管道化系统管材冲蚀磨损的动力学研究硕士学位论文.pdf

东北大学
硕士学位论文
管道化系统管材冲蚀磨损的动力学研究
姓名:焦孝民
申请学位级别:硕士
专业:有色金属冶金
指导教师:毕诗文

关键词;管道化、紊流、冲蚀磨损、碱腐蚀:金相组裂热处理管道化系统用管材冲蚀磨损的动力学研究摘要长铝管道化溶出系统是从德国引进目前国内唯一的一套管道化溶出装置,管道化溶出系统用钢管的耐磨性能的高低直接影响该装置的运转率,本文通过对管道内料浆的动力学分析来研究管道的磨损机理,从化学成分、机械性能、金相组研究,对管道化溶出系统管道内矿浆在直管和弯管中流动特征进行分析,得出结论,矿浆在直管内的流动是平稳的紊流状态,而在弯管内的流动是复杂的紊流状态,不同曲率对弯管中矿浆流动的影响是不同的,强碱性矿浆对管材的冲刷磨损是引进管材失重管壁减薄的主要因素,矿浆流动速度越快,冲刷磨损的比例越大,和捕炔畋鸩淮螅钩迨茨ニ鹦阅芟嘟ü处理可提高管材的耐蚀性能,却砗蟮挠捕群湍湍バ阅芙和撸莩迨茨ニ鹗匝榻峁艿阑艹鱿低持兄惫芤瞬捎无缝钢管进行淬回火处理,而弯管采用圃臁织及热处理状态对和耐磨性能进行对比摘要东北大学硕士学位论文
甔:瓼琣琱甅,甶瑃甌琺瓼,瑃,瑃,,.,东北大学硕士学位论文
第一章前言管道化溶出装置在我国应用所出现的问题管道化溶出系统简介管道化溶出系统的工艺先进性国外采用管道化溶出三水铝石矿生产氧化铝的工艺技术已比较成熟“。。而我国采用管道化溶出一水硬铝石矿,工业生产氧化铝并无先例”曛泄こ锹设备磨损严重而被迫停车。为解决这个问题,公司组织工程技术人员,经过~年多的努力,对磨损和结疤有了进一步的了解,提出了减轻磨损和结疤的有效措施,为该装置投入运行打下了良好的基础”管道化溶出装置主要有原矿浆预脱硅系统,高压隔膜泵系统,熔盐加热系统,石灰乳制备及添加系统,矿浆予热、加热溶出系统,八级自蒸发及冷凝水系统,无油压缩空气及氮气制备系统,中央控制枢纽等组成。予热系统分为一段溶出矿浆返回予热原矿浆..诠苋ǔぁ思妒巫哉舴⒎ζ加热的矿浆在由总长一墓艿滥诜从θ艹觥=氲谝患蹲苑⑵髑经过节流、稳压,使其在反应段内约停留分钟后进入自蒸发系统。该装置由于采用可循环加热使用的流体对矿浆进行间接加热,所以不会形成传统新蒸气直接注入原矿浆中加热而出现对矿浆的稀释作用,因此这种溶出工艺不需要中压新蒸气,其节能效果显著。另一方面,装置占地相对较少,投资较少,投资回报率高。业公司从德国联合铝业公司引进一套管道化溶出装置。该装置年代末在德国安装建设,年代初投入运行,约运行了四年,停产后闲置辏米爸糜糜谌艹澳大利亚韦伯三水铝石矿时,生产正常,指标先进,能耗低。该套装置年由长铝建设公司建成。用该装置溶出一水硬铝石矿只运行了三天,就因溶出指标差,热,.内管全长一×,最后四级四段逆向熔盐加热管×内管全长根尤鹊。笏墓芎狭鳎⑷胧胰椋东北大学硕士学位论文第一章前言
用管道化溶出装置处理一水硬铝石研究进展情况对管道化系统用管材冲蚀磨损动力学研究的必要性及意义我国铝土矿资源状况中国铝土矿资源储量丰富,到目前为止,全国探明储最已居世界第五位,中国铝土矿资源属于供应十分充裕的矿种。从资源特点分析,铝土矿分布集中,基本分布在大型铝基地附近,铝含量较高,平均约为%。但是%为一水硬铝石型溶出温度和碱浓度,更长的溶出时间”度成正比,较高温度有利于提高溶出速度”’”A硗饽タ罅6纫O福舛杂诟叨致密且矿物胶结程度较高的一水硬铝石型铝土矿尤其重要。即使采用高温溶出,也不能降低对矿石粒度和粒度均匀程度的要求。此外,由于一水硬铝石型铝土矿硬度大,粗颗粒会对设备严重磨损。溶出一水硬铝石矿仅有高温是不行的,还必须有足够长的溶出时间,为此采用了管道一停留罐式反应器。浞掷昧斯苁反应器易实现高温溶出,物料呈柱塞流流动,有利于传质和传热的特点,特别是矿浆能在多分钟内由孀笥叶干℃以上,使矿石急剧细化和辟裂,非常有利于在停留罐中充分溶出。另一方面,结疤主要在停留罐中生成,这对减该套装置年峦恫艿阑艹鱿低吃谥泄哪勘晟芰ξT俗B什低于%,,该装置在长铝公司的运转主要设备故障多,管内结疤速度快而迫使提高熔盐温度达到,使传热效率降长铝管道化溶出系统的管道化加热器采用几段加热器串联而成,每段加热器相通,使被加热介质经过几段加热,温度逐渐升高。每段加热器套管自成体系,铝土矿,绝大多数含硅量较高,高硅高铝,硬度大、难溶出,河南铝土矿属一水硬铝石型,它的溶出性能远水铝石型或一水软铝石型铝土矿差,要求更高的针对一水硬铝石溶出效果差的特点,为了提高溶出效果,由于溶出速度与温少磨损,提高设备的运转率十分重要。率为%~%,未能充分发挥能力的原因除工艺上未能充分脱硅,停留时间较短,低,而使内管在较高温度下工作外,一个很重要的原因就是内管磨损。由内管和套