Определение электросопротивления кварцитов различных месторождений при нагреве

Автор: Лазаревский П.П., Романенко Ю.Е.

Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j

Статья в выпуске: 3 (9), 2016 года.

Бесплатный доступ

Приведены результаты определения электросопротивления кварцитов различных месторождений. Установлено, что основным фактором влияющими на изменение физических свойств кварцитов при нагреве является мимический состав.

Кварциты, электросопротивление, кремнезем, химический состав

Короткий адрес: https://sciup.org/140268318

IDR: 140268318

Текст научной статьи Определение электросопротивления кварцитов различных месторождений при нагреве

Технико-экономические показатели плавки кремния и его сплавов существенно зависят от качества применяемых шихтовых материалов. В процессе восстановительной плавки кремнеземсодержащие материалы различных месторождений отличаются своим поведением даже при близком химическом составе, поэтому к кремнеземсодержащим рудным материалам нет единых требований по металлургическим характеристикам и показателям.

К качественным характеристикам кремнеземсодержащего сырья относится не только его химический состав, но и физико-химические свойства материала, оказывающие влияние на процесс выплавки и техникоэкономические показатели производства кремния и его сплавов. Для получения более полного представления о металлургической пригодности рудного сырья для производства кремния и его сплавов необходимо изучить взаимосвязь химического состава сырья с его физическими свойствами в частности электросопротивление.

Электросопротивление шихты оказывает большое влияние на показатели выплавки ферросплавов. Электрический режим работы рудовосстановительной электропечи в значительной степени зависит от электросопротивления применяемых рудных материалов. Повышенные значения удельного электросопротивления обеспечивают глубокую посадку электродов в шихте и уменьшают растекание токов в верхних горизонтах печи, так как дают возможность увеличить рабочее напряжение, а, следовательно, и полезную мощность агрегата, что способствует снижению удельного расхода электроэнергии [1].

Исследования по определению электросопротивления проводили с применением кварцитов Сунгайского рудопроявления (Заринский р-н, Алтайский край), Черемшанского месторождений (Прибайкальский р-н, Бурятия), Антоновского месторождения (Анжеро-Судженск, Кемеровская обл.) и Уватского месторождения (Нижнеудинский р-н. Иркутская обл.). Результаты химического анализа исследуемых кварцитов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав кварцитов различных месторождений [2]

Наименование кварцитов

Компонентный состав, масс. %

6 ей

6 о IX

СУ о

о ад

О й £

О £

СУ и

Сунгайский

98,2

99,95

следы-0,21

следы-1,59

следы

<0,01

<0,2 0

<0,0 2

<0,0 1

<0,0 2

<0,00 3

Антоновский

97,5

98,54

0,300,63

0,200,40

0,510,70

<0,05

<0,02

<0,2 0

<0,0 7

<0,0 1

<0,0 2

<0,00 3

Черемшан-ский

98,91

-99,5

0,120,31

0,170,29

0,120,4

<0,05

<0,01

<0,2 0

<0,0 4

<0,0 1

<0,0 2

<0,00 3

Уватский

97,73

-96,8

3,240,49

0,770,08

0,010,03

<0,05

0,059

-0,21

<0,2 0

0,490,19

<0,0 1

<0,0 2

<0,00 3

Исследования по определению удельного электросопротивления проводили по методике, разработанной Институтом металлургии УрО РАН [3] на установке, схема которой приведена на рисунке 1.

1 – печь сопротивления; 2 – угольный нагреватель; 3 – алундовая трубка;

4 – графитовый электрод; 5 – кварцит; 6 – термопара; 7 – потенциометр;

8 – стержень силитовый; 9 – индикатор, регистрирующий степень усадки образца; 10 – груз; 11 – рычаг

Рисунок 1 – Схема установки для измерения удельного электросопротивления

Измельченный до фракции от 2,5 до 5 мм кварцит помещали между двумя графитовыми электродами. Навеска кварцита находилась под давлением 0,2 МПа [2]. Такая нагрузка примерно соответствует средним значениям удельного давления на шихту в рудовосстановительной печи. На образец через электроды подавали постоянное напряжение 12 В и на амперметре фиксировали изменения величины тока в цепи в течение нагрева пробы от комнатной температуры до температуры, при которой информация на дисплее амперметра указывала «короткое замыкание». Скорость нагрева печи составляла 50 град./мин [4]. Результаты исследований приведены на рисунке 3.

кварциты месторождения: 1 – Антоновского; 2 – Сунгайского рудопроявления; 3 – Черемшанского; 4 – Уватского

Рисунок 3 – Зависимость изменения удельного электросопротивления кварцитов от температуры

Из анализа результатов исследований следует, что в интервале температур от 297 до 1050 К изменений значений УЭС во всех образцах не происходит. Дальнейшее увеличение температуры приводит к существенным изменениям в характере кривых: наблюдается резкое уменьшение УЭС кварцита. Полученные результаты показали, что по значениям удельного электросопротивления исследуемые кварциты не имеют существенных отличий друг от друга.

Список литературы Определение электросопротивления кварцитов различных месторождений при нагреве

Электросопротивление углеродистых восстановителей и шихт для плавки АМС / Радугин В.А. и [др.]. // В сб. «Производство стали и ферросплавов». - Новокузнецк: СМИ, 1969. - С. 246 - 252.
Лазаревский П.П. Комплексное изучение металлургических характеристик и повышение эффективности использования кварцитов Сунгайского рудопроявления: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук / П.П. Лазаревский. - Новокузнецк., 2013. - 120 с.
Жучков, В. И. Методика определения электрического сопротивления кусковых материалов и шихт / В. И. Жучков, А. С. Микулинский // В сб. «Экспериментальная техника и методы высокотемпературных измерений. - М.: Наука, 1966. - С. 43 - 46.
Лазаревский П.П. Изучение температуры плавления и электросопротивления кварцитов различных месторождений / П.П. Лазаревский, И.Д. Рожихина. Исследование различных направлений современной науки. VIII Международная научно-практическая конференция. [Электронный ресурс]. - М.: Издательство «Олимп», 2016. - 1426с.

Статья научная