Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов

Сформулирована аппаратурно-технологическая классификация плазменных процессов в металлургии и при обработке материалов, позволившая оценить перспективы их практического применения и пути оптимизации конструктивно-технологического оформления. Оборудование для шахтных печей с плазменным нагревом и про...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2013
Автори:	Цветков, Ю.В., Николаев, А.В., Самохин, А.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2013
Назва видання:	Современная электрометаллургия
Теми:	Плазменно-дуговая технология
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96717
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов / Ю.В. Цветков, А.В. Николаев, А.В. Самохин // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 4 (113). — С. 40-46. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96717
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-967172025-02-09T14:14:50Z Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов Plasma processes in metallurgy and technology of inorganic materials Цветков, Ю.В. Николаев, А.В. Самохин, А.В. Плазменно-дуговая технология Сформулирована аппаратурно-технологическая классификация плазменных процессов в металлургии и при обработке материалов, позволившая оценить перспективы их практического применения и пути оптимизации конструктивно-технологического оформления. Оборудование для шахтных печей с плазменным нагревом и процессы воздействия плазмы на металлургические расплавы имеют близкие прототипы в классической металлургии. Струйно-плазменные процессы, ориентированные на получение веществ в дисперсном состоянии, требуют создания оригинального оборудования. Авторами реализованы процессы плазменно-водородного восстановления оксидов тугоплавких металлов, плазменной восстановительной плавки оксидов группы железа, получения соединений металлов (карбиды, нитриды, оксиды и др.), позволяющие производить продукты в виде дисперсных порошков. Они отличаются возможностью энерго- и ресурсосбережения, получения продуктов с особыми эксплуатационными свойствами и совместимостью с окружающей средой. Предложена концепция модульного энерготехнологического комплекса, объединяющего на базе плазменной техники производство энергии и химико-металлургическое изготовление металлов, сталей и сплавов из природного и техногенного сырья. Такой экологически чистый комплекс позволит снизить энерго- и ресурсозатраты. Equipment-technology classification of plasma processes in metallurgy and in material processing has been established that allowed evaluation of the prospects for their practical application and means of optimization of design-technological characteristics. Equipment for shaft furnaces with plasma heating and processes of plasma action on metallurgical melts have close prototypes in classical metallurgy. Plasma-jet processes oriented to production of materials in the dispersed state, require development of original equipment. The authors have implemented processes of plasma-hydrogen reduction of refractory metal oxides, plasma reducing smelting of iron group oxides, producing metal compounds (carbides, nitrides, oxides, etc.), allowing manufacturing products in the form of dispersed powders. They feature the capability of energy and resource saving, making products with special service properties and environmental compatibility. A concept of modular energy technological complex is proposed, which combines generation of energy and chemico-metallurgical production of metals, steels and alloys from natural and technogenic raw materials on plasma technology base. Such a non-polluting complex will allow lowering energy and resource consumption. Работы проводились при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 11-08-00516-а, № 13-03-00733, грант Президента РФ по поддержке ведущих научных школ НШ-854.2012.3). 2013 Article Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов / Ю.В. Цветков, А.В. Николаев, А.В. Самохин // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 4 (113). — С. 40-46. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96717 669.187.58 ru Современная электрометаллургия application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Плазменно-дуговая технология Плазменно-дуговая технология
spellingShingle	Плазменно-дуговая технология Плазменно-дуговая технология Цветков, Ю.В. Николаев, А.В. Самохин, А.В. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов Современная электрометаллургия
description	Сформулирована аппаратурно-технологическая классификация плазменных процессов в металлургии и при обработке материалов, позволившая оценить перспективы их практического применения и пути оптимизации конструктивно-технологического оформления. Оборудование для шахтных печей с плазменным нагревом и процессы воздействия плазмы на металлургические расплавы имеют близкие прототипы в классической металлургии. Струйно-плазменные процессы, ориентированные на получение веществ в дисперсном состоянии, требуют создания оригинального оборудования. Авторами реализованы процессы плазменно-водородного восстановления оксидов тугоплавких металлов, плазменной восстановительной плавки оксидов группы железа, получения соединений металлов (карбиды, нитриды, оксиды и др.), позволяющие производить продукты в виде дисперсных порошков. Они отличаются возможностью энерго- и ресурсосбережения, получения продуктов с особыми эксплуатационными свойствами и совместимостью с окружающей средой. Предложена концепция модульного энерготехнологического комплекса, объединяющего на базе плазменной техники производство энергии и химико-металлургическое изготовление металлов, сталей и сплавов из природного и техногенного сырья. Такой экологически чистый комплекс позволит снизить энерго- и ресурсозатраты.
