CC BY
47
5. Разработка методов расчета и способов снижения угара металла при выплавке стали в дуговой сталеплавильной печи. [Текст] / Шишимиров М.В. / Автореф. дис. канд. техн. каук. Москва, 2003.
6. Электроды дуговых печей [Электронный ресурс] URL: http://uas.su/books/2011/dsp/32/razdel32.php (дата обращения 6.04.2016).
References
1. Automated control of operation parameters based on electro physical phenomena in the bath of ore-thermal furnace. [Text] Beloglazov I. I., Bazhin V. Yu., Suslov, A. P. Pedro A. / LAP Lambert Academic Publishing: 2016. - P. 175-180
2. ANSYS Workbench 10-11 - learning materials [Electronic resource] URL: http://cae.ustu.ru/cont/soft/ansys.htm
3. Electric arc furnace [Electronic resource] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (accessed 6.04.2016).
4. Development of algorithms and control systems of electric arc furnaces, which reduces damage to the electrodes. [Text] / D. V. Maslov / Author. Dis. Candidate. Tech. rich. Moscow, 2014.
5. Development of methods of calculation and ways to reduce the waste of metal in smelting steel in an electric arc furnace. [Text] / Shishimirov M. V. / Author. Dis. Candidate. Tech. rich. Moscow, 2003.
6. Electrodes of arc furnaces [Electronic resource] URL: http://uas.su/books/2011/dsp/32/razdel32.php (accessed 6.04.2016).
DOI: 10.18454/IRJ.2016.47.113 Бажин В.Ю.1 , Смольников А.Д.2, Петров П.А.3
1Доктор технических наук, 2Аспирант, 3ORCID: 0000-0002-2883-9823, Кандидат технических наук,
Санкт-Петербургский горный университет КОНЦЕПЦИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ «ЭЛЕКТРОЛИЗ 600+»
Аннотация
Для развития российской алюминиевой промышленности в соответствии с мировыми тенденциями необходима новая концепция энергоэффективного производства алюминия в криолит-глиноземных расплавах в электролизерах на силу тока 600 кА и выше. В этой статье выявлена и обоснована возможность внедрения новой высокоамперной технологии получения алюминия. Также приведены основные отличительные особенности высокоамперных технологий по сравнению с электролизерами средней мощности. Рассчитаны конструкционные и экономические показатели электролизных ячеек согласно концепции «Электролиз 600+».
Ключевые слова: «Электролиз 600+», АПГ, модель электролизера.
Bazhin V.U.1, Smol'nikov A.D.2, Petrov P.A.3
1PhD in Engineering, Postgraduate student, 3ORCID: 0000-0002-2883-9823, PhD m Engineering,
Saint-Petersburg Mining University.
CONCEPT OF ENERGY EFFICIENCY ALUMINUM PRODUCTION «ELECTROLYSIS 600+»
Abstract
For developing of Russian aluminum industry according to global trends, it's necessary to make a new concept of energy efficiency production of aluminum in alumina-cryolite melts for 600 kA and more current. The possibility of implementation of new high-amperage aluminum producing technology was identified and proved in this article. The main features of high -amperage technologies in comparison with medium-amperage technologies are also presented. The construction and economics parameters of electrolysis cells «Electrolysis 600+» are calculated.
Keywords: «Electrolysis 600+», APG, electrolysis model.
В настоящее время в период неустойчивой экономической ситуации и низких цен на цветные металлы перед алюминиевыми продуцентами ставится задача добиться максимальных технических и экономических показателей на единицу производственной площади при снижении материальных и энергетических затрат. Актуальной становится оптимизация технологических параметров на сверхмощных высокоамперных электролизерах и реализация проектов и технологий электролитического получения алюминия на силу тока более 600 кА. Существующие технологии высокоамперного электролиза на электролизерах с обожженными анодами мощностью 300-400 кА доказали [6,7], что возможно дальнейшее повышение эффективности процесса за счет усовершенствования конструкции, оптимизации прогрессивных технических решений при использовании новых материалов и высококачественного сырья.
На территории России преобладает устаревшая технология получения алюминия на электролизерах с верхним токоподводом (технология Содерберга), и большинство заводов ОК РУСАЛ нуждаются в коренной модернизации процесса. Единственным преимуществом отечественных производителей является их приближенность к дешевым источникам электроэнергии. Сегодня только два завода КрАЗ и БрАЗ, построенные в 70-е годы прошлого века, производят 50% всего российского алюминия с выходом по току 88-89% и расходом электроэнергии 16200 кВт-ч/т [1].
