Проект доменної печі продуктивністю 7000 т передільного чавуну на добу

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Дипломний проект

на тему

«Проект доменної печі продуктивністю 7000 т передільного чавуну на добу»

Введення

Значні досягнення металургійної науки в останні роки обумовлені використанням сучасних методів дослідження та контролю, що дозволили значно поглибити уявлення про металургійних процесах. Уявити сутність процесів, що протікають при металургійному переділі залізних руд, неможливе без використання сучасних знань у галузі фізичної хімії, кристалографії, фізики твердого тіла і т.д.

Незважаючи на швидкий розвиток нових галузей промисловості, металургія зберігає і довго ще буде зберігати своє переважне становище у сучасної індустрії.

Особливе місце в інтенсифікації виробництва приділяється реконструкції і механічному переозброєння підприємств, автоматизації та вдосконалення виробництва на базі сучасної науки і техніки. Метою даної роботи є розробка будівництва доменної печі з використанням матеріалів, обладнання на вдосконаленому рівні. Використання позапічного обладнання новітніх технологій, застосовується за кордоном.

Застосування як добавок рідкого і газоподібного палив стало одним з головних напрямків розвитку технології доменного виробництва в минулому десятилітті. В останні роки зріс інтерес до використання дешевого і малодефіцитний подрібненого твердого палива як замінника коксу. У СРСР і за кордоном виконано ряд науково-дослідних і дослідно-промислових робіт, значно наблизили розв'язання цієї проблеми в промисловому масштабі.

  1. Вибір та обгрунтування сировинної бази

    1. Залізорудні матеріали

Балансові запаси власне залізорудних родовищ Північно-Заходу становлять по всіх категоріях 2504 млн. т і містять 588 млн. т витягується заліза, що забезпечує виплавку близько 7 млн. т чавуну на рік протягом 80 років або більш значну виплавку, але з меншим терміном забезпеченості [1].

Оленегорское родовище розташоване на південь від Мурманська, поблизу ст. Оленяча Кіровської залізниці. Головними рудними мінералами є магнетит і гематит. У цілому ¾ рудного заліза укладено в магнетит, а ¼ - в гематите.

Ковдорское родовище розташоване в 118 км від ст. Пінозеро Кіровської залізниці. Приурочене до контакту вапняків з лужною інтрузій. На збагачувальній фабриці Ковдорского рудника двостадійна магнітна сепарація руд: суха і мокра.

Костамукшское месттрожденіе знаходиться в 65 км від залізничної ст. Юшкозеро. Родовище приурочене до комплексу ніжнеархейскіх метаморфічних сланців, залізистих кварцитів метаморфізованних еффузівов. Це родовище розглядається як резерв на віддалене майбутнє.

Реальні можливості використання цих ресурсів дуже обмежуються їх невисокою економічною ефективністю як через вимагається великої транспортної роботи при споживанні руд, так і внаслідок розташування в необжитому районі з високою заробітною платою.

    1. Флюси

Флюси це добавки вводяться в доменну піч і аглошихту для зниження температури плавлення пустої породи і перекази доменному шлаку необхідного складу і фізичних властивостей, що забезпечують отримання чавуну заданої марки і нормальну роботу печі.

У доменному цеху і на аглофабриках в основному використовують основні флюси (вапняк, доломітізірованний вапняк). Висновок з доменної шихти сирого вапняку знижує питома витрата коксу на тонну чавуну, тому застосовують офлюсований агломерат і окатиші, тобто вапняк надходить на аглофабрики для спікання агломерату.

Технічна характеристика вапняку надходить на аглофабрики наведені в таблиці 1.

Таблиця 1 - Хімічний склад вапняку,%

Матеріал

SiO2

Al2O3

Fe

Fe2O3

MnO

P2O5

ZnO

SO3

П.п.п.

K2O

Вапняк

2.13

0.38

1.44

2.05

0.01

0.01

0.004

0.04

41.61

0.15

1.3 Паливо

В якості палива, відновлення і розпушувача шихти в доменному виробництві застосовують кокс - міцне спеклися речовина, що залишається після видалення з кам'яного вугілля летких речовин при нагріванні до температури 950 - 1100 град. без доступу повітря [2].

У зв'язку з безперервним зростанням виробництва чавуну і недоліком коксівного вугілля особливо гостро стоїть питання про зниження витрати коксу в доменних печах. На даний час застосовують як замінник коксу природний газ. Коефіцієнт заміни коксу природним газом 0,5-1,0.

2. Вибір, розрахунок та обгрунтування технологічних параметрів плавки

2.1 Температура і вологість дуття

У зв'язку з безперервним зростанням виробництва чавуну і недоліком коксівного вугілля - особливо гостро стоїть питання про зниження витрати коксу в доменних печах. Підвищення температури дуття є важливою умовою зниження витрат коксу і збільшенням подачі в піч його замінників (мазут, природний газ, вугільний пил).

Середня природна вологість повітря - 12,5 г/м3. Зволоження дуття дозволяє швидко і ефективно регулювати тепловий стан печі. Із застосуванням природного газу роль і значення зволоженого дуття змінилася. Тому при застосуванні природного газу вологість дуття знижують, іноді до природної, прагнучи гранично збільшити тепломісткість дуття і подати в піч максимальну кількість замінників коксу. Але зволоження дуття не тільки дає можливість працювати з високим нагріванням дуття, але і дозволяє усунути вплив коливань атмосферної вологості на нагрів печі, ефективно регулювати тепловий стан горна, підвищувати інтенсивність плавки завдяки підвищенню вмісту кисню в дуття [3].

2.2 Ступінь збагачення дуття киснем

Підвищення концентрації кисню в дуття супроводжується зменшенням витрати дуття на 1 кг згорає у фурм вуглецю, приблизно обернено пропорційного, і трохи більш повільним зменшенням виходу фурменої газу. Підвищення концентрації кисню в дуття, як і збільшення температури дуття, супроводжується значним зростанням теоретичної температури горіння. Зі збільшенням концентрації кисню зменшується кількість газів на одиницю виплавленого чавуну.

При виплавці чавуну переробного надмірні температури в горні викликають значні труднощі у веденні плавки (систематичні підвисання шихти) та перешкоджають отриманню малокремністого чавуну. Проте пониження теоретичних температур горіння може бути досягнуто шляхом зниження температури дуття або значного його зволоження, (але обидва ці способи пов'язані з перевитратою коксу), або шляхом вдування у горн природного газу та інших вуглеводнів.

Для збереження оптимальних теплових і газодинамічних умов у печі приймаю витрата кисню - 80 м 3 / т, природного газу - 104 м 3 / т.

2.3 Витрата паливної добавки

В якості паливної добавки широке застосування отримав природний газ. Вдування природного газу в доменну піч супроводжується збільшенням кількості продуктів горіння, зниженням температури газу в горні, розширенням непрямого відновлення і зменшенням витрат коксу. Спільне застосування збагаченого дуття киснем та природного газу дає можливість істотно скоротити питома витрата коксу, підвищити інтенсивність плавки і продуктивність печі.

Проте в уникненні неполадок пов'язаних з переохолодженням горна та освіті сажисті вуглецю при горінні газу у фурм, а також ефективного використання вдуваного газу і раціонального його витрати першорядне значення має розподіл газу за фурмах і гарний змішання його з дуттям.

2.4 Тиск дуття і колошникового газу

Збільшення тиску газів на колошнике збільшує інтенсивність плавки і продуктивність печі. Крім того скорочується істотно винесення пилу. Зі збільшенням тиску дуття знижується вміст сірки в чавуні, кремнію, а також збільшується вміст вуглецю - все це покращує якість чавуну. У даному розрахунку прийнято тиск колошникового газу - 2,5 мПа.

2.5 Витрата залізорудних матеріалів

Згідно з розрахунком шихти (додаток А) на 1 тонну чавуну витрачається:

- Агломерату 1099,5 кг;

- Окатишів 452,9 кг.

2.6 Склад чавуну

Хімічний склад чавуну представлений в таблиці 2 (додаток А):

Таблиця 2 - Хімічний склад чавуну

Елемент

Si

S

Mn

C

P

Fe

Вміст,%

0.50

0.02

0.30

4.52

0.07

94.57

Отриманий чавун (з розрахунку) задовольняє ГОСТу 805-80

2.7 Склад шлаку і його фізичні та фізико-хімічні властивості

Хімічний склад шлаку представлений в таблиці 3 (додаток А):

Таблиця 3 - Хімічний склад шлаку

З'єднання

SiO 2

CaO

FeO

S

Al 2 O 3

MgO

MnO

Вміст,%

39.96

38.77

0.49

0.79

8.73

10.21

1.05

Основність шлаку CaO / SiO 2 = 0,97.

Температура плавлення шлаку t шл = 1400 град. С, в'язкість - 0,4 нс/м2 або (4 пуаз).

2.8 Показники теплової роботи

Згідно з розрахунком шихти (додаток А) показники теплової роботи такі:

- Корисно використане тепло q ісп = 8549,10 МДж / т;

- Коефіцієнт використання тепла Кт = 88,78%;

- Кількість тепла виділяється на 1 кг сумарного вуглецю q з = 13,36 МДж / кг;

- Коефіцієнт використання енергії пального Кс = 51,59%.

Показники теплової роботи отримані в результаті розрахунку шихти, відповідають зазвичай зустрічається в практиці і показують, що величина питомої витрати коксу вибрана вірно.