format	Article
author	Цветков, Ю.В. Николаев, А.В. Самохин, А.В.
author_facet	Цветков, Ю.В. Николаев, А.В. Самохин, А.В.
author_sort	Цветков, Ю.В.
title	Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов
title_short	Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов
title_full	Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов
title_fullStr	Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов
title_full_unstemmed	Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов
title_sort	плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Плазменно-дуговая технология
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96717
citation_txt	Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов / Ю.В. Цветков, А.В. Николаев, А.В. Самохин // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 4 (113). — С. 40-46. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series	Современная электрометаллургия
work_keys_str_mv	AT cvetkovûv plazmennyeprocessyvmetallurgiiitehnologiineorganičeskihmaterialov AT nikolaevav plazmennyeprocessyvmetallurgiiitehnologiineorganičeskihmaterialov AT samohinav plazmennyeprocessyvmetallurgiiitehnologiineorganičeskihmaterialov AT cvetkovûv plasmaprocessesinmetallurgyandtechnologyofinorganicmaterials AT nikolaevav plasmaprocessesinmetallurgyandtechnologyofinorganicmaterials AT samohinav plasmaprocessesinmetallurgyandtechnologyofinorganicmaterials
first_indexed	2025-11-26T18:43:14Z
last_indexed	2025-11-26T18:43:14Z
_version_	1849879537485086720
fulltext	УДК 669.187.58 ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МЕТАЛЛУРГИИ И ТЕХНОЛОГИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Ю.В. Цветков, А.В. Николаев, А.В. Самохин Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Россия). 119991, Москва, Ленинский пр-т, 49. E-mail: tsvetkov@imet.ac.ru Сформулирована аппаратурно-технологическая классификация плазменных процессов в металлургии и при обра- ботке материалов, позволившая оценить перспективы их практического применения и пути оптимизации конст- руктивно-технологического оформления. Оборудование для шахтных печей с плазменным нагревом и процессы воздействия плазмы на металлургические расплавы имеют близкие прототипы в классической металлургии. Струй- но-плазменные процессы, ориентированные на получение веществ в дисперсном состоянии, требуют создания оригинального оборудования. Авторами реализованы процессы плазменно-водородного восстановления оксидов тугоплавких металлов, плазменной восстановительной плавки оксидов группы железа, получения соединений ме- таллов (карбиды, нитриды, оксиды и др.), позволяющие производить продукты в виде дисперсных порошков. Они отличаются возможностью энерго- и ресурсосбережения, получения продуктов с особыми эксплуатационными свой- ствами и совместимостью с окружающей средой. Предложена концепция модульного энерготехнологического ком- плекса, объединяющего на базе плазменной техники производство энергии и химико-металлургическое изготовление металлов, сталей и сплавов из природного и техногенного сырья. Такой экологически чистый комплекс позволит снизить энерго- и ресурсозатраты. Библиогр. 15, ил. 10. Ключ е вы е с л о в а : струйно-плазменные процессы; дисперсные порошки; плазмохимическая установка; вольфрам; энерго- и ресурсосбережение; энерготехнологический комплекс; плазменно-дуговое жидкофазное вос- становление железа Исследования физикохимии и технологии воздей- ствия термической плазмы на вещество в различных агрегатных состояниях, направленные на разработ- ку экологически чистых энерго- и ресурсосберегаю- щих процессов производства материалов с особыми свойствами, в том числе наноматериалов, основаны на научной теории о воздействии высококонцентри- рованных источников энергии на вещество [1, 2]. В результате систематических исследований тер- модинамики, кинетики и механизма восстановления оксидных систем с использованием современных методов исследования топохимических реакций, положений гетерогенного катализа, теории абсо- лютных скоростей реакций создана теория процес- сов восстановления металлов в различных агрегат- ных состояниях, в том числе при воздействии пото- ков термической плазмы [3, 4]. Разработана методология исследования плаз- менных процессов, основанная на высокотемпера- турном термодинамическом анализе, математичес- ком моделировании и экспериментальных кинети- ческих исследованиях, с использованием специаль- но разработанной аппаратуры [5]. В ходе струйно-плазменных процессов выявлена определяющая роль тепломассообмена для распре- деленного в плазменном потоке диспергированного обрабатываемого вещества и его перехода в газовую фазу, т.