Моделирование тепломассообменных процессов в струйно-эмульсионном агрегате при разработке технологии прямого получения металла из отходов и пылевидных материалов
Диссертация
Разработана методика моделирования тепломассообменых процессов совокупности частиц железорудных материалов заданного закона распределения, которая предусматривает: задание времени процесса и температуры средыразбиение всего интервала размеров на ряд диапазоноврасчет тепломассооб-менных процессов для частиц выбранных диапазоновопределение интегральных значений масс, состава фаз и затрат тепла… Читать ещё >
Список литературы
- Высокотемпературные процессы переработки шламов металлургического производства / Н. И. Иванов, В. К. Литвинов, Е. А. Агапитов и др. // Черная металлургия: Бюллетень НТИ. -1983. -№ 12. С. 20−28.
- Утилизация вторичных материальных ресурсов в черной металлургии / К. А. Черепанов, Г. И. Черныш, В. М. Динельт, Ю. И. Сухарев. -M.: Металлургия, 1994. -224 с.
- Лисин B.C., Юсфин Ю. С. Ресурсо- экологические проблемы XXI века и металлургия. М.: Высшая школа, 1998. -447 с.
- Утилизация шламов и пыли, содержащих цветные металлы/А. И. Гиммель-фарб, Е. Н. Ярхо, М. Я. Левин, Т. Н. Сладковская // Проектирование предприятий черной металлургии: Сб. науч. тр. Гипромез. М., -1980. -Вып. 16. -С. 3034.
- Вторичные материальные ресурсы черной металлургии. М., 1986. Т. 2. -343с.
- Опыт утилизации шламов в агломерационном производстве НПО «Тула-чермет» / М. Г. Бойко, С. Б. Тен, А. Г. Михалевич и др. // Черная металлургия: Бюл. ин-та «Черметинформация». М., -1980. -Вып. 10. -С. 40−42.
- Юсфин Ю.С., Гиммельфарб A.A., Пашков Н. Ф. Новые процессы получения металла. М.: Металлургия, 1994. -320с.
- Князев В.Ф., Гиммельфарб А. И., Неменов A.M. Бескоксовая металлургия железа, -М.: Металлургия, 1972. -272 с.
- Кожевников И.Ю. Бескоксовая металлургия железа. -М.: Металлургия, 1970.-336 с.
- Анализ состояния технологий прямого получения железа. Direct reduced Iron-an overview / Prosser Graham H., Holmes Barry S. // Труды 1 Балканской конференции по металлургии. Warna, 28−30 мая, 1996. р. 198−205.
- Похвистнев А. Н. Внедоменное получение железа за рубежом. -М.: Металлургия, 1964. 469 с.
- Прямое восстановление пылей металлургического производства / К. Суга-сава, Я. Ямада, С. Ватанабе и др. // Черные металлы. -1976. № 24. С. 13−17.
- Melt reduction process to recover iron from dust // Techno Jap. -1995. -28. № 7. -P. 72.
- Штеффен P., Люнген Г. Б. Технический уровень процесса прямого восстановления железа // Черные металлы. -1994. № 10. — С. 9−19.
- Construction of DRI plant in China // Met. Plant and Techol. 1994. -v. 17. — № 3. — P. 20.
- Пат. 1 330 623 Канада, МКИ5 C21 В 013/00. Method for manufacturing steel through smelting reduction / Ozeki Akichika, Yamada Kenzo, Iwasaki Katsu-hiro- Nippon Kokan К. K. -№ 536 256: Заяв. 4.5.87: Опубл. 12.7.94
- Griscom Frank N., Lyles Donald R. The fastmet process coal based direct reduction for the EAF // Steel Times Int. 1994. -v. 222. — № 12. — P. 491 -493.
- Пат. 5 192 486 CIHA, МКИ5 C21 В 7/22. Plant and process for fluidized bed reduction of ore / Whipp Roy H., Fior de Venezuela. -№ 708 898: Заяв. 31.5.91: Опубл. 9.3.93: НКИ 266/156.