2.9 Показники відновлювальної роботи і склад колошникового газу

У результаті розрахунку шихти (додаток А), отримано наступний склад колошникового газу:

Таблиця 4 - Склад колошникового газу

Елемент

CO2

H2

CO

N2

Вміст,%

20.69

8.22

23.53

47.56

Ступінь прямого відновлення Rd = 23,7%.

Ступінь використання відновлювальної здатності водню та окису вуглецю відповідно: 0,421 і 0,468

Ставлення ступенів використання водню та окису вуглецю знаходиться в межах 0,9-1,2. У даному розрахунку 0,421 / 0,468 = 0,9, що відповідає зустрічається значень. Наявний резерв у підвищенні ступеня використання газів буде реалізований підбором раціональних режимів завантаження, що дозволить отримати додаткову економію коксу.

2.10 Витрата коксу

Доменна піч забезпечується коксом сухого гасіння фракції понад 40 мм, допускається завантаження окремими порціями за спеціальною програмою коксового горішка 15-25 мм. Забороняється зволожувати кокс сухого гасіння з метою знепилювання й охолодження, оскільки це позбавляє одного з основних переваг - сталості вмісту вологи, а отже і стабілізації теплового стану печі.

Якість коксу має характеризуватися такими показниками:

- Технічний аналіз;

- Показники міцності;

- Гранулометричний склад.

У даному розрахунку питома витрата коксу приймаємо 430 кг / т чавуну.

3. Конструкція і обладнання печі

3.1 Конструкція печі

3.1.1 Профіль

Профілем називають обриси вертикального осьового перерізу робочого простору печі. Раціональний профіль забезпечує максимальну продуктивність і мінімальний витрата коксу. Труднощі у виявленні раціонального профілю полягає в якості сирих матеріалів та палива. В даний час вплив профілю на результати плавки зменшилася, тому що профіль близький до раціонального, але повністю не зникло. Зміна розмірів профілю близьких до раціональних дає збільшення продуктивності на 2-4%. Результати розрахунку профілю печі представлені в «додатку Б», які виконані за методом Павлова з елементами оптимізації.

3.1.2 Вогнетривка кладка

Футеровка призначена для збереження проектного профілю печі, захисту холодильників і кожуха печі від руйнування. В умовах експлуатації футеровка відчуває вплив високих, змінних в часі і нерівномірно розподілених температур, тиску рідкого чавуну і шлаку, газів, стирається впливу шихти. Тому її стійкість залежить від основних властивостей вогнетривів [4]:

вогнетривкість - властивість зберігати форму і розміри при впливі високих температур;

термостійкість - здатність витримувати коливання температури;

усадка - зменшення обсягу;

опір стирання;

пористість - відношення обсягу наскрізних пір до загального обсягу зразка;

хімічна стійкість - здатність вогнетривких матеріалів протистояти хімічному впливу продуктів плавки;

теплопровідність.

Розрахунок вогнетривкої кладки печі представлений у «додатку Б». На даній печі використовується цельноуглеродістая футеровка поду. Для неї передбачена прокладка двох вертикальних рядів блоків - знизу графітованих, а зверху вуглецевих. За переферії поду викладається горизонтальними прямокутними вуглецевими блоками. У центрі зверху вуглецевих блоків укладається два ряди високовогнетривких муллітових виробів. Загальна товщина поду становить 4354 мм.

У неохолоджуваної частині шахти укладаємо шамотні вироби. Для компенсації теплового розширення кладки зазори між кладкою і холодильниками заповнюємо засипкою на вуглецевої основі. Зазор між кожухом і кладкою неохолоджуваної частині шахти заповнюємо пастою на каолінового основі.

3.1.3 Охолодження кладки

Охолодження виконує наступні функції:

- Оберігає матеріал деталей, що працюють в зонах високих температур, від руйнування або передчасного зносу;

- Сприяє утворенню на холодильниках гарнісажем, що оберігає їх від стирання і забезпечує постійний профіль і рівний хід печі;

- Сприяє правильному розподілу теплових потоків усередині кладки, яке виключає термічні напруги та ізолюють від високих температур.

Поду доменної печі охолоджується знизу чавунними плитовим холодильниками з залитими трубами, по яких проходить вода.

У районах льоток для чавуну, фурменої зони і заплічок встановлюються гладкі холодильні плити з двома рядами охолоджуючих трубок.

Распар і шахта - ребристі холодильники. Для економічного використання технічної води застосовується система оборотного водопостачання.

3.1.4 Металоконструкції

До металлоконструкциям відносяться: кожух печі, копер, ведучий, газовідводи та майданчики.

Кожух печі, що примикають до нього холодильники і кладка становлять єдину взаємозв'язану систему, що визначає довговічність її роботи. Пошкодження одного з елементів цієї системи призводить до руйнування двох інших.

Доменні печі мають зварений кожух, з листів завтовшки 20-40 мм. Газ від печей відводиться чотирма газовідводу, врізаними в купол. Вони розміщені симетрично для рівномірного відводу газу.

Майданчики навколо печі призначені для обслуговування холодильників та іншого обладнання.

3.1.5 Арматура

До арматурі печі відносяться: арматура чавунної льотки, шлаковий прилад, фурменої прилад, засипний апарат.

Чавунна льотка є прямокутним канал у нижній частині печі, викладений шамотнимі виробами.

Шлакова льотка оснащена водоохлаждаемой арматурою, що складається з рами, прикріпленою до сталевого фланця кожуха печі; шлакової діжки; амбразури і шлакової фурми.

На даній печі встановлено 24 фурми (додаток Б).

Фурменої прилад складається з порожнистої, охолоджувальної водою мідної фурми, мідного холодильника, чавунної амбразури з охолоджувальною трубкою, сопла, рухомого коліна з баньки і нерухомого коліна.

На печі застосовується бесконусное завантажувальний пристрій.

3.1.6 Завантажувальний пристрій

Конструктивною особливістю БЗУ є розташування трансмісійного редуктора в робочому просторі печі. Температура редуктора повинна складати 30-40 град. С, температура колошникового газу не повинна перевищувати 350 град. С.

Редуктор охолоджується азотом, система охолодження експлуатується згідно зі спеціальною інструкцією.

Пересувна приймальня воронка служить для направлення матеріалу до відповідного проміжний бункер і захисту верхніх газоотсекающіх клапанів від залишків шихти на конвеєрі, для чого вона забезпечена щелепним шихтових затвором. Воронка має гідравлічні приводи пересування.

Проміжні бункери призначені для прийому шихтових матеріалів і шлюзування їх перед завантаженням у піч. Один бункер забезпечений верхнім і нижнім газоотсекающім клапаном і шихтових затвором.

Швидкість висипання для залізорудній частині шихти повинна бути в межах від 1 до 1,15 т / з, для коксу - 0,2-0,25 т / з.

Лоток служить для розподілу матеріалів по колу і по радіусу колошника. Він має приводи для обертання в двох протилежних напрямках і зміни кута нахилу.

Розподільчий лоток БЗУ печі може в автоматичному і дистанційному режимах роботи змінювати кут нахилу, щодо вертикалі, від 8 до 50 град. в 11 фіксованих кутових положеннях.

Час вивантаження для всіх видів матеріалів з ​​проміжного бункера БЗУ повинно бути постійним. Це забезпечується вибором відповідного кута розкриття шихтового затвора для матеріалів з ​​різними властивостями.

3.2 Вибір допоміжних пристроїв

3.2.1 Повітродувні кошти

Стиснення і нагнітання дуття в печі здійснюється відцентровими компресорами з паротурбінних приводом, що працюють на парі високого тиску (до 9 МПа/м2). Повітродувні машини мають велику потужність, економічне та гнучке регулювання числа оборотів і високу надійність. З перекладом печей на роботу з високим тиском газу під колошником і з широким застосуванням кисню і природного газу, змінилися вимоги до параметрів дуття. Зі зменшенням витрати повітря компресори повинні забезпечувати більш високий тиск дуття.

Технічна характеристика повітродувної машини наведена в таблиці 5.

Таблиця 5 - Технічна характеристика повітродувної машини [2]

Найменування показника

К-5500-41-1

Продуктивність при режимі, м3/хв:

Максимальна

Мінімальна

Тиск, кПа/м2 (кг/см2):

Нормальне

Максимальне

Максимальне число оборотів


5000

3000

430 (4,3)

540 (5,4)

3600

3.2.2 Повітронагрівач

Для забезпечення нагріву дуття до температури 1250 град. З приймаємо високотемпературний повітронагрівач регенеративного типу з камерою горіння в куполі. Для нашої печі корисним об'ємом 2824 м 3 приймаємо чотири таких повітронагрівача.

Вогнетривка насадка воздухонагревателя нагрівається теплом, отриманим від спалювання колошникового газу, після чого акумульоване насадкою тепло передається дутью.

Кожух зварюють з листової сталі товщиною 20 мм в основній частині, 24-26 в купольної і 24 мм у днищі. Футеровку купола виконують товщиною 450 мм. Повітронагрівач має теплоізоляційну захист з трепельної і легковісного цегли по одному ряду кожного. Високотемпературна зона з вбудованою камерою горіння викладається динасові вогнетривами, інші зони - шамотнимі.

Конструктивна і теплова характеристики воздухонагревателя наведені в таблиці 6.

