МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Федерального державного освітнього закладу
ВИЩОЇ ОСВІТИ
«ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
«Московський інститут сталі і сплавів»
СПЕЦІАЛЬНІСТЬ 150101 «МЕТАЛУРГІЯ ЧОРНИХ МЕТАЛІВ»
ДИПЛОМНА РОБОТА
на тему: ВИКОРИСТАННЯ У доменної шихти МЕТАЛОСОДЕРЖАЩІХ ДОДАТКОВО З Шлакові відвали
Анотація
У даній дипломній роботі розглянуто спосіб використання металлоконцентрата в доменній шихті для поліпшення техніко-економічних показників доменної плавки, зменшення витрат коксу, поліпшення стабільності чавуну для виробництва виливниць і зниження собівартості за рахунок використання дешевого місцевої сировини.
Проведено порівняльний аналіз доменної шихти доменної печі № 1 ВАТ «Уральська сталь» з застосуванням металлоконцентрата і без нього. Представлені технологічні показники доменної печі.
Також розглянуто питання охорони праці та навколишнього середовища. Розраховані техніко-економічні показники проекту.
Пояснювальна записка виконана на 98 сторінках, містить 37 таблиць, 9 рисунків, список використаних джерел з 33 найменувань.
Зміст
Введення
1 Властивості та особливості переробки сталеплавильних шлаків
1.1 Властивості відвальних шлаків
1.2 Комплексна переробка мартенівських шлаків (ЦРШО)
2 Розрахунок доменної шихти
2.1 Розрахунок шихти з використанням металлоконцентрата
2.2 Розрахунок шихти без використання металлоконцентрата
3 Вплив змісту метеллоконцентрата в доменній шихті на показники доменної плавки
3.1 Якісні характеристики металлоконцентрата
3.2 Вплив вмісту металлоконцентрата в доменній шихті на вміст марганцю і хрому в чавуні
3.3 Економія коксу і зміна виходу шлаку від введення в доменну шихту л металлоконцентрата
3.4 Основні показники доменної плавки
4 Організація і економіка виробництва
4.1 Організація виробництва
4.1.1 Виробнича структура цеху
4.1.2 Продукція і сортамент цеху
4.1.3 Технологічний процес цеху
4.1.4 Основні техніко-економічні показники цеху
4.2 Економіка виробництва
4.2.1 Розрахунок річного виробництва
4.2.2 Розрахунок показників по праці
4.2.3 Витрати по переділу
4.2.4 Розрахунок прибутку від реалізації
4.2.5 Розрахунок границі беззбитковості
4.2.6 Економічна ефективність проектних рішень
5 Безпека життєдіяльність
5.1 Аналіз небезпечних виробничих факторів доменного цеху
5.2 Санітарно-технічні вимоги
5.2.1 Об'ємно-планувальні рішення будівель та споруд
5.2.2 Вимоги до мікроклімату
5.2.3 Вимоги до освітлення
5.2.4 Розрахунок штучного освітлення робочого місця
5.2.5 Вимоги безпеки при експлуатації комунікації
5.3 Розробка заходів захисту від небезпечних виробничих факторів
5.4 Безпека життєдіяльності в надзвичайних ситуаціях
5.4.1 Пожежо і вибухобезпечність
5.4.2 Токсична безпека
5.4.3 Спеціальні розробки щодо забезпечення безпеки
6 Охорона навколишнього природного середовища
6.1 Опис стану навколишнього середовища в районі «Уральська сталь»
6.2 Обсяги викидів та скидів доменного цеху
6.3 Розрахунок плати за викиди доменного цеху
6.4 Очищення колошникового газу
6.5 Вплив забруднюючих речовин на здоров'я людини
6.6 Відходи доменного цеху
Висновок
Список використаних джерел
Введення
Актуальність розробки технології переробки шлаків викликана необхідністю поліпшення екологічної обстановки та економічних міркувань (високі штрафні санкції за вивіз шлаків у відвал і зниження собівартості продукції, що випускається).
