автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Интенсификация электротермических процессов технологии неорганических веществ

РГБ ОД

На правах рукописи

1 6 ШР 0

Педро Анатолий Александрович

Интенсификация электротермических процессов технологии неорганических веществ

Специальность: 05.17.01- Технология неорганических

зещеста

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Сгнхт-Пегг,ер6'.-ог 1953

Работа выполнена в гос^гзрспгеы

технологическом институте (техничеекгй уюшерапеа} и; нг^ исследовательской и провожен юехгпутв оснеэней хиаадиес промышленности (АООТ "НИИГКЛРОХКИ Ссмкж-Патер^г^

Научный консультант:

Заслуженмь« деятель кэуга к теушси

России, Д.Т.Н.. проф. Ере» Вдди» Ацгрееш»«.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук Ддьлграия Иосиф Грагарьа

Достор те» пгюсяжхндук. профессор

Доктор техничгски* наук, профессор

Ведущее гредпрютсАВтаШйкыа»' (йшЛеиЩзд»)

Защита состоится •¿{^/гёлл 199В ч^/«» гаовда

диссертационного совета Д.063.25.01 при Саир-Петербяяииш юдпфспен технологическом институте (технический университет).

С диссертацией можно ознакомиться в бибпиоте» СПбГШаТУ^

Отзывы и замечания в 1-« экземпляре, заверенные печать» учрежу просим направлять по адресу. 138013, Саикг-Летербдаг. Моствсшй пр., СПбГТИ, диссертационный совет Д.063.25-01-

Автореферат разослан ' // " А 1553 г.

Ученый секретарь ^ ___

диссертационного совета, г.т.н. ЗХ.Счеьизюа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Электротермические процессы широко ^пользуются в химической технологии как о России, так и за рубежом. Электротермический метод применяется для получения фосфора, карбида альиия, плавленых оксидов, абразивных материалов и других продуктов, причем >бъем их производства составляет миллионы тонн. Единичная мощность гуднотермических печей (РТГ1) химической технологии достигает 60-80 МВ А, при |Том 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 астущие требования экологии х электротермическим производствам, всегда читавшимися одними из самых вредных.

8 сзязи с этим большое значение приобретают исследования, апразленные на поиск рациональных режимов работы мощных РТП. ;ложившаяся практика их эксплуатации основана на корректировка лектротехнологического режима печи по данным химичесхого анализа сырья и родуктов плавки. Возможное запаздывание между фактическим изменением остояния печи и корректирующими воздействиями на ее режим может оставлять несколько часов. В результате показатели работы ухудшатся -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 Минхимпрома и (инудобрений и программ хоздоговоров по планам ЛТИ и ЛенНИИГИПРОХИМа, ключенных в перечень постановлений КГНТ № 491/244 от 8.12.1981 и № 555 от 0.10.1985.

Цель работы. Разработка принципиально нового способа управления технологическим процессом в руднотермической 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 эпеманты мзте?латической статистики и машинные методы ргсчета на ЭВМ.

Ноучнои новизна. Показана связь природы возникновение и параметров электрической дуги, существующей в РТП с характером технологического процесса, и предложен метод управления технологическим режимом печи на основе параметров электрической дуги. Разработанные и предложенные методы управления включают:

1. Своенременну ■ корректировку электрических параметров и состава шихты.

2. Опрсд... онно времени выпуска расплава.

3. Управление степенью развития нежелательных процессов - химическое взаимодействие электрода с расплавом, пылеобразоеание и других.

Перечисленные методы предложены на основе установленных вз&имсс&язо;- гар* • -¡»ческих составляющих напряжения и тока электродов с показателями технологического процесса.

Предложено объяснение вентильного эффекта контакта электрода с .'¿сплавом и электрической дуги переменного тока. Впервые рассмотрен характер и дано объяснение существования термо-ЭДС в электрической цепи РТП во (!рсл'.я простоев Предложен принцип создания высокопроизводитгльных и высокоинтснсивных электротермических производств на основе модульной технологии

Новизна и оригинальность предложенных методов и устройств к-ер^дена авторскими свидетельствами

Практическая ценность Ряд положении, полученных на основе :ргли'-.с-ской разработки связи гармонического состава напряжения и тока 'родов РТП с технологическими параметрами процесса, нашел практическое > ":'/:;.\'Ние 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 ÁO "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 работы. 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 руднотсрмических 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 глав, сСлцие выводы, список литературы из 180 наименований и приложений. Она изложена на 29G страницах, включая 77 рисунков, 20 таблиц, списка литературы и 14 араниц приложений.

Глава 1. Обзор научно-технической и патентной литературы и постановка задачи исследований

Для руднотермических печей химической технологии характернЬ тесная взаимосвязь технологических и электрических параметров, наличие большого числа прямых и обратных связей, значительная часть которых не поддается в настоящее время точному учету.

Несмотря на многообразие электротермических производств, каждое из них имеет особенности, обусловленные физико-химическими свойствами материалов, находящихся в ванне печи, а также проходящйми в ней процессами: химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массопередачей. Эти особенности находят отражение в строении ванны печи и, прежде всего, в характере реакционной зоны:, ее размерах, удельном электросопротивлении, составе образующегося расплава, характере контакта ее с электродами и т.п. От свойств реакционной зоны зависит не только распределение мощности в объеме ванны, но и -характер преобразования электрической энергии в тепловую. Если процессы взаимодействия идут в результате прямого нагреаа, т.е. когда тепло выделяется в самом нагреваемом материале, то теплообмен между различными частями реакционной зоны не является определяющим. Напротив, при косвенном нагреве процессы теплообмена имеют большое значение, когда может существовать большая разница температур в объеме реакционной зоны.

Именно возникновение электрической дуги переводит печь в режим с косвенным нагревом со всеми его отрицательными моментами и сопровождается целым рядом явлений физического и химического свойства, которые могут существенно влиять на ход технологического процесса. В большинстве электротермических процессов технологии, неорганических веществ эти явления носят отрицательный характер. Это объясняется тем, что вследствие высоких температур, развиваемых в зоне горения дуги, повышаются скорости не только целевых, но и нежелательных побочных реакций, в том числе диссоциации целевого продукта, реакций, приводящих к развитию процессов пылеобразования, сопровождающихся потерями ценных : компонентов. Одновременно с развитием дуто возрастают тепловые потери с отходящими

газами, а также из самой дуги, если ее горение носит открытый характер. В результате имеют место повышенные удельные сырьевые и энергетические затраты, ухудшаются экологические условия работы.

Отрицательная роль дуги в процессах техмлогии неорганических веществ показана на примере получения карбида кальция, фосфора, сероуглерода и др. На примере печи для лопучения нормального электрокорунда показано, что при работе печи с открытой дугой на стадии доводки расплава происходит наиболее интенсивное пыле- и газовыделение. Это не только создает тяжелые условия труда обслуживающему персоналу, но и ухудшает экологическую обстановку в районе завода и прилегающих к нему жилых массивах.

Анализ шихты, загружаемой в печь, и колошниковой пыли показал, что улет шихтовых материалов а последней составляет не более 10%, Остальная часть пыли - конденсат различных элементов и их оксидов, образующихся при высокой температуре, сопровождающей горение дуги. В некоторых электротермических процессах химической технологии определенная степень развития дуги допустима, например, тогда, когда нежелателен контакт электрода с расплавом. Так, в процессе получения циркониевого эпектрокорунда заглубление электродов в расплав ведет к восстановлению оксидов А|, 2г и в!, что в конечном итоге приводит к ухудшению качества получаемого продукта.

То же можно наблюдать и в процесса электротермической переработки фосфогипса, когда погружение электродов в расплав приводит к. прямому взаимодействию сульфата кальция с углеродом электрода. Это уменьшает выход диоксида серы и приводит к появлению сульфида кальция в шлаке. Отсюда следует, что 8. таких процессах должна существовать оптимальная степень развития электрической дуги.

Таким образом, главным требованием, предъявляемым к руднотермическим печам технологии неорганических веществ, является трансформация электрической энергии в тепловую с наибольшим технологическим эффектом, при чем эта энергия определенным образом должна распределяться ■между теплотой, выделяемой в дуге, и. теплотой, выделяемой а сопротивлении материалов, заполняющих реакционную зону печи.

В работе руднотермических печей автором было отмечено возникновение в

цепи "электрод-земля" при отключении печи неизвестной ранее ЭДС. Регулярный характер изменения этой ЭДС позволил предположить ее связь с тепловым состоянием ванны.

Обзор научно-технич-:;сой литературы позволил сделать вывод о том, что электрическая дуга и физико-химические явления, сопровождающие преобразование электрической энергии в тепловую в РТП химической технологии, в значительной мере определяют эффективность процесса. Поэтому контроль степени развития дуги и определение, связи ее с технико-экономическими показателями работы печи имеет большое значение, однако имеющаяся в настоящее время информация по этому вопросу крайне скудна и не однозначна.

Таким образом, круг основных задач, решению которых были посвящены настоящие исследования, сводился к следующему:

1. Определение характера и оценка доли' дуги в различных процессах технологии неорганических веществ.

2. Определение связи гармонического состава напряжения и тока электродов с электротехкопогическими параметрами работы руднотермической печи и возможности использования этой связи для управления печыо.

3. Объяснение природы вентильного эффекта контакта электрода с расплавом и электрической дуги переменного тока и определение возможности использования его для управления технологическим процессом.

4. Определение характера и природы термоэлектрических явлений в ванне руднотермической печи во время ее простоя и возможности использования термо-ЭДС для "оценки теплового состояния ванны.

5. Разработка на основе дэччых исследований ряда организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение оптимального для данного технологического процесса развития электродуговых явлений в ванне печи.

Глава!!. Методика исследований

Исследование условий возникновения и развития электрическою дуги в РТП химической технологии, ее связи с электротехнологическими параметрами работы печи проводились как на физических (электролитических) моделях, так и на лабораторных высокотемпературных установках и промышленных печах. В последнем случае применялся гармонический анализ напряжения и токз или его производной (рис. 1) при этом фиксировались все технологических параметры.