Таблиця 6 - Конструктивна і теплова характеристики воздухонагревателя [2]

Показник

Обсяг печі

2824 м 3

Висота воздухонагревателя повна, м

Діаметр воздухонагревателя, м

Радіус купола, м

Камера насадки:

висота, м

корисне перетин, м2

Камера горіння:

висота, м

розтин, м2

Температура, град. С:

купола

дуття

відхідних газів

44,2

9,19

4,68


43,3

42,0


33,7

6,06


1300-1550

1250

400

3.2.3 Подача та завантаження шихти

Агломерат і кокс у прийомні бункера шихтоподачі подаються системою конвеєрів безпосередньо з агломераційного і коксохімічного виробництв комбінату. Добавки також подаються конвеєрами зі спеціального приймального пристрою. Коксова дрібниця подається в спеціально виділений бункер, обладнаний гуркотом з діаметром отворів сит 15 мм.

Нормальний запас агломерату, окатишів, руди і коксу в прийомних бункерах визначається обсягом бункерів. Повнота заповнення бункерів матеріалами повинна бути не менш ніж на 2 / 3 їх місткості. Повне спорожнення бункерів забороняється.

Кокс, агломерат, окатиші видаються з бункерів безпосередньо на доменний конвеєр за схемою: прийомний бункер, 3 гуркоту типу ГСТ-62, ваговий бункер з регульованим затвором, збірна воронка, доменний конвеєр для подачі шихти на вищий. Добавки видаються з бункерів живильниками у вагові бункера і далі на доменний конвеєр без відсіву дрібниці. При цьому регульовані затвори вагових бункерів встановлюються в положення, що виключає переповнення конвеєра доменного.

Безперебійна ритмічна завантаження матеріалів в доменну піч в заданій послідовності і встановленої маси із забезпеченням сталості рівня засипу на колошнике є одним з основних умов рівного і сталого ходу печі.

3.2.4 Очищення доменного газу

Кількість пилу в газі змінюється в залежності від ступеня підготовки сировини до плавки, міцності коксу і рівності ходу печі. Вміст пилу в газу різко скорочується при роботі печей на режимі підвищеного тиску газу на колошнике. За кількістю пилу, що залишається в газі після його очищення, остання класифікується на грубу, напівтонких і тонку. За способом очищення газу газоочисні кошти поділяють на сухі і мокрі. Груба очищення проводиться сухим способом. Напівтонких очищення газу здійснюють мокрим способом, тобто рясним зволоженням газу, після якого змочені частинки пилу віддаляються разом з водою з газового середовища вигляді шламу.

Тонка очищення є кінцевою стадією очищення газу і вимагає обов'язкової попередньої підготовки для отримання належного ефекту. Тонка очищення здійснюється фільтрацією газу через тканинні фільтри або наелектризованість частинок пилу і притягненням їх провідниками електричного струму в електростатичних апаратах або пристроях, що працюють за принципом тісної перемішування газу з водою.

Для очищення доменного газу в нашому випадку прийнята наступна схема газоочистки у відповідності з рисунком 1 (позначення в тексті).

Пиловловлювач 1 з відцентровим підведенням газу. Основні параметри: швидкість газу на вході 12 нм / с; швидкість підйому газу 1,1 нм / с; ступінь очищення газу 50%; час перебування газу 13 с. Скрубер 2 - порожнистий форсунковим скрубер являє собою шахту (колону) круглого перерізу, у верхній частині якої розміщено кілька ярусів зрошення з великим числом форсунок, які розпилюють воду і створюють рівномірний потік дрібних крапель води, що рухаються вниз. Нижня частина скрубера закінчується конусом і заповнена водою, рівень якої підтримується постійним. Запилений газ підведений знизу, розподіляється по всьому перетину і рухається вгору. У результаті відбувається контакт частинок пилу з краплями води, тим самим, здійснюється очищення газу від пилу. У скрубберах досить ефективно уловлюються частинки пилу більше 10 мкм (0,01 мм). Частки розміром менше 5 мкм практично не уловлюються. Труби Вентурі 3 - Скрубери Вентурі є найбільш поширеним і ефективним типом мокрого пиловловлювача, який забезпечує очищення газів від частинок пилу практично будь-якого дисперсного складу.

Конструктивно скрубер Вентурі являє собою поєднання зрошуваної труби Вентурі та краплевловлювача. Труба Вентурі складається з звуження на вході-конфузор і плавного розширення на виході-дифузора. Переживши перерізу труби Вентурі отримав назву горловини. Принцип дії труби Вентурі заснований на інтенсивному роздробленні частинок орошающей рідини газовим потоком, що рухаються з високою швидкістю (порядку 50 - 150 м / с. Осадженню частинок пилу на краплях зрошувальної рідини сприяють турбулентність газового потоку і високі відносні між частинками пилу і краплями. Труба Вентурі ефективно працює на пилях із середнім розмірів частинок 1-2 мкм у широкому діапозоні початковій концентрації (0,05-100 г./м3).

Краплевловлювач 4, дросельна група 5, краплевловлювач 6, нагрівальний елемент 7, ГУБТ 8.

3.2.5 Прибирання і переробка рідких продуктів плавки

Для транспортування рідких продуктів плавки споживачам використовуються чавуновозних ковші грушоподібної форми ємністю 100 тонн. Шлаки перевозиться в шлаковозів конічної форми ємністю 16,5 м 3.

Технічна характеристика чугуновоза і шлаковозе представлена ​​в таблиці 7.

Таблиця 7 - Технічна характеристика чугуновоза і шлаковозе

Найменування

Величина

Модель чугуновоза

Ємність ковша корисна, т

Довжина чугуновоза по осях автозчеплень, мм

База чугуновоза, мм

База візка, мм

Швидкість руху, км / год (не більше)

Зусилля на вісь візка, тс

Маса чугуновоза навантаженого, т

порожнього без футеровки, т

Шлаковозе

Ємність чаші, м3

Маса чаші, т

Довжина шлаковозе по осях, мм

Кут повороту чаші, град

Час повороту чаші, хв

Потужність приводу, кВт

Швидкість обертання, об / хв

Швидкість навантаженого шлаковозів, км / год

Маса порожнього шлаковозів, т

Г-9-100

100

8200

4160

1300

15

40

156

37,2


16,5

19,7

7850

118

1,5

22

705

15

63,2

4. Автоматизація та механізація виробничих процесів

4.1 Контрольно-вимірювальна та регулююча апаратура

4.1.1 Витрата, температура і вологість дуття

Система автоматичного регулювання витрати і параметрів (температури, вологості, вмісту кисню тощо) дуття є однією з найбільш досконалих і надійних підсистем автоматичного регулювання доменного процесу.

Ця система складається з наступних підсистем:

- Стабілізація роботи повітродувок на пароповітряної станції;

- Стабілізація витрати і параметрів пари, природного газу, доменного газу, кисню;

- Управління роботою і регулювання температури воздухонагреватедей;

- Регулювання витрати дуття відповідно до ходу доменного процесу

- Регулювання вологості;

- Регулювання співвідношень витрат дуття, пари і кисню;

- Регулювання температури дуття.

Крім цього, система автоматичного регулювання дуття функціонально пов'язана з системою розподілу дуття по фурмах та регулювання співвідношень гарячого дуття, природного газу та холодного кисню, що вдихається через кожну фурму.

Кожна з підсистем складається з датчиків Д величини регульованого параметра, вторинного реєструючого і показує приладу (Vi, ​​hi, Wd, Ck, h) регулятора Pi та виконавчого механізму, що реалізують заданий режим контролю і регулювання.

Задатчики працюють в режимі ручного управління з імпульсом від оператора або автоматичного пристрою. В останньому випадку задатчик за допомогою відповідного логічного пристрою, що реалізує заданий алгоритм узгодження навантажень або синхронізації, пов'язаний з відповідними підсистемами Сард або системами автоматичного регулювання доменного процесу.

Завданням систем стабілізації є підтримання витрат, тиску і температури компонентів, вдувається в піч, на заданому рівні. Всі системи стабілізації, за винятком системи автоматичного регулювання температури гарячого дуття, є стандартними ЕАР, використовують стандартну апаратуру.

Автоматичне регулювання температури гарячого дуття здійснюється установкою, що складається з: вимірювального органу; електронного регулюючого потенціометра; ізодромного регулятора і дросельного клапана (встановленого в змішувальному повітропроводі) з виконавчим механізмом.

Регулятор підтримує температуру гарячого дуття на заданому рівні незалежно від кількості дуття. При відхиленні температури від заданого рівня, регулятор дає команду виконавчого механізму на відкриття або закриття дросельного клапана в залежності від знаку розбалансу. Дросельний клапан, переміщуючись під впливом виконавчого механізму, відповідно зменшує чи збільшує кількість холодного повітря, що надходить у повітропровід гарячого дуття.

САР температури дуття відрізняється конструкцією змішувального клапана, що має замість однієї дві заслінки: одну діаметром 0,5 м, для нормальної роботи на дуття, іншу діаметром 1,2-1,5 м для роботи в пускових режимах на дуття. Переключення приводів їх виконавчих механізмів автоматичне.

Другою особливістю цієї системи є зв'язок з САР перекидання клапанів повітронагрівачів через спеціальний пристрій, що вимикає на заданий інтервал часу (5-10 с) регулятор температури дуття і і відкриває малу засувку змішувального клапана повністю, в результаті чого не відбувається надмірного підвищення температури дуття в момент перемикання з остиглого воздухонагревателя на нагрітий.

САР вологості дуття підтримує вологість дуття шляхом добавки пари. Датчиками служать психометрії чи термоадсорбери, мають практично однакові характеристики.