- Hassan A., Whipp R. The FINMET process a technology development update // Iron and Steelmaker. — 1995. -v. 22. № 4. — P. 35−40.
- ВНР baut ersfe Finmet-Anlage der Welf// Stahl und Eisen. 1995. -v. 115. -№ 8. — P. 26.
- Гуденау Г. В., Хирш М., Денеке X., Дегель Р. Прямое восстановление мелкой железной руды в «кипящем» слое газом, богатым водородом // Черные металлы. -1997. № 9. — С. 13−22.
- Spirex a new gas based DRI process for ore fines // Steel Times. -1996. -224, №ll. -C. 395.
- Aufarbeituna von Huttenwerksreststoffen // Stahl und Eisen. -115. № 7. P.81.
- The Redsmelt Process hot metal from iron ore as scrap substitute / Lehmkuhler Heinz J., Rath Gero, Cavallo Guido // MPT Int. — 1998. — 21. № 5. — C. 72−74.
- Sources of iron beyond 2000 // Steel Times. -1995. -223, -N5. С. E25-E30.
- DRI new opportunities for iron-ore producers. The leading producers // Mining J. — 1998. -330, № 8467. — C. 130.
- Stand der Entwicklung zur Direktredukion und Schmelzreduktion von Eisenerz / Schubert Karl-Heinz, Lungen Hans Bodo, Steffen Rolf // Stahl und Eisen. -1995. -№ 11.-C. 112−113.
- Прямое восстановление мелкой железной руды в «кипящем» слое газом, богатым водородом / Гуденау Г. В., Хирш М., Денеке X., Дегель Р. // Черные металлы. -1997. № 9. — С. 13−22.
- Scaw Metals baut 3. Direkteduktionsanlage // Stahl und Eisen. -1995. -v. 115. -№ 9. -P. 33.
- Eine Grobanlage fur die Direktreduktion // Stahlmarkt. 1995. -v. 45. — № 8. -P.52.
- Comsigua baut neue DRI-Anlage // Stahl und Eisen. 1995. -v. 115. — № 7. -P.25.
- Stell dynamics, USA, modifies expansion plants // Met. Plant and Techol. -1995. -v. 18. -№ 5. P. 18.
- Hylsa, Mexico, to build new DRI plant // Met. Plant and Techol. 1996. -v. 19. -№ 2. — P. 10
- Garraway R. Nucor’s startup of the wold’s first commercial iron carbide plant / Iron and Steelmaker. -1996. -v.23, № 6. P. 27−30.
- COMSIGUA officially inaugurates its new US$ 271 million MIDREX megamod in Venezuela // Skill. Mining Rev. 1998. — 87, № 46. — C. 4−5.
- Новая вращающаяся печь для получения железа прямого восстановления на угольной основе на фирме «Скоу металз», ЮАР // Новости черной металлургии за рубежом. -1998. № 3. С. 19−21.
- Проекты производства губчатого и горячебрикетированного железа прямого восстановления // Новости черной металлургии за рубежом. -1998. № 3. -С. 18−19.
- Повышение объемов производства на установках «Корекс» // Новости черной металлургии за рубежом. -1998. № 3. С. 13−17.
- Штеффен Р. Способ «Корекс» первые промышленные результаты производства чугуна // Металлургическое производство и технология металлургических процессов. — 1991. — С. 4−11.
- Poseo, South Korea, commissions Corex plant // Met. Plant and Techol. 1996. -v. 19. -№ 1. — P. 19−22.
- Альтернативные процессы выплавки чугуна в доменных печах // Новости черной металлургии за рубежом. -1997. № 3. С. 38−43.
- Sources of iron beyond 2000 // Steel Times. -1995. -223, -N5. С. E25-E30.
- Черная металлургия Северной Америки в 1994 г. // Новости черной металлургии за рубежом. -1995. № 3. С. 15−22.
- Бразильский металлургический процесс, реализуемый фирмой «Норт стар стил» // Новости черной металлургии за рубежом. -1998. № 3. С. 11−13.
- Вегман Е.Ф., Жак А.Р., Давыдова О. С. Теоретические и лабораторные исследования вариантов выплавки чугуна в печи Romelt на железоугле // Изв. вузов. Черная металлургия. -1996. -№ 9. -С. 4−8.