Для решения ряда вопросов, связанных с характером возникнооением дуги, в расплаве, графитовый тигель с тем или иным материалом (фосфорный шлак, карбид кальция и т.д.) помещался в печь Таммана (рис. 2), в которой поддерживалась заданная, достаточная для получения расплава температура. В расплав погружался электрод, на который подавалось напряжение от отдельного трансформатора. Глубиха погружения электрода фиксировалась и он постепенно выводился из расплзза. В определенный момент возникала дуга, появление которой фиксировалось на экране осциллографа. При известных физико-химических свойствах расплава одновременно отмечалось положение электрода, а также напряжение и ток, при которых возникала дуга.

Глава III. Изучение влияния технологических

параметров на условия преобразования энергии в руднотсрмической печи

Воэнитюпсниа электрической дуги в РТП. В опытах на лабораторной электролитической модели и высокотемпературной установке прежде всего была отмечена независимость получаемых результатов от рода материала, из которого выполнен верхний электрод. Это объясняется значительно меньшим теплоотводом из области горения дуги через электрод по сравнению с теллоотводом вследствие теплопроводности среды и с газами, образующимися о зоне горения дуги.

Рис.2. Высокотемпературная установка для мзучешя условий возникновения электрической дуги.

1 - печь Таммана; 2 - графитовый тигель с неагской; 3 - верхний подвижный электрод; 4 - юкзммнся колодка; 5 - осциллограф; 6 - трансформатор; 7 - термопара

На рис. 3 представлены вольт-амперныв характеристики (ВАХ) электролитической модели, полученный при переменном УЭС электролита и постоянных диаметра электрода^), глубина ваяны (Н) и заглублении электрода (И) - рис. За, переменном и постоянных УЭС, Ь и Н - рис. 36, и, наконец, при переменном Ь и постоянных УЭС, </э и Н-рис. За.

Рис. 3. Вольт-ймперныо характеристики злсхтролитическоЯ ыадоли.

На кзздой из этих кризых можно выделить 4-е участка, соответствующих четырем разным харахтерзгл токоперехоДэГ участох ОА| - о режиме сопротивления, участок А;В) - а переходном режиме, характеризующимся кипением электролита, ВД - наличием неустойчивой дул» а с идо искрения, за точкой С) - с ярко выраженной дугой. Соединением между собой характерных точек получены области, соответствующие отмоченным условиям прохождения тока.

Наличие отмоченных областей и вид кривых, соединяющих характерные точки, позволяют предположить энергетическую природу оознихноэения шунтированной электрической дуги о РТП. Прообразовать алэктричэсиой энергии в теплозую происходит и а дуге, и а параллельном ей сопротивлении. Энергетический жв характер означает, что для возникновения дуги необходимо в первую очередь выделить о некотором объема, примыкающем к поверхности электрода, контактирующей с расплавом, определенное количество энергии, достаточное для испарения расплава и компенсации тепла, отводимого с отходящими тазами и в результате теплоотвода от поверхности пространства, а котором горит дуга. Таким образом, для того, чтобы возникла дуга, в приэлектродную область необходимо подать некоторое количество энергии (О),

которое тратится, со-пераых (О,), на нагрев расплгза в объеме, в котором горит дуга, от некоторой средней температуры о реакционной зона (Ти) до температуры его кипения (Тк):

где: с - теплоемкость расплава;

Ур - плотность ргеплааэ;

V- объем пространства, о котором горит дуга.

Второй расходной статьей является перевод часта электролита в пар (СЬ):

. Ог = ' -

где: Яисп - теплота испарения расплава.

И, наконец, третьей статьей расхода онер/то» является теплоотвод от поверхности подоле ктродного пространства, о котором горит дуга, и с отходящими газами (Оэ):

где: Л - коэффициент теплопроводности; , ■

Цг и гПг ~ количество и теплосадерхезние отходящих газоа.

Если минимальную объемную мощность, которую необходимо обеспечить в объеме V лодэлектродного пространства, чтобы о нем возникла дуга, обозначить Цхр (критическая), то. о общем сидо можно записать

- Фс= ? (с. А Цнсп, <7г)

Вторым необходимым услоаигы возникновения электрической дуги о РТП является достижение о слоо материала, шунтирующего дуговой разряд, падения напряжения, превышающего или г.о крайней мере равного наименьшему потенциалу зажигания дуги. Последний эааисит от потенциала ионизации газа, в котором горит дуга, и от его состава и определяется по закону аддитивности. Состав газа связан с составом расплава и его определение является типовой термодинамической задачей, которая, тем не менее, требует индивидуального подхода в каздом конкретном случае. В качестве примера дается расчет состава

газовой фазы над фосфагно-кремнистым расплавом в условиях реакционной зоны фосфорной печи.

Изменения состава расплава, имеющие место а реальной печи, в малой степени олияют на его теплоемкость, теплоту испарения, коэффициент теплопроводности, а также теппофизичсскиз свойства образующихся газов. Поэтому значение cjnp для данного технологического процесса величина постоянная. Однако, те же изменения з гораздо большей степени влияют на УЭС расплава. Отсюда, так как падение напряженка на дуге одновременно равно падению напряжения о слое шунтирующего дугу расплсза, исходя из постоянства значения , кокю сделать еыгоды:

1. электрическая дуга может гореть только в мало проводящей срсдо.

2. С увеличениям V3C ргеплгеа уменьшается гдинимальная длина шунтероезнней дуги.

3. С увеличением УЭС ргеялгез пэдаот плотность тока а контакте злоетредэ с ргсяпггса», при гатсрсй еозийкззт дуга.

4. С увеличением УЗС ргелтаза падает мощность дуге, что подтверждается сразнетгам ночей для получения фосфора и карбида кгльцкя.

Связь еярмоничестго состава напряжения и тока электродов с характером преобразования зиергии о руйнотлп.мцчгской печи и технологическими параметрами еа fxiCctrttJ. 3 соотоатсгаш с отмеченной о Глава 1 зависимостью напряжэкия ггрмсннчэсшГ» езгтзаляющзй с частотой 150 Гц (17э) от падения напряжения дуги (ОД, ссдорзетотп а тскэ злэктрода той же гармоники (/3), будет

ZK 3 ZK 1у

где 2к - сопротивление печного контура; /д/7; - отношение тока дуги к общему теку электрода.

Относительное содержание в токе электрода 3-ей гармоники определяется уравнением

L. 1 Чл. Ll- '

л ~3 £/„ '/, ' • (1)

где U« - фсзноо нгпряжакио.

В уравнении (1) числитель Прагой части ргаен мощности, потребляемой дугой (Рд), а знаменатель - полкой мощности, потребляемой печной установкой (Р). Отсюда уравнение (1) можно предстаешь с сидз

А 1 Рл

ГзТ ' <2>

Уразнениг? (2) позволяет определить такой еггкный показатель работы РТП, как мощность, выделяемая в дуге

т-г .

Допустио, что кндукткшость csiuia пгчи при изменении напряжения и мощности остается величиной постоянно."!, гнзчекио падения напряжения в дуге можно прздетазить о G«AC

Ujr V*r RoT*

гдо Ro - эл£!аросопротсзлзн;!3 paennasa, ка который горит дуга.

Замоннз с' уравнения (1) гмач;т;з Ifo с соотеотстсии с предыдущим выражение«, получи« •

I, 1 u(.~r,j, 1„

/,= 3' и0 •/, • (3)

Длг, тех хо пс-чг;", pcSorarsajiai с открыто;! дугой, т.о. у которых 1-1, , уравнение (3) по^гзяг.ст слродел;:ть сопрзткзлгжз рготлаоа, на который горит дуга, прп иг^ссп!2гл ангчзнин /з//>. Волгина Ro s отоа случае езязака при постоянно:.! corraso с его уроснегл или температурой, или np;i

постоянном yposho с сго ccotc-o^i.

Таким образом, знание относительного содержания в токе электрода гармонической составляющей с частотой 150 Гц для руднотермической печи, эквивалентная схема которой лрсдстазляет собой сопротивление дуги,

сосдиненное последовательно с сопротивленцам расплава, на который она горит, может быть использоаано для определения окончания плазхи, т.е. достижения заданного уроаня при пемз;/: зияем составе расплзза или, наоборот, достижении заданного ссстсза при пестепкнем урознэ. Это же ургзнеииэ может быть испольгогзно и для спрздслет:я кгсЗходнмости корректировки состгза ргеллаза или свсезрсчэнного периода на другой режим при проведении плззки о

¡¡ЗСьОЛЫ'О СТПДН'Л.

Олргдсл w-íí зиамэкия Ro я сгязаниых с ним гзхколспгчссхих параметров о

печах с шуиткргзсжеГ) дуге.-! с пс?ло!ць:-э (2) ааз^о:хко лишь при

ИЗЕМТИСМ IJIu "О. при SÍ320CTUCH рсспродзлокг.м ТС'П r.zr.'jy дугой и

шуктсм.

Хсргягср юмгмотия распределения ткэ vzzpy дугсЯ и шунтса при неценен\'.'л злеетржекна пзраг.гзтрзз, :r:t Сагэ г,сгззаг.а емщэ, дгл кс;:?рэтнзЗ пот« от глуС;ши пезза?» слзярсда, УСС шунткрунц'/гго дугу

гатср'лзлэ, я прм их кзеогтоых гизчзкгетс «ггзг Can» Faswttrcj». Однакэ, г.р-и peí ото прюгькшзиноЯ пзчи значения эти:х Conv^?:! часть» изизамтны.