Дуже важливим для нормальної роботи доменної печі є рівномірне надходження дуття через всі фурми. Фактично ж, кількість дуття, що надходить через кожну фурму, як показують виміри, сильно коливається. Ці коливання викликаються нерівномірним розподілом матеріалів по колу, яке повністю не усувається навіть обертовим розподільником, а також одностороннім підведенням дуття до кільцевого повітропроводу, що розподіляє дуття по фурмах.

4.1.2 Розподіл шихти і газових потоків

Розподіл ведеться або по перепаду тиску по висоті шахти, або по температурі газу в шарі шихти у верхній зоні колошника, або по температурі і хімічним складом газу в газоходах.

Вимірювання тиску здійснюється на двох горизонтах шахти: вгорі і внизу за допомогою похилих конічних водоохолоджуваних труб, встановлених по 3-4 штуки на кожному горизонті і з'єднаних з вимірювальними приладами - сифонними дифманометрами ДС-362 за допомогою імпольской мережі.

Таким чином, виробляється імпульс - перепад тиску. Регулятор дає команду на пропуск відповідної фіксованого зупинки для розвантаження шихти.

Якщо застосовується система подачі шихти протягом заданого інтервалу часу не змінить перепад тиску, то логічний пристрій перемикає САР на регулювання порядку завантаження шихтових матеріалів, призначаючи в сектор зі зниженим перепадом тиску розвантаження дрібних або рудних матеріалів.

4.2 Автоматизоване регулювання теплового стану і сходу шихти

4.2.1 Тепловий стан елементів печі

Кладка доменної печі захищена зовні металевим кожухом і зсередини спеціальними холодильниками, розташованими горизонтальними рядами по всій висоті шахти, распара і заплічок.

Не дивлячись на інтенсивне охолодження, кладка по ходу кампанії руйнується, створюючи небезпеку руйнування металевого каркаса. Особливо небезпечно руйнування за обсягом поду і периметру кладки по горизонтах.

У системі автоматичного регулювання доменним процесом передбачена установка системи автоматичного контролю температури кладки. Основним елементом контролю є комутатор, підключає в певному порядку відповідні термопари до вимірювального, який реєструє і показує прилад.

Контролюється також температура охолоджуючої води в усіх холодильниках. Основним завданням є виявлення прогара холодильників і особливо фурм і фурменої амбразур, так як датчики у вигляді термосопротивлений прогар не виявляють і вода через отвір, що утворився потрапляє в піч, руйнуючи кладку, викликаючи місцеве охолодження шихти і порушуючи нормальний хід печі.

4.2.2 Швидкість сходу шихти

Контроль та регулювання сходу шихти є найважливішими операціями управління доменним процесом, тому що визначають ефективність усіх основних процесів: відновного, газодинамічного і теплового.

Найбільш поширені системи автоматичного регулювання швидкості сходу шихти з імпульсами «зверху», виробленими механічними або радіометричними рівнемірами типу УРМС-2 і УРМС-2М. Джерелом випромінювання є ізотоп З активністю 0,32-0,45 Кі. Два джерела гамма-випромінювання встановлюють в амбразурах верхнього ряду захисних сегментних плит колошника в діаметрально протилежних точках. Випромінювання сприймається детекторами, розміщеними в водоохолоджуваних штангах, що опускаються і піднімаються перед герметично закриває отвір у кожусі колошника приблизно по осі кожного газоходу. Опускання і підйом здійснюють тросовими лебідками з електромеханічним приводом. Електричні сигнали детекторів випромінювання по кабель - тросу виводяться з печі назовні до лебідок і передаються в імпульсну ланцюг до блоку управління, де порівнюються з опорним потенціалом (V о = 0,5 Vmax). Новоутворена різниця потенціалів V р = Vc - Vo передаються на релейний підсилювач блоку управління, який комутує обмотки двигуна лебідки так, що при Vc <Vo відбувається підйом, а при Vc> Vo опускання штанги з детектором випромінювання.

4.3 Механізація робіт на ливарному дворі та інших ділянках

Питання механізації трудомістких процесів доменного виробництва є виключно важливими. Вони не можуть вважатися вирішеними повністю.

В даний час до обладнання, механізують трудомісткі роботи на ливарних дворах доменних печей, належить:

- Крани ливарного двору;

- Трамбування і розрихлювачі вібраційної дії;

- Різні пристрої для підриву і видалення скрапу;

- Зрізи для оброблення футляра чавунної льотки;

- Механізовані пересувні балки для обслуговування жолобів і ливарних дворів.

5. Безпека і екологічність

5.1 Небезпеки і шкідливості доменного виробництва

Доменне виробництво характеризується безперервністю і періодичністю технологічних і трудових операції, роботи механізмів, устаткування.

У цих умовах небезпечні та шкідливі виробничі фактори виявляють себе постійно або періодично. До постійно діючим небезпечним і шкідливим виробничим факторам відносять: рухомі і обертові частини механізмів і обладнання, переміщення вантажів, теплові випромінювання, шум, вібрація. А до періодично чинним - розплавлений і нагрітий метал, запиленість, загазованість та ін

5.1.1 Загазованість атмосфери

У доменному виробництві можуть виділятися такі шкідливі для здоров'я гази та речовини: окис вуглецю СО, сірчистий газ SO 2, вуглеводні СН і ціанисті сполуки.

Залежно від умов плавки та якості виплавленого чавуну доменний газ може мати такий склад: 11 - 17% З O 2 * 22 -28% CO; 1,5 - 7,5% Н 2; 0,1 - 0,3% CH 4 і 50 - 57% N2.

Різні складові доменного газу (СО, N 2, CO 2, H 2) по-різному діють на людський організм, викликаючи отруєння і задуха. Окис вуглецю легко адсорбується пилом, смолою, проникає через найменші тріщини.

Окис вуглецю - основна газова шкідливість в доменному цеху. Потрапляючи в легені, окис вуглецю вступає в хімічну сполуку з гемоглобіном і утворенням карбоксигемоглобіну, що перешкоджає переносу кисню кров'ю з легенів до тканин організму. При отруєнні окисом вуглецю найбільше страждає центральна нервова
система, а також органи дихання.

5.1.2 Вибухонебезпечність

Гази, що застосовуються і які утворюються в доменному виробництві, легка займистість, що може викликати їх займання та вибухи.

Вибухи відбуваються при змішуванні газу з повітрям у певних співвідношеннях. У всіх випадках вони є наслідком неправильних дій персоналу або несправності обладнання. Вибухи можуть відбуватися; в доменній печі, межконусном просторі, трубопроводах, повітронагрівачі, пиловловлювачі, повітродувних машинах, скрубберах, горновий жолобі при сушінні, теплушках, опалювальних газом приміщеннях, де може накопичуватися газ.

Крім газових вибухів, в доменних цехах можливі вибухи, викликані рідкими продуктами плавки (чавуном і шлаком). Ці вибухи відбуваються при взаємодії вологи з розплавленим металом і шлаком. Вони супроводжуються сильним звуком, розкиданням великої кількості бризок та іскор, що може призвести до тяжких травм.

Такі вибухи є наслідком неправильних дій горнових, разливщиков, ковшових тощо

5.1.3 Температурні умови і випромінювання

Теплове опромінення, якому піддається персонал біля доменних печей, коливається в дуже широких межах (від 0,5 до 16 кал / см хв; від 0,35 до 1,12 Вт / см 2). Джерелом випромінювання є розплавлені
маси чавуну і шлаку (температура чавуну 1380-1500. ° С, шлаку 1450
- 1600 ° С), гарячий агломерат (температура 500 - 700 ° С), полум'я газів
(При сушінні жолобів і футляра), нагріті елементи обладнання та
конструкцій, а також дуга електрозварювання.

Наближення до джерел тепла і безпосередній дотик до них викликає опіки шкіри і важкі травми. Виконання трудових операцій в робочій зоні з підвищеною тепловим навантаженням може призвести до теплового удару. Найбільш небезпечними ділянками в доменному цеху, де може статися тепловий удар, є: місце вивантаження гарячого агломерату та подання його в скіп, горн доменної печі, міжконусного простір при ремонтах і ін

5.1.4 Запиленість

У доменному цеху пил утворюється в наступних місцях: на рудному дворі і бункерній естакаді при розвантаженні шихтових матеріалів, в підбункерних приміщенні при наборі і зважуванні шихти, в скиповой ямі, на колошнике при завантаженні печі, під час випуску пилу з пиловловлювачів, при випусках чавуну і т.д.

Залежно від якості шихтових матеріалів виділяється в атмосферу пил може мати різний гранулометричний хімічний склад.

Пил підбункерних приміщення, рудного двору і бункерної естакади утворюється з мінеральної і горючої частини шихти. Вона характеризується високою дисперсністю з переважанням фракцій 2-4 мкм і містить велику кількість вуглецю, окислів кремнію і заліза.

Середній гранулометричний склад пилу в зоні дихання машиніста вагон-вагів під час набору агломерату наведено в таблиці 8.

Таблиця 8 - Фракційний склад колошникового пилу

Розмір частинок,
мкм

+500


500 ... 20
0

200 ... 90


90 ... 40


40 ... 1

-10


Вміст,%

1,2

21,0

40,5

30,2

3,9

3,2

5.1.5 Шум і вібрація

Джерелами постійних шумових навантажень є віброживильники, пластинчасті конвеєри, коксові грохоти, вентиляційні
установки, мотор-генератори машинних залів, витоку повітря, різні звукові сигнали і т.д.