- Роменец В.А., Вегман Е. Ф., Сакир Н. Ф. Процесс жидкофазного восстановления // Изв. ВУЗов Черной металлургии. -1993. № 7. — С. 9−19.
- Роменец В.А. «Ромелт» полностью жидкофазный процесс получения металла // Изв. ВУЗов Черной металлургии. -1999. № 11. — С. 13−23.
- Recycling dusts and sludges in the bof / Harrison F.W., Dunlop G.A., Bonham T.J., Borthwick R.D. // 78th Steelmak. Conf. Proc., Nashville, Tenn., Apr. 2−5, 1995: Proc. -vol. 78. -Warrendale (Pa), 1995 -C. 47−50.
- Новый процесс утилизации шлама и пыли // Новости черной металлургии за рубежом. -1998. № 1. С. 45−56.
- Капустин Е.А. Экологические требования к кислородно-конвертерному производству // Труды первого конгресса сталеплавильщиков / -М., 1993. -С. 96−97.
- Анализ энергоемкости технологической цепи металлургического производства / Баптизманский В. И., Папитов Ю. С., Зеликман В. Д. // Труды 3 конгресса сталеплавильщиков. Москва, 10−15 апреля 1995. -С. 61−63.
- Ермакова JI. А., Мочалов С. П., Цымбал В. П. Новые процессы и технологии переработки пылевидных железосодержащих материалов и отходов по прямой схеме // Деп. в ВИНИТИ. 10.11.99, № 3313 -В99. 18 с.
- Ермакова JI. А. Анализ процессов прямого восстановления металлов из пылевидных отходов // Современные проблемы и пути развития металлургии. Труды Международной научно-практической конференции. Новокузнецк, 1998. С. 27−29.
- Попель С.И., Сотников А. И., Бороненков В. Н. Теория металлургических процессов.- М.: Металлургия, 1986. -463с.
- Байков A.A. Избранные труды. М.: Металлургиздат, -1956. -516 с.
- Хрущев М.С. О механизме взаимодействия окислов металлов с углеродом. Сообщение 1 // Изв. вузов. Черная металлургия. -1977. -№ 2. С. 13−16.
- Чуфаров Г. И., Татиевская Е. П. Адсорбционно-каталитическая теория восстановления окислов металлов. // Проблемы металлургии. М.: Изд-во АН СССР,-1953.-С. 15−32.
- Термодинамика и кинетика процессов восстановления металлов / Под. ред. Д. М. Чижикова, С. Т. Ростовцева. -М.: Наука, 1972. -184 с.
- Карабасов Ю.С., Чижикова В. М. Физико-химия восстановления железа из оксидов. -М.: Металлургия, 1986. -200 с.
- Макрокинетика восстановления железорудного материала газами. Математическое описание / С. Д. Абрамов, Л. Ф. Алексеев и др. -М.: Наука, 1982. -103 с.
- Бороненков В.Н. Кинетика восстановления металлов из оксидных расплавов: Дисс. докт. техн. наук. Свердловск: УПИим. С. М. Кирова, 1974. -373с.
- Suquta М., Suqijama Т., Kondo S. Reduction FeO from liquid slags of solid carbon. J. Iron and Steel Inst. Japan, 1972. V.58. N10. -P. 1363−1375.
- Шалимов М.П., Бороненков B.H., Лямкин C.A. Механизм и кинетика взаимодействия расплавов FeO-SiOi с углеродом // Изв. АН СССР. Металлы. 1980. № 3. -С. 32−35.
- Лямкин С.А., Бороненков В. Н., Пономорев В. Г. Влияние давления диссоциации окислов на скорость прямого восстановления металлов из жидких шлаков // Изв. АН СССР. Металлы. -1973. -№ 3. -С. 41−47.
- Rimio R., Yasushi S., Tanekazu R. Reduction of Molten Iron Oxide with CO Gaz. Trans. Iron and Steel Inst. Japan, 1977. V.17. N9. P. 532−538.