Поэтому для спрадеяениа отношения IJh ксеЗхсдиг.яа дсястотопьнао дгниыэ. Такими данными могут стать значения содср:гя::к1 а. ?с;з чзтныя гсргзнгс :> преддз ссзга ггрг.;с*п«ас,,«зй сзстазлг.тацсй с частотсй 1С0 Гц. Сг.рздзлон-п Ra я IJh з зтем сяучаа мсгот Сыть ссуирстплзно о результата рзуйкня еиагелы уразианяЯ, а гатсрузэ глгааго -урзекгакз. (3> Еждат саязыаажщаэ тэ'зха ccrerarsti с епяскгегъкыа ссдсрвсягггм а тео'егггэтрздэ ггр»ап«чг&»!} ессггглпкицзЯ очггтотсД 1С0 Гц, •

Присутстзкз о соstzzo тока чзтетс гсрмеинх ссзетдао лишь при наличии а олехтрическсй цепи элемента, сопротиапснке' которого загноит от направления тока. Такими элзг/знтаг.гд могут быть контакт глсетрода с расплавом и электрическая дуга переменного тс::а и от соотношения степени развития

химических реакций в области контакта' электрода и степени развития электрической дуги, зависит изменение содержания в токе четных гармоник и, прежде всего, гармонической составляющей с частотой 100 Гц {!]). Можно записать:

/г =/2x0 ±/ад

гдо /»о и /га - величины гармонических составляющих с частотой 100 Гц в тока злоетрода, обусловленных соответственно, химическим взаимодействием электрода с расплавом и вентильным эффектом дуги переменного тока.

Тах как элзетропроаодность сысокотемларатурных силикатных расплавов носит ионный характер, то в палупврисд, когда на злехтроде будет *+*, в результате химического взаимодействия углерода слсэтрода с анионами расплава падение напряжения в ванне печи будет на некоторую величину Е( меньше, чем в оТсугстсиз этого взаимодействия. ÎÎ, наоборот, когда на on с кг роде будет падание напряжения Судет на ту жо взлнчину Больше по сравнению с напряжением, когда этого взаимодействия нет { U»,). В рэзультоте в фазном напряжении появляется постоянная состазляющая (Une»)

Una = (U„ * E1)'(U„-E1)^2Ef

Величина Ei определяется из.менснмс.м изосгрнз-изотермического потенциала тех реакций, в которых участвует углерод электрода, т.е. зависит от температуры и активностей компонентов pocnnzna. О фосфорной печи. например, такими реакциями могут быть реакции углерода с ионзаш: (SiCX)2', (S:A)'~. (S АГ. (PO,)", (PO,)5-, (РА)'". (Feo,)-. íFc.O;)1-, íFeO.)\ (FcO,)*", (O)-'",

и, m-r.i.u образом, о измерительной цепи напразлежис U,iC« Суда? от "земли" к электроду Сущостгоазкиа Um* сызозот поязпемяо s' составе тсха четных гарыеййх, в том ч;!еле и составляющей с чг.:тотс>" 1С0 Гц. Величина этой гармоники будет

г г'

hx -

¿■к

о относительное содержание еа о токе

Ly.^K^mx. (4)

Л L>

где Ki - коэффициент пропорциональности.

Умножил и рэзделиа о уравнении (4) числитель и знаменатель празой части на/».получим

(5)

где hPx - U„С1С --1\ - Рг- разница иоирюстсй, выделяемых в печном контуре о соседних полупэркодах, вогнккгащгя вследствие химического взаимодействия электрода с рзсплагом.

Так как Ura = 2Si и при неизменных температура и гктисностпк компонентов рзсплгга остается величиной постоянной, то из урагнеккя (4) следует, что при неизменном фазном нгпрязетнш откссителькоэ содержанке 2-е Л гармонии* е тскэ, т.е. нграгиоисрисстъ Kcrpyitai в пзяуперкоды, а этой' спучгз остается еелгожксЯ постоянной и, в отсутстЕки дуги, кезгтесящей от глубины егккы и поаяца?. «кяпродз. Из зтего'хгэ урсгна««л следугт саякыЗ еыесд о том, что еусслкчсниги фггного нзлргакгге^? кгрггкскернссть (сгрузки с зтсуслуч-эуизньшгэтсз. „

Зависимость вглкчкны Ei от окткзксстсй ксг.*пвкгг<тсз ргеллгза даст возможность определять при постоянней температура состгз зтего рзсплззэ по величине отноейтелького содержания а текэ 2-сй (sps.%Mitts<. '

При наличии шунтиросзккоЯ дуги необходимо учитывать, что существование Л,- обусловлено только той частью поверхности злестрола. через которую проходит тох шунта - В этой случаэ величина относитег.ьксго содержания з токо гармонической составляющей с чгстстсн 100 Гц, сь.^ггчнс;! химическим взаимодействием глеетреда с ргетяззе**, Судет

lit. _ tr • /с»

7, 7Г (S)

\, да.

т-е- If-*'-*"

Из ур."П!!?и:п (6) следует о те«, что с уссяичсжгс:.: фазкого

напряжения и о печи с шукгкрзззжа.") дуге Л кгрггмамеркссть нггрузвд», возникающая вследствие озгикодейегскя влзкгрэдз с рзепла&см. уменьшается.

В отсутстсиэ сентильнэго гффеета .гггктркчеехой дут или его

незначительном. проявлении и постоянном составе расплава величина относительного содержания в токе 2-ой гармоники зависит только от соотношения /«✓/». Последнее в данном случае зависит при постоянном фазном напряжении от глубины ванны и позиции электрода, что и дает возможность определять эту глубину при известном значении £1 и неизменной позиции электрода. Наоборот, известная глубина ванны позволяет по величин© относительного содержания 2-ой гармоники определять величину и, тем самым, состав расплава.

В руднотермической печи помимо полупроводникового характера контакта электрода с расплавом в определенных условиях дуга переменного тока также может стать причиной появления о фазном напряжении постоянной составляющей <иПсд=Еа), а в тока электрода - состааляющей с частотой 100 Гц -второй гармоники (/ад). Исходя из известного положения о постоянстве мгновенных значений напряжения дуги переменного тока, дано объяснение природы вентильного эффекта, которая объясняется разным характером реакций на электродах и различной плотностью эмиссионных токов из катодных пятен на них, если эти электроды разной природы и находятся в различных тепловых условиях.

Величина гармонической составляющей с частотой 100 Гц в токе электрода РТП, схема замещения которой представляет собой сопротивление дуги, соединенное последовательно с сопротивлением расплава, на который она горит, будет . • .

. „ Уцсд Ег

а ее относительное содержание в токе

т^к' (8>

Умножив и разделив лразую часть уравнения (8) на /,. получим

7" ' Р

где дРд = Рд1 - Рд2 - разница мощностей, выделяемых в печном контуре в соседних полупериодах вследствие наличия вентильного эффекта электрической дуги переменного тока. ., ■

Наибольший интерес представляет ислояьзованиз относительного содержания в тока гармонической составляющей с частотой 100 Гц в качестве дополнительных данных при работе» пвчей с шунтированной дугой для определения значений Ир, 1Л и /у/, В этом случае относительное содержание в токе электрода 2-ой гармоники, вызванное сентияьным эффектом дуги переменного тока, будет

!Ж _ I' ёЗ- 1*- ~ !ТЛ

1Г т (9)

Как следует из уравнения (5), относительное содсрмсамио в тока электрода РТП с шунтированной дугой гармонической ссстааляющей с частотой 100 Гц характеризует отношениз тока дуги к току электрода.

Просуммировав уравнения (6) и (9) с учетом, что 1ша /»- 1а. получим

Это уравнение справедливо а широком диапазоне значений в том числа и для печей, работающих только а рожимэ "сопротивления" или в режиме с открытой дугой, и сместо е уравнением (3) образует систему, решение которой при изсостных значениях /з/Л и позволяет определить электросопротивление рэзкционной зоны,- распределение тока между дугой и шунтсм м связанные с ними технологические параметры. .

Величины Е1 и Ег урззненкях (5), (9) и (10), зависят от температуры или состава расплава, ка который горит дуга. Поэтому при известных зависимостях этих коэффициенте!! от ссстева расплава или его температуры уравнения (3), (б), (9) и (10) позволяют но только определить гнэченио Г^ и геометрические размеры реакционной зоны, но и состав расплава. Состав расплава о руднотермической печи, например, фосфорной, определяемый его модулем кислотности, во время работы печи меняется достаточно медпэиио и довольно в узких пределах. Отсюда, предварительныэ ориентировочные рссчоты коэффициентов "ЕГ и "Ег" в дальнейшем при робота пзчи могут быть легео откорректированы и сведены в соответствующие уравнения.

Глава IV. Интенсификация электротермических процессов технологии неорганических веществ на основе гармонического анализа напряжения и тока электродов

В данной главе на примере основных электротермических процессов я.- ч;ческой технологии показана возможность использования гармонического анализа напряжения и тока электродов для интенсификации этих процессов, повышения эффективности работы электропечей в результате увеличения их производительности, повышения качества получаемого продукта, снижения удельно-сырьевых и энергетических затрат, улучшения экологических характеристик производства.

Производство нормального элсктрокорунда. Качество получаемого продукта и удельный расход электроэнергии в периодическом процессе получения нормального электрокорукда зависят от правильного определения готовности расплава и момента начала его выпуска. Преждевременный выпуск расплава с заниженным содержанием А1гОз связан с значительными трудностями, получением низкокачественного продукта. Задержка с выпуском сопровождается дополнительным расходом электроэнергии, получением продукта с завышенным содержанием А!г03, что в дальнейшем сказывается на качестве абразивного инструмента.

Для определения готовности расплава и начала выпуска его из печи предложено использовать значение величины ипг0. Это объясняется тем, что состав расплава связан с его электросопротивлением. От величины последнего зависит степень развития электрической дуги, при наличии которой электропечь работает на заключительной стадии плавки - доводки расплава. На этой стадии при значительном развитии дугового разряда наличие постоянной составляющей в фазном напряжении вызвано вентильным эффектом, дуги переменного тока, В связи с этим существует зависимость значения постоянной составляющей напряжения дуги от значения сопротивления расплава, а при постоянной глубина ванны - от удельного электросопротивления расплава. Последнее зависит от содержания А1г03 в расплаве. Поскольку технологической задачей плавки яияястся получение расплава с содержанием АЬОз в пределах 93,5-94,5%

оперативное определение этого содержания - весьма важная задача.

На рис. 4 показано изменение величины постоянной составляющей напряжения дуги при изменении содержания А1;Оз в расплаве.