Крім шумових навантажень, на організм людини шкідливо діє
вібрація. Вібрації в доменному цеху створюються при русі поїздів
по бункерній естакаді, роботі виброгуркіти і віброживильників, при
русі скіпів по похилому мосту та роботі механізмів машинного залу. Сильні вібрації створюють вентилятори пальників повітронагрівачів.

5.1.6 Насиченість механізмами і транспортують засобами

Наявність в доменних цехах великої кількості механізмів, транспортних і вантажопідйомних засобів створює певну небезпеку для обслуговуючого персоналу.

Травматизм виникає при неправильній організації робіт, неузгодженості дій персоналу, відсутності огорож, блокувань, сигналізації, запобіжних пристроїв, недотриманні габаритів і несправності механізмів.

Обертові частини машин та інструменту можуть завдати удару робітникові, захопити його спецодяг або рукавиці. Наприклад, в доменних цехах бувають випадки травм рук при установці бура в машину, призначену для розтину чавунної льотки. Причина цих травм - неузгодженість дій Горнового, що встановлює бур, і Горнового, що включає механізм.

5.1.7 Підйомно-транспортні роботи. Переміщення вантажів

Ділянки доменного цеху обладнані вантажопідйомними механізмами. Однак в окремих випадках (у місцях, недоступних вантажопідйомним засобів) доводиться переміщати вантажі вручну - перенесення інструменту, фурм, сопів, деталей змінного обладнання, іноді балона з киснем. Цю роботу виконують робітники, що мають достатній досвід і навички.

Основними вантажопідйомними засобами в доменних цехах є крани, кантувального лебідки розливних машин, вантажопідйомні лебідки, монорейкові візки, автонавантажувачі, кран-балки.

Крани ливарних дворів забезпечують підйом і вивантаження контейнерів із заправними матеріалами, прибирання канав і вивантаження скрапу, а також підйом і переміщення необхідного обладнання.

5.2 Забезпечення безпеки праці

5.2.1 Зниження впливу шкідливих впливів загазованості

На робочих місцях допускається вміст у повітрі: окису вуглецю 20 мг / м 3, сірчистого газу 10 мг / м 3, природного газу 1 л / м 3. Перевищення цих норм не допускається.

Дотримання гранично допустимих концентрацій досягається герметизацією доменних печей, газових трас, пиловловлювачів і арматури. Важливу роль відіграє раціоналізація обладнання, організація технологічного процесу, комплексна автоматизація і механізація, впровадження автоматичного та дистанційного контролю і управління.

З'являються джерела газу - несправність обладнання, розриви кожуха доменної печі, пиловловлювачів та газопроводів - слід негайно усунути.

Якщо людина працює в атмосфері, що містить окис вуглецю, не більше 1 год, то гранично допустиму концентрацію СО можна підвищити на 50 мг / м 3, при тривалості роботи не більше 30 хв - до 100 мг / м 3, при тривалості роботи не більше 15 хв - до 200 мг / м 3 повітря.

Повторні роботи в умовах підвищеного вмісту окису вуглецю в повітрі дозволяється проводити з перервою не менш ніж у 2 ч.

Попереджувальними заходами в боротьбі з газовими отруєннями є, перш за все облік небезпечних ділянок виробництва, заборона робіт в газонебезпечних місцях без ізолюючої апаратури і газорятувальника. Всі газонебезпечні місця в цеху позначаються плакатами, мають двері і закриваються на внутрішній замок. Ключ знаходиться у майстра доменної печі і видається за необхідності проведення робіт і оформленому дозвіл на роботу в газонебезпечному місці, де вказується завдання та умови його виконання.

Працювати в газонебезпечних місцях дозволяється особам, які пройшли медичний огляд і допущеним до роботи в ізолюючої апаратурі. Вони повинні пройти навчання при газорятувальної станції та отримати відповідне посвідчення.

Призначені на роботу в газонебезпечних місцях розподіляють між собою обов'язки так, щоб під час роботи одних, інші перебували у недоступних впливу газів місцях і стежили за роботою і станом товаришів, змінювали їх через певний час, а в разі небезпеки допомагали вийти з отруєної атмосфери. На роботу в газонебезпечних місцях слід ставити не менше двох осіб.

У доменних цехах багато робіт проводиться на шахті печей (газонебезпечних місцях I групи). Невеликі габарити, наявність розкосів, колон, сходів, розведення системи охолодження створюють додаткові труднощі при видаленні постраждалого із загазованої зони. У зв'язку з цим рекомендується виконувати роботи на шахті доменної печі та інших важкодоступних місцях бригадою не менше двох осіб, крім газорятувальника.

Заходи першої допомоги при отруєнні газом залежать від ступеня отруєння потерпілого. У всіх випадках постраждалого треба вивести, а при важких отруєннях винести з загазованій середовища на свіже повітря.

Виводити потерпілого з газового середовища слід з урахуванням напрямку руху вітру. Вимикати постраждалого з апарату не можна аж до досягнення місця, де концентрація окису вуглецю у повітрі буде нижче санітарної норми. При отруєнні дуже важливо швидко організувати видалення постраждалого із загазованого місця, надати долікарську допомогу, викликати лікаря та інструктора газорятувальної пункту.

Долікарські заходи повинен вміти застосовувати кожен працівник цеху. На практиці першу допомогу надає газорятівник. При важкому отруєнні (свідомість і дихання відсутні, але робота серця триває) необхідно на свіжому повітрі негайно приступити до штучного дихання. З появою сталого природного дихання штучне дихання припиняють.

5.2.2 Зменшення впливу теплових впливів

Джерела теплових впливів створюють несприятливі умови для виконання робіт. У зв'язку з цим нормами для важкої категорії робіт (доменне виробництво) на постійних робочих місцях встановлені наступні оптимальні параметри повітряного середовища: температура 17-20 ° С, відносна вологість 40 - 60% і швидкість руху повітря не більше 3 м / сек. Допускається підвищення температури на 5 ° більш зовнішньої температури, але не понад 28 ° С і зниження швидкості повітря на 1 - 1,5 м / сек, але не менш ніж на 0,5 м / сек. Теплове навантаження на робочих місцях не повинна перевищувати 300 ккал / м 2 год (0,5 кал / см 2 хв; 0,35 Вт / см 2).

У горна, на деяких ділянках завантаження, у розливних машин, де теплове навантаження перевищує (0,35 Вт / см), встановлюють вентилятори, застосовують повітряне душірованіе, високодисперсні розпилення води, холодне екранування, а також обладнають приміщення для відпочинку, температура в яких підтримується на рівні 22 ° С. У місцях групового відпочинку слід застосовувати установки для охолодження і кондиціонування повітря. Температура та швидкість повітря при користуванні повітряними душами в доменних цехах повинні бути в літній час 18-22 ° С і 2-3 м / сек, а в зимовий 16-18 ° С і 1-3 м / сек. Для зменшення перегріву від випромінювання вживають таких заходів: своєчасне забезпечення персоналу спецодягом, розвиток автоматизації і механізації трудових і виробничих процесів, тепло ізоляція робочих місць і трубопроводів, раціональна організація виробництва, застосування теплоізольованих сопів і т.д. Природна вентиляція за допомогою ліхтарів на дахах будівель ливарних дворів і прорізів у стінах забезпечує необхідний відвід гарячого повітря. У зимовий час всі отвори, створюють протяги, слід закривати.

5.2.3 Попередження пилоутворення і зниження запиленості робочих місць

Особливо небезпечна для організму пил, що містить кремнезем. Величини гранично допустимих концентрацій її залежать від наявності вільної кремнекислоти, особливо в кристалічних модифікаціях (кварц, кристобаліт, тридимит). Нормами допускається вміст пилу не більше 1 мг / м 3 повітря (при пилу, що містить понад 70% вільного SiO 2); при вмісті в пилу 10 - 70% SiO 2 гранична запиленість повітря не повинен перевищувати 2 мг / м 3, а якщо в пилу міститься менше 10% SiO 2 - 4 мг / м 3.

Для зниження запиленості повітря в доменних цілях велике значення має поліпшення якості сировинних матеріалів, максимальне скорочення і навіть повна ліквідація в них дрібниці. Отримання міцного агломерату, окатишів, відсів дрібниці - головне напрямок не тільки з точки зору технології, але і з точки зору забезпечення нормальних умов праці робітників доменних цехів. Дрібниця і пил слід відсіювати від залізорудній частині шихти в місцях виробництва і підготовки сировини.

Для боротьби з пилом в умовах виробництва слід застосовувати аспірацію устаткування, відсмоктування і фільтрацію запиленого повітря перед викидом його в атмосферу. Герметизація устаткування і робочих місць, зволоження пилять матеріалів, де це можливо, значно знижують вміст пилу в повітрі. Там, де в даний час неможливо домогтися санітарних норм з запиленості повітря, застосовується відповідна спецодяг та засоби індивідуального захисту.

Важливе значення має також пристрій на робочих місцях умивальників і душових, якими робітники можуть користуватися періодично під час зміни.

5.2.4 Зниження шуму і вібрацій

Допустимі рівні шуму залежать від частотного складу звуку. При низькочастотних шумах допускається гучність 90 - 100 дБ, при середньочастотних 85 - 90 дБ і при високочастотних 75-85 дБ.

