123218 (Использование в доменной шихте металлсодержащих добавок из шлаковых отвалов), страница 2

Рисунок 1.1 - Схема цепи аппаратов отделения дробления и сортировки рудника для переработки сталеплавильных шлаков

1.2 Комплексная переработка мартеновских шлаков на ЦРШО

Шлако - перерабатывающая установка (ШПУ) мартеновского шлаков входит в состав цеха разработки шлаковых отвалов. ШПУ в своем составе имеет:

- эстакаду с решетками и приемными бункерами;

- мостовой магнитный кран грузоподъемностью 10 т;

- систему подачи конвейеров с двумя грохотами ГИТ-52;

- металлоотделители ПС-120м, установленные над конвейерами № 2, 4А;

- площадку для отгрузки готовой продукции.

Отгрузку щебня фракции 70-250 мм производят экскаватором ЭКГ-5А, фракции 0-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм - фронтальным погрузчиком или экскаватором ЭКГ-5 в железнодорожные думпкары, агловозы, полувагоны или в автотранспорт.

Производство фракционированного щебня и отделение металлического концентрата, управление трактами ШПУ производится оператором с пульта управления, расположенного на верху приемных бункеров. Автосамосвалы разгружают шлак в приемные бункера №1,2 над конвейером № 1. Шлак в приемные бункера поступает с объемной долей влаги до 8%, с размерами кусков шлака не более 300 мм. Куски шлака более 300 мм поступают на склад для дальнейшей переработки. Увлажнение текущего шлака производят на эстакаде кантовки шлаков с помощью форсунок, далее шлак грузят в автосамосвалы.

Из приемных бункеров №1,2 шлак поступает на конвейер № 1, а с конвейера № 1 на конвейер № 2. С конвейера № 2 шлак поступает на верхнюю решетку грохота ГИТ-52 № 1, где происходит разделение фракций: 0-40 мм просеивается на нижнюю решетку грохота, а фракции 40-300 мм по конвейеру № 3 поступает на грохот и далее на ГИТ-52 № 2. Из-под решетки грохота №2 фракция 40-70 мм по конвейеру №6 поступает на склад готовой продукции, а фракция 70-300 мм с решетки грохота № 1 на конвейер № 8, и далее на склад готовой продукции.

С нижней решетки грохота ГИТ-52 № 1 шлак фракции 20-40 мм по конвейеру № 5 поступает на склад готовой продукции. Фракция 0-20 мм из-под грохота ГИТ-52 № 1 но конвейеру № 4 на конвейер № 4А и далее на склад готовой продукции. Негабаритные куски (в случае их попадания) с решеток бункеров удаляют трактором, оборудованным обратным скребком, грузят в автосамосвалы и вывозят на шлаковый склад для дальнейшей переработки.

С площадки готовой продукции фракционированный щебень с помощью экскаватора ЭКГ-5 или фронтальных погрузчиков (К-701, К-702, МоАЗ) отгружают в железнодорожные думпкары, агловозы, полувагоны или автотранспорт. Подтягивание железнодорожных вагонов на железнодорожных путях № 1 производят с помощью электротолкателя № 2.

Для отмагничивания металлического концентрата (МК) над приемными решетками установлен мостовой магнитный кран, который грузит МК в автотранспорт. Далее МК отправляют в ООО «УМК». Для вторичного отмагничивания металлического концентрата (МК) над конвейером № 2 установлен металлоотделитель, который отмагничивает МК фракция 20-300 мм. а металлоотделитель, установленный над конвейером №4А отмагничивает МК фракции 0-20 мм (металлостружка).

Управление металлоотделителями производит оператор с пульта управления. МК с металлоотделителей сбрасывается в бункера, а с бункеров грузят фронтальным погрузчиком в автотранспорт и вывозят: фракцию 0-20 мм - в аглоцех; 20-150 мм - в доменный цех ОАО «Уральская Сталь». В случае неисправности какого - либо агрегата или сортировки может быть выпущен рядовой щебень, т.е. без разделения на фракции, который складируется на отдельный склад. Складирование и хранение шлакового щебня производят строго по фракциям.

Зерновой состав щебня фракции 0-20 мм, 20-40 мм, 40-70мм, 70-250 мм определяет контроль в производстве черных металлов. Другие качественные показатели, предусмотренные государственными стандартами или техническими условиями определяют в специализированных лабораториях строительных организации или в лабораториях потребителя по договоренности с ним.

Отгрузку фракционированного щебня производят партиями. Партией считается количество щебня, отгружаемого одному потребителю в течение одних суток и сопровождаемого документом, в котором указывается:

- наименование предприятия - поставщика и его адрес;

- вид фракционированного щебня;

- количество фракционированного щебня;

- номер партии;

- номер вагона и номера накладных;

- насыпная плотность, зерновой состав;

- номер технических условий.

Количественно - качественная схема шлако - перерабатывающей установки ЦРШО представлена на рисунке 1.2.