Протягом багатьох років всі мартенівські шлаки вивозилися у відвал, і їх використання зводилося до відвантаження порівняно невеликих партій нефракціонованого щебеню для дорожнього будівництва. В даний час у відвалах комбінату близько 35 млн. т металургійних шлаків. Відвантаження вироблялася на спеціалізованій дільниці з переробки шлаку (у 1991 р. ділянку було реорганізовано в самостійний цех розробки шлакових відвалів - ЦРШО).
Мартенівські шлаки надходять на шлаковий двір, де виробляють первинне дроблення шлаку за допомогою кульового копра і витягують великі шматки скрапу і охолодей, шлак вивозять у відвал. У ЦРШО із шлаків витягають скрап, нефракціонований щебінь переробляють на шлакоперерабативающей установці з отриманням фракцій 0-20, 20-70, 70-300 мм. Отриманий металопродукти (металлоконцентрат) застосовується в агломераційному, доменному та сталеплавильному виробництві відповідно.
У технологічних умовах ВАТ «Уральська Сталь» необхідний вміст марганцю в чавуні забезпечується за рахунок подачі феромарганцю, силікомарганцю в чавуновозних ківш при випуску чавуну з доменної печі. Це призводить до значних матеріальних витрат на закупівлю феросплавів і збільшення їхньої витрати для отримання необхідного хімічного складу чавуну. Поліпшення стабільності чавуну для виробництва виливниць і зниження витрат можливе за рахунок використання дешевого місцевої сировини - металлоконцентрата. Пропонований спосіб легування чавуну металлоконцентратом випробуваний на доменних печах № 1, 2 корисним об'ємом 1007 і 1033 м 3 відповідно.
Винахід відноситься до галузі чорної металургії і може бути використано при виробництві чавуну з підвищеним вмістом марганцю та хрому для виготовлення різних видів виливків або використання в сталеплавильному переділі. Спосіб виробництва чавуну, що включає в себе, завантаження в піч через ведучий залізорудній частині шихти, коксу, нагрівання, відновлення і плавлення шихти, випуск чавуну і шлаку, що відрізняється тим, що частина залізорудної шихти замінюється продуктом сухої магнітної сепарації металургійних шлаків з підвищеним вмістом марганцю ( Mn) і хрому (Cr) (металлоконцентрат). Завантаження в піч здійснюється разом з залізорудної частиною в подачу КРРК або РРКК друга вагою, КРМРК або РМРКК. За рахунок введення металлоконцентрата в залізорудну частина шихти відбувається високе засвоєння (Mn) і (Cr) в чавуні, в порівнянні з виробництвом синтетичного чавуну. Застосування металлоконцентрата дозволяє підвищити масову частку Mn і Cr в чавуні для виробництва виливниць до 0,5-1,0 і 0,2-0,3% відповідно.
1 Властивості та особливості переробки сталеплавильних шлаків
1.1 Властивості відвальних шлаків
За останні роки в ВАТ "Уральська Сталь" істотно зміцнилася технічна база шлакопереробки. Це дозволило у 1994 р. повністю припинити скидання у відвал поточних мартенівських шлаків.
За структурою відвал сталеплавильних шлаків якісно подібний відвалу доменних шлаків, проте кількісні співвідношення власне шлаку та інших компонентів розрізняються. У відвалі міститься в середньому 18% (максимум 25%) металевих включень гранулометричний та якісний склади яких наведено в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 - Гранулометричний і якісний склади відвальних шлаків
Скрап з зашлакованностью <5% крупністю, мм: | Вихід,% магнітного продукту |
> 300 | 0,8 |
70 - 300 | 0,3 |
40-70 | 2,7 |
20-40 | 3.8 |
0-20 | 2,8 |
Сторонній металобрухт | 1,5 |
Скрап з зашлакованностью до 65% (Середня зашлакованность 36,2%) крупністю, мм: | Вихід,% магнітного продукту |
> 300 | 1,2 |
70 - 300 |
9,2 | |
20-40 | 17,2 |
10-20 | 20,1 |
0-10 | 40,5 |
Таким чином, при розробці відвалу основну масу витягнутого магнітного продукту становитиме дрібний зашлакована матеріал. Зміст брухту вогнетривів в відвальних сталеплавильних шлаках становить у середньому 0,5%, але в окремих шарах 8 - 10%; кількість сміття істотно більше, ніж в доменних шлаках, і на деяких ділянках досягає 10 - 12%.