е. степени гомогенизации процесса [3, 5—8]. Сформулирована аппаратурно-технологическая классификация плазменных процессов в металлур- гии и обработке материалов, позволившая оценить перспективы их практического применения, а также пути оптимизации конструктивно-технологическо- го оформления [7] (рис. 1). Отечественные работы в области применения плазменной техники прово- дились в ряде организаций, но, к сожалению, не получили существенного развития. Однако исполь- зование электродуговых плазмотронов мегаватной мощности способствует успешному применению плазмы в промышленных шахтных агрегатах (на- пример, в плазменных вагранках в США) или в процессах плазменной переработки цинксодер- жащих пылей на заводе фирмы «SKF Steel» (Швеция). Процессы воздействия плазмы на металлурги- ческие расплавы, конструктивно оформленные в © Ю.В. ЦВЕТКОВ, А.В. НИКОЛАЕВ, А.В. САМОХИН, 2013 40 виде плазменных печей, в ряде вариантов получили достаточно широкое применение в рафинирующем и легирующем переплавах, плазменном подогреве металла перед непрерывной разливкой. Отечест- венные разработки, реализованные на Челябинском металлургическом заводе, перенесены на завод во Фрайтале (бывшая ГДР), где успешно производили до 150 марок качественных сталей и сплавов. Впо- следствии по лицензии завода использовались в Авст- рии (50-тонная плазменная печь фирмы «FEST-Alpi- ne»). Нами разработан и внедрен на комбинате «Ю- журалникель» процесс плазменной восстановительной плавки оксидного сырья применительно к производст- ву металлического кобальта (рис. 2, 3), впоследствии использованный для получения никеля. Анализ процессов четвертого класса не является предметом рассмотрения настоящей статьи, однако следует отметить их распространение в промышлен- ности, например процессов плазменной резки, плаз- менного напыления. Весьма перспективным явля- ется также плазменная обработка поверхности. В отличие от процессов первых двух классов, у которых плазменное оборудование имеет аналогич- ные прототипы в классической металлургии, для процессов третьего класса (струйно-плазменных) требуется создание оригинального оборудования. Как правило, струйно-плазменные процессы ориентированы на получение веществ в дисперсном состоянии. Плазменные процессы получения по- рошков отличаются универсальностью (рис. 4). При введении вещества в любом агрегатном состоя- нии в плазму, генерируемую различными источни- ками, которые отличаются химическим составом, мы с помощью физических и физико-химических процессов получаем сфероидизированные, плаки- рованные порошки, а также порошки элементов и соединений различной дисперсности, в том числе наноразмерные. Нами впервые в мировой практике реализован промышленный процесс плазменно-водородного восстановления оксида вольфрама с получением ультрадисперсного порошка вольфрама. На его ос- нове созданы материалы с особыми эксплуата- ционными свойствами [9]. Продемонстрировано, что плазменные металлургические процессы, при условии рационального выбора объекта и оптими- зации конструктивно-технологического оформле- ния, являются энерго- и ресурсосберегающими в обеспечении совместимости с окружающей средой. Для ультрадисперсных продуктов плазменного восстановления оксидов вольфрама продемонстри- рован ряд практических применений, основанных на особенностях ультрадисперсного состояния (снижение температуры и энергоемкости компакти- рования, интенсификация процессов спекания и Рис. 1. Аппаратурно-технологическая классификация плазмен- ных процессов в металлургии и при обработке материалов Рис. 3. Промышленная плазменная печь восстановительной плавки оксидного сырья Рис. 2. Плазменная печь для восстановительной плавки оксид- ного сырья 41 сварки, получение на их основе твердых сплавов повышенной твердости и износостойкости). Разработана и запатентована конструкция плаз- мохимической установки для получения нанопо- рошков металлов и химических соединений при взаимодействии дисперсного и парообразного сы- рья в струе термической плазмы, генерируемой электродуговым плазмотроном (рис. 5). Исследован ряд плазмохимических процессов получения нанодисперсных порошков металлов и соединений. Установлены термодинамические и ки- нетические закономерности, а