Структура техногенных образований зависит от вида и условий складирования отходов. На крупных металлургических комбинатах, например Магнитогорском, Нижнетагильском, «Уральская Сталь» (ОХМК), Челябинском («Мечел»), отвалы разделяют по видам производств: доменные и сталеплавильные шлаки и производственный мусор складируются отдельно. На малых заводах обычно устраивают общие отвалы, часто смешивая шлаки с мусором. При хранении отходов происходят процессы, изменяющие свойства исходной отвальной массы, химический, минеральный и гранулометрический составы, прочность, плотность и др.

По физико-технической оценке составляющие техногенных образований можно отнести к искусственно измененным связанным породам, пригодным для выемочно-погрузочных и транспортных работ. По степени связности они ближе к связно-сыпуче разрушенным породам. Гранулометрический состав техногенных образований зависит от вида шлака, способа уборки, первичной переработки, условий содержания и сроков хранения отвальной массы. В отвалах, где складируют шлак, минуя первичную переработку, преобладают крайние классы: >120 и < 10 мм. Здесь большое количество включений металла и негабаритного шлака.

Рисунок 1.2 – Количественно – качественная схема шлако - перерабатывающей установки

Процессы разработки техногенных образований на всех стадиях связаны с обработкой и перемещением больших объемов отвальной массы, поэтому их эффективность и экономическая целесообразность оправданы при максимальной механизации всех трудоемких работ. С точки зрения комплекса операций, входящих в производственные процессы разработки техногенных месторождений, их принимают аналогичными открытым горным работам. Поэтому при организации разработки отвалов целесообразно применять современные технологии и технологические процессы открытых горных работ.

Практически все виды продукции при переработке отвальных шлаков находят применение в различных отраслях производства и успешно конкурируют с природными материалами. Массовыми видами являются щебень, песок и щебеночно-песчаные смеси для дорожного строительства, оборотный и магнитный продукты и металлоконцентрат для доменного, сталеплавильного и литейного производств, удобрения и мелиоранты для сельского хозяйства. В меньших объемах из отвальных шлаков производятся абразивные материалы для струйной обработки поверхностей, зернистые материалы для фильтров и защитных покрытий для мягких кровельных материалов, наполнители и пигменты для шпатлевок, красок, мастик и линолеума и т.д.

2 Расчет доменной шихты

В последнее время, в связи с повышением стоимости шихтовых материалов, транспортных расходов, все более актуальными являются поиски заменителей компонентов железорудной шихты.

Это особенно важно для ОАО «Уральская сталь» (ОХМК), так как он удален на значительные расстояния от месторождений железных руд и ГОКов. А между тем, в непосредственной близости от ОХМК находятся отвалы железистых шлаков ООО «Южно - Уральской Горно-перерабатывающей компании» (ЮУГПК).

Особенно перспективными представляются высокие абразивные характеристики сталеплавильных шлаков, что позволяет прогнозировать целесообразность проведения дальнейших исследований с целью последующей организации производства абразивных материалов для струйной обработки поверхностей в судостроении (судоремонте), энергетике и других отраслях. Интересным представлялось бы в этом плане сотрудничество с инофирмами: поставка необходимого для подготовки производства абразивов оборудования с последующей оплатой поставки оборудования готовой продукцией.

2.1 Расчёт шихты с использованием металлоконцетрата

Химический состав чугуна, принимаемый на основании опытных данных представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Состав чугуна

Расход сухого кокса без выноса составляет 434 кг.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Химический состав шихтовых материалов доменной плавки с металлоконцентратом

Определяется масса элементов в чугуне:

М_i = М_чугуна [ i ], (2.1)

где [ i ] – содержание в чугуне элементов (здесь и далее в долях единицы).

М_{Fe чугуна} = 1000 ∙ 0,957 = 943,6 кг;

М_{Mn чугуна} = 1000 ∙ 0,0057 = 5,7 кг ;

М_{Si чугуна} 1000 ∙ 0,0055 = 5,5 кг.

Расход рудной смеси:

а) масса золы кокса:

М_{з. к.} = М_кокса∙[А]_кокса, (2.2)

где [А]_кокса – содержание в коксе золы, кг

М_{з. к.} = 434∙0,104 = 45,10 кг;

б) вносится железа золой кокса:

М_{Fe з.к.} = М_{з. к.}∙[Fe]_з.к., (2.3)

где [Fe]_з.к. – содержание железа в золе кокса, кг.

М_{Fe з.к.} = 45,1 ∙ 0,0851 = 3,08 кг,

где 0,0851 - содержание железа в золе кокса, доли ед.;

в) в соответствии с составом шихтовых материалов и опытными данными выход шлака составляет 378 кг/т, с содержанием FeO 0,37 %;

г) переходит железа в шлак:

, (2.4)

М_{Fe шлака} = 378 ∙ 0,0037 ∙ 56/72 = 1,09 кг,

где 56 - атомная масса железа; 72 - молекулярная масса FeO;

д) должно быть внесено железа рудной смесью:

М_{Fe р.с.} = М_{Fe чугуна} + М_{Fe шлака} – М_{Fe з.к.}, (2.5)