Дослідження гранулометричного складу відвальних сталеплавильних шлаків показало, що в порівнянні з доменними шлаками матеріал містить істотно більшу кількість великих фракцій (> 70 мм) у таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 - Гранулометричний склад сталеплавильного шлаку
Крупність класу, мм
Вихід класу,%
> 500
3
500-300
4
120 -300
10
70-120
18
40 - 70
17
40-20
14
20-10
10
5-10
12
0-5
14
Таким чином, для отримання тих же класів продукції, що і з доменних шлаків, необхідно ускладнити схему дроблення і сортування, або планувати меншу продуктивність дробітельно-сортувального обладнання.
Хімічний склад відвальних сталеплавильних шлаків (15,8 - 24,2% Si 0 2, 31.1 -40,2 СаО, 2,0-4,9% Al 2 O 3, 8,9 - 10.1% MgO; 4,01 - 10,1% МПО, 15,9 - 18,6% FeO, 0,04 - 0,06% S) коливається в більш широких межах, ніж хімічний склад доменних шлаків з двох причин:
по-перше, у відвалі сталеплавильного шлаку знаходяться відходи виробництва двох цехів мартенівського і електросталеплавильного;
по-друге, сама технологія сталеплавильного зумовлює великі коливання хімічного складу шлаку.
Фізико-механічні властивості щебеню отриманого з відвального сталеплавильних шлаків.
Абразивність щебеню має наступні показники за методикою ГОСТ 17375-70: І 30 = 333г / т; І 60 = 1040 г / т, категорія абразивності - 9. Щебінь характеризується стійкістю структури УС1 щільністю в шматках 3,04 г / см 3, питомою щільністю 3,38 г / см 3.
Як випливає з отриманих даних, сталеплавильні шлаки характеризуються великими міцністю, щільністю і абразивністю в порівнянні з відвальними доменними шлаками. Інші характеристики перебувають приблизно на одному рівні. Особливо перспективними представляються високі абразивні характеристики сталеплавильних шлаків, що дозволяє прогнозувати доцільність проведення подальших досліджень з метою подальшої організації виробництва абразивних матеріалів для струминної обробки поверхонь у суднобудуванні (судноремонті), енергетиці та інших галузях. Цікавим уявлялося б у цьому плані співробітництво з інофірмами: постачання необхідного для підготовки виробництва абразивів обладнання з наступною оплатою поставки обладнання готовою продукцією.
Через підвищені (порівняно з доменними шлаками) міцності, щільності, абразивності, змісту пилоподібної фракції і металловключеній переробка сталеплавильних шлаків істотно ускладнена. Для отримання аналогічного сортаменту продукції потрібні більшу кількість стадій дроблення, ретельне очищення шлаку від металловключеній і потужні системи аспірації. Все це збільшує число одиниць задіяного обладнання та персоналу, а також у 1,5-2,0 рази енерго витрати.
В умовах різкого зростання вартості капітального будівництва та обладнання створення нового дробильно-сортувального комплексу є важко здійсненним завданням. У ВАТ "Уральська Сталь" вирішили перепрофілювати на виробництво фракціонованого щебеню з відвальних шлаків раніше законсервовану дробильно-сортувальну фабрику. У результаті був створений вузол приймання шлаку в складі залізничного під'їзду, спланованою майданчика (складу приймання шлаку з відвалу), з обладнанням вузла екскаватором, дизельним електричним краном з вантажопідйомним магнітом, а також здійснено ряд заходів з реконструкції дробильно-сортувального комплексу.