Достигнутые на передовых зарубежных алюминиевых предприятиях показатели подтверждают эффективность выбранного направления: выход по току достигает 95 %, расход технологической электроэнергии составляет 1250013000 кВт-ч/т Al, расход анодов 500-510 кг/т Al, фторида алюминия 15-17 кг/т Al [2,5]. Применение обожженных анодов значительно снижает выбросы смолистых веществ, в том числе бензапирена, и других вредных компонентов от электролизера. Снижению выбросов вредных веществ на высокоамперных электролизерах способствует возможность применения более герметичных укрытий с высоким КПД, систем автоматизированного питания глиноземом, уменьшающих время работы электролизеров с открытыми укрытиями [3,4].
Основными отличительными особенностями высокоамперных технологий по сравнению с электролизерами средней мощности являются:
- использование для питания электролизера (только через системы АПГ) глинозема песочного типа, фторсолей, фторированного глинозема и оборотного криолита
- работа в заданном интервале низких концентраций глинозема 2-5% по технологии без анодных эффектов (0,05 шт/сут);
- низкий уровень металла (18-20 см) и высокий уровень электролита (20-22 см);
- использование в процессе только кислых электролитов с заданным интервалом КО=2,2 -2,4;
- отказ от применения свежего криолита взамен оборотного криолита;
- использование фторированного глинозема ГОУ в качестве питания и корректировки КО по заданным алгоритмам;
- возможность работы на плотностях тока близких критическим значениям 0,9-0,95 А/см2;
- большие скорости (до 18-20 см/сек) движения расплава в электролизной ванне с точками равновесия;
- новый состав укрывных материалов, обеспечивающий стабилизацию теплового и материального баланса [8];
- технология «завод-автомат», с использованием при обслуживании многофункциональных кранов, механизмов и робототехники при постоянном сканирующем мониторинге технологического состояния электролизера;
- катодное устройство шпангоутного типа с дополнительными ребрами охлаждения с использованием высокографитированных катодных блоков замкового типа, и боковой карбидокремниевой футеровки с искусственными профильными настылями.
Повышение единичной мощности электролизера и рациональная компоновка основного технологического оборудования в корпусах электролиза обеспечивает увеличение съема металла с 1 м2 производственной площади и снижает удельные затраты на создание электролизного производства. Применение малоотходных и безотходных технологических процессов, способствующих использованию уловленных химических реагентов, также снижает эксплуатационные затраты.
В России единственным продуцентом по производству электролитического алюминия является ОК РУСАЛ, на долю которого приходится около 9% мирового рынка алюминия и 18% глинозема. Несмотря на то, что компания в 2014 и 2015 году провела массовую остановку нерентабельных производств в западном дивизионе (остановлены полностью или частично электролизные производства на заводах в Волхове, Волгограде, Каменск-Уральском, Краснотурьинске, Новокузнецке и т.д.), она производит 3,3 млн. тонн алюминия и более 10 млн. тонн глинозема в год, полностью обеспечивая себя сырьем и электроэнергией [9]. В настоящее время выпуск отечественного первичного алюминия на высокоамперных электролизерах, весьма органичен (^ 20% от внутреннего валового выпуска А1), из-за сохранения технической политики, направленной на «реанимацию» технологии Содерберга (более 2,5 млн. т в год первичного алюминия), и неконкурентоспособности разработанных электролизеров РА -300 и РА-400 по сравнению с зарубежными аналогами. В России на сегодня работают две серии с электролизерами ОА более 300 кА (серия, которая объявлена заводом ХАЗ и 5-я серия на Иркутском алюминиевом заводе) [2]. Начинается пуск Богучанского алюминиевого завода с расчетной годовой производительностью более 550 тыс т. Проект Тайшетского алюминиевого завода остановлен, в первую очередь из-за слабой конструкторской проработки электролизеров РА -400. За последние 20 лет не реализовано ни одного проекта электролизного производства в зарубежных странах, с другой стороны, проекты, разработанные в институте ВАМИ, нашли свое применение во многих странах мира. Не смотря на это, ИТЦ РУСАЛ, не учитывая ошибки и недостатки предыдущих проектов, отказавшись от сотрудничества со специалистами по электролизу ведущих российских ВУЗов, начал разработку электролизеров ОА на силу тока 550 кА.
