Введение к работе
Актуальность темы. Электротермические процессы широко іспользуются в химической технологии как о России, так и за рубежом. Электротермический метод применяется для получения фосфора, карбида альция, плавленых оксидов, абразивных материалов и других продуктов, причем >бъем их производства составляет миллионы тонн. Единичная мощность іуднотермических печей (РТП) химической технологии достигает 60-80 MB А, при ітом годовое потребление электроэнергии на заводах химической электротермии : России составляет несколько миллиардов кВТ ч. Поскольку происходит юстепеьное вовлечение в электротермическую переработку руд с меньшим одержанием целевого компонента, важнейшей задачей становится снижение дельных как энергозатрат, так и сырьевых материалов. Следует отметить и ястущие требования экологии х электротермическим производствам, всегда митаошимися одними из самых вредных.
8 сзязи с этим большое значение приобретают исследования, аправленные на поиск рациональных режимов работы мощных РТП. ;ложившаяся практика их эксплуатации основана на корректировка лектротехнологического режима печи по данным химичесхого анализа сырья и родуктоа плавки. Возможное запаздывание между фактическим изменением остояния печи и корректирующими воздействиями на ее режим может оставлять несколько часов. В результате показатели работы ухудшаются -нижается качество продукта, растет удельный расход электроэнергии и т.п.
Таким образом, актуальность разработки принципиально нового метода нтенсификации процессов технологии неорганических веществ, осуществляемых лектротермическим способом, которой и посвящена настоящая диссертация, пределяется проблемами и требованиями, предъявляемым к процессам имической электротермии, особенно обострившимися а последние годы.
Работа выполнялась в соответствии с заданиями Минхимлрома и Іинудобрений и программ хоздоговоров по планам ЛТИ и ЛенНИИГИПРОХИМа, ключенных в перечень постановлений КГНТ № 491/244 от 8.12.1981 и N» 555 от 0.10.1985.
Цель работы. Разработка принципиально нового способа управления технологическим процессом в руднотермическои печи на основе гармонического анализа напряжения и тока электродов.
Метилы исследования. Исследования проводились на лабораторных установках, а также на промышленных объектах. При обработке результатов исследований применялись элеыанты мзте?латической статистики и машинные методы расчета на ЭВМ.
Нуучноя новизна. Показана связь природы возникновение и параметров электрической дуги, существующей в РТП с характером технологического процесса, и предложен метод упраэления технологическим режимом печи на основе параметров электрической дуги. Разработанные и предложенные методы управления включают:
-
Своевременну корректировку электрических параметров и состава шихты.
-
Опре;;... окис времени выпуска расплава.
-
Управление степенью развития нежелательных процессов - химическое взаимодействие электрода с расплавом, пылеобразоеание и других.
Перечисленные методы предложены на основе установленных взаимосвязей rap»/. чических составляющих напряжения и тока электродов с показателями технологического процесса.
Предложено объяснение вентильного эффекта контакта электрода с '. асплзвом и электрической дуги переменного тока. Впервые рассмотрен характер и дано объяснение существования термо-ЭДС в электрической цепи РТП во (ірел'.я простоев Предложен принцип создания высокопроизводительных и высокоинтенсивных электротермических производств на основе модульной технологии
Новизна и оригинальность предложенных методов и устройств :".'.,іт('ер"'.дена авторскими свидетельствами
Практическая ценность Ряд положении, полученных на основе :> .'ротнчс-ской разработки связи гармонического состаза напряжения и тока .'Л<--( 'родов РТП с технологическими параметрами процесса, нашел практическое > едренис На Челябинском абразивном производственном объединении,
Запорожском абразивном комбинате и ЮрГинском абразивном заводе внедрен в производство способ контроля состава расплава и определения начала выпуска его из печи для получения нормального электрокорунда. Внедрен метод контроля степени развития электрической дуги на печи РКЗ-10,5 для получения фосфора.
На Джамбулском АО "НОДФОС" внедрен метод коксования стартовых электродов и разогрева печи после простоя на основе величины термо-ЭДС, существующей в электрической цепи печи.
Разработаны рекомендации по определению модуля кислотности и содержания Р205 в шлаке фосфорной печи по результатам гармонического анализа тока электрода. Предложен метод определения количества' расплава карбида в печи и времени перепуска электродов при получении карбида кальция; на, АО "Ковдорский ГОК" внедрен способ определения уровня расплава и положения рабочего конца электрода относительно этого уровня в печи для получения плавленых фосфатов; предложена и внедрена новая- конструкция печи для получения сероуглерода.
Апробация pagomt.f. Материалы диссертации докладывались на: XII Всесоюзной научно-технической конференции "Технология неорганических веществ и минеральных удобрений", Чимкент, 1981; Всесоюзной конференции "Получение новых модификаторов, легирующих, тугоплавких, абразивных и других спецматериалов", Челябинск, 1983; VIII Всесоюзном совещании по электротермическому оборудованию, Чебоксары, 1985; Всесоюзном научно-техническом симпозиуме "Параметры рудовосстановительных электропечей, совершенствование конструктивных элементов и проблемы управления процессами", Никополь, 1987; научно-техническом совещании "Проблемы оптимизации технологического режима и " методы расчета дуговых руднотсрмическнх печей", С.-Петербург, 1994; "Электротермия 96", С.-Петербург, 1996.
Публикации По результатам исследований опубликовано 130 работ, получено 20 авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертация включает: введение, 6 глаз, общие выводы, список литературы из 180 наименований и приложений. Она изложена на 29G страницах, включая 17 рисунков, 20 таблиц, списка литературы и 14 сіраниц приложений.