Рис.4 Зависимость величины постоянной составляющей

напряжения дуги (0„с) от содержания А!20з (С) а расплаве. Оф =119 о; величина тока на высокой стороне трансформатора, А: 1 - 577; 2 - 400; 3 - 300, 4 - 200.

Une; В

Работа выхода электронов из расплава AI2Oj и углеродистого электрода имеет близкие значения, а потому наличие UK в фазном напряжении в дампом случае можно объяснить тем, что температура катодного пятна на расплаве в результате интенсивного конвективного тепло- и массообмена меньше, "ем температура катодного пятна на твёрдом электроде. Вследствие этого плотность эмиссионного тока из катода превосходит плотность эмиссионного тока из расплава. Отсюда, когда катодом является расплав, падение напряжения о дуге больше, чем в полупериод, когда катодом является электрод.

Кроме того, раскаленный угольный электрод взаимодействует с воздухом особенно активно, когда являясь катодом, отдает электроны. В тоже время, практически отсутствует химическое взаимодействие жидкого расплава глинозема с компонентами воздуха.

По мере дальнейшего нагрева расплава и увеличения содержания в нем А!2Оз его электросопротивление падает, соответственно растет длина дуги и величина U„cà. При содержании, А12Оэ в расплаве до 95% зависимость =f (А1гОз) носит практически линейный характер

и„, = и-с{95,5-С^}

где С и а - постоянные величины; СА1Л-концентрация А1203 з расплаве.

Данное уравнение может быть использовано для контроля состава расплава и определения начала выпуска его из печи. На этот метод получено авторское свидетельство и он внедрен на печах Челябинского абразивного производственного объединения, Запорожского абразивного комбината и на абразивном заводе в г. Юрге. Внедрение этого метода пвзволило повысить качество получаемого продукта и снизить удельный расход электроэнергии на 3%.

Производство циркониевого электрокорунда. Отмечено, что в рудоплавильном процессе получения одного из видов легированных корундов -циркониевого, развитие электрической дуги в • продолжении плавки должно находиться в некоторых пределах. Чрезмерное развитие дуги сопровождается ростом расхода электроа-эргии. Снижение же степени развития электрической дуги, вызванное излишним заглублением электродов, ведет к восстановлению ЪЮ2 углеродом электродов, что приводит к снижению его содержания а получаемом продукте и, тем самым, ухудшению его качества.

Для- контроля степени развития дуги было предложено использовать вентильный эффект дуги переменного тока. Показано, что для получения высоких показателей процесса и высокого качества • получаемого продукта величина постоянной составляющей напряжения дуги на печи РКЗ-4,5 МВ А на протяжении всей плавки должна находиться в пределах 2-3 В.

Производство белого электрокорунда. Поскольку одним из основных факторов, влияющих на выбор режима плавки белого электрокорунда является качество исходного проплавляемого глинозема, а именно, содержание в нем а-Д120з, то основное внимание при изучении этого процесса было обращено на определение влияния содержания ог-фазы в глиноземе на степень развития электрической дуги. При анализе гармонического состава тока было отмечено, что относительное содержание в нем'высших гармоник, изменяясь в начале плавки, в дальнейшем колеблется.возле некоторых значений, больших для 3-ей и

5-ой и меньших для 2-ой, зависящих от содержания сг-фазы в исходном глиноземе, при чем с уменьшением этого содержания увеличивается степень развития электрической дуги, что проявляется в росте относительного содержания а токе Нечетных гармоник.

Тгкоа изменение гармонического состава тока при изменении содержания а-фззы объясняется хграктером плавления юэты. Менее плотный, обладающий большей сыпучестью рА!г03 пгезктся быстрого по сравнению с более плотным а-А120э. Электрическая дута Шунтируется плгзящмкет глккозексм, что приводит к уменьшению гктигного сопротивления ванны. В результате подъемз электродов растет доля мощности, выделяемой о дуге, следствием чего и является перегрез расплава и уменьшение тоящнкм ггркиезвка.' Болей платный с-А1гОз, плавится медленнее, главным сбрзго»* вблизи поверхности глсктрода. Шунтирующая роль плавящейся шихты в данном случаэ меньше, злектроды о большей степени заглублены а рзатлав. Отсюда большая глубина егнны к толщина гарнисажз. Найденная связь, между содержанием аг-АУЭ}, о исходном глиноземе и гармоническим гостевом токз поззолила рекомендовать способ управления процессом плавки белого глектрокорукда, заключающийся в выборе электрического режима на основе содержания <г-фазы в проплавляемом глиноземе, определяемом по величине относительного содержании в токе гармонической составляющей с частотой 250 Гц.

Производство плавленых фосфорно-мэгнисвых. удобрений. В этом разделе на примере печи .для получения' плавленых фосфорно-магниевых удобрений рассматривается чисто рудоплавильный процесс, заключающихся в расплавлении шихты - фосфорно-магниевого концентрата, и выпуске образующегося расплава с последующей закалкой его.

Одним из отаетственейших моментоа в работе печи для получения плавленых фосфатов является поддержание уровня расплава в печи в заданных пределах. Слишком низкий уровень может привести к разрушению подины печи. Излишне высокий уровень я положение электродов ведут к охлаждению нижней части ванны, что затрудняет выпуск расплава. Кроме того, мельчайшие частицы образующегося в процессе, плавки феррофосфора при нормальном уровне

расплава не успевают коагулировать и вместе с расплавом покидают ванну. При излишне большом уровне расплава эти же частицы, коагулируй в большие капли, осаждаются на подине, что после достижения определенного количества требует , периодического выпуска накопившегося расплава феррофосфора через отдельную летку. В противном случае феррофосфор, выходя из печи вместе с фосфатным расплавом и вступая в соприкосновение с водой, подаваемой на закалку, способен вызвать так называемые "хлопки" и вЗрывы. Это чрезвычайно . опасно как для обслуживающего персонала, так и целостности оборудования.

8 процессе работы отмечена определенная закономерность изменения относительного содержания в токе электродов высших гармоник, из которых наибольшей величины достигает содержание гармонической составляющей с частотой 100 Гц-до 3%. В данном случае, когда электрическая дуга практически отсутствует, т.е. печь работает в режиме прямого нагрева, о чем свидетельствует ничтожно малое содержание в токе 3-ей и 5-ой гармоник не более 0,3%, наличие составляющей с частотой 100 Гц может быть вызвано, а основном, химическим взаимодействием электрода с фосфатными анионами расплава. Однако, даже столь незначительное присутствие дуги ведет к тому, что отношение /щ/7, * 1 и меняется при изменении уровня расплава и позиции электрода. С увеличением тока при неизменном уровне расплава это отношение растет, причем характер его изменения зависит от глубины ванны. Последнее обстоятельство может быть использовано для оценки этой глубины при постоянном составе расппава, что и имеет место при получении фосфорно-магниевых удобрений.

На печи РКЗ-2,5 Ковдорского горно-обогатительного комбината для контроля уровня расплава в печи для получения плавленых фосфорно-магниевых удобрений была использована более простая схема, основанная на контроле величины постоянной составляющей фазного напряжения, точнее, на контроле падения напряжения Постоянного тока, вызванного химическим взаимодействием электрода с расплавом, на участке "электрод-подина".

При постоянном фазном напряжении и неизменном токе в электроде с изменением уровня расплава в печи меняется отношение /шII, и, соответственно, величина падения напряжения постоянного тока на участке "электрод-подина", в

соответствии с выражением

В этом уравнении величина Е постоянна, так как состав и температура расплава в процессе плавки практически не меняются. Rkc - сопротивление короткой сети также величина постоянная. Таким образом, значение Une при постоянных U® и ii будет зависеть только от отношения WI-i. С увеличение?.' глубины ванны это отношение будет расти вследствие большего заглублена электрода в расплав и, тем самым, уменьшения степени развития дуги. Прямые замерами глубины ванны при разных значениях Une, но постоянных LU и Ь быг ■ получена зависимость между этими величинами, позволяющая контролировав уровень расплава в печи по величине Une- Поддержание уровня расплава в заданных пределах осуществляется уменьшением или увеличением дозировки шихты и выдачей команд на выпуск расплава из печи или его прекращение

Производство фосфора. Отмечается, что в электротермическом процессе получения фосфора помимо достижения максимальной полноты извлечения целевого продукта, другим важным моментом роботы печи является стабилизация температуры в реакционной зоне в пределах 18С0-1650 К Превышение этих пределов ведет к тому, что восстановление фосфата кальция идет до СаР2, а не до Рг. Кроме того, с повышением температуры развиваются побочные реакции, приводящие к запыленности отходящих газев. Именно поэтому в данном разделе рассматривается возможность использования гармонического анализа для прогнозирования и контроля степени развития электрической дуги, в области горения которой температуры значительно превышают предельные значения, а также сценки протекания основных реакций восстановления фосфата.

Было отмечено присутствие в фазном напряжении фосфорной лечи постоянной составляющей, изменения которой несмотря на ее небольшую

- "

величину, kcciT регулярный характер и могут быть испояьзозаны дли оценки характера схода цыхты - наличия со зависаний, и качественней оценки степени развития электрической дуги. Последнее было осуществлено на печи РКЗ-10,5Ф с г.Чимиенте, Однако, наиболее перспективном для цглей управления работой фосфорной лгчи следует признать гармонический анализ тока электродов Результаты, полученные на пс-чах различной мощности, показали, что состав тока слекгродоз определяется многими факторами: мощностью печи, электрическими параметрами ее работы, режимом выпуска шлака, особенностями ведения технологического процесса. Наибольшей величины достигает содержание в токе гармонической составляющей с частотой 150 Гц: 2 -3%. Лишь немного уступает ей содержание составляющей с частотой 250 Гц. Наименьшим было содержание гармонической составляющей с частотой 100 Гц: не более 0,5%. Величина мощности, выделяемой в дуге в период обследования при нормальной работе печи РКЗ-БОФ, рассчитанная в соответствии с уравнение?»! (2) составляла 6-9%.