Чутливість до вібрацій залежить від їх фізичних характеристик. Струсу починають відчуватися, коли прискорення вібрацій досягає 1% від нормального прискорення сили тяжіння (9,81 см / с 2), і стають неприємними, коли прискорення досягають 4 - 5% прискорення сили тяжіння. Гранично допустимі величини вібрацій (частота, амплітуда коливань, швидкість і прискорення коливального руху) визначаються за спеціальними таблицями, згідно з розробленими нормам.

У доменних цехах боротьба з шумами та вібрацією полягає в забезпеченні належної щільності повітропроводів, газопроводів, арматури, кожухів печі і повітронагрівачів. Крім того, необхідно стежити за закріпленням всіх конструкцій та правильної балансуванням механізмів і вентиляторів.

Особливу роль у ліквідації впливів шуму і вібрацій грають механізація і автоматизація виробничих процесів - автоматична перекидання клапанів повітронагрівачів, дистанційне керування краном ливарного двору і ін

Зниження шуму може бути досягнуто пристроєм глушників, наприклад відведенням повітря із клапана «снорт» в димову трубу, пристроєм вихлопних клапанів з вбудованим приводом у межконусном просторі.

Застосування амортизаторів і м'яких ущільнень на трасах вентиляційних систем, дифузорів з брезенту, окожушіваніе, застосування амортизуючих підвісок на вібродвігателях, заміна канатних зондів ланцюговими знижують шум і вібрацію.

Прикладом технічного вирішення питання зменшення шумів на дроселях високого тиску може служити подача води в потік газу при проході його через дросельну групу. Конструкція дросельної групи при цьому не змінилася.

Окрім технічних заходів, для зменшення шуму і вібрацій необхідно застосовувати заходи організаційно-санітарні: зменшення кількості звукових сигналів, застосування звуковбирних і звукоізолюючих матеріалів.

5.3 Охорона навколишнього середовища

5.3.1 Охорона та очищення водойм

На підприємствах чорної металургії водоспоживання досягає
великих обсягів, тому раціональне використання води є
дуже важливою проблемою. Стічні води металургійного підприємства діляться на виробничі, використані в технологічному процесі та для прибирання приміщень і території підприємства, побутові - від харчоблоків та санітарно-побутових приміщень та атмосферні.

Виробничі стічні води підрозділяються на забруднені і умовно чисті стічні води. Склад забруднених стічних вод
визначається видом виробництва, призначенням використовуваної води і
типом переробляються сирих матеріалів. Основними забруднюючими домішками стічних вод доменного цеху є різні завислі речовини мінерального походження, розчинні кислоти, луги та солі. Умовно чисті стічні води утворюються при використанні води для охолодження металургійних агрегатів, при цьому вода лише нагрівається, практично не забруднена.

Стічні води, які спускалися у водойми, повинні бути піддані очищенню до такої міри, щоб не викликати будь-яких змін у стані водойми. Необхідна ступінь очищення стічних вод, що спускаються у водойму, визначається вмістом зважених часток, засвоєнням стічними водами розчиненого кисню, забарвленням, запахом, сольовим складом і температурою води, а також ГДК токсичних домішок та інших шкідливостей.

Механічні методи використовують при первинному очищенні стічних вод для видалення мінеральних і органічних домішок, що знаходяться в нерозчинених або колоїдному стані. Вони включають проціджування, відстоювання, центрифугування, фільтрування стічних вод.

При хімічній очистці зі стічних вод забруднення виділяються, в результаті реакцій між вводяться у воду реагентами і забруднювачами з утворенням з'єднанні або випадають в осад, або газоподібних речовин. До числа хімічних методів відноситься нейтралізація, коагулювання, хімічне окислення, озонування.

Фізико-хімічні методи використовують для глибокої або додатковому очищенню стічних вод. Вони включають сорбцію, екстракцію, флотацію, електроліз, кристалізацію та ін

Стічні води металургійних виробництв, крім очищення, піддають охолодженню і перед спуском у водойми і при використанні води для оборотного водопостачання. Для охолодження води застосовують такі споруди: прудоохладітелі, бризгательние басейни, баштові та вентиляторні градирні. Розміщення охолоджувачів на майданчиках підприємств має забезпечити безперешкодне надходження до них повітря, мінімальну протяжність трубопроводів і каналів, а також виключення обмерзання будівель і споруд.

Доменне виробництво є джерелом забруднення атмосферного повітря. Забруднене повітря утруднює дихання і є причиною гострих респіраторних захворювань.

5.3.2 Очищення викидів в атмосферу

Викиди в доменному виробництві поділяються на технологічні і неорганізовані.

До технологічних викидів відноситься колошникового газ. У колошниковому газі міститься оксид вуглецю СО, пил, метан СН 4, водень Н 2 і незначні кількості сірководню H 2 S і діоксиду сірки SO 2. Питома вихід технологічних газів залежить від витрати коксу і становить 2,0 - 2,5 тис. м 3 / т чавуну, що містить до 3% монооксиду вуглецю. Питома вихід пилу з технологічними газами становить 50-100 кг / т і залежить від тиску доменного газу під колошником.

Неорганізовані викиди пилу починаються фактично з надходження шихтових матеріалів в доменний цех. Частина цих викидів потрапляє у виробничі приміщення, а частина видаляється системою аспірації.

Забруднення повітря в доменному виробництві відбувається так само і при грануляції шлаку. При виробництві гранульованого шлаку на пріпечних установках норми викидів забруднюючих речовин в атмосферу складають:

  • по діоксиду сірки - до 4,5 г / с,

  • по сірководню - до 1,5 г / с,

  • по парах сірчаної кислоти - до 1,5 г / с.

Скиди шламових вод з УПГШ допускаються в обсязі до 10м 3 / год з концентрацією завислих речовин до 100 мг / л.

Відходи очищення шламових відстійників, що представляють собою граншлак дрібних фракцій (менше 0,25 мм), належить до матеріалів 4 класу небезпеки. Осад граншлака повинен вичерпувати з відстійників грейферним краном, зневоднюється, і підуть на склад граншлака цеху шлакопереробки відповідними конвеєрами.

З урахуванням знешкодження газів, що видаляються від установок прідоменной грануляції шлаку, сумарні викиди зменшуються у 8 разів. В даний час поставлено завдання повного припинення скидання шлаку у відвали. Новозбудовані доменні печі на Криворізькому і Новолипецькому металургійних комбінатах обладнані закритими установками прідоменной грануляції шлаку, в яких передбачено зв'язування сірчистих сполук у процесі грануляції з відведенням залишкової кількості шкідливих речовин в атмосферу через труби висотою 100 м. Ведеться будівництво закритих установок для позапічної грануляції шлаку. Надалі такими пристроями будуть обладнані всі існуючі установки для отримання гранульованого шлаку і пемзи, але для цього їх необхідно реконструювати.

Останнім часом питання екології зажадали особливої ​​уваги. Антропогенний вплив на нашу планету пов'язано з інтенсивним видобутком сировинних ресурсів і викопних палив, насиченням атмосфери «парниковими» газами, які ведуть до зміни клімату. Всупереч рекомендаціям Протоколу Кіото обсяги викидів і зростання концентрації діоксиду вуглецю в них продовжують рости. Не секрет, що для суттєвого скорочення викидів вуглекислого газу необхідна заміна старих традиційних технологій принципово новими, що вимагає величезних капіталовкладень. Так, витрати на модернізацію промисловості США з метою скорочення емісії СО 2 на 20% нижче рівня 1990 р. можуть скласти до 3,6 трлн дол [5].

Споживаючи близько 20% всіх видобутих вуглеводневих енергоресурсів і в кінцевому підсумку перетворюючи їх в основному в діоксид вуглецю, металургійне виробництво значно підвищує глобальні промислові викиди СО 2. Як випливає з оціночних розрахунків, викиди СО 2 при виплавці чавуну складають 15-20% емісії СО 2 всієї світової промисловістю. Показники подані відповідно до рисунку 2.

Рисунок 2 - Глобальні викиди СО 2 і викиди СО 2 при виробництві чавуну

У всьому світі ведеться широкий пошук способів скорочення викиду діоксиду, в тому числі нових рішень з виробництва первинного заліза, що дозволяють знизити шкідливе навантаження на навколишнє середовище. Так, в країнах, які широко використовують високотехнологічні процеси (США, Японія, Великобританія, Китай), спостерігається виразна тенденція зниження викиду вуглецю в атмосферу на одиницю ВВП. Цей показник становить для країн з розвиненою економікою 100-200 т / млн дол, для Росії -400 т / млн дол [5].

Основним споживачем енергії і джерелом емісії шкідливих речовин в навколишнє середовище є аглодоменний комплекс (більше 70% шкідливих викидів припадає на агломераційне і коксохімічне виробництва). Тому принципова зміна технології на цій ділянці виробничого циклу може дати відчутний ефект.

Одним з найважливіших шляхів вирішення проблем, пов'язаних з виробництвом та застосуванням коксу, є використання в доменному процесі пиловугільного палива (ПВП). У результаті знижується шкідливий вплив на навколишнє середовище (зменшується обсяг коксохімічного виробництва). Енергоємність доменного виробництва при цьому дещо зростає.

Застосування ПВП було розпочато в колишньому СРСР (на Донецькому металургійному заводі) раніше, ніж за кордоном. Однак низькі ціни на природний газ стримували розвиток цього напряму у вітчизняній металургії.

