Производство плавленого периклаза из природного брусита (стр. 3 из 4)

- дефекты второго рода, обусловленные наличием примесей:

Дефекты в кристаллах повышает электропроводность и способность к поглощению влаги, облегчает разрушение под воздействием шлаковых и агрессивных сред и т.д.

Направление блока ведут постепенно, медленно поднимая температуру подъемом электродов из печи по мере расплавления материала. Печь для плавки не футеруют, так как футеровкой служит слой непроплавленой шихты, который всегда остается между корпусом и расплавом. В поперечном сечении блок плавленого материала образует треугольник, остальная часть печного пространства цилиндрической печи представлена непроплавленой шихтой в виде спеченной корки и осыпи.

Кристаллизация расплава в блоке начинается в процессе плавки снизу и с боков.

Основной движущей силой миграции примесей в периферии блока является обратная ликвация, действующая по горизонтали блока, в основе которой лежат явления развития внутри затвердевшего расплава капиллярного давления, возникавшего вследствие разности межфазных натяжений на границе с твердой фазой расплава среднего состава и расплава, обогащенного примесями. Последний в процессе кристаллизации мигрирует в периферийную часть блока. Обратную ликвацию создают прерывистым ходом плавки периклазовой шихты, т.е. чередованием интенсивной плавки и выдержкой расплава при температуре плавления путем изменения мощности, вводимой в печь. Процесс превращения брусита в периклаз состоит из последовательных эндотермических стадий разложения и плавления к экзотермической стадии кристаллизации расплава.

При температуре 410 °С сырой брусит дегитратирует, превращаясь в MgO в виде периклаза.

Граница корки с дегитратированным бруситом соответствует температуре кристаллизации монтичеллита, т.е. 1490 °С.

Полнота миграции примесей в корку и центральную часть блока определяется особенностями охлаждения и кристаллизации расплава. Температуры кристаллизации фаз расплава сильно различаются, предопределяют порядок и характер кристаллизации. Первым кристаллизуется из расплава периклаз с образованием зоны монокристаллов высокой чистоты на границе с коркой, оказывающей каталитическое влияние на кристаллизацию. Наличие градиента температуры на этой границе, высокая пористость корки и достаточная концентрация MgО в расплаве обусловливают рост монокристаллов и значительную миграцию силикатов в корку. При образовании зоны монокристаллов пути миграции силикатов в корку наиболее прямолинейные и короткие. Верхний предел темпера туры расплава ограничивается точкой его кипения, мало отличающейся от температуры плавления MgО, поэтому существование необходимого градиента температуры на границе жидкой и твердой, фаз определяется интенсивностью теплоотвода. При удалении фронта кристаллизации от корки и прогреве шихты уменьшаются теплоотвод от расплава и градиент температуры, и следовательно, прекращается направленный рост кристаллов. В ходе дальнейшего наплавления объем жидкой фазы увеличивается, концентрация примесей в ней уменьшается. После окончания плавки отключение печи начинается интенсивная теплоотдача, наплавленный объем переохлаждается и происходит объемная кристаллизация с образованием плотной и пористой зон, сложенных в основном равноосными кристаллами периклаза неправильной и частично дендритной форм. После отключения печи подэлектродные кратеры верхней части блока закрывают шихтой. Кипящий в зонах горения дуг расплав MgО быстро отдает тепло шихте, и верхние слои его кристаллизуются, что затрудняет выход газов из объема расплава. В результате этого в верхней части блока образуется значительный объем раковистой зоны, состоящей из плавленого материала в виде "тарелок", чередующихся с газовыми полостями, периклаз этой зоны из-за высокой пористости не применяется для производства плит.

Кроме обычной зональной структуры блока, внутри каждой зоны обнаружена значительная химическая и структурная неоднородность периклаза в различных участках продольного и поперечного сечений блока. Так, в участках объемной кристаллизации примесных оксидов больше, чем в участках направленной кристаллизации.

IV. КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА

Качество огнеупоров определяется технологией их производства, и зависят от состояния контроля за соблюдением технологии. Контроль производства периклазовых плавленных порошков складывается из контроля сырья, контроля технологического процесса, контроля готовой продукции.

