллургических процессов. 4.1"Свердловск, 1962, 653с., с ил. 58. <2xohq Ясуо, Сукэ Теч^ то к<�хга*э1 Те? suо Aojare
  50. J. Tro* qkof Ja./? „f9?& 69 *s// g/i ' i59. /(o^H.K.,. f^Ai^e^s, 496 i 14 S. 4″ Y/E. i 1
  51. Термогравиметрическая установка для совместного проведения кинетических и микроструктурных исследований при восстановленииокислов металлов, — В кн.:Новые методы исследования процессов восстановлена“ цветных металлов. М.,"Наука“, 1973, с.94−96
  52. Д.И., Сорин С. Б. В кн.:Новые методы исследования процессов восстановления в черной металлургии. М.,"Наука“, 1974, C. III-II4
  53. Полищук A.B., Колчанов В. А., 0гуенко В.Н. и др. Обезуглероживание капель металла при его распылении. Моск. ин-т сталии сплавов. М., 1983,12с.(Деп. в ин-те „Черметинформация“ 30.08.83 № 2153 чм-Д83)
  54. А.П. Металловедение. М."Металлургия, 1977, 221с., с ил.
  55. П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.,"Химия“, 280с., с ил.
  56. Ю.А., Крюков С. Н., Поляков В. П., и др. „Известия вузов. Черная металлургия“, 1974, № 3, с. П-15
  57. П.В., Есин O.A. Процессы высокотемпературного восстановления. М., Металлургиздат, 1957, 644с., с ил.
  58. Д.И. В сб. „Кинетические закономерности восстановления окисных систем“, 1980 (МИСиС, Научн. тр. № 134, с.4−10
  59. В.П., Павлов Ю. А., Поляков В. П. и др. Взаимодействие окислов металлов с углеродом. М.,"Металлургия“, 1976, 359с.,
  60. Seaioh C-E.t Foxier 10. and Veta^co 1, Tra*t. ISJJ“ 23, P- W-Wb
  61. Г. И. Датиевская E.H. В кн."Проблемы металлургии“,
  62. М., Изд-во АН СССР, 1953, с.15−32. у//у71. Нас R -.Met Г, an, Л WS, 72. Airahm M. C^&hosh A If Inonmo, к Stee?^>a к979, т. 6, W, PP. /4−23,
  63. Д.И. Механизм и кинетика восстановительных процессов в слоевых и дисперсных окисных системах. Автореф. докт.
  64. Берд Р., Стьюард В., Лайтфут Явления переноса. М.,"Химия“, 1974, 687с., с ил.
  65. С.Т. В кн. „Интенсификация восстановительных процессов. Диффузионно-химические аспекты. М.,"Наука“, 1980, с.6−26
  66. Ю.С., Даныпин В. В., Пашков Н. Ф. и др. Теория металлизации железорудного сырья. М./'Металлургия“, 1982, 255с., с ил.
  67. Медведев А.И."Ростовцев С.Т. и др. „Известия АН’СССР. Металлы“, 1977, № 6, с.6−13
  68. К.К. В кн. „Сборник трудов Донецкого НИИ 4M“, 1972, вып. 23, с.50−51
  69. Н. Л. Шубиш А.Ф., Никитин В. Д. и др. „Сталь“, 1979, № 8, с.580−581
  70. И.И. Десульфурация металла. М.,"Металлургия“, 1970, 320 $., с ил.
  71. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. 2-е доп. и переб. изд. М.,"Наука“, 1967,491с., с ил.
  72. Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.,"Наука», 1976, 576с., с ил.
  73. С.Д., Кидинов Д. З., Ченцов A.B. и др. В кн."Диффузия, сорбция и фазовые превращения в процессах восстановления металлов. М.,"Наука", 1981, с. II2−115
  74. Iwaticiw? ?rchiwum nornidw. i huihictw."1.53, т.!, p. Ш1953, т. Ii p.86. Iwancivf «» «
  75. П.В., Швейкин Г. П. „Известия АН СССР отд. техн. н., металлургия и топливо“, 1959,№ 1,с.44
  76. В.С., Чижиков Д. М. „Известия АН СССР, отд. техн. н."1955, № 11, с.13
  77. Катаяма Хироси Влияние давления на скорость восстановления окиси хрома углеродом. РЖ Металлургия, 1977, № 4, реф. А59
  78. В.М. Теория доменной плавки под давлением. М.,"Метал-лургиздат“, 1962, 454с., с ил.
  79. Левина В.В."Рыжонков Д.И., Колчанов В. А. и др. В сб."Кине-тические закономерности восстановления окисных систем», М., «Металлургия», 1980 (МИСиС. Научн. тр. № 134), с.19−25
  80. Сорин С.Б."Колчанов В.А. В сб. «Кинетические закономерности восстановления окисных систем», 1980 (МИСиС.Научн. тр. № 134) с.42−46
  81. Даркен Л.С., 1урри Р. В. Физическая химия металлов.М.,"Метал-лургиздат", 1960, т (. т ,
  82. ColU &uhnanontThulin D-J. «i ike Iron and bieel 1972, „2M, port 10, p. 7??-784
  83. Д.И., Полищук А. В., Сорин С. Б. и др. Исследование механизма и кинетики восстановления водородом окатышей из оленегоского суперконцентрата. Моск. ин-т стали и сплавов. М., 1983, Пс.(деп. в ин-те „Черметинформация“ 30.08.8334,1965, ь. Ш-418
  84. Дк.Д. Взаимодействие металлов с газами. Т.2. Кинетика и механизм реакций. М.,"Металлургия“, 1975, 351с., с ил.