Данные, полученные на печи РКЗ-10,5Ф, подтверждают связь относительного содержания в токе олектрода гармонической составляющей с частотой 150 Гц, т.е. степени развития электрической дуги, с запыленностью печного газа и качеством получаемого фосфора (рис. 5).

Рис .5 Зависимость перехода Р* о шлам от величины относительного содержания в токе электрода гармонической составляющей с частотой 150 Гц (1,/13); %.

Выход шлама, % от произведенного фосфора. А

Ь/И; ~ 25

Кгх следует из приведенных данных, содержание Ь должно быть ограничено величиной 2-4%.

Замеры, грозеденные на печзх, показали, что рсзэитис дугового режима зависит от напряжения на выводах печного трансформатора, активного сопротивления ванны (рис. 6 и 7). Кривые, построенные по полученным данным, соответствуют уравнениям (3) и (9).

Отмечено также, что изменение напряжения на трансформаторе еедет к изменению отношения 1д/1ь те. распределения тока между дугой и шунтом при неизменном общем токе электрода (рис.8). При неизменном положении электрода изменения общего тока в результате переключения ступеней напряжения печного трансформатора происходят главным образом в результате изменения тока дуги.

Тот же рис.8 наглядно свидетельствует о разном характере влияния напряжения и тока (позиции электрода) на степень развития дуги. Это предполагает и разный характер методов воздействия на распределение мощности в печи в том или ином конкретном случае.

Эти наблюдения хорошо согласуются с предложенной выше схемой возникновения дуги в РТП и, таким образом, подтверждают эту схему.

Распределение тока между дугой и шунтом определяется не только сопротивлением реакционной зоны, но и отношением удельных электросопротивлений столба дуги и шунтирующего его материала. В фосфорной печи таким материалом является кокс. Плотность упаковки кокса в слое практически не меняется и поэтому удельное электрическое сопротивление слоя определяется только гранулометрическим составом кокса. В тоже время удельное электрическое сопротивление столба дуги зависит от состава паров, в которых ока горит, т.е. от состава фосфатного расплава, от его модуля кислотности. Отсюда следует, что именно составом расплаза, точнее, модулем кислотности, для фосфорной печи определяется распределение тока между дугой

и шунтом. Отрезок на оси ординат (рис.6), соответствующий значению 11=0, отвечает этому распределению при данном иФ и пропорционален М« расплава.

Отрезок на оси абсцисс при 1з/ 11=0 (рис.6) и при Ь/ 11=0 (рис 9) соответствует величине электросопротивления той части ванны, на которую горит дуга. В руднотермической печи для получения фосфора, где, как известно, электроды находятся на границе с реакционной зоной или незначительно в нее заглублены, значение Яо практически соответствует сопротивлению этой зоны С увеличением этого сопротивления уменьшается и значение тока, при котором возникает дуга при неизменном фазном напряжении а также относительное содержание в токе 3-ей гармоники при неизменном токе (пунктирные линии на рис.6-9).

Таким образом, гармонический анализ тока электрода позволяет не, только контролировать распределение тока и мощности в печи, но и определять в соответствии с уравнениями (3) и (9) сопротивление реакционной зоны, т.е. количество кокса в ней. Это в конечном итоге дает возможность контролировать такой важный технологический параметр, как степень восстановления оксида фосфора и выход продукта.

В фосфорной печи уравнение, связывающее электрические и технологические параметры, которое позволяет определять содержание Р>0; в сливаемом шлаке, можно представить в следующею виде

где [Р}0^]шп - содержание Р2О5 в сливаемом шлаке; Рпоп - полезная мощность печи; ук - плотность углеродсодержащего/материала (восстановителя), т0 - первоначальный средневзвешенный размер кусков кокса; с}уд - удельный расход электроэнергии; \/3 - объем реакционной зоны; усл - кажущаяся плотность кокса в слое; /3- константа скорости реакции; (р - безразмерный коэффициент

Рис.6 Зависимое!* относительного содержания в токе члектрота печи РКЗ-80Ф гармонической составляющей с частотой 150 Гц от сопротивления лечи.

14«.7 Зависимость относительного содержания > производной тока электрода печи РКЗ-80Ф гармонической составляющей с частотой \00 Гп от активного сопротивления печи.

12/1К % к

10сг

1 1- .

Рис.8 Зависимость ошосителыгота содержания Рис-9 Змнсичот отиооггелшого содержания

> токе электрода печн РКЗ-80Ф » производной тем электрода печи РКЗ-80Ф

гармонической составляющей с гармонической составляющей с частотой [00 Гц

частотой 150 Гц от величины ток». от гока * электроде.

И/[г, % к

18 - > \ _

Еспи считать, что при -изменении объема реакционной зоны остаются постоянный« отношения ее основных размеров, т.е. сохраняется геометрическое подобие, то электросопротивление ее будет зависеть от.олределяющего размера зоны согласно уравнению

где рз — удельное злектричесгао сопротивление реакционной зоны; с! -диаметр реакционной зоны; К—коэффициент пропорциональности.

Объем реакционной зоны саяззи с ее электросопротивлением уравнением

0*

К - КсР » К~

(13)

-----

Подстагкз и уравнение (11) значении V3 в соответствии с предыдущим выражением, получи« >

РmxjRiY & ■ ■

кр

В этом уравнения- для данного технологического процесса, конструкции

печи и вида сырья все величина, кроме Ro, постоянные или легко

контролируются. Значение Ro может быть определено по характеру изменения

гармонических составляющих тока электрода с частотой 100 и 150 Гц. т.е. в

результате решения системы уравнений (3) и (9).

• в В этом же разделе показано, что одним из наиболее сильно

воздействующих факторов на степень развития дуги в фосфорной печи является

модуль кислотности загружаемой шихты. Из уравнения скорости восстановления

фосфата кальция

—■ = Р • 5 • AC(l + ЛfА-) • с

следует, что увеличение скорости может быть достигнуто увеличением поверхности контакта расплава с восстановителем (S), движущей силы (лС),

температуры (Т) и модуля кислотности (Мк). Последнее является наиболее радикальным и оперативным способом, так как повышение температуры ведет к развитию процессов пыпеобразования, увеличение поверхности контакта требует значительного времени вследствие необходимости накопления некоторого количества кокса в печи и, кроме того, ведет к увеличению размеров углеродистой зоны. В тоже время, термодинамические расчеты показали, что повышение М* приводит к увеличению активности Si02, что также вызывает рост запыленности печного газа вследствие развития реакций: Si02 + С-► SiO + СО '

Si02 + 2 С-► Si + 2 СО

Si02 + 3 С-> SiC + 2 СО

Si02 + К3РО4-> КРО3 газ + K2SiOa

2 Si02+ Са3(Р04)2 + Na2Si03->2 №Р0ЗГаз + 3 CaSi03

Однако, экспериментальные данные, полученные на промышленной печи, показывают, что с увеличением Мк пылесодержание в газах уменьшается (табл. 1 и 2), причем это уменьшение вызвано уменьшением содержания возгонов .

Таблица 1

Изменение относительного содержания механического уноса и возгонов, образующих пыль при измерении Мк, %.

Мк Механический унос Возгоны

0,78 36,2 49,3

0,81 39,3 46,2

0,82 42,1 45,0

0,87 47,7 41,1

V Таблица 2

Относительное изменение количества пыли и содержания ее компонентов при изменении М< ( печь РКЗ-48Ф, Р = 30-34 МВт)

м* СаО 3|02 РА С А1г03 ЯгО РеА- I

0,78 1.0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1.0

0,81 1,0 0,96 0,87 0,78 0,83 0,85 0,84 0,93

0,82 1.0 0,93 ' 0,79 0,58 0,77 0,75 0,72 0,88

0,87 1.0 0,90 0,61 0,26 0,64 0,55 0,52 0,78

Несовпадение экспериментальных данных с результатами расчетов можно объяснить тем, что с изменением Мк при неизменной потребляемой мощности меняется характер теплового поля в ванне печи. Последнее связано с изменением вязкости и электропроводности фосфзто-кремнистого расплава. Выполненные в данной работе расчеты показали, что с увеличением Мк расплава увеличивается его удельное электросопротивление (таблица 3) и, тем самым, сопротивление вачны. Это приводит к более глубокой посадке электродов.

Таблица 3

Значения удельного электрического сопротивления фосфато-кремнистых шлаков в зависимости от модуля кислотности Мк, Ом-см

т.к Мк

0,5 0,64 0,8 1,0

1670 2,48 3,32 ' - 5,66 9,99

1720 2,03 2,62 4,28 7,20

1770 1,69 2,09 3,24 5,32

В результате перераспределения мощности в ванне уменьшается дог,л энергии, выделяемой, о. подэлоктродном пространстве, и, нзоберог, увеличивается доля энергии а области, примыкающей к боковой поверхности электрода. Вследствие увеличения поверхности контакта электрода с реакционной зоной уменьшается плотность мощности о-приэлектродной зоне. Это снижает возможность образования зон перегрева, распределение мощности в печи становится более равномерным как по горизонтали, так и по вертикали. Кроме того, уменьшение плотности тока на поверхности контакта электрода с реакционной зоной снижает вероятность развития дуговых процессов, интенсифицирующих пылеобразование, а увеличение содержания в газовой фазе паров кремния ведет к перераспределению тока между дугой и шунтом в пользу шунта. Последнее, как отмечалось выше, находит отражение в показателе ¡д'Ь уравнений (3), (6) и (9). Отсюда величина этого значения позволяет контролировать модуль кислотности расплава в процессе получения фосфора или аналогичный ему показатель в других процессах химической электротермии.

Произс.одстоо карбида кальция. Отмочено, что одной из особенностей получения карбида кальция является небольшая разница между температурами плавления и начала диссоциации карбида. Расчетом' показано, что перегрев имеет место, если удельная объемная мощность в ванне превышает 20 Вт/см3, а при достижении 46 Вт/см3 образующийся карбид будет тут же разлагаться в результате развития реакций

СаС2 + 2 СаО-> 3 Са + 2 СО

СаСг-> Са + 2 С

С развитием дугового режима особенно интенсифицируется последняя реакция. Поэтому контроль степени развития дуги в данном процессе имеет не последнее значение и может быть осуществлен на основе гармонического анализа электрических параметров. Кроме того, связь гармонического состава тока и напряжения с размерами реакционной зоны позволяет контролировать этот размер, а на основании зависимости содержания СаСг в расплаве о г величины реакционной зоны оперативно контролировать качество (литраж) карбида кальция до выпуска его из печи.