Технический контроль производства осуществляется отделом технического контроля (ОТК), права и обязанности, которого определяются типовым положением. ОТК представляет собой самостоятельное структурное подразделение комбината. Основной обязанностью ОТК является осуществление контроля качества выпускаемой продукции, строгого соответствия ее стандартам и техническим условиям, ОТК контролирует соблюдение установленной технологии на всех стадиях производства, а также качество поступаемого в цех сырья, топлива, материалов.

Лабораторные работы по контролю технологического процесса возлагаются на цеховую лабораторию. Контроль качества сырья и правильность его складирования является первой и очень важной операцией в общей схеме контроля производства. Технические условия на сырье в зависимости от его вида регламентируют химический состав, влажность, водопоглощение, а также показатели общего вида - крупность кусков и т.д. Результаты лабораторных анализов и испытаний заносят в специальный журнал.

Контроль технологического процесса - текущий контроль производства - предусматривает:

- соблюдение технологии процесса;

- предупреждение причин, приводящих к браку продукции;

В цехе при разработке схем контроля производства регламентируют: точки контроля, частоту контроля, персонал, осуществляющий контроль или отбор проб; содержание контроля; методы контроля и т.д.

На все операции по отбору проб и осуществлению контроля составляют лабораторные инструкции. По результатам текущего контроля за месяц работники ОТК составляют отчет по качеству продукции, который обсуждается на совещании по качеству.

Выходной контроль - контроль качества готовой продукции.

Из цеха могут быть отгружены только те порошки, свойства которых полностью отвечают требованиям соответствующих стандартов:

Порошки одной марки комплектуют в партии. На каждую партию готовой продукции составляют паспорт (сертификат).

Входной контроль, сырья и материалов. Поступающие материалы подлежат входному контролю качества. На материалы, не отвечающие требованиям ГОСТ или ТУ, составляют рекламацию и вызывают представителя поставщика.

Схема контроля производства представлена в табл.4.1.

Таблица 4.1 Контроль производства плавленных периклазовых порошков

Наименование контролируемого параметра (материала)	Контролируемый параметр	Место отбора проб	Частота отбора проб
Брусит	Массовые доли оксида кальция, диоксида кремния, оксида магния, оксида железа, изменение массы при прокаливании	Бункера над печами	На каждую плавку
Плавленый периклаз фракции 40-0	Массовые доли оксида магния, диоксида кремния, оксида кальция, оксида железа, изменение массы при прокаливании	Кюбеля после щековой дробилки	От каждого блока
Плавленый периклаз по фракциям: 2-0,5; 1-0; 0,5-0; 3-1; 0,063-0 мм	Массовые доли оксида магния, оксида кальция, диоксида кремния, оксида железа	Кюбель	Средняя проба от каждого блока, бункера или кюбеля

V. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Автоматизированные системы управления технологическим процессом дуговых электрических печей подразделяются на программные и адаптивные.

Программные АСУТП подразделяется на три группы:

- с программированием электрического режима по ходу плавки;

-то же электрического и теплового;

-то же электрического, теплового и технологического режимов.

В первом случае АСУТП включает в себя автоматический регулятор мощности АРМ, программирующее устройство, регистрирующее и сигнализирующее устройства и переключатель ступеней напряжения ПСН печного трансформатора ПТ. Изменение программы осуществляет оператор, непрерывно или периодически контролирующий состояние и ход процесса по показаниям датчиков.

АСУТП с программированием электрического и теплового ре жимов сложнее, так как, кроме регулятора АРМ, в схему введен регулятор теплового режима АРТ. Управление электрическим режимом осуществляется автоматами, которые по исходной информации и заданным алгоритмам вырабатывают сигналы, пропорциональные электрической мощности. Эти сигналы поступают в виде управляющих команд для привода дросселя ПД, переключателя ступеней напряжения ПСН, перемещения электродов РПЭ, а также высоковольтного разъединителя ПВР, связанных между собой согласно функциональной схеме.

Адаптивные АСУТП дуговых электропечей создаются на основе использования ЭВМ и локальных систем управления.

Технологический процесс плавки в дуговой электропечи, как и в других плавильных агрегатах, характеризуется цикличностью.

Цикл плавки включает очистку и заправку печи, загрузку шихты, периоды плавления, охлаждения.

Очистка и заправка печи. Перед плавкой печь очищают: удаляют с подины и откосов непроплавленный материал. На подине выкладывается коксовый треугольник с помощью специального шаблона.

Загрузка шихты. Загрузка шихты производится через приемную воронку как электропечью с ручным шиберным затвором. Шихта состоит из природного брусита.