За попередньою оцінкою, з кожного 1 млн.т переробленого на комплексі сталеплавильного шлаку з відвалу можна отримати, тис. т: фракціонованого щебеню 800, в тому числі фракцій 0-10 мм - 450, 10-40 мм - 210, 40 - 120 мм - 140; брухту вогнетривів 35; магнітного продукту 115; скрапу кольорових металів і корозійно-стійкої сталі 15. Технологічні втрати при переробці складуть 35 тис. т.
Переробка розташованого в межах міста відвалу сталеплавильних шлаків дозволить поступово ліквідувати його, що поліпшить екологічну ситуацію. Розконсервація комплексу дозволить, крім того, збільшити кількість робочих місць у місті і поліпшити його облаштування, а також збільшити в регіоні виробництво дорожніх та інших будівельних матеріалів.
Схема ланцюга апаратів відділення дроблення і сортування рудника для переробки сталеплавильних шлаків представлена на малюнку 1.1.
а - вузол приймання шлаку (1-думпкар для отсепарірованія шлаку, 2 - екскаватор; 3 - вантажопідйомний електромагніт, 4 - дизель-електричний кран, 5 - засіки для скрапу; о - думпкар вихідного шлаку), б - вузол дроблення і сортування шлаку ( 1 - думпкар для подачі шлаку; 2 - грейфсрний кран, 3 - вантажопідйомний електромагніт, 4 - грейфер; 5 - вантаж; 6 - думпкар для скрапу; 7 - колосникові грати з осередком 500 х 500 мм; 8 - бункер для вихідного шлаку, 9 - пластинчастий живильник; 10 - дробарка; 11 - конвеєрні ваги; 12-бункер для скрапу; 13 - навісний залізовідділювачі, 14 - інерційний гуркіт; 15 - галерея, 16 - склад щебеню фракції> 40 мм, 17 - склад щебеню фракції 10 - 40 мм; 18 - склад щебенево - піщаної суміші фракцій 0 - 10 мм; 19 - конвеєр для просипу).
Малюнок 1.1 - Схема ланцюга апаратів відділення дроблення і сортування рудника для переробки сталеплавильних шлаків
1.2 Комплексна переробка мартенівських шлаків на ЦРШО
Шлако - переробна установка (ШПУ) мартенівського шлаків входить до складу цеху розробки шлакових відвалів. ШПУ у своєму складі має:
- Естакаду з гратами і прийомними бункерами;
- Мостовий магнітний кран вантажопідйомністю 10 т;
- Систему подачі конвеєрів з двома грохотами ГІТ-52;
- Металлоотделітелі ПС-120м, встановлені над конвеєрами № 2, 4А;
- Майданчик для відвантаження готової продукції.
Відвантаження щебеню фракції 70-250 мм виробляють екскаватором ЕКГ-5А, фракції 0-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм - фронтальним навантажувачем або екскаватором ЕКГ-5 в залізничні думпкари, агловози, напіввагони або в автотранспорт.
Виробництво фракціонованого щебеню і відділення металевого концентрату, управління трактами ШПУ проводиться оператором з пульта управління, розташованого на верху прийомних бункерів. Автосамоскиди розвантажують шлак у прийомні бункера № 1,2 над конвеєром № 1. Шлаки у прийомні бункера надходить з об'ємною часткою вологи до 8%, з розмірами шматків шлаку не більше 300 мм. Шматки шлаку більше 300 мм надходять на склад для подальшої переробки. Зволоження поточного шлаку виробляють на естакаді кантування шлаків за допомогою форсунок, далі шлак вантажать в автосамоскиди.