Уравнение, связывающее содержание карбида кальция в расплаве Ссасг с

элехтрическими и технологическими параметрами, имеет вид

Вырзэяз аналогична фсгфэрно.1 печи о€ъэм реакционней гоны через ее сопротивление согласно урогмгни» (13), получим

или то жа качество карбида кальция, сараженноо чсрза его литраж -1, будот

. ц^^йш л ; Л

Уравнение (14) нэ только может быть положено о основу метода контроля качества получаемого карЗида кальция, но и поэзаляот понять характер влияния состояния углсродютсЗ гоны из еоатар карбцда. Есл» с уманьшенисм ерзднэазввшенкого. разгара куекоэ кокса уаоличизаотся содержание карбида о рлеплазо сследетаиа узая^шш поверхности раагируюцего кокса, то олияниэ холмчастса т на показатели работы пзчи не столь сдйойючно. С одной стороны, увеличение кзлячаатеэ кзкгэ - уааличануэ рззмгроа реакционной гоны спссс&стеуат псеушсни» содер^сжа кгрЗудо а рагшшз. С другой стороны, это сдиозрс^знно ыожэт приаасти к. смекани» еЗцрго гшетросапротиаланиа реакционной зоны м, там самый, к разз'.шзэсдох7рэд>'гсэого ргжяма. Последний,. кгс стыэчалоеъ сышэ, садот к интснсифмхации паЗочнда працеасоз, приводящих а каиачноу итого к ухудшашко показателей раЗэты пачи. Сзязь> гармонического састааа тока с аяахтричзешгда парамотрами раЗэты пачя и размера.-.;»! разданной зоны позволяет контролирозать разлгр а гей гены, а на основании зазксиыостй содержания СаСг в расплаае от разаероз отой зоны оперативно етитролнрозать качество кзрЗидз до емпуска его из п-зчл.

Здесь жа рсссуатриааэтся характер из.гшнгния падения напряжения постоянного тока на участка "элеетрод-под4 а процесса получения карбида гальция. Отмеченный регулярный характер изменения огого напряжения (рис. 10) юззолмл запатентовать принципиально новый способ управления процессом 1ла&ки карбида. Согласно атому- способу момент яачаиз и скончания выпуска

расплава из печи определяют по величине изменения падения напряжения постоянного тока на участке "электрод-под*. Дело в том, что при неподвижных относительно ванны печи электродах и закрытой карбидной летке в результате накопления расплава карбида и повышения его уровня, увеличивается поверхность контакта электрода с расплавом и, тем самым, уменьшается доля дуги в общем токе электрода. Это вызывает уменьшение падения напряжения постоянного тока на участке "электрод-под", обусловленного вентильным эффектом дуги.

Une; В Выпуск расплава

Рис.10 Характер изменения падения напряжения постоянного тока на участке *электрод-под" карбидной печи.

Определив оптимальное количестве сливаемого за один выпуск расплава карбида и измеряв при атом изменение величины падения напряжения на этом участке, в дальнейшем выпуск карбида и его окончания производят только на основании изменения напряжения постоянного тока в пределах полученных значений.

Так как изменение соотношения между током дуги к током шунта при неподвижных относительно ззнны печи электродах происходит но только в результате изменения уровня расплава, но и с следствие постепенного уменьшения длины рабочей части електрадз 8 результате взаимодействия углерода электрода с расплавом, то изменение падения напряжения постоянного

тока может быть положено и о основу определения длины рабочей части электрода, т.е. в конечном счете необходимости его перепуска.

Элсктоотсощнрсюп ппг&пввоткя thoetharune*. Рассматриваются особенности утилизации фаефогилса путей переработки его созместко с кремнеземом в электропечи. Цслосым продуктом переработки язляэтея газ с высокой концентрацией диоксида серы - да С5%, который может быть использован для производства серной кислоты. Кроме тоге, образующийся шлак используется для получения строительные материалов: гразия, силикатного кирпича, цементе и тд,

Управление режимом работы печи сгодится к поддержанию температуры с реакционном пространства с достаточно узких предела- 1500-1G00eC, что возможно при определенной знгчзнин мощности*!, выделяемых с дуто и расплаве. Показано, чта распределение мощности мв»ду дугой и расшшьоу имеет оптимум, соответствующий определенному соотношению рззкций разложения СагвО^

1. Ca;S04. +Si02+1/2C—> CeSÍOj + SíOj ♦ 1/2 CO2

2. Ca2S04. +4С—>CaS + 4СО

При чрезмерном развития дуга интенсифицируются испарение SiO: и реакции, приводящие к увеличению расхода олекгредоз ■

S¡02 + C—► Si ♦ COj

S¡02 + 2C—► Si + 2 СО

Si02—»Si + Ог

02+ С—► СОг

Уменьшсмко степени разит-,я зтих реакцу.й путем погружения электрода о расплаа и, тем самым ликвидации горения дуга седот к прямому взаимодействию сульфита кальция с углеродом злзитродз

СаБО« + 4 С —► CaS+ 4 СО

CoS04 + 2 С —» CaS+ 2 C02

Следствием развития последних реакций являются уменьшение выхода диоксида серы и увеличениз содержания сульфида кальция в шлаке.

Установлено, . что эффективность протекания электротермического разложения фосфогипса, т.е. характер распределения энергии в печи между дугой и расплавом, можно оценить значением "К* - отношением содержания в газе диоксида серы к сумме содержания диоксида и половины содержания оксида углерода.

V Сю>

^со, + 2

Сео2. Ссог я СО - ссотзетстзенно, концентрация диоксида серы, диоксида и оксида углерода а отходящих гззах. Значение "К" связано с ■соотношением степени развития реакций (1) и (2).

На рис .12 показаны зависимости удельного расхода электроэнергии и электрода на 1т HjSO* от величины коэффициента X. а на рис. 13 изменение величины "К" в зависимости от отношения I/U при постоянной потребляемой мощности.

злектредз (2) от величины "К". потребляемой мощности.

Как следует из рисунка, достаточно высокие значения "К" достигаются в определенных пределах отношения тска и напряжения. Изменяя это отношение, т.е. изменяя распределение мощности между дугой и расплавом, можно

обеспочиБать высокио тсхнмха-ахсисмичсехиа показатели процесса розлокения фосфогипса. Налраолзтзо измежшил зтего еоотнешзнил определяется знаком

изменения прои:иодно;1 ¿yjyj

На принципа изменения отксшсн;"„1 I/U с машши от величины "1С разработаны слзссб и устройотго для упргаленяя рг^атоЯ пш.1 для разложения фосфогипса

ЛпаизлпЗстса «уцяуягчшЗз. Этот раздал каеггдр;! ркрз&жэ рлда мероприятий, иапрсзлЕннья на улучшзниа раЗэти елзэтрелзчзй для получения сгроугларода и саязаннш прз^з с со го е soparггрсм преобразования олгэтроенерши о тспясзуя о ст.» печи.

;с tcmüi ыгрвяряятяяы относится изменение конструк^м однофазной печл, что позволяло пегыееть сэ преж:га№з7сг.ьнэсть и уггггмьал удельный ргсяод гяштреэнерпм. Ото físsr.¡nr/í0 о р~ультзто ..того, что сср»;ял часть грзфитироезмкзго слзэтрсдэ с спс-цязльноЛ харг:аичг-с:;эГ! трубы или

огнеупорной злзхтрвиззляцнсиисй cSaasat иссг.'.'.рспгш от сспр'/.-.-лзисгзн-ля с дроззеныа углам, токопзрехад в самку пачи есущастапязтсл только чгрез нижнюю часть олеэтродэ. Б итоге пазых-зотся ялэтяссть те:а о ».¡теста электрода с дрсассным углем, растут температура, sí скорость цглесай peería. Верхние слои угля, будучи более холодными, хорошо ко:1дгнс«руят изЗиточку» ср?у.

Олтпмальныа темгратуры синтеза сароугл tper,;; ш;:адлтсл о проделе;; ООО-¡100 °С. С превышением 1100 °С увсл:гш:;аз?ся скораэть реакция рзшиязшн сероуглерода. Поэтому огргаичзиио тетдерзтури- с рссядезкигЯ сои о значением 1100 °С ы езязаниав, главным образом, с уаснывосйя развития дуговых процессе:: спосеЗетоуэт поаышениа произездитсл:.исгти пзчи и снижению удельны» с^'рьсеых vi онгргеззтрат.

С этой целью предложен сззстсиееитель, прздстссля»1ц;!-Д собой брижзты на. осисга дрггесноугсльнсй мелочи с ксг.ользозам«о;л о качества сеязуи^его сары. Такой восстанозитель помяло того, что позасляот утилизировать дрезгеноугольную мелочь, сбледаэт по сразнени.о с дрезесни.-j углам более оыссхой реакционной способностью по отношению к серы и бапса высоким

удельным электрические сопротиплониси. Нзиболгэ эффективно использование шихты, содержащей одновременно и брккоты, и кус«2ссй дреоосный уголь, причем содержанке бриеттоз (д) такой шихте определяется ургзнекием

а

д=—10О% Я

где а=0,2-0,3 -относительная массовая доля брикэтоз з загружаемом углеродном материала при использозании в качество кускового материала березсоого угля, q - реакционная способность ло отношзнию к пгрза серы кускопого удреащконнзя способность по отношению к пгрзм серы куахзого углеродного материала, загружаемого одновременно с брикетами, отнесенная к реакционной способности березового угля, принятой га 1,00.

Предложенные (>рикзты могут Сыть ютопьзозаны но только при получении сероуглерода электротермическим методом, но и о реакторах (ретортах) с пламенным обогрееом.

