Введение к работе
Актуальность работы. Один из путей интенсификации электроплавки кремния высоких марок качества, пользующихся повышенным спросом и имеющим целью повышение доли полезного компонента в товарной продукции, является оптимизация состава шихтовых композиций, включающих повышенное содержание нефтяного кокса - углеродистого восстановителя, обладающего наиболее высоким содержанием твердого углерода и наименьшим -шламообразующих примесей
К основным недостаткам нефтяного кокса относятся низкая удельная поверхность 2-4 м^г и его высокая склонность к графитизации при высоких температурах процесса выплавки кремния, и как следствие, снижение электрического сопротивления и реакционной способности, что приводит к ухудшению условий технологического процесса
Цель работы заключается в получении нефтяного кокса повышенной активности и использовании его как компонента шихты при выплавке кремния, в снижении расхода дефицитного и дорогостоящего древесного угля
Научная новизна Исследованы структурные преобразования и изменения свойств нефтяного кокса и графита в зависимости от продолжительности диспергирования и температуры, впервые получен нефтяной кокс повышенной активности за счет добавки к исходному сырью тяжелой смолы пиролиза, способствующей улучшению металлургических и физико-химических свойств нефтяного кокса Изучены кинетические особенности взаимодействия углеродистых материалов с газообразным монооксидом кремния при температуре 1680С, исследовано удельное электрическое сопротивление и относительная усадка восстановителей в интервале температур 400-1800С
Установлена взаимосвязь физико-химических свойств нефтяного кокса повышенной активности от технологических параметров электроплавки кремния
Практическая значимость работы заключается в сокращении расходов дефицитных и дорогостоящих восстановителей, в том числе древесного
угля, увеличении доли нефтяного кокса в шихте, получении кремния
высокого качества КрО и КрОО, улучшении основных технико-
экономических и экологических показателей электротермического получения
кремния
Впервые в отечественной практике разработан и внедрен как компонент шихты нефтяной кокс повышенной активности для электроплавки кремния
Реализация результатов работы Проведены опытно-промышленные испытания по использованию нефтяного кокса повышенной активности на электропечах большой единичной мощности ЗАО «Кремний», в результате которых были улучшены основные технико-экономические показатели и расходные коэффициенты электроплавки кремния снижены удельный расход электроэнергии на 192 кВт ч/т и на 7 кг/т расход электродов диаметром 1205 мм, значительно сократился расход соды
Выданы рекомендации по крупномасштабному внедрению нефтяного кокса повышенной активности как компонента шихты при выплавке кремния на электропечах мощностью 16,5 и 25 MB А
Методика исследований В работе использованы химический, петрографический, атомно-абсорбционный, структурный и фазовый рентгеновские методы исследований, хромотографическое определение удельной поверхности методом низкотемпературной десорбации аргона, термогравиметрический метод исследования взаимодействия различных углеродистых материалов с монооксидом кремния
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Перспективы развития промышленного производства кремния высокой чистоты» (г Шелехов, 2006 г ), IV республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности (г Иркутск, 2006 г ), научно-технической конференции «Проблемы безопасности современного мира средства защиты и спасения» (г Иркутск 2006 г), научной конференции «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств» (г Иркутск, 2006 г )
Диссертационная работа была доложена на заседании кафедры металлургии
цветных металлов Иркутского государственного технического
университета (2007г), заседании научно-технического совета ЗАО «Кремний» (г Шелехов, 2007 г)
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 19 научных трудов
Объем и структура работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложеіи на 150 страницах машинописного текста и содержит 15 таблиц, 18 рисунков и библиографический список из 149 наименований
Автор благодарит к х н, профессора О И Дошлова за содействие в работе над диссертацией
