Физико-химические превращения при спекании различных шихт

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального

Образования

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт цветных металлов и материаловедения

КУРСОВАЯ РАБОТА

Физико-химические превращения при спекании различных шихт

Пояснительная записка

ИЦМиМ СФУ.КР.АМЦ07862.ПЗ.

Руководитель: Донцова Т.В.

Разработал студент: Карпухина М.С.

Красноярск, 2009 г.

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального

Образования

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Тема работы: Физико-химические превращения при спекании различных шихт

Исходные данные Al₂O₃+Na₂O∙Fe₂O₃=Na₂O∙Al₂O₃+Fe₂O₃

Дата выдачи задания: «___»__________________________________200__г.

Срок сдачи работы: «___»__________________________________200__г.

Содержание

Введение.........................................................................................................................................4

1. Физико-химическое описание процесса спекания различных шихт................................................................................................................................................5

1.1. Теоретические сведения...............................................................................................5

1.2. Оборудование процесса................................................................................................8

2. Моделирование процесса спекания различных шихт .........................................................12

2.1. Составление энергетического и материального балансов.......................................12

2.2. Идентификация модели...............................................................................................13

2.3. Моделирование процесса............................................................................................14

3. Анализ моделирования............................................................................................................18

Список используемой литературы.............................................................................................19

Введение

Моделирование технологических процессов позволяет провести анализ, по результатам которого появляется возможность оценить текущий технологический процесс предприятия, а также исследовать потенциал для оптимизации настоящих или внедрения новых технологических процессов.

Когда вся динамика технологического процесса исследована с научной точки зрения, а полученные результаты полностью проанализированы, то возможности для оптимизации существующего процесса становятся очевидны. Многие эти возможности могут предполагать внедрение новых процессов и автоматизации производства, чего не было заложено в текущем процессе или производстве.

Математическое моделирование процессов является отличным средством анализа технологии производства на предмет ее возможной модернизации. Чтобы обосновать необходимость проведения модернизации производства, достаточно будет с помощью компьютерного моделирования провести анализ предлагаемых решений и подтвердить их жизнеспособность. Результаты математического моделирования, в совокупности с полученными данными научных исследований, позволяет объективно рассматривать решение о необходимости модернизации производства или внедрении нового технологического процесса на предприятии.

свободным. Опыт подтвердил это предположение: при нагреве до 700–800˚ С из смеси  Na₂CO₃ : Al₂O₃ : Fe₂O₃ = 1 : 1 : 1 преимущественно образуется феррит; но при 900˚ С и выше продукт реакции состоит главным образом из алюмината натрия, что обусловлено вытеснением Na₂O из феррита по реакции

Al₂O₃+ Na₂O∙ Fe₂O₃= Na₂O∙Al₂O₃+Fe₂O₃.

В результате обжига смеси феррита натрия и глинозема (молярное соотношение 1: 1) при 1000˚ С за 3 ч превратилось в алюминат 88% всего Al₂O₃ и столько же выделилось свободного Fe₂O₃.

На производстве, когда соды в шихте для связывания Al₂O₃ и Fe₂O₃ недостаточно, при высоких температурах реакция пойдет главным образом в сторону образования алюмината. Следовательно, иногда можно ограничивать количество вводимой в шихту соды из расчета на полное связывание Al₂O₃ и лишь на частичное Fe₂O₃. Однако, по Аракелян, такой недостаток соды может привести к потерям щелочи и глинозема из-за образования двух видов твердых растворов (α и β) в системе Na₂O – Al₂O₃ – Fe₂O₃, содержащих около 3% Na₂O. Первый получается при температуре около 1300 ˚С, а второй при 1250˚ С. Оба они не растворяются в воде, а в соляной кислоте растворяется