также управляющие параметры, обеспечивающие получение порошков заданного химического и дисперсного составов. Разработаны методы управления средним размером частиц получаемых порошков при изменении эн- тальпии плазменной струи, расхода сырья, конст- руктивных особенностей реактора, а также при ис- пользовании газовой закалки продуктов плазмохи- мического взаимодействия. В качестве преимуществ предлагаемой технологии продемонстрированы по- лучаемые нанопорошки (металлы, карбиды, нитри- ды, карбонитриды, оксиды и др.), небольшая про- должительность плазменных процессов (<0,01 c) и высокая производительность оборудования, воз- можность использования традиционной сырьевой базы без предварительной подготовки, значитель- ный диапазон производительности (0,1... ...n⋅10 кг/ч) [10—13]. Разработаны физико-химические основы и принципы конструктивно-технологического офор- мления процесса получения путем синтеза в угле- водородсодержащей плазме нанопорошков системы вольфрам—углерод (рис. 6), используемых для по- лучения нанопорошков монокарбида вольфрама в качестве основы для производства наноструктур- ных твердых сплавов со значительно повышенными эксплуатационными свойствами (рис. 7). Актуаль- Рис. 4. Схема плазменной технологии производства порошков Рис. 5. Плазмохимическая установка синтеза нанопорошков Рис. 6. Принципиальная схема получения нанопорошков воль- фрама и {W-C} в струе термической плазмы дугового разряда 42 ность этой проблемы для отечественной порошко- вой металлургии определяется следующими факто- рами. В настоящее время российская промышлен- ность потребляет около 3000 т твердых сплавов (при- мерно 10 % мирового потребления). Треть этого ко- личества приобретают за рубежом, 1200 т/год про- изводит КЗТС, 300 т – завод «Победит», 100 т – фирма «АЛГ», остальное – другие мелкие произ- водители. Российские предприятия в настоящее время выплавляют только средне- и крупнозер- нистые (более 1 мкм) твердые сплавы. Задача повы- шения качества твердых сплавов во всем мире реша- ется путем их наноструктурирования. Рассмотрены и частично опробованы виды пер- спективного практического использования нанопо- рошков для создания материалов с особыми свой- ствами, например для модифицирования литейных сплавов, создания эффективных композитов и пок- рытий, в том числе наноструктурные мишени для нанесения покрытий, порошки для нанесения на- ноструктурных покрытий, компоненты для компо- зиционных материалов, компоненты модификато- ров литых сплавов, компоненты наноструктурных износостойких покрытий, нанопористые металли- ческие и керамические фильтры. В настоящее время наш коллектив предлагает к практической реализации следующие научно-тех- нологические разработки [14, 15]: технологические процессы получения нанораз- мерных порошков элементов (вольфрам, тантал, ниобий, молибден, никель, кобальт, железо, медь) и их соединений (оксидов, карбидов, нитридов), а также композиций с заданным дисперсным, хими- ческим и фазовым составами в термической плазме дугового электрического разряда. Средний размер получаемых нанопорошков изменяется в диапазоне 20...100 нм; основы технологии создания наноструктурных твердых сплавов карбид вольфрама—кобальт с резко повышенной твердостью и износостойкостью для применения в изготовлении режущего инструмента. Предусмотрено получение твердых сплавов в диа- пазоне концентраций от ВК-1 до ВК-15 с введением комплексных ингибиторов роста зерна (рис. 7); изготовление плазмохимических установок син- теза нанопорошков металлов и соединений мощно- стью 30, 100, 300 кВт (производительностью 0,5... ...1,0; 5...10; 30...50 кг/ч) с использованием элек- тродуговых генераторов плазмы; проектирование производственных участков на- нопорошков на базе плазмохимических установок; исследования, направленные на разработку ма- териалов для создания высокоемких электролити- ческих конденсаторов на основе нанопорошков тан- тала и ниобия, нанопорошковых модификаторов чугуна, стали и сплавов, обеспечивающих умень- шение размеров кристаллической структуры метал- ла при массовой доле 0,05...0,1 %; композиционных материалов с использованием нанопорошков; нанопорошковых пигментов; наноструктурных покрытий способом плазмен- ного напыления материалов, приготовленных с ис- пользованием нанопорошков; наноструктурных металлических и компози- ционных проводников с особыми электромагнитны- ми свойствами; катализаторов топливных элементов. Для