  85. Е., Гебхард Е. Газы и углерод в металлах. М.,"Металлургия», 1980, 7Пс., с ил.
  86. С. Т. Григорьев Э.Н., Чуприн Р. Д. В кн."Физико-химические основы производства стали", М.,"Наука", 1971, с.135−143
  87. С.Т. В кн."Интенсификация восстановительных процессов. Диффузионно-химические аспекты." М.,"Наука", 1980, с.6−26
  88. Ю1.Рыжонков Д. И., Томлянович В. Д. Теория металлургических процессов. Кинетические закономерности восстановления окисных материалов в слое. М., Изд-во МИСиС, 1981, 92с., с ил.
  89. С.Т. Теория металлургических процессов. М.,"Ме-таллургиздат", 1956, 517с. с ил.
  90. ЮЗ.Гольдштейн H.JI. Теория металлургических процессов. Восстановительные и окислительные процессы., Свердловск, Изд-во УПИ, 1979, П4с., с ил.
  91. Ю4.Хейфец Л. И., Неймарк A.B. Многофазные. процессы в пористых средах. М.,"Химия", 1982, 319с., с ил.
  92. FricLricA Н. Л «Ardi. ??tenhuuetiw.», 1382, 53, № 6, s. 2W-218
  93. Юб.Полищук A.B., Рыжонков Д. И., Колчанов В. А. Газовое восстановление слоя оксидов в стационарном режиме. Моск. ин-т стали и сплавов. М., 1983, 8с. (Деп. в ин-т§ «Черметинформация» 30.08.83 № 2150 чм-Д83)
  94. .А. В кн."Сборник научных трудов ВНИИМТ" № 16 М.,"Металлургия", 1969, с.120-I,. .Приложение I.1. EXTERNAL FCT." OUtP '
  95. DATA PRMT (2."PRMT<3'>, PRMT (4•>."PRMT (5.-2800,2,."l, E-6,8,-'print tee, !
  96. FORMAT<35X, •' УГЛЕТЕРМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЯЕНИ ГЕМАТИТА"' -'.-'ЗХ,
  97. PRMT
  98. DATA RMO, RC, 0K0-'2, E--6, t, E-4, t,.-' I1. DATA NDI M-'4-' 'J1. U=8, 166 ,
  99. CALL RKSS t < PRMT, V, DERV, ND IМ." IHLF, FCT, OiJTP, AUX STOP END1. SUBROUTINE FCT
  100. COMMON RMO, RC, OKC, U." N t COS, N t COM, N1 COM, NCO, N200, SKOR, ALFO, В :
  101. REALMS N t COS, N1. COM, N t COM." NCO, N2C0, К MO." KMOS, KMOM, KMOM, КС, Kit." i<2 i DIMENSION DERV<4"V<4
  102. КМ08И8, $"<2726, .-'X+2, t44> '
  103. KMOM= 18, ж ж < -1858, -'X+2, t: i
  104. KC= 18,< 9,28−988i, -'XJ N t COS= 1. .¦¦- f 1. +KMOS -1 j
  105. NtCOM==t ,••••'(t, +KMOM> 1 J
  106. N t CQUi~ t, •••" :1.i I • ¦ -fi ' л л ,! И ' ! -:--:-. i-i Г f 4, 'J-KC -a X11 =2,E1JJEXP (-18 868,s>0
  107. К21 = t, EosDEXP (--28 128, -'X1. (V (I > -i, +5, E- 5 64, 64, 6363 — ' SO TO 2664 ' 0TK=RC:"0KC-'3, ж 17, * t, £жК 11 -' <5, 2* t, 2*RM0sK21 •1. Я: *a,-va1.XNC0-NtCuM'>7.?7: 147 «IF (V (2 -1 -1, +5, E---5 9, 9, 88 DERV<�О=8, •
  108. BERV (2 j =8, ¦ DERV <3 '> =8, j DERV < 4':==8, SO TO 37
  109. ОТ •¦-¦ОТ Ks < t, -V < 2 1.8i NCO=@ < 2, +N2C0+OT-DSQRT < <2, +N200+0." -1 жж2&trade-8, *:N2C0 ?1 Я -4, -«N t COS^OTK® (1., - (2> * 18, >
  110. DERV (t Е-5Ж1, 2/t, 7ж (i, -V ^:"|<21
  111. DERV<2 J =9 E-3:» t, 6-'o, 2:*< t-V<2 V:>жК 11ж- • ¦ --' ц-ihjli.. i.i.. ¦¦ - ---. ¦ •.. ¦ .¦¦" ¦ - - -.. -. • -----——|15 181. ВЕЕУ<4>=0, GO! О 371!"HiJiJ~N t L’iJi’J lo. i'- lb.* 25 I FX V (3 -1, +5, E-5 1. 17. t, 6
  112. ВЕРУ<2'>=0, BERV<3>=0, BERS-' < 4 =8,-b1. < V (2 -1, +5, E-5 18/ 18. P i 71171v I ••• 1 гп
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?