З розробкою застосування ПУТ міняється склад газів, що відходять, що впливає на екологічний стан довкілля.

Найбільш типовими і освоєними у промисловості процесами твердофазного відновлення є «Мідрекс» і кілька модифікацій процесу «Хіл». Так, в процесі «Мідрекс» відсутня коксохімічне виробництво. Енергоємність металу за цією технологією приблизно в 1,5 рази менше, ніж отриманого доменно-конвертерним процесом, а викиди вуглекислого газу менше приблизно вдвічі.

Обсяги викидів СО 2 при виробництві сталі за різними технологіями наведені нижче, кг / т:

Доменно-конвертерний процес 2010

Електродугова плавка металобрухту 640

Процес «Мідрекс» у поєднанні з електроплавки 1870

Будівництво міні-заводів істотно вплинуло на структуру виробництва чавуну. У світі (США, країни ЄС, Японія та ін) скорочується кількість доменних печей. Так, в США їх число скоротилося з 197 у 1975 р. до 36 в 2001 р., в країнах ЄС - з 154 в 1980 р. до 58 в 2001 р. і Японії - з 34 у 1990 р. до 30 в 2001 р .

При зменшенні числа печей, в першу чергу малого обсягу, значно вдосконалюється технологія доменного переділу.

Так, в США, при скороченні кількості печей на 34% до 2015 р. виплавку чавуну планується знизити лише на 13% (до 44 млн т / рік). При цьому витрата коксу зменшиться до 320 кг / т, витрата ПУТА збільшиться до 200 кг / т, питома продуктивність підвищиться до 2,9 т / м 3-добу [5].

Таким чином, екологічна проблема чорної металургії може бути радикально вирішена за рахунок ліквідації або істотного скорочення агломераційного і коксохімічного виробництв, збільшення використання водню як відновника і широкого впровадження електротехнології.

5.4 Попередження та ліквідація надзвичайних ситуацій

Аварія - небезпечна техногенний пригода, що створює на об'єкті або певної території загрозу життю та здоров'ю людини і призводить до руйнування будівель, споруд, порушення виробничого та транспортного процесу, а також нанесення шкоди навколишньому середовищу.

Аварійні умови на доменних печах виникають через неполадки на одній або декількох печах, а також можуть бути пов'язані з аваріями в енергетичних цехах заводу. У всіх випадках необхідно враховувати конкретну обстановку на печі, в цеху і на заводі і, погодившись з нею, вживати певних заходів до запобігання аварій. Якщо аварія допущена, вживаються заходи до швидкої її ліквідації. Основні аварії: зупинка повітродувної машини на доменну піч; розрив кожуха шахти; аварія з затвором пиловловлювача; мимовільний вихід чавуну в районі чавунної льотки; розрив газопроводу газу повітронагрівачів; вихід з ладу газового клапана повітронагрівачів.

Довговічність і надійність роботи сучасних доменних печей багато в чому визначаються ефективністю системи захисту кожуха печі і збереженням його міцності і геометричних характеристик від впливу високотемпературної атмосфери в печі, внутрішнього тиску шихти, рідкого чавуну і нагрітої кладки, підтриманням його температурного поля на певному рівні. Для виконання цих завдань застосовують водяне охолодження, і одним з найпоширеніших видів охолоджувальних пристроїв є литі чавунні холодильники, всередині яких залиті сталеві труби. По цих трубах в процесі експлуатації подається під тиском охолоджуюча вода.

Маса холодильників коливається від 200 кг до 5т в залежності від обсягу печі і місця їх розташування. Для виготовлення холодильників до теперішнього часу в СНД використовували сірий чавун з пластинчастим графітом, низьколегований хромом. Холодильники експлуатуються в жорстких термічних умовах. Так, тиск в доменній печі сягає 3 атм., Температура газів, що складаються з СВ і С0 2, сірчистих з'єднань, водню, парів води та інших, досягає в різних за висотою ділянках 1200-1700 ° С. Крім того, у разі відсутності футеровки холодильники піддаються абразивного зносу опускається шихтою. Односторонній нагрів приводить до постійного перепаду температур між контактної нагрівається поверхнею і стінкою, прилеглої до кожуха печі. Таким чином, холодильник повинен володіти одночасно жароміцністю, тривалої термостійкістю, оптимальним співвідношенням значень теплопровідності, теплового розширення, характеристик міцності.

Крім того, слід враховувати, що щодо швидке утворення сітки розпалу в чавуну з пластинчастим графітом, яка переважно складається з оксидів хімічних елементів чавуну і практично є не теплопровідної середовищем, що в свою чергу призводить до зменшення теплос'ема з холодильника і збільшує ймовірність прогара холодильника і кожуха печі.

План ліквідації надзвичайних ситуацій відповідно до технологічної інструкції представлений в таблиці 9.

Таблиця 9 - План ліквідації можливих аварій в газовому господарстві доменного цеху


Найменування
аварій

Послідовність заходів щодо
порятунку людей та ліквідації аварії


Виконавці, відповідальні за
виконання заходів щодо
оприлюдненню, рятування людей,
ліквідації аварії


Місця знаходження
коштів для порятунку
людей та ліквідації
аварії


Відповідальні
керівники робіт


1


Розрив
кожуха
шахти
печі


1. Взяти піч на «снорт»;
2. викликати газорятувальника, виставити
оточення небезпечної зони і видалити
людей з майданчика шахти і
колошника;
3. повідомити диспетчера газового
цеху;
4. при необхідності зупинити
піч;
5. повідомити начальника цеху про
аварії і викликати необхідний
персонал;
6. приступити до ліквідації аварії та її наслідків.


1. Майстер, газівник, перший,
помітив аварію;
2. служба ГСС після прибуття
оглядає майданчика шахти і
колошника з метою виявлення
постраждалих, видалення людей і
надання їм допомоги;
3. помічник нач. цеху з
механічного устаткування,
механік з персоналом.


Аварійна
газоізолірующая
апаратура знаходиться
в приміщенні пульта
управління доменною
піччю.


1. Начальник
(Заст. нач.) Цеху;
2. командний пункт
ліквідації аварії
розташований в
приміщенні пульта
управління
доменною піччю.


2


Аварія з
затвором
пиловловлювача (не закривається затвор
пиловловлювача)


1. Повідомити майстра, диспетчера

газового і доменного цеху про аварії;
2. перевести піч на низький тиск
і при необхідності взяти її на
«Снорт»;
3. викликати газорятувальника і виставити
оточення загазованої зони;
4. повідомити про аварію поч. цехи і
викликати необхідний персонал;
5. за наявності постраждалих викликати
медичний персонал;
6. при загорянні газу викликати
пожежну охорону;
7. приступити до ліквідації аварії.

1. Газовик, перший помітив
аварію;
2. майстер;
3. диспетчер;
4. газівник;
5. майстер-механік з персоналом.
Служба ГСС після прибуття
оглядає і оточує небезпечну
зону, виявляє потерпілих і
надає їм допомогу. Пожежна
команда при прибутті
зв'язується з керівником на
ліквідації аварій і діє за
його вказівкою.


Аварійна
газоізолірующая
апаратура знаходиться
в приміщенні пульта
управління доменною
піччю.


1. Начальник
(Заст. нач.) Цеху;
2. командний пункт
ліквідації аварії
розташований в
приміщенні пульта
управління доменною
піччю.


6. Аналіз та обгрунтування економічної доцільності прийнятих у проекті рішень

6.1 Організаційно правова форма підприємства

Акціонерне товариство - їм визнається товариство, встановлений капітал якого розділений на певне число акцій, учасники акціонерного товариства (акціонери) не відповідають за його зобов'язаннями і не несуть ризик збитків, пов'язаних з діяльністю товариства, у межах вартості приналежних їм акцій.

Акціонери не повністю оплатили акції, несуть солідарну відповідальність за зобов'язаннями акціонерного товариства в межах неоплаченої частини вартості належних їм акцій.

Відкрите акціонерне товариство - товариство, учасники якого можуть відчужувати належні їм акції без згоди інших акціонерів. Таке АТ вправі проводити відкриту підписку на випущені їм акції та їх продаж на умовах, встановлених законом та іншими правовими актами.

6.2 Фінансова оцінка проведеної програми

Продукція доменного цеху затребувана, як переробний продукт в мартенівському і конверторному переділі. На зовнішній ринок чавун не надходить.

6.2.1 Розрахунок виробничої програми доменної печі

Розрахунок виробничої програми проводиться з виплавки передільного чавуну. Добова продуктивність в номінальні добу на виплавці чавуну переробного розрахована за коефіцієнтом використання корисного обсягу:

P = Un / КІПО (1)

де, Un - корисний об'єм печі, мз;

КІПО - коефіцієнт використання корисного об'єму.

Р = 2824 / 0,4 = 7060 т.

Календарний час - 365 днів

Плановані простої - 13 днів

Фактичний час роботи печі - 352

Річний обсяг виробництва = Фактичний час х Продуктивність, т / добу

V пр-ва рік. = 352 х 7060 = 2485120 т / рік (2)

6.2.2 Розрахунок собівартості 1 т чавуну

Калькуляція собівартості передільного чавуну по доменному цеху за 12 місяців представлена ​​в таблиці 10.