З прийомних бункерів № 1,2 шлак надходить на конвеєр № 1, а з конвеєра № 1 на конвеєр № 2. З конвеєра № 2 шлак надходить на верхню решітку гуркоту ГІТ-52 № 1, де відбувається поділ фракцій: 0-40 мм просівається на нижні грати гуркоту, а фракції 40-300 мм по конвеєру № 3 надходить на гуркіт і далі на ГІТ-52 № 2. З-під решітки гуркоту № 2 фракція 40-70 мм по конвеєру № 6 надходить на склад готової продукції, а фракція 70-300 мм з решітки гуркоту № 1 на конвеєр № 8, і далі на склад готової продукції.
З нижніх грат гуркоту ГІТ-52 № 1 шлак фракції 20-40 мм по конвеєру № 5 надходить на склад готової продукції. Фракція 0-20 мм з-під гуркоту ГІТ-52 № 1 та конвеєру № 4 на конвеєр № 4А і далі на склад готової продукції. Негабаритні шматки (у разі їх потрапляння) з решіток бункерів видаляють трактором, обладнаним зворотним скребком, вантажать в автосамоскиди і вивозять на шлаковий склад для подальшої переробки.
З майданчика готової продукції фракціонований щебінь за допомогою екскаватора ЕКГ-5 або фронтальних навантажувачів (К-701, К-702, МОАЗ) відвантажують у залізничні думпкари, агловози, піввагони або автотранспорт. Підтягування залізничних вагонів на залізничних коліях № 1 виробляють за допомогою електроштовхачів № 2.
Для отмагнічіванія металевого концентрату (МК) над прийомними гратами встановлений мостовий магнітний кран, який вантажить МК в автотранспорт. Далі МК відправляють у ТОВ «УМК». Для вторинного отмагнічіванія металевого концентрату (МК) над конвеєром № 2 встановлено металлоотделітель, який отмагнічівает МК фракція 20-300 мм. а металлоотделітель, встановлений над конвеєром № 4А отмагнічівает МК фракції 0-20 мм (металлостружка).
Управління металлоотделітелямі виробляє оператор з пульта управління. МК з металлоотделітелей скидається в бункери, а з бункерів вантажать фронтальним навантажувачем в автотранспорт і вивозять: фракцію 0-20 мм - у аглоцехов; 20-150 мм - в доменний цех ВАТ «Уральська Сталь». У разі несправності будь - яких агрегату або сортування може бути випущений рядовий щебінь, тобто без поділу на фракції, який складується на окремий склад. Складування і зберігання шлакового щебеню виробляють суворо по фракціях.
Зерновий склад щебеню фракції 0-20 мм, 20-40 мм, 40-70мм, 70-250 мм визначає контроль у виробництві чорних металів. Інші якісні показники, передбачені державними стандартами або технічними умовами визначають у спеціалізованих лабораторіях будівельних організації або в лабораторіях споживача за домовленістю з ним.
Відвантаження фракціонованого щебеню проводиться партіями. Партією вважається кількість щебеню, який відвантажують одному споживачеві протягом однієї доби і супроводжуваного документом, в якому вказується:
- Найменування підприємства - постачальника і його адресу;
- Вид фракціонованого щебеню;
- Кількість фракціонованого щебеню;
- Номер партії;
- Номер вагона і номери накладних;
- Насипна щільність, зерновий склад;
- Номер технічних умов.
Кількісно - якісна схема шлако - переробної установки ЦРШО представлена на малюнку 1.2.
Структура техногенних утворень залежить від виду та умов складування відходів. На великих металургійних комбінатах, наприклад Магнітогорському, Нижнетагильском, «Уральська Сталь» (ОХМК), Челябінському («Мечел»), відвали поділяють за видами виробництв: доменні та сталеплавильні шлаки і виробничий сміття складуються окремо. На малих заводах зазвичай влаштовують загальні відвали, часто змішуючи шлаки зі сміттям. При зберіганні відходів відбуваються процеси, які змінюють властивості вихідної відвальної маси, хімічний, мінеральний і гранулометричний склади, міцність, щільність і ін
За фізико-технічній оцінці складові техногенних утворень можна віднести до штучно зміненим пов'язаним породам, придатним для виїмково-навантажувальних і транспортних робіт. За ступенем зв'язності вони ближче до зв'язно-сипучі зруйнованим породам. Гранулометричний склад техногенних утворень залежить від виду шлаку, способу збирання, первинної переробки, умов утримання і термінів зберігання відвальної маси. У відвалах, де складують шлак, минаючи первинну переробку, переважають крайні класи:> 120 і <10 мм. Тут велика кількість включень металу і негабаритного шлаку.