обеспечения безопасной работы с наност- руктурными объектами исследовали токсикологи- ческие свойства нанопорошковых материалов. Оце- нивали риск и возможность обеспечения безопас- ности производства, использования и утилизации наноматериалов. Создали базу данных по биобезо- пасности существующих наноматериалов. Разрабо- тали методологические подходы к гигиеническому нормированию и сертификации производств, това- ров и услуг в сфере нанотехнологии. Изучены некоторые процессы при воздействии термической плазмы на газовые среды, расплавы и Рис. 7. Стадии получения наноструктурного твердого сплава 43 растворы, в том числе применительно к процессам переработки техногенного сырья, среди которых плазменно-каталитический риформинг углеводо- родного сырья для получения водородсодержащих газов и окисление органических примесей в воде. Современное производство стали, осуществляе- мое по аппаратурно-технологической схеме домна— конвертер (рис. 8) имеет ряд существенных недо- статков, определяемых необходимостью соответст- вия высоким требованиям к сырью и его специаль- ной подготовке, поскольку специфика доменного процесса требует от поступающего в домны мате- риала высокого уровня механических свойств в со- четании с обеспечением газопроницаемости. Агло- мерация и коксохимическое производство, где при- меняют дорогой и дефицитный коксующийся уголь, не только удорожают производство в целом, но и наносят существенный ущерб окружающей среде, который по ценностной оценке может достигать 25 % себестоимости производства стали. Предлага- емые альтернативные процессы, в частности способ прямого восстановления, нашедший промышленное применение и в отечественной металлургии, по ряду причин, в том числе из-за значительных энергети- ческих расходов, не смог существенно потеснить традиционную технологию производства стали, в основе которой лежит доменный процесс. Предста- вляется, что положительную роль в возможной трансформации сталеплавильного производства мо- жет сыграть применение плазменной техники как на стадии получения восстановителя и топлива для экологически чистой ТЭЦ из низкосортного органи- ческого сырья путем его газификации, так и в вос- становительном агрегате. Нами развивается концепция энерготехнологии будущего, основанная на создании по модульному принципу экологически чистого энерготехнологи- ческого комплекса, объединяющего на базе плаз- менной техники производство энергии и химико- металлургическое производство металлов, сплавов и соединений из природного и техногенного сырья (рис. 9). При этом прогнозируется значительное сокращение энергозатрат, по сравнению с тради- ционными и альтернативными способами. Создание плазменного энергометаллургическо- го комплекса позволит снизить в 1,5...2,0 раза энер- гоемкость производства стали; в качестве первич- ного источника энергии использовать энергетичес- кий уголь и углеводородсодержащие отходы; сни- зить вредное воздействие на окружающую среду вследствие отсутствия коксохимического и агломе- рационного производств; расширить сырьевую ба- зу, комплексно использовать рудное сырьё, создать многотоварное металлургическое производство, в том числе наноструктурных материалов; создать замкнутую экосистему комплекс—жилой массив. Применительно к целевой задаче оптимизации конструктивно-технологического оформления вос- Рис. 8. Схемы (I—III) производства стали 44 Рис. 9. Принципиальная схема энергометаллургического комплекса Рис. 10. Схема прогнозируемой металлургии будущего: 1 – газоочистка; 2 – сера; 3 – восстановительный газ; 4 – железорудный концентрат; 5 – компрессор; 6 – газовая турбина; 7 – генератор; 8 – подача электроэнергии; 9 – отработанный газ; 10 – плазмотрон (восстановление); 11 – плазмотрон (очистка); 12 – плазмотрон (легирование); 13 – газификатор; 14 – бойлер; 15 – вода; 16 – уголь; 17 – СО, Н2, Н2О, СО2; 18 – железо; 19 – сталь; 20 – металлургический блок; 21 – прокат; 22 – кислород; 23 – пар; 22 – теплообменник; 25 – насос; 26 – зола; 27 – паровая турбина; 28 – теплица 45 становительного модуля комплекса разработаны физико-химические и энергофизические основы построения процессов бескоксового плазменно-ду- гового получения металлов группы железа из дис- персного оксидного сырья. Продемонстрирована применимость процесса плазменного жидкофазного восстановления к сложному рудному сырью типа титаномагетита. Выработаны рекомендации для со- ставления технического задания на разработку и изготовление опытно-промышленной плазменно- дуговой жидкофазной печи мощностью 3...5 МВт для восстановления железа из титаномагнетитового концентрата. На основе развиваемой концепции расчетных и экспериментальных исследований, нацеленных на создание оптимального конструктивного оформле- ния энерготехнологических процессов на базе плаз- менной техники, надеемся предложить для реализа- ции перспективную схему металлургии будущего (рис. 10). Работы проводились при поддержке Российско- го фонда фундаментальных исследований (гранты № 11-08-00516-а, № 13-03-00733, грант Президен- та РФ по поддержке ведущих научных школ НШ- 854.2012.3). 