- Рыжонков Д.Н., Падерин C.H. Скорость восстановления закиси железа из шлаковых расплавов твердым углеродом. Труды МИСиС. № 149. М.: Металлургия. 1983. -С. 4−7.
- Стрельцов Ф.Н., Иванцов Т. П. Некоторые закономерности восстановления железа из шлака железоуглеродистым расплавом. -С. 148−154.
- Броунштейн Б.И., Фишбейн Г. А. Гидродинамика, массо- и теплоперенос с дисперсных системах. Д.: Химия, 1977. -280 с.
- Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Часть 1. М.: Наука, 1987. — 464 с.
- Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. М.: Химия, 1982. -696с.
- Lewis W., Whitman W. Ind. Eng. Chem., 1924, v. 16, № 12, p. 1215−1220.
- Рамм B.M. Абсорбция газов. M.: Химия, 1976. — 656 с.
- Higbie R. Trans. Amer. Chem. Eng., 1935, v. 31, № 2, p. 365−389.
- Кишиневский M.X. ЖПХ, 1951, т. 24, вып. 5, -С. 542−545.
- Danckwerts P.V. Ind. Eng. Chem., 1951, v. 43, № 6, p. 1460−1467.
- Toor H.L., Marchello J.M. A. I. Ch. E. J., 1958, v. 4, p. 97−101.
- Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Изд-во АН СССР, 1960.
- Мастрюков Б.С. Теплофизика металлургических процессов. -М.: МИСИС, 1996.-271 с.
- Кафаров В.В. Основы массопередачи. М.: Высшая школа, 1972. -496 с.
- Yaron I., Cal-OR В. Int. J. Heat Mass Transf., 1971, v. 14, № 6, p. 727−737.
- Acrivos A., Taylor T.D. Phys. Fluids, 1962, t. 5, № 4, p. 387−394.
- Гупало Ю.П., Рязанцев Ю. С. ПММ, 1971, т. 35, вып. 2, с. 255−265.
- Жуховицкий А.А., Шварцман JI.A. Физическая химия. -М.: Металлургия. 1968.-520 с.
- Кафаров В.В., Глебов М. Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. -М.: Высшая школа, 1991, 400с.
- Патент № 183 5173 Способ непрерывного рафинирования металла и агрегат для его осуществления / В. П. Цымбал, С. П. Мочалов, К. М. Шакиров, Р. С. Айзатулов, Б. А. Кустов, Н. И. Михеев, И. Р. Шрейбер, Г. С. Гальперин, А. И. Торопов. 1988.
- European Patent. International number PCT/RU93/325. Process for the continuous refining of metal and a facility for carrying out said process / V.P.
- Tsymbal, S.P. Mochalov, K.M. Shakirov a.e. // International publication number WO 95/18 238. -1995.
- Patent USA N 5,558,695 «Process and unit for continuous metal refinement / V.P. Tsymbal, S.P. Mochalov, K.M. Shakirov, R.S. Aizatulov, B.A. Kustov, N.I. Mikheev, A.I. Toropov // 1995.
- Кафаров B.B. Методы кибернетики в химии и химической технологии. -М.: Химия, 1985. -448с.
- Шакиров K.M. Обобщенная схема взаимодействия фаз и математическая модель сталеплавильного процесса // Изв. вузов. Черная металлургия. --1984. -№ 10. -С. 11−15.
- Шакиров K.M., Рыбалкин Е. М., Мочалов С. П. Обобщенная физико-химическая и математическая модели сталеплавильных процессов // В кн.: „Тепло- и массообмен в ваннах сталеплавильных агрегатов“. / МИСиС. М.: Металлургия, 1985.
- Мочалов С.П. Оптимизация технологий получения металла в струйно-эмульсионных системах на основе принципов самоорганизации: Дис. докт. техн. наук: 05.16.02. Новокузнецк, 1998. — 432с.
- Ничипоренко О.С., Найда Ю. И., Медведский А. Б. Распыленные металлические порошки.- Киев: Наукова думка, 1980. -239с.