Представляет научно -технический интерес разработка альтернативного электролизера с амперной нагрузкой более 600 кА с последующей реализацией его в некоторых странах Ближнего Востока и Азии, обладающих алюминиевыми активами.
Модель электролизера «Электролиз 600+» состоит из четырех основных узлов:
• Катодное устройство с модернизированным кожухом шпангоутного типа, углеграфитовая футеровка из 25 подовых секций, покрытых специальным интегрированным пьезонапылением из диборида титана, имеет искусственную настыль и проемы для дренажа металла. Между блоками вмонтированы карбидо -кремниевые вставки, под блоками предусматривается проложить барьерный слой из нефелина для предотвращения образования электролитных линз. Карбидо -кремниевая боковая футеровка имеет заданный профиль с учетом МГД - ситуации.
• Анодное устройство, состоящее из трех массивов, с 64-мя обожженными анодами управляется независимыми приводами и передаточными механизмами для подъема и опускания анодного массива. Данные приводы позволяют корректировать МГД профиль расплава в зависимости от ситуации. Аноды имеют специальные пазы для отвода анодных газов с подошвы, которые расположены под углом 30о, в отличие от существующих технологий.
• Ошиновка из пакетов катодных шин и анодная ошиновка с 6-ю усиленными стояками и ассиметричными катодными шинами, снабженными компенсаторами.
• Укрытие с 64-мя боковыми крышками со специальными захватами, торцевыми створками и системой газохода, обеспечивающее практически полную герметичность электролизера, имеет дополнительный аэрационный привод для равномерного отвода газов по всей длине.
Электролизер управляется при помощи АСУТП за счет обратных сигналов с ПИД регуляторов (преобразователь интегрально дифференциальный), подаваемых от интеллектуальной системы оптимизации АПГ фирмы ООО «Сашот». Сотрудники кафедры АТПП СПГУ активно сотрудничают с этой фирмой и имеют положительные результаты технической деятельности на зарубежных алюминиевых заводах.
В ходе выполняемой работы проведен конструкционный расчет электролизера мощностью 600 кА. Рассчитаны материальный, электрический и тепловой балансы (табл. 1). Также рассчитаны конструкционные параметры электролизной ванны на силу тока 600 кА (табл. 2).
Таблица 1 - Технико-экономические показатели электролизера ЭОА -600
Наименование Величина
Сила тока, кА 600
Анодная плотность тока, А/см2 0,92
Выход по току, % 95,2
Производительность электролизёра, кгА1/ сут. 4588,27
Среднее напряжение, В 4,0
Расход электроэнергии, кВт-ч/тА1 12950
Расход глинозема, кг/тА1 1905
Расход АШз, кг/тА1 15
Расход обожженных анодов (брутто/нетто), кг/тА1 515/426
Срок службы, суток 4000
Объем отводимых газов, нм3/час 20500
Суммарные выбросы фторидов, кг/тА1 0,48
Таблица 2 - Конструкционные параметры электролизера ЭОА-6СЮ
Наименование Величина
Площадь анода, м2 65,22
Размеры анодного блока (ДхШхВ), м 1,45x0,71x0,625
Количество анодов, шт 64
Длина анодного массива, м 23,96
Ширина анодного массива, м 3,055
Длина шахты электролизера, м 24,85
Ширина шахты электролизера, м 3,755
Глубина шахты катодного устройства, м 0,535
Число катодных блоков, шт 42
Длина катодного кожуха, м 25,87
Ширина катодного кожуха, м 4,775
Высота кожуха, м 1,805
Материальный баланс уточнен современным балансом по фтору. Уменьшение значения среднего напряжения происходит за счет снижения греющего напряжения, а в частности, за счет работы электролизера по технологии «без анодных эффектов» с коэффициентом 0,05.
Все расчеты апробированы при помощи компьютерной программы (« Control cell balance») [10].
Внедрение предложенных мероприятий позволит создать принципиально новую высоко управляемую модель алюминиевого электролизера с минимальным влиянием человеческого фактора, а также снизить себестоимость и увеличить прибыль заводов.