Малюнок 1.2 - Кількісно - якісна схема шлако - переробної установки
Процеси розробки техногенних утворень на всіх стадіях пов'язані з обробкою і переміщенням великих обсягів відвальної маси, тому їх ефективність та економічна доцільність виправдані за максимальної механізації всіх трудомістких робіт. З точки зору комплексу операцій, що входять у виробничі процеси розробки техногенних родовищ, їх приймають аналогічними відкритих гірничих робіт. Тому при організації розробки відвалів доцільно застосовувати сучасні технології і технологічні процеси відкритих гірських робіт.
Практично всі види продукції при переробці відвальних шлаків знаходять застосування в різних галузях виробництва і успішно конкурують з природними матеріалами. Масовими видами є щебінь, пісок та щебенево-піщані суміші для дорожнього будівництва, оборотний і магнітний продукти і металлоконцентрат для доменного, сталеплавильного і ливарного виробництв, добрива і меліоранти для сільського господарства. У менших обсягах з відвальних шлаків виробляються абразивні матеріали для струменевого обробки поверхонь, зернисті матеріали для фільтрів та захисних покриттів для м'яких покрівельних матеріалів, наповнювачі і пігменти для шпаклівок, фарб, мастик і лінолеуму і т.д.
2 Розрахунок доменної шихти
Останнім часом, у зв'язку з підвищенням вартості шихтових матеріалів, транспортних витрат, все більш актуальними є пошуки замінників компонентів залізорудної шихти.
Це особливо важливо для ВАТ «Уральська сталь» (ОХМК), так як він віддалений на значні відстані від родовищ залізних руд і ГЗК. А між тим, в безпосередній близькості від ОХМК знаходяться відвали залізистих шлаків ТОВ «Південно - Уральської Гірничо-переробної компанії» (ЮУГПК).
Особливо перспективними представляються високі абразивні характеристики сталеплавильних шлаків, що дозволяє прогнозувати доцільність проведення подальших досліджень з метою подальшої організації виробництва абразивних матеріалів для струминної обробки поверхонь у суднобудуванні (судноремонті), енергетиці та інших галузях. Цікавим уявлялося б у цьому плані співробітництво з інофірмами: постачання необхідного для підготовки виробництва абразивів обладнання з наступною оплатою поставки обладнання готовою продукцією.
2.1 Розрахунок шихти з використанням металлоконцетрата
Хімічний склад чавуну, що приймається на основі дослідних даних представлений в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - Склад чавуну
Зміст елементів,% | |||||
Si | Мп | Р | S | З | Fe |
0,55 | 0,57 | 0,08 | 0,08 | 3,05 | 95,70 |
Витрата сухого коксу без виносу складає 434 кг.
Вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Хімічний склад шихтових матеріалів доменної плавки з металлоконцентратом
Найменування
Хімічний склад,%
Fe
FeO
SiO 2
Al 2 O 3
CaO
MgO
MnO
P
S
Cr 2 O 3
TiO 2
Fe 2 O 3
W
металлоконцентрат
55,00
0,00
13,10
1,50
17,50
5,40
5,630
0,120
0,100
1,23
0,400
0,00
2,00
агломерат ОХМК
54,76
14,10
9,16
1,12
10,51
1,62
0,247
0,022
0,042
0,00
0,00
63,22
0,00
окатиші Лебединський
65,90
2,50
6,00
0,08
0,27
0,44
0,046
0,017
0,005
0,00
0,014
90,6
0,00
кокс (зола)
8,51
0,00
46,20
17,20
7,40
3,11
0,710
0,327
1,370
0,00
0,00
23,68
2,70
Визначається маса елементів у чавуні:
М i = М чавуну [i], (2.1)
де [i] - вміст у чавуні елементів (тут і далі в частках одиниці).