- Распыление жидкостей / Ю. Ф. Дитяткин, JI.A. Клячко, В. В. Новиков, В. И. Ягодкин.- М.: Машиностроение, 1977. -263с.
- Брусов Л.П. // Физикохимия прямого получения железа. -М.: Наука. 1977. -С. 159−162.
- Inami Т., Suzuki К. // Tetsu to hagane = J. Iron and Steel Inst. Japan. 1995. -81. -№ 11. — C. 1037−1042.
- Хзмалян Д.М., Каган Я. А. Теория горения и топочные устройства. -М.: Энергия, 1976.-488с.
- Основы практической теории горения. Под ред. В. В. Померанцева. -J1.: Энергия, 1973.-263с.
- Виленский Т.В., Хзмалян Д. М. Динамика горения пылевидного топлива. -М.: Энергия, 1978. 248с.
- Кондратьев В.Н., Никитин Е. Е. Кинетика и механизм газофазных реакций. -М: Наука, 1974.-558с.
- Хитрин J1.H. Физика горения и взрыва. -Издательство Московского Университета, 1957. 442с.
- Технологическое сжигание и использование топлива / A.A. Винтовкин, М. Г. Ладыгичев, Ю. М. Голдобин, Г. П. Ясников. -М.: Металлургия, 1998. -292с.
- Вейник А. И. Теория затвердевания отливок. М.: Машгиз, 1960. — 436 с.
- Китаев Е. М. Затвердевание стальных слитков. М.: Металлургия, 1982. -168 с.
- Металлургическая теплотехника / под ред. В. А. Кривандина // -М.: Металлургия, 1986. т. 1,2.
- Теплофизические свойства топлив и шихтовых материалов черной металлургии. Справочник. М.: Металлургия, 1982. — 148 с.
- Телегин A.C., Швыдкин B.C., Ярошенко Ю. Г. Тепло-массоперенос. -М.: Металлургия, 1995. -440с.
- Методика моделирования массообменных процессов при восстановлении пылевидных железосодержащих материалов / С. Н. Калашников, С. П. Мо-чалов, Л. А. Ермакова, С. Ю. Красноперов // Изв. вузов. Черная металлургия.-1999. -№ 10.-С. 61−64.
- Кожемяченко В.И. Разработка технологических режимов непрерывных струйно-эмульсионных процессов во взаимосвязи с параметрами агрегата на основе создания инструментальной системы: Дис. канд. техн. наук: 05.16.02. Новокузнецк, 1999.-58с.
- Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов / Г. Б. Синярев, Н. А. Ватолин, Б. Г. Трусов и др. // М.: Наука, 1982, — 260 с.
- Синярев Г. Б., Слынько J1.E., Трусов Б. Г. Принципы и метод определения параметров равновесного состояния. // Труды МВТУ, 1978. № 268. -С.4−21.
- Ватолин Н.А., Моисеев Г. К., Трусов Б. Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. М.: Металлургия, 1994. -353 с.
- Tsymbal V.P., Kustov В.А., Aizatulov R.S., Mochalov S.P., Shakirov K.M. Pilot Plant for new continuous metallurgical process / International Metalworking Update 1995/96, Kensington Publications Ltd. 1995
- Этапы проведения опытно-промышленных испытаний и отладки технологий.
- Основные научные и практические результаты, полученные в ходе проведения экспериментов на установке.
- Определены режимы создания неравновесных условий и больших удельных поверхностей контакта фаз для интенсивного протекания окислительно-восстановительных реакций. Осуществлена оценка скоростей химических реакций и гепломассообменных процессов.
- Показана возможность реализации в одном и том же агрегате различных зариантов технологий: чугун-руда (пылевидные отходы) —> сталь- прямое восстанов-тение по схеме руда (пылевые отходы) —> сталь- пылевидный марганцевый концен-грат —» ферросплав.
- В результате выполнения диссертационной работы Ермаковой Л. А. создана методика, позволяющая определять режимы подачи шихтовых материалов и энергоносителей в реакторы агрегата струйно-эмульсионного типа.
- Начальник сталеплавильного производства1. Начальник ККЦ-21. В.В. Липень