Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии

Диссертационная работа:

Руденко Нина Павловна. Оптимизация технологии кислотного травления сталей в замкнутых циклах : ил РГБ ОД 61:85-5/1296

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

1. ВВЕДЕНИЕ . 4

  1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

2.1. Процесс кислотного травления и критерии его оптимальности 9

2.2. Микрорельеф как критерий оптимальности процесса травления металла 13

2.3. Основные факторы процесса кислотного травления сталей 21

2.4. Оптимизация кислотного травления сталей 28

2.5. Выводы .

3. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ ОПЫТОВ И МЕТОДО'ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Объекты исследования и применяемые растворы 32

3.2. Методы исследования • • . 35

3.3. Математические методы и применение ЭВМ . 38

4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МЙКРОРЕЛША ПОВЕРХНОСТИ СТАЛІЙ ПРИ ТРАВЛЕНИИ В ЗАМКНУТЫХ ЦИКЛАХ

4.1. Физическое описание процеоса формирования микрорельефа металла, корродирующего в кислоте 41

4.2. Статистическая модель микрорельефа сталей после их кислотной обработки 45

4.3. Влияние основных технологических факторов процесса травления сталей в замкнутых циклах на параметры рельефа 52

4.4. Выводы 64

5. КОНЦЕНТРАЦИЯ ФЕРРОИОНОВ В ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРАХ КАК ФАКТОР ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА КИСЛОТНОГО ТРАВЛЕНИЯ СТАЛШ В ЗАМКНУТЫХ ЦИКЛА

5.1. Кинетика и механизм коррозии железа и сталей в травильных растворах замкнутых циклов

5.1.1. Исследование скорости реакции анодного растворения железа аналитическим методом 66

5.1.2. Анодное растворение железа и сталей

в активной области . 69

5.1.3. Катодные процессы, протекающие при растворении железа и сталей • • • . 87

5.1.4. Кинетика коррозионного процесса . 99

5.2. Исследование защитного действия ингибиторов кислотной коррозии в травильных растворах замкнутых циклов 103

5.3. Выводы 120

6. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ТРАВЛЕНИЯ СТАЛ В ЗАМКНУТЫХ ЦИКЛАХ

6.1. Формулировка задачи оптимизации 123

6.2. Оптимизация технологии травления углеродистых и низколегированных сталей о ингибитором С-5 в замкнутом цикле Константиновского металлургического завода им.М.В.Фрунзе . 127

6.3. Вычислительный многопараметрический метод анализа травильных растворов 140

6.4. Выводы.. 142

7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 143

ЛИТЕРАТУРА 146

ПРИЛОЖЕНИЯ 178 

Введение к работе:

Коммунистическая партия Советского Союза и Правительство СССР поставили перед металлургами страны ответственную задачу -добиться повышения эффективности производства и коренного улучшения качества металлопродукции. При этом важнейшее значение придается интенсификации производства и качеству проката /1,2/.

В технологическом цикле прокатного производства значительное место занимает операция удаления окалины с поверхности стали. Этот процесс в большой мере определяет качество готовой продукции, технико-экономические и экологические показатели прокатных цехов, Несмотря на развитие в последние годы механических методов очистки металла, основным способом удаления окалины остается кислотное травление. Для уменьшения количества сточных вод созданы замкнутые регенерационные циклы.

Совершенствование технологии травления, выявление и реализация резервов повышения эффективности процесса травления, создание автоматических систем управления возможно лишь на базе современной теории и оптимизации технологических режидов.

Для оптимизации технологического процесса необходимо :

- четко сформулировать цели и задачи исследования в технико-экономических терминах С сформулировать задачу оптимизации );

- определить основные критерии технологического процесса и факторы, влияющие на их изменение;

- установить тип функциональной зависимости между критериями и факторами процесса, и построить математическую модель;

- выбрать метод оптимизации и найти оптимальные режимы. Для технологии кислотного травления в замкнутых циклах многие из этих вопросов оставались невыясненными, в частности,почти не разработана теория формирования микрорельефа корродирующего в кислоте металла, хотя микрорельеф является важнейшим показателем качества поверхности металла после травления и от него зависят практически все эксплуатационные свойства металлических изделий. Сравнительно хорошо исследовано влияние на длительность удаления окалины и скорость коррозии сталей таких факторов.,как концентраодя кислоты и температура травильного раствора. В условиях замкнутого цикла травление-регенерация травильные растворы содержат высокие концентрации ферроионов С 100-300 г/л FeS0 )t однако влияние их исследовано только на процессы удаления окалины. Роль ферроионов при коррозии железа и сталей в кислотах не-выяснена: известные литературные данные немногочисленны и часто противоречивы.