Литература
1. Галевский Г.В. Металлургия алюминия. Технология, электроснабжение, автоматизация: учебное пособие для вузов / Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я. Минцис, Г.А. Сиразутдинов. - М.: Наука, 2008. - 529 с.
2. Сизяков В.М. Технологические и методологические основы получения алюминия на мощных электролизерах / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин. Санкт-Петербургский Горный Университет. СПб, 2011. 130 с.
3. Бажин В.Ю. Электрометаллургия алюминия: Учебное пособие / В.Ю. Бажин; Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».СПб: 2012. 56 с.
4. Grjotheim K., Kvande H. Introduction to Aluminium Electrolysis. Dusseldorf Aluminium Verlag, 1993. - 260 p.
5. Dingxiong Lu. Development of NEUI500kA Family High Energy Efficiency Aluminum Reduction Pot ('HEEP') Technology / Lu Dingxiong, Mao Jihong, Ban Yungang, Qi Xiquan // Light Metals. - 2011. - P. 455 - 460.
6. Пингин, В.В. Опыт эксплуатации электролизера РА-300 / В.В. Пингин, В.В. Платонов, А.В. Завадяк, В.Л. Осетковский // Алюминий Сибири: сб. докл. - 2004.- С. 21-24.
7. Пингин В.В. Высокоамперные технологии РУСАЛа - 8 лет динамичного развития / В.В. Пингин, А.В. Завадяк, Г.В. Архипов, М.А. Пак, В.В. Платонов, А.В. Прошкин // Цветные металлы Сибири: сб. докл. - 2010 - С. 442456.
8. Смань А. В. Укрытие анодного массива как подсистема алюминиевого электролизера // С. Г. Шахрай, П. В. Поляков, Г. В. Архипов, Е. Р. Шайдулин, А. В. Смань, // Металлург. 2014. № 12. С. 84-90.
9. Производители алюминия [Электронный ресурс] URL: http://www.rusal.ru/aluminium/manufacturers/ (дата обращения 15.01.2016).
10. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2014613850. Балансы сверхмощного электролизера. / П.А. Петров, В.Ю. Бажин. A.A. Власов, Я.Н. Выходцев, И.Н. Белоглазов. Опубл. 09.04.2014. Бюл. изобр.
References
1. Galevskij G.V. Metallurgija aljuminija. Tehnologija, jelektrosnabzhenie, avtomatizacija: uchebnoe posobie dlja vuzov / G.V. Galevskij, N.M. Kulagin, M.Ja. Mincis, G.A. Sirazutdinov. - M.: Nauka, 2008. - 529 s.
2. Sizjakov V.M. Tehnologicheskie i metodologicheskie osnovy poluchenija aljuminija na moshhnyh jelektrolizerah / V.M. Sizjakov, V.Ju. Bazhin. Sankt-Peterburgskij Gornyj Universitet. SPb, 2011. 130 s.
39
3. Bazhin V.Ju. Jelektrometallurgija aljuminija: Uchebnoe posobie / V.Ju. Bazhin; Nacional'nyj mineral'no-syr'evoj universitet «Gomyj».SPb: 2012. 56 s.
4. Grjotheim K., Kvande H. Introduction to Aluminium Electrolysis. Düsseldorf Aluminium Verlag, 1993. - 260 p.
5. Dingxiong Lu. Development of NEUI500kA Family High Energy Efficiency Aluminum Reduction Pot ('HEEP') Technology / Lu Dingxiong, Mao Jihong, Ban Yungang, Qi Xiquan // Light Metals. - 2011. - P. 455 - 460.
6. Pingin, V.V. Opyt jekspluatacii jelektrolizera RA-300 / V.V. Pingin, V.V. Platonov, A.V. Zavadjak, V.L. Osetkovskij // Aljuminij Sibiri: sb. dokl. - 2004.- S. 21-24.
7. Pingin V.V. Vysokoampernye tehnologii RUSALa - 8 let dinamichnogo razvitija / V.V. Pingin, A.V. Zavadjak, G.V. Arhipov, M.A. Pak, V.V. Platonov, A.V. Proshkin // Cvetnye metally Sibiri: sb. dokl. - 2010 - S. 442-456.