Глава V Термоэлектрические эффекты а пзнио

руднотермичсской печи и их использование при эксплуатации РТП

В данной глаза на примерз фосфорной пачи появгкэ природа существования термо-ЗДС п электрической цепи РТЛ. Нглачиэ постоянной составляющей напряжения в глс:ггрнчссссп цепи РТП, пскимо вентильного :ффс:.та дуги перелетного тс::з и гпсктрохимкчзсккх процсессз г. области контакта 'злзстргд-рзсяягз", как было обнаружено лзккъзм иссяэдозаниями, г.:с:::ст Сыть г.ы::"чз сезнккнсзеж'.см тсрглэ-ЭДС на учззто "слестрсд-ргсплаз(ш5«тп) - угэльнгя под«нз(футсрог»)\

Стре»л&мяз к еыргггиззккю тоггарзтуры мзгду рззличко изгретыг/и контактами: "углорздигть::! злектроа-мзтеризл, гзпслкгющиП езнну (озсплаз «ли шихта)" и *угпсро,".!!5тал подина (футере;!?.)- рзсплгг.(иягстз)", дзлззт согмс^ыи протахниэ процзоссз, которые сяоссСйтпу:от этому еыраенаггнко. Следстсмза этих прсцзсссз пзлгзтея пзпгленио ЭДС, шегзгаюа тсплссыии аффекта*™ ¡кг на месте контактов, так и о однородны:? прозодттак, имеющих градиент температуры. Таким образом, наличие указанной ЗДС является следствием

электрохимического переноса теплоты в относительно холодную зону с температурой Т из более горячей с температурой (Т + ДТ), а в печи существует так называемый термогальванический элемент с жидким или твердым электролитом, схема которого и его термо-ЭДС, как сумма скачкоа потенциала представлены на рис .13.

Ч'г-.дг

УГЛЕРОД (электрод) Т+-ДТ

<РГ

ШИХТА

<РГ

фос*=(ф?

УГЛЕРОД

(футеровка) Т

-ФП+дфГ'=Дф^+дфГ

Рис. 13 Схема терыогальванического элемента

Термогальвзничсский потенциал такого элемента заоксит от доух процессов: гетерогенного, обусловленного электрохимическими реакциями на границе "электрод-электролит", и гомогенного, связанного с температурным, градиентом в самом электролите, с данном случае шихте.

Исследования, проведенные ка печах РКЗ-вОФ Дхсабупского АО НОДФОС, показали, что величина термо-ЭДС нгсспика (менее 0,5В), но в процессе простоя печи величина термо-ЭДС может быть замерена и ее изменение зависит от условий, существующих о ванне печи.

Замеры показали, что изменения температуры электрода (Тэ), футеровки (ТФ) а также величины термо-ЭДС (Е) во время простоя носят экспоненциальный характер.

Тэ = А,е"в'\ Тф= Аге"8* , Е=А3е"°",

где т - время от начала простоя, А, и А3 - коэффициенты, зависящие от мощности печи в момент отключения, Аг, Ё1 и Вз - коэффициенты, зависящие от средней мощности за некоторый пзриод, с которой проработал данный электрод перед отключением, Вг - коэффициент, зависящий от теплопроводных свойств материалов реакционной зоны.

Из полученных уравнений следует, что зависимость Е = {(дТ) прямолинейна, т.е. Е = к - йХ, где V зависит от вида технологического процесса и

конструкции печи. Отсюда, температура рабочего конца электрода определяется в соответствии с уравнением Ъ = Тф + к Е

Полученная таким путем информация очень важна для рационального сыгода печи на рабочий режим при ее пуске. ,

Был предложен, запатентован и внедрен на АО НОДФОС принципиально новый способ разогрева руднотермической печи после простоя и способ контроля протекания процесса коксования стартовых электродов. В первом случае на основании известных данных о времени простоя и температуре рабочего конца электрода определяется тек в электроде, с которого спВдует начинать разогрев (рис. 14). Это позволяет сократить время разогрева и, тем самым, увеличить выпуск продукции. Во втором существует возможность следить за подъемом температуры электродов, т.е. контролировать процесс кохсования. Это позволяет перейти при коксовании электродов от чисто эмпирических графиков подъема тока в электродах х научно-обоснованным температурным графикам коксования.

• Тт1я_Тт_Теш»

т, час

Время разогрева по зазодской методике

Рис .14 График разогрева печи после простоя.

Выводы

1. Длительный опыт эксплуатации печей химической технологии показал, что их работа характеризуется тесной взаимосвязью электрических и технологических параметров. Эффективность технологического процесса зависит от характера преобразования электрической энергии а тепловую, которое может осуществляться в различных зонах печи, а также в материалах находящихся в разных агрегатных состояниях: твердом, жидком и электрической дуге. Именно в особенностях распределения и преобразования энергии проявляется стачанная взаимосвязь электрических и технологических параметров. В наибольшей степени она находит отражение в существовании и степени развития электрической дуги.

2. Показано, что для большей части руд.чотершческих печей химической технологии одним из важнейших условий эффективной работы яоляотся обеспечение минимальной или заданной о некоторых пределах степени развития дугового режима. Отрицательный характер наличия электрической дуги проявляется в искажении теплового поля в ванне пачн VI значительном отклонении его от оптимального, разложении целевых продухтоз, интенсификации процессов пылеобразоаания, увеличении тепловых потерь, снижении производительности установки в целом. В тоже время в ряде технологических процессов или на их отдельных стадиях, когда электросопротивление реакционной зоны мало, наличие дуги необходимо, поскольку в режиме сопротивления не удалось бы создать необходи?.юе температурное поле. Кроме того, в некоторых процессах, в которых успешная работа возможна при предварительной газификации реагирующих компонентов, необходима определенная степень развития дуги.

3. .Возникновение электрической дуги в руднотермической печи носит энергетический характер, т.е. связано с достижением определенной плотности мощности на каком-либо участке контакта электрода с компонентами ванны печи. Величина плотности тока, а также значение минимального потенциала, необходимых для возникновения дуги, зависят от характера реакционной зоны: теплоемкости, теплопроводности, теплоты

испарения компонентов, находящихся в май, а тво»5 теплоемкости образующихся в ней газоз.

4. Выполнен комплекс исследований гзрмоиическогэ есстесз напряжения и тока агвктродоа руднотермических печей рздпичнога назкачэиия. Показано, что иеличиэ и степень ре«иткя электрической душ находят отражение в гармоническом состсгс напряженка и те«а алектродеа. Устенозлеко, что мзлнчио постоянной соетгвляющэй фазного напряжения и четных гармони* в тско электрода обусловлено ьситипьмытд гффектем, существующим о зяектркческой цепи РТП. Предложены тря ьезкакюма существоззкия сситилького эффекта:

а) Электрохимический, сегиккающкй о езнтто электрода с расплгюм;

б) Еситилькый эффект злектричеекой дуто псрс«с«исго тока;

о) ТоркозлектричесшЯ, . «йиккаящкй еетвдетекэ рггкьк температур комтйктсз злзетредз и угелькгй fisjytia (футсрссгки) с кзтеркгпгкм, нгходйщимкея о егккэ пгча.

Исследованы ссо три кзхпкмгма ет^сствзкгкка сеитклького гффгкта, определен ик вклад о ксянчкй пеетойккой езегсзгсншцзй фззкого . напряжения и четных геркв«1'Д в teta злеетрода и дгкы пргдпакгкг.я по кепельгоагмиа сентклькага при -уярггпгккм технологически

процессом.

3. Писггно, что гериокичееяй анализ' напрязкзккя и тока злгкгредоз может быть келсяьгсегн для упраатенйя работой рудкотермической пэчи на осмоео н2прсры2И0Я съемки разиероэ рззкцкоркой гоны, Полноты степени еосстамооления цеяемго продукта, урезкя н состава ргептлга.

0. Рекомендован' ыотод спрсдсленйя.«б!дко'отм, седслтекой о глгетркческой. дуга, по -.сетмяко втноспсшйгэ а техэ глектреда

г£рмоккч?с:ой 0«rct8TC:11£0 Гц. / v '/;'•

7. Разрсботзн и енедрон в прригзвйетер кстед спре^глзнта нзч'гла выпуска its печи рзсплапэ нормального 5ПсетрсгеЬ>'Кда.- есхссгккьгй на кяйдзнкой зависимости • величины поетсиклой еоетеэттвщвй ■ нгпряятя дуги от состава расплава.

8. Даны рекомендации пэ ведеисга' теяадлотчееако процесса получения

нормального электрокорунда, позволяющие снизить время работы печи с открытой дугой путем подачи шихты с постепенно увеличивающимся содержания восстановителя или подачей в конце плавки восстановителя пониженного грансостава.

9. Рекомендован с производство способ управления процессом плавки циркониевого электрокорунда, основанный на контроле степени развития электрической дуги по величине постоянной составляющей напряжения. Путем изменения дозировки шихты или перемещением электродов и переключением ступеней напряжения печного трансформатора в соответствия с величиной постоянной составляющей напряжения в процессе пл-ззки поддерживается на оптимальном уровне степень развития дуги.

Ю.Дань! рекомендации по ведению процесса получения циркониевого электрокорунда, позволяющие повысить качестве получаемого продукта при высоких технико-экономических показателях, основанные на снижении степени развития электрической дуги в результате изменения дозировки шихты.

11.На основе величины относительного ' содержания в токе электрода гармонической составляющей с частотой 250 Гц предложен способ контроля содержания a-Ab03 в загружаемом глиноземе при плавке белого электрокорунда.

12.Показано, что в процессе электротермического разложения фосфогипса степень развития дуга носит оптимальный характер и может быть оценена с помощью показателя "К", характеризующего состав печных газов. Предложен способ управления работой печи для разложения фосфогипса путем исг.'.снения отношения I/U при изменении показателя "К".

13 С целью уменьшения степени развития реакции разложения сероуглерода в процессе получения его электротермическим методом разработан и внедрен брикетированный углеродистый восстановитель а также конструкция электропечи.

