Поляризація імпульсним струмом анода з вуглецевої сталі при використанні латунного катода в водному розчині NaCl

Abstract

Стаття присвячена проблемі створення окремих елементів наукових засад розвитку технології електрохімічної обробки сталей латунними дротяними електродами. Запропонована авторами схема експериментальної установки на основі імпу-льсно-гальваностатичного методу отримання поляризаційних характеристик до-зволяє фізично моделювати окремі важливі сторони процесу електрохімічної об-робки сталей латунними дротяними електродами. На основі комплексу експери-ментальних досліджень динаміки поляризації анода з вуглецевої сталі при викори-станні латунних електродів в водному розчині нейтральної солі NaCl виявлені закономірності та встановлено рівні вагомості впливу величини міжелектродного проміжку, амплітудного значення та густини поляризуючого імпульсного струму, часових параметрів джерела живлення на динаміку поляризації анода. Доведено, що за технологічних умов, близьких до електрохімічної розмірної обробки дротяним електродом, при суттєвій вагомості густини струму вона є не єдиним фак-тором, що визначає характер поляризації анода і, відповідно, швидкість і умови протікання електрохімічних процесів. Вагомими факторами є також амплітудне значення струму поляризації та геометрична величина міжелектродного проміжку. В рамках проведених експериментів не виявлено значимого впливу на амплітуду потенціалу поляризації часових параметрів джерела живлення. Отримані результати будуть корисними при дослідженнях процесу та проектуванні реально діючих технологій електрохімічної розмірної обробки дротяними латунними електро-дами. Розроблена і опробувана методика може бути поширена на дослідження інших пар електродів та технологічних режимів анодного розчинення струмопровідних матеріалів.

The objective of the article is to investigate analytically the alternations in reduction processes indices in a blast furnace at partial replacement of coke with powder coal. To compensate the reduced gas permeability of the charge materials column at powder coal injection the share of direct mixed supplies in charging cycles was decreased. The performed comparison revealed that the indices of reduction processes in the investigated periods turned out to be close enough. It was found out that in the period before repairs the thermal losses of the furnace were actually 2 % higher before PC injection process implementation. The overall coefficient of coke replacement with coal powder did not reach the value of 1 kg/PC kg. The furnace operation indices before and after powder coal injection into the furnace hearth with equal thermal losses have been determined. The comparison revealed the worsening of reduction processes indices at powder coal injection into the furnace hearth as well as the possibility to reduce the specific coke consumption due to improvement in gas flow reducing operation. By means of graphical and analytical diagram of the blast furnace process all the alternations of melting indices have been analyzed with regard to the gas composition approximation within the area of decelerated thermal exchange to equilibrium condition, judging by reaction of iron monoxide reduction by gases before and after powder coal injection into the furnace hearth. The minimal theoretically possible degrees of direct reduction, according to M.A. Pavlov as well as the consumption of coke, solid fuel and the reducing gas have been determined. The analyzed operation modes have been comparatively studied, as well as the degrees of gas utilization, the complex index of reduction processes, the criterion of completeness of indirect reduction reactions and indices of the melting ideality. The usefulness of determination of the degree of melting ideality according to the overall consumption of solid fuel has been shown.

Статья посвящена проблеме создания отдельных элементов научных основ развития технологии электрохимической обработки сталей латунными проволочными электродами. Предложенная авторами схема экспериментальной установки на основе импульсно-гальваностатического метода получения поляризационных характеристик позволяет физически моделировать отдельные важные стороны процесса электрохимической обработки сталей латунными проволочными электродами. На основе комплекса экспериментальных исследований динамики поляризации анода из углеродистой стали при использовании латунных электродов в водном растворе нейтральной соли NaCl выявлены закономерности и установлены уровни значимости влияния величины межэлектродного промежутка, амплитудного значения и плотности поляризующего импульсного тока, временных параметров источника питания на динамику поляризации анода. Доказано, что по технологическим условиям, близким к размерной электрохимической размерной обработке проволочным электродом, при существенной значимости плотности тока она является не единственным фактором, определяющим характер поляризации анода и, соответственно, скорость и условия протекания электрохимических процессов. Весомыми факторами являются также амплитудное значение тока поляризации и геометрическая величина межэлектродного промежутка. В рамках проведенных экспериментов не обнаружено значимого влияния на амплитуду потенциала поляризации временных параметров источника питания. Полученные результаты могут быть полезными при исследованиях процесса и проектировании реально действующих технологий электрохимической размерной обработки проволочными латунными электродами. Разработанная и апробированная методика может быть распространена на исследования других пар электродов и технологических режимов анодного растворения токопроводящих материалов.