8. Sman' A. V. Ukrytie anodnogo massiva kak podsistema aljuminievogo jelektrolizera // S. G. Shahraj, P. V Poljakov, G. V. Arhipov, E. R. Shajdulin, A. V. Sman', // Metallurg. 2014. № 12. S. 84-90.
9. Proizvoditeli aljuminija [Jelektronnyj resurs] URL: http://www.rusal.ru/aluminium/manufacturers/ (data obrashhenija 15.01.2016).
10. Svidetel'stvo ob oficial'noj registracii programmy dlja JeVM №2014613850. Balansy sverhmoshhnogo jelektrolizera. / P.A. Petrov, V.Ju. Bazhin. A.A. Vlasov, Ja.N. Vyhodcev, I.N. Beloglazov. Opubl. 09.04.2014. Bjul. izobr.
DOI: 10.18454/IRJ.2016.47.183 Барвитенко Ю.Н.1, Щербаков В.М.2, Трофимова Т.Г. 3
1 Старший преподаватель, 2 доктор медицинских наук, профессор, 3кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет» ОСОБЕННОСТИ АЛГОРИТМА ПОЛУЧЕНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МОНИТОРИНГА ОБРАЩАЕМОСТИ ДЕТЕЙ ЗА МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩЬЮ
Аннотация
В статье показаны методические подходы к определению потенциальной потребности в лекарственном обеспечении детей, проживающих на приписной территории городской детской поликлиники и обратившихся за медицинской помощью, на основе территориально -временного анализа обращаемости. Анализ производится как в целом по детям в возрасте 0-17 лет, так и отдельно по половозрастным интервалам по всем классам болезней в соответствии с МКБ-10. Такая детализация может способствовать получению более качественных исходных данных для обоснования планируемых мероприятий по лечебно -профилактической работе и лекарственному обеспечению.
Ключевые слова: лекарственное обеспечение, обращаемость детей за медицинской помощью, территориально -временной анализ
Barvitenko JU.N.1, Shherbakov V.M.2, Trofimova T.G.3
1Senior Lecturer, 2MD, Professor, 3 PhD in Engineering, Associate Professor Voronezh State University
FEATURES OF THE ALGORITHM FOR RECEIVING BASIC DATA FOR MEDICAL SUPPORT PLANNING WHICH IS BASED ON THE MONITORING OF MEDICAL AID APPEALABILITY AMONG CHILDREN
Abstract
The article shows the methodical approaches to the determination of the potential need for medicines to children on the basis of territorial and temporal analysis of attendance. The analysis is carried out on children aged 0 to 17 years, and also separately by sex and age intervals for all classes of diseases according to MKB-10. This level of detailing can contribute to better quality of basic data to support the planned activities for the treatment and prevention activities and medicine supply.
Keywords: medical support, medical aid appealability among children, territory and time analysis
Актуальность исследования. При планировании лекарственного обеспечения детского населения, п роживающего на приписной территории детской поликлиники недостаточно данных, содержащих общие показатели, таких как заболеваемость и обращаемость в целом по поликлинике, и по всему детскому населению без дальнейшей детализации по половозрастным группам и отдельным территориям.
Детализация данных по фрагментам территории, например, по педиатрическим врачебным участкам или по микроучасткам с другим принципом деления территории (дома, расположенные вдоль улиц с интенсивным автомобильным движением; дома прилегающие к лесопарковой зоне или к водоемам и т.д.) повышает шанс выявления скрытых и активизирующихся очагов повышенной заболеваемости, в которых необходимо дополнительное лекарственное обеспечение, а также проведение лечебно-диагностических и профилактических мероприятий. А детализация данных об обращаемости и заболеваемости детского населения по половозрастным группам позволяет получить более надежные исходные данные для планирования мероприятий по повышению эффективности медицинской и лекарственной помощи детскому населению, проживающему на обслуживаемой территории [1].
Цель и задачи исследования. Показать методические подходы получения исходных данных для планирования лекарственного обеспечения детского населения, проживающего на приписной территории городской детской поликлиники, на основе территориально-временного анализа с учетом поло-возрастной структуры контингента детей, обратившихся за медицинской помощью.
Материалы и методы. Данные обращаемости детей за медицинской помощью в детскую поликлинику за период 2003-2014 годы. Всего за анализируемый период зарегистрировано 1,5 млн. обращений детей в возрасте 0-17 лет.
40
