Розроблення енергоефективного процесу високотемпературного оброблення сипучих вуглецевих матеріалів в електричних печах

Сформульовано фізичну та математичну моделі динаміки щільного руху сипкого середовища та теплоелектричного стану шахтної однофазної електропечі під час високотемпературного термооброблення вуглецевого матеріалу, на підставі яких розроблено відповідні дискретну та континуальну числові моделей фізичних полів електрокальцинатора з урахуванням щільного руху сипкого середовища та хімічної взаємодії. На основі верифікації цих числових моделей встановлено, що похибка числових розв’язків має такі значення: для повного електричного опору і сили струму не перевищує 14 %; для значень температури за відсутності локальних перегрівів не більше 17 %. Експериментально визначено температурні залежності питомого електричного опору та коефіцієнта теплопровідності антрациту та нафтового коксу, що оброблюються в електрокальцинаторах, та виконано їх порівняння з літературними даними.
Проведено експериментальні кампанії високотемпературного оброблення антрациту і нафтового коксу в електрокальцинаторах змінного струму різної конструкції та виконано детальний аналіз отриманих експериментальних даних. Розроблено систему безрозмірних технологічних і геометричних параметрів роботи електрокальцинаторів різних конструкцій та призначення, що є потужним інструментом для розробки ресурсоенергоефективних технічних рішень з модернізації технології високотемпературного оброблення вуглецевмісних наповнювачів.
Розроблено ресурсоенергоефективні регламенти пуску та експлуатації електрокальцинаторів для прожарювання антрациту та нафтового коксу, що забезпечують високу якість кінцевого продукту. На підставі порівняльного аналізу енергоефективності конструкцій електрокальцинаторів постійного і змінного струму встановлено, що електропечі постійного струму порівняно з печами змінного струму характеризуються значно меншими питомими витратами енергії. Доведено можливість отримання карбюризаторів європейського рівня якості в електрокальцинаторах ПрАТ «Укрграфіт».