М Fe чавуну = 1000 ∙ 0,957 = 943,6 кг;
М Mn чавуну = 1000 ∙ 0,0057 = 5,7 кг;
М Si чавуну 1000 ∙ 0,0055 = 5,5 кг.
Витрата рудної суміші:
а) маса золи коксу:
М з. к. = М коксу ∙ [А] коксу, (2.2)
де [А] коксу - вміст у коксі золи, кг
М з. к. = 434 ∙ 0,104 = 45,10 кг;
б) вноситься заліза золою коксу:
М Fe З.К. = М з. к. ∙ [Fe] З.К., (2.3)
де [Fe] З.К. - вміст заліза в золі коксу, кг.
М Fe З.К. = 45,1 ∙ 0,0851 = 3,08 кг,
де 0,0851 - вміст заліза в золі коксу, частки од.;
в) відповідно до складу шихтових матеріалів і досвідченими даними вихід шлаку складає 378 кг / т, з вмістом FeO 0,37%;
г) п ереходіт заліза в шлак:
, (2.4)
М Fe шлаку = 378 ∙ 0,0037 ∙ 56/72 = 1,09 кг,
де 56 - атомна маса заліза; 72 - молекулярна маса FeO;
д) має бути внесено заліза рудної сумішшю:
М Fe р.с. = М Fe чавуну + М Fe шлаку - М Fe З.К., (2.5)
М Fe р.с. = 957,0 + 1,09 - 3,8 = 957,3 кг;
е) витрата рудної суміші:
, (2.6)
кг;
ж) витрата рудної суміші з урахуванням виносу в ведучий (приймаємо винос рівним 2%, він визначається якістю шихтових матеріалів, технологією доменної плавки і змінюється від 1 до 10%) становить:
, (2.7)
кг.
Розрахунок кількості шлакообразующих наведено в таблиці 2.3.
М i р.с. = M р.с. ∙ [i] р.с., (2.8)
М i З.К. = M З.К. ∙ [i] З.К.; (2.9)
М i шлакообр. = М i р.с. + М i З.К.. (2.10)
Таблиця 2.3 - Кількість шлакообразующих
Матеріал | Кількість, кг | SiO 2 | А1 2 О 3 | СаО | MgO | ||||
% | кг | % | кг | % | кг | % | кг | ||
Руд. суміш | 1668,38 | 28,26 | 160,3 | 2,71 | 19,3 | 28,28 | 175,7 | 7,46 | 38,60 |
Зола коксу | 45,1 | 46,20 | 20,83 | 17,20 | 7,75 | 7,40 | 3,33 | 3,11 | 1,40 |
Разом | - | - | 180,0 | 27,1 | 179,1 | 40,0 |
Витрачено кремнезему на Si переходить у чавун (по реакції SiO 2 +2 C = Si +2 CO):
, (2.11)
У шлак переходить кремнезему:
, (2.12)
= 180,0 - 11,79 = 168,21 кг.
Основність шлаку:
, (2.13)
.
Кількість сірки в шлаку:
а) вноситься сірки матеріалами шихти:
М S шихти = М р.с. ∙ [S] шихті + М коксу ∙ [S] коксу, (2.14)
М S шихти = 1635,0 ∙ 0,0002 +434,0 ∙ 0,0176 = 7,96 кг;
б) приймаємо, що в шлак переходить 85% сірки, тобто:
М S шлаку = М S шихти ∙ 0,85, (2.15)
М S шлаку = 7,96 ∙ 0,85 = 6,77 кг.