14.Предложен способ определения уровня расплава в печи для получения плавленых фосфатов, основанный на определении характера изменения относительного содержания в токе электрода гармонической составляющей

с частотой 100 Гц иг,и определении падения напряжения постоянного тскз па участка "электрод-подина".

15.На основе контроля величины постоянной составляющей напряжения дуги разработан способ управления работой печи для получения карбид-) кальция, а также предложена новая конструкция печи.

16.Для печей в производстве фосфора и карбида кальция получены уразнеп,':;, позволяющие непрерывно контролировать степень восстановлен.г; фосфора и кач'ество (литраж) карбида кальция на основе гарион,.:»-.--с-or о анализз тока электрода, показанз природа влияния Si02 на процессе: пылеобразовзния в фосфорной печи.

17.Обнаружено существование термо-ЭДС в рудно-тер-.'иче.кай г,-л,' рассмотрена его природа и даны рекомендации по контролю процежен коксования стартовых электродов и определения режима paiorpeea г»« после простоя по величине и характеру изменения этой ЭДС.

18.Показано, что для повышениг- эффективности мощных олечтротер^п.-.ее их производств химической технологии целесообразно создание модуль чей технологии с вынесением отдельных технологических стадий в специализированные аппараты-модули и создания из них технолог;-чес-.''х цепочек.

Содержание диссертации отражено в 150 публикациях, в тем чист 4 следующих книгах, статьях, трудах и изобретениях:

1. Авторские свидетельство СССР №1375920-1987; №1447911-1982. Na1553555-1539; №1486480-1939; №¡1534003-1989: N«1532365-1590, №1710507-1992; №1753366-1092; патенты PO N22003421-1994, №2СС?-;:2-19Э4.

2. Педро A.A. Глава XV. Производство сероуглерода в книге-

"Электротермические процессы химической технологии" под ред. Ершова

В.А., "Химия", Л., 1SS4, с.267-374.

3. Данцис Я.Б., Жилов Г.М., Педро A.A., Вапькова З.А.. Электрические характеристики дугового разряда печей химической промышленности электротермии и способы их контроля // П.: ЛенНИИГипрохим, 1991, 54 с.

4. Ершов В.А., Крапивина С.А., Педро A.A. Электрофизические процессы в ванне руднотермических печей.//Уч.пособие, ЛТИ им.Ленсовета, 1988, 78 с.

5. Педро А.А, Ершов В.А., Кокурин А.Д., Соловейчик Э.Я. Технология электротермических производств. //П.: ЛТИ им. Ленсовета, 1981, 92 с.

6. Педро А.А, Левит P.M., Глуз М.Д. Определение коэффициента диффузии паров серы в древесный уголь с помощью меченых атомов II Сб. "Химическая электротермия и плазмохимия", ЛТИ им. Ленсовета, 1982, с.45-48.

7. Педро A.A., Аграновский И.Н., Аранович Б.С. Пути интенсификации процесса получения сероуглерода в электропечах. //Химические волокна, .1972, №2, с.32-33.

8. Педро A.A., Аграновский И.Н., Леленицин H.A. Определение оптимальной высоты угля в трёхфазных печах для синтеза сероуглерода //Химические волокна, 1973, №10, с.42-43.

9. Педро A.A., Аграновский И.Н., Тубянский Р.Л. Отложение пироуглерода на древесном.угле в процессе .получения сероуглерода из природного газа и серы //Химия твёрдого топлива, 1974, №2, с.83-85.

Ю.Педро A.A., Пеленицин H.A., Ситников А-С., Аношин В.А. Эффективность использования природного газа для синтеза сероуглерода //Газовая промышленность, 1974 ,№ 4, с.21-23.

11.Педро A.A., Левит P.M., Аграновский И.Н., Кушнарев Л.И. Использование меченых атомов для изучения взаимодействия древесного угля с парами серы в процессе синтеза сероуглерода //Химия твёрдого топлива, 1974, №4, с.39-42.

12.Педро A.A., Левит P.M., Пеленицин H.A. О роли внутренней поверхности в реакции образования сероуглерода из древесного угля и серы /Химия твёрдого топлива, 1975, №5, C.2&-30.

13.Ершов В.А., Педро A.A., Керимкулов К.Ж. Причины расхода электродов в

электропечах для получения фосфора//Журнал ВХО им. Менделеева, 1979, № 6, с.36-37.

14.Педро A.A., Керимкулов К.Ж., Арлиевскмй М.П. Исследование химического взаимодействия самообжигающихся электродов с фосфатошлаковыми расплавами. Труды ЛНГХ, сб. Процессы и аппараты производства фосфора, 1980, с.15-19.

15.Гусаров A.B., Короткин C.B., Педро A.A. Разработка прибора для анализа гармонического состава тока руднотермической печи //Труды ЛНГХ, Л 1981, с.22-26.

16 Педро A.A., Левит P.M., Глуз М.Д. Определение коэффициента диффузии ларов серы в древесный уголь с помощью меченых атомов //Сб."Химическая электротермия и плазмохимия'.ЛТИ им.Ленсовета, Л., 1982, с.22-24.

17.Педро A.A., Работнов В.В., Зубов А. С. Применение гармонического анализа тока для повышения эффективности процесса получения нормального электрокорунда //Тез.докл. Всесоюзн.конф. 'Получение новых модификаторов легирующих, тугоплавких, абразивных и др. спец материалов ..,", Челябинск, 1983, с. 10-11.

18.Педро A.A., Артищева Н.В., Работнов В.В. Роль дугового разряда в режиме работы фосфорной лечи //Реф.сб. "Фосфорная промышл", 1983, №2, с.14-17.

19.Педро A.A., Работнов В.В., Зубов A.C. и др. Изменение гармонических составляющих рабочего тока в процессе плавки нормального электрокорунда. //Экспресс-информация "Абразивы* 1983, Na 6, с.9-12.

20.Макаров Е.В., Федосеев А.Д.; Педро A.A. Использование гармонических составляющих тока и напряжения для исследования и контроля работы рудовосстановительной печи при выплавке кремния и его сплавов. //В сб. Высокотемпературные и плаАюхимические процессы. ЛТИ им. Ленсовета,

-, 1984, с.21-27.

21 .Педро A.A., Работнов В.В., Кононова М.Г. Влияние содержания а-фазы в исходном глиноземе на распределение мощности а электропечи для плавки белого электрокорунда. 8 сб. "Высокотемпературные и гшазмохимические процессы". ЛТИ им. Ленсовета. 1984, с.117-121.

22.Г1едро A.A., Работнов В В., Карлин В.В. Гармонический состав рабочего тока электропечи для плавки белого' электрокорунда. //Экспресс-информация "Абразивы". 1985, с.7-10.

23.Брусаков Ю.И., Педро A.A., Макаров Е.В. Исследование электрической дуги в РТП при выплавке апюмо-кремииевых сплавов. //Сб. "Труды ВАМИ", 1986, с.26-28.

24.Педро A.A., Степанова Л.Н. Использование постоянной составляющей фазного напряжения в качестве ■ характеристики состояния расплава нормального электрокорунда. //Межвуз. сб. "Исследование электротермических установок. ЧГУ. 1986, с.14-18.

25.Педро АЛ., Трофимова Г.Ю., Лебедева В.В. Изучение условий возникновения электрической дуги на электрической модели. IIМежвуз. сб "Высокотемпературные и плазмохимические процессы", ЛТИ им. Ленсовета,

1986, с.62-65.

26.Авдышев В.Я.,-Педро А. А., Ильников М.В. Исследование по применению лигнина в производстве кремния //Сб.'Труды ВАМИ" ,1986, с.65-70.

27.Педро A.A., Короткин C.B., Толукпаев Б.Ж. Анализ формы рабочего конца электродов печей химической электротермии. //Сб. научн.трудав ЛНГХ, Л

1987. с. 73-77.

28.Педро А.А!, Ершоа В.А. Интенсификация процессов химической электротермии путем создания модульной технологии //Химическая промышленность, 1987, с.44-45.

29 Педро A.A., Круль Э.В., Руцкий Ю.В. Гармонический состав рабочего тока электрода фосфорной печи. ОКБ-767. //Сб. трудов КНГФ 1987. с. 61-64.

30.Педро A.A., Богданов В.Ш. Модуль кислотности и характер запыленности печных газов фосфорного производства.//Сб.трудов КНГФ, 1989, с.35-40.

31.Ершов В.А., Педро A.A. Предельная объемная мощность печи для получения карбида кальция. //ЖПХ №5, 1991, с. 1033-1035.

32. Педро A.A. Унификация агрегатов химической электротермии на основе общности процессов, осуществляемых в них.//ЖПХ. 1991. № 7, C.15G6-1569

33 Педро A.A. Определение Al203 в расплаве при плаоке нормального электрокорунда в руднотермической печи. //Цветная металлургия 199?. № 9.

с. 21-23.

34 Педро A.A. О механизме возникновения вентильного эффекта в электропечи. //Цветная металлургия, № 11, 1992. с.21-24

35 Педро А А Электрическая дуга и контроль степени ее развития в процессе плавки цирконисього электрокорунда. //Цветная металлургия. 1993, № 2, с. 19-21.

36. Педро A.A. О природе постоянной составляющей напряжения электрической дуги в печи для получения нормального электрокорунда. //Промышленная энергетика. 1993. № 5, с 28-31.

37. Педро А А. Использование гармонического анализа для управления процессами е рудчотермической пе^и. Доклады, ссв?щзгия "Электротермия 94", С-Пб, 1994, с 54-57.

38. Педро АА, Арлиеяскей М.П., Ершов O.A. Термсгальвонический метод определения температура рабочего конца электрода рул -'стермичессс."* печи во время простоя. Доклады, совещания "Электротермия-55', С-Пб, 1995, с 225-230.

39. Педро А А., Арлиевский ГЛ.П., Ершов В А. Характер постоянной составляющей фазного напряжения в руднотерми^оских печах для

• получения фосфора и карбида кальция. Доклэдь\ совсщгнря "Электротермия-ОС", С-Пб, 1996, с.179-195