1. Рыкалин Н.Н. Тепловые основы сварки. – М.: Изд-во АН СССР, 1947. – 271 с. 2. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при свар- ке. – М.: Машгиз, 1951. – 296 с. 3. Цветков Ю.В., Панфилов С.А. Низкотемпературная плазма в процессах восстановления. – М.: Наука, 1980. – 360 с. 4. Цветков Ю.В. Пути интенсификации процессов восстано- вления в свете адсорбционно каталитических представле- ний. Физическая химия окислов металлов. – М.: Наука, 1981. – С. 9—15. 5. Цветков Ю.В. Особенности термодинамики и кинетики плазменно-металлургических процессов // Физика и хи- мия плазменных металлургических процессов. – М.: Наука, 1985. – С. 9—15. 6. Tsvetkov Yu.V. Plasma metallurgy. Current state, problems and prospects // Pure and Applied Chemistry. – 1999. – 71, № 10. – P. 1853—1862. 7. Цветков Ю.В., Николаев А.В., Панфилов С.А. Плазмен- ная металлургия. – Новосибирск: Наука, 1992. – 265 с. 8. Цветков Ю.В. Физикохимия плазменной металлургии // Технология металлов. – 2006. – № 4. – С. 7—14. 9. Каламазов Р.У., Цветков Ю.В. Высокодисперсные по- рошки вольфрама и молибдена. – М.: Металлургия, 1988. – 193 с. 10. Цветков Ю.В. Термическая плазма в нанотехнологи- ях // Наука в России. – 2006. – № 2. – С. 4—9. 11. Самохин А.В., Алексеев Н.В., Цветков Ю.В. Плазмохи- мические процессы создания нанодисперсных порошко- вых материалов // Химия высоких энергий. – 2006. – 40, № 2. – С. 120—126. 12. Цветков Ю.В., Самохин А.В. Плазменная нанопорошко- вая металлургия // Автомат. сварка. – 2008. – Hо- ябрь. – С. 171—175. 13. Тепломассоперенос в плазменном реакторе с ограничен- ным струйным течением в процессах получения нанопо- рошков / А.Г. Асташов, А.В. Самохин, Ю.В. Цветков, Н.В. Алексеев // Химия высоких энергий. – 2012. – 46, № 4. – С. 327—330. 14. Цветков Ю.В., Николаев А.В. Плазменные процессы в составе энергометаллургического комплекса (некоторые проблемы металлургии будущего) // Ресурсы. Техно- логия. Экономика. – 2006. – № 2. – С. 20—26; №3. – С. 38—42. 15. Энергоэффективное применение плазменной печи при восстановлении титаномагнетитового концентрата / А.В. Николаев, Д.Е. Кирпичёв, А.А. Николаев, Ю.В. Цветков // Главный энергетик. – 2012. – № 3. – С. 26—36. Equipment-technology classification of plasma processes in metallurgy and in material processing has been established that allowed evaluation of the prospects for their practical application and means of optimization of design-technological characteristics. Equipment for shaft furnaces with plasma heating and processes of plasma action on metallurgical melts have close prototypes in classical metallurgy. Plasma-jet processes oriented to production of materials in the dispersed state, require development of original equipment. The authors have implemented processes of plasma-hydrogen reduction of refractory metal oxides, plasma reducing smelting of iron group oxides, producing metal compounds (carbides, nitrides, oxides, etc.), allowing manufacturing products in the form of dispersed powders. They feature the capability of energy and resource saving, making products with special service properties and environmental compatibility. A concept of modular energy technological complex is proposed, which combines generation of energy and chemico-metallurgical production of metals, steels and alloys from natural and technogenic raw materials on plasma technology base. Such a non-polluting complex will allow lowering energy and resource consumption. Ref. 15, Figures 10. K e y w o r d s : plasma-jet processes; dispersed powders; plasma-chemical installation; tungsten; energy and resource saving; energy technological complex; plasma-arc liquid-phase reduction of iron Поступила 11.07.2013 46

Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов

Репозитарії

Схожі ресурси