Кількість М n О в шлаку:
а) надходить в піч марганцю:
М Mn = М р.с. ∙ [Mn] р.с. + М З.К. ∙ [Mn] З.К., (2.16)
М Mn = 1154 ∙ 0,00247 +231 ∙ 0,00046 +311 ∙ 0,0563 +45,1 ∙ 0,0071 = 12,67 кг;
б) ступінь відновлення марганцю в залежності від хімічного складу чавуну складає 45-78%.
Ступінь відновлення марганцю становить:
, (2.17)
;
в) у шлак (у вигляді М n О) переходить марганцю шихтових матеріалів:
М Mn в шлак = М Mn - M Mn чавуну - М Mn в газ, (2.18)
М Mn в шлак = 12,67 - 5,7 = 6,97 кг;
г) кількість М n О в шлаку:
, (2.19)
Кількість FeO в шлаку:
, (2.20)
Хімічний склад шлаку наданий у таблиці 2.4.
Перераховуємо отриманий склад шлаку на три компоненти (СаО, SiO 2 та А l 2 О 3), наносимо цей склад шлаку на відповідні діаграми (плавкості, в'язкості і температур плавлення) і перевіряємо фізичні властивості шлаку.
Перевірка вмісту сірки в чавуні:
М S в чавуні = М S шихти ∙ h S в чавун, (2.21)
М S в чавуні = 7,96 ∙ 0,09 = 0,720 кг або 0,045%.
Вміст сірки не виходить за допустимі межі (в чавуні 0,05%).
Таблиця 2.4 - Характеристика шлаку
Компоненти шлаку
Кількість
кг
%
SiO2
168,21
40,20
Al2O3
27,10
7,13
CaO
179,10
40,20
MgO
40,00
9,72
MnO
6,97
1,62
FeO
1,40
0,37
S
6,77
0,76
Разом
429,60
100,00
Перевірка вмісту фосфору в чавуні:
М Р в чавуні = М р.с. ∙ [P] р.с. + М З.К. ∙ [P] З.К., (2.22)
М Р в чуг = 1154 ∙ 0,00022 + 311 ∙ 0,0012 + 231 ∙ 0,00017 + 45,1 ∙ 0,00327 = 0,8 кг або 0,07%.
Зміст фосфору не виходить за допустимі межі (в чавуні 0,08%).
Остаточний склад чавуну (на величину різниці у змісті фосфору в остаточному і заданому складах змінити зміст вуглецю) наведено в таблиці 2.5.
Таблиця 2.5 - Хімічний склад отриманого чавуну
Зміст елемента,% | |||||
Si | Mn | P | C | S | Fe |
0,55 | 0,57 | 0,07 | 3,06 | 0,045 | 95,70 |
Витрата вологого (2% Н 2 О) коксу з урахуванням виносу складе:
, (2.23)
Витрата шихтових матеріалів наведено в таблиці 2.6.
Таблиця 2.6 - Витрата шихтових матеріалів
Матеріали | Без винесення і вологи | З винесенням вологих |
Кокс | 434,0 | 451,0 |
Рудна суміш | 1635,0 | 1668,38 |
Разом | 2069,0 | 2119,38 |
Кількість вологи шихтових матеріалів і пилу, що виносяться з доменної печі, так само:
М виносу = 2119,38 - 2069,0 = 50,38 кг. (2.24)
Розрахунковий складу доменної шихти чавуну і шлаку з використанням металлоконцентрата на 1 тонну чавуну наданий у таблиці 2.7.
Таблиця 2.7 - Розрахунковий складу доменної шихти чавуну і шлаку із застосуванням металлоконцетрата на 1 тонну чавуну
Найменування
Вносить шихта, т
матеріалу
Fe
SiO 2
Al 2 O 3
CaO
MgO
MnO
TiO 2
P
Cr 2 O 3
S
агломерат ОХМК
0,631
0,11
0,013
0,12
0,019
0,003
0,00
0,0003
0,00
0,000
окатиші Лебединський
0,15
0,014
0,001
0,00
0,001
0,000
0,000
0,0000
0,00
0,000
металлоконцентрат
0,17
0,041
0,005