Таблиця 10 - Калькуляція собівартості

Найменування статей витрат

За звітом

Кількість

Ціна

Сума

На 1 тонну

Сума

  1. Сировина і напівфабрикати

Руда залізна

Руда Запоріжжя

Руда Михайлівська

Разом по руді

Окатиші Костамукша

Окатиші Лебединський

Окатиші Михайлівські

Окатиші Кочканарскіе

Разом по котунів

Агломерат

Відсів окатишів

Шлаки зварювальні

Шлаки конверторний

Шлаки титанових

Скрап мартенівський

Разом по металошихти

Щебінь

Разом флюсів


0

60041

161397

221438

3983632

29259

0

40714

4053605

7555718

72969

19251

155069

3106

74043

12082230




585,03

121,72

247,34

373,68

331,66


423,45

373,88

364,19

155,05

33,87

12,47

109,19

74,79

359,35



0,00

35126068,56

19644542,31

54770610,87

1488603226,1

9704112,54

0,00

17240384,3

1515547723,1

2751708335,3

11314142,3

651942,05

1933945,1

339131,0

5537864,6

4341803694,2


0,000

0,008

0,022

0,030

0,535

0,004

0,000

0,005

0,544

1,016

0,10

0,003

0,021

0,000

0,010

1,624

0,000

0,000


0,00

4,72

2,64

7,36

200,09

1,30

0,00

2,32

203,71

369,87

1,52

0,09

0,26

0,05

0,74

583,6

0,00

0,00

  1. Паливо

Газ природний

Кокс вологий

Кокс сухий скіповий

Втрати коксу від подрібнений.

Вторинний відсів

Разом палива в ум. од.


855433

3155556

3113852

216656

0

3712655


315,23

0,00

863,12

530,76


827,52


269662056,7

0,00

2687623597

114993373,3

0,00

3072279027


0,115

0,424

0,419

0,029

0,000

0,499


36,25

0,00

361,2

15,46

0,00

412,9

Всього задано

12082230

613,64

7414082721

1,624

996,6

  1. Відходи виробництва

Скрап

Пил колошниковий

Чад

Разом відходів:


5140

28807

4608568

4642515


85,33

0,41

0,00

0,10


438615,0

11810,87

0,00

450425,87


0,001

0,004

0,619

0,624


0,06

0,002

0,00

0,062

Визнач за вирахуванням відходів

7439715

996,5

7413632296

1,00

996,5

  1. Витрати по переділу

Дуття ТЕЦ-ПВС тис. мз

Дуття-ТЕЦ-ПВС-2 тис. мз

Разом по дутью

Кисень компремір. тис. мз

Кисень некоіпремір. тис. мз

Кисень від АТ «АЗОТ»

Разом по кисню

Електроенергія тис. кВт / год

Пар Гкал

Вода техн. тис. мз

Газоочистка (дом. газ) т. Мз

Газ природний на повітря.

Азот тис. мз

Ел. Енергія ГУБТ

Стисле повітря тис. мз

Кисень технічний

Разом енергетичних витрат

ФОП

Відпустка поточного місяця

Разом із соцстраху

Разом повернень

Разом МШП

Разом по змінному устаткув.

Амортизація ОС

Разом з ремонтів

Разом з утримання ОС

Разом по інших витрат

Разом по транс. витрат

Разом з охорони праці


4266343

4188879

8455222

542746

193644

37255

773645

158537

140226,9

183672,3

2956850

41661,2

197834

9204

308477

4294,47


12,03

16,02

14,01

134,17

149,4

69,9

134,89

201,65

39,07

137,44

2,62

312,8

47,3

169,9

25,54

211,93


51331474

67120227

118451702

72821892

28930520

2603992

104356406

31968351

5479174

25244621

7753156

13031868

9358222

1564106

7879808

910120

325997538

41981115

3293189

16043692

-3519440

179730

14750599

21738711

110882399

46462830

12845810

31023174

1469651


0,573

0,563

1,136

0,073


0,026

0,099

0,104

0,021

0,019

0,025

0,397

0,006

0,027

0,001

0,041

0,000

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0


6,90

9,02

15,92

9,79


0,35

10,14

4,3

0,74

3,39

1,04

1,75

1,26

0,21

1,06

0,12

43,82

5,64

0,44

2,16

-0,47

0,02

1,98

0,92

14,9

6,25

1,73

4,17

0,20

Разом витрат по переділу



623149003

0

83,76

Витрати по розливанні



1749066

0

0,24

ВСЬОГО ВИТРАТ



8038530366

0

1080

  1. Попутна продукція

Шлаки ГГН-жид на грануляцію

на пемзу

на щебінь

Шлаки на грануляцію

Разом по шлаку

Газ доменний цехах

Втрати газу

Разом по газу доменному

Разом попутної продукції



19550

666400

1022499

1708449

5729460

1048781



0,38

0,13

1,16


20,20

0,00



7429

86632

1186098

1280159

115733652


115733652

117013811



0,003

0,09

0,137

0,23

0,77

0,141

0,00

0,00




0,00

0,01

0,16

0,17

15,56

0,00

15,56

15,73

ВИПУСК ВСЬОГО виробнич. З / С

ВИПУСК ЧАВУНУ ЖИД.
ВИПУСК ЧАВУНУ Чушка.

7439715

7378203

61512

1064,8

1064,5

1093,1

7921516554

7854280284

67236270

1,00

0,992

0,008

1064,8

1055,7

9,04

6.2.3 Штатний розклад доменного цеху

Таблиця 11 - Штатний розклад доменного цеху

п / п

Найменування відділень, ділянок

К-ть осіб

1.

2.

3.

4.

5.

6.


7.

8.

9.

10.

Ділянка бункерної естакади та підбункерних приміщень

Комплексна бригада з обслуговування доменної печі

Ділянка повітронагрівачів

Ділянка розливних машин

Ділянка ел. обладнання

Ділянка механічного облад. на д.м. і розливних машинах

Служба автоматизації

Фурменої відділення

Бригада вибивки скрабін

Бригада грануляції шлаку

9

70

8

20

13


25

5

3

13

10


Разом:

176

6.3 Кошторис капітальних витрат

Витрати на будівництво однієї доменної печі V = 2824 мз, наступні:

Будівельні роботи - 1316 101,5 тис. руб.

Монтажні роботи - 565 204,5 тис. руб.

Обладнання - 982 200 тис. руб.

Інші витрати - 188 007 тис. руб.

Разом: 3051513 тис. крб.

Вартість розливних машин (2 шт.) - 96 666 тис. руб.

Всього: 3148179 тис. крб.

6.4 Економічна ефективність будівництва доменної печі

Рентабельність інвестицій або коефіцієнт чистої поточної вартості проекту визначається за формулою [6],

NPVR = NPV / PVI * 100, (3)

де NPVR - рентабельність інвестицій,% або руб.;

NPV - чиста поточна вартість, руб.;

PVI - поточна вартість капіталовкладень, руб.

NPVR = (Ц - С / С) / С / С * 100 (4)

Приймаються рентабельність NPVR = 30%, тоді

Ціна 1т чавуну = С / С х 1,3 = 1064,8 х 1,3 (5)

Ц 1т ч = 1384,24 руб.

Прибуток від реалізації, руб.:

Пр реал. = (Ц 1 т ч - С / С) V пр-ва рік. (6)

Пр реал. = (1384,24 - 1064,8) * 2485120 = 793 846 732,8 руб.

Період окупності капіталовкладень, рік:

Струм = Кап. Витрати / ПР реал. (7)

Струм = 3 148 179 000 / 793 846 732,8 = 4

6.5 Основні техніко-економічні показники

Таблиця 12 - Основні технік-економічні показники [7]

Показники

Од. вимірювання

Значення

  1. Річний обсяг виробництва

  2. Ціна 1 тонни чавуну

  3. Собівартість 1 тонни чавуну

  4. Капітальні витрати

  5. Прибуток від реалізації продукції

  6. Термін окупності

т

руб.

руб.

руб.

руб. / Рік

рік

2 485 120

1384,24

1064,8

3 148 179 000

793 846 732,8

4

Період окупності склав чотири роки, що входить в допустимі межі 6 - 7 років.

Список використаних джерел

  1. Браун Г.А. Залізорудна база чорної металургії СРСР., - М., изд-во «Надра», 1970. 312 стор

  2. Остоухов М.Я., Шпарбер Л.Я., Довідник майстра - доменщика., М., «Металургія», 1977, 304 с.

  3. Рамм О.М. Сучасний доменний процес., - М., «Металургія», 1980, 304 с.

  4. Вегман Є.Ф., Жеребін Б.М. Металургія чавуну., - М., «Металлугрія», 1989, 521 с.

  5. Лякішев Р.П., Миколаїв А.Н. Тенденції, перспективи розвитку., Металург № 2, 2003.

  6. Німців В.М. Розрахунок показників фінансової оцінки інвестиційного проекту., Магнітогорськ: МГТУ, 2000, 34 с.

  7. Німців В.М. Розрахунок і аналіз техніко-економічних показників інвестиційного проекту., Магнітогорськ: МГТУ, 2002, 32 с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Диплом
279.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Проект освітлювальної установки молочного блоку продуктивністю 3 тонни молока на добу
Розрахунок воздухонагревателя доменної печі
Конструкція та методика розр та доменної печі
Конструкція і методика розрахунку доменної печі
Розробка технологічної лінії одержання горілки продуктивністю 2000 л добу
Розподіл матеріалів на колошнике доменної печі при завантаженні
Проект цеху з виробництва деревоволокнистих плит потужністю 140 тонн на добу з розрахунком відділення
Теорія доменної плавки
Зварювання чавуну
© Усі права захищені
написати до нас