Для объективной оценки процесса травления необходимо учитывать влияние технологических факторов на основные параметры в их совокупности и взаимодействии, что можно сделать только на основе математической модели производственного процесса. Приведенные в литературных источниках линейные уравнения для кислотного травления сталей не всегда адекватно описывают систему, особенно при травлении с ингибиторами. Креме того, авторы не дают их интерпретации и не проводят поиск оптимума. Нет моделей, описывающих изменение коэффициента торможения растворения сталей ингибиторами различного типа в процессе выработки травильного раствора. Отсутствуют также работы, в которых была бы сформулирована задача оптимизации кислотного травления.

В связи с изложенным выше, в настоящей диссертационной работе были поставлены и решены следующие задачи :

- сформулирована и решена задача оптимизации технологии травления углеродистых и низколегированных сталей в замкнутых циклах и рекомендованы оптимальные режимы травления с ингибитором ;

- предложена и статистически доказана математическая модель микрорельефа корродирующего металла ;

- на основе полученной модели изучены закономерности формирования микрорельефа сталей при их растворении в серной кислоте, содержащей ферроионы и ингибиторы кислотной коррозии, и исследовано влияние основных технологических факторов процесса травления на параметры рельефа;

- исследованы кинетика и механизм коррозии железа и сталей, а также сопряженных электрохимических реакций в травильных растворах замкнутых циклов;

-исследовано защитное действие ингибиторов кислотной коррозии различного типа в условиях замкнутого цикла и получены математические модели для коэффициента торможения;

- получены математические модели для длительности удаления окалины с поверхности углеродистых и низколегированных сталей

в травильных растворах замкнутых циклов.

Научной новизной, по мнению автора, обладают следующие результаты работы :

- впервые решена задача оптимизации технологии травления углеродистых и низколегированных сталей в замкнутых циклах;

- разработана математическая модель микрорельефа поверхности сталей после кислотного травления;

- получены экспериментальные данные и уравнения регрессии адекватно описывающие зависимость периодической, случайной компонент микрорельефа и параметра «от основных технологических факторов процесса травления;

- предложена кинетическая схема анодного растворения ста

лей в активной области с участием ферроионов;

- показано, что кинетика катодного процесса при коррозии железа и сталей в серной кислоте, содержащей ферроионы, определяется реакциями разряда ионов водорода, восстановления ферроионов и реакцией ионизации железа по химическому механизму;

- получены кинетические уравнения коррозионного процесса

и отдельных его стадий в травильных растворах замкнутых циклов;

- получены математические модели защитного действия ингибиторов кислотной коррозии различного типа в травильных растворах замкнутых циклов.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в калибровочном цехе Константиновокого металлургического завода имени М.В.Фрунзе с экономическим эффектом 90 тыс.руб.в год.х Автор защищает :

- решение задачи оптимизации технологии кислотного травления углеродистых и низколегированных сталей в замкнутых циклах и использованную при этом математическую модель процесса;

- кинетику и механизм анодной и катодной стадий при коррозии железа и сталей в травильных растворах замкнутых циклов;

- физическое обоснование и статистическое доказательство математической модели микрорельефа поверхности корродирующего в кислоте металла, а также экспериментальные данные по влиянию различных технологических факторов на параметры рельефа.

В опубликованных работах автор принимал участие во всех экспериментальных исследованиях, им проведен теоретический анализ полученных данных, предложены новые технологические решения, направленные на улучшение качества и повышение эффективности процесса травления сталей в замкнутых циклах.

х) под руководством ст.н.сотр.Василенко Н.Ю.

В совместно опубликованных работах не использованы идеи соавторов.

Автор приносит благодарность ст.н.сотр.кафедры прикладной математики и вычислительной техники Днепропетровского металлургического института Чудновсксму Е.М. за помощь и консультации, оказанные при выполнении диссертационной работы.

Подобные работы
Коростелева Татьяна Константиновна
Образование и растворение шлама на поверхности сталей при кислотном травлении
Серебряный Константин Сергеевич
Методы высокоуровневой оптимизации циклов
Комков Евгений Юрьевич
Разработка проектно-диагностического комплекса для оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов с принудительным охлаждением
Некрасов Игорь Александрович
Повышение производительности токарных операций на станках с ЧПУ путем оптимизации структуры многопроходных циклов
Герасимчук Олег Георгиевич
Анализ и оптимизация характеристик топливных циклов повышенной длительности реакторов ВВЭР
Быстров Александр Сергеевич
Оптимизация организационно-управленческого построения вертикальной интегрированной бизнес - группы предприятий ядерно-топливного цикла России
Агамов Фарид Нухович
Оптимизация технологии производства сушильных сукон с целью улучшения их эксплуатационных свойств
Деев Виктор Александрович
Оптимизация технологии восстановления дуговой наплавкой стальных валов промышленной и сельскохозяйственной техники. Приложение
Мустафаев Абдулла Гасанович
Оптимизация технологии формирования элементов интегральной электроники с пониженной дефектностью на структурах кремний на изоляторе
Съемщиков Николай Семенович
Оптимизация технологии производства коррозионно-стойкой стали с использованием методов термодинамического моделирования

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net