123791 (592852)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Дипломный проект

на тему

«Проект доменной печи производительностью 7000 т передельного чугуна в сутки»

Введение

Значительные достижения металлургической науки в последние годы обусловлены использованием современных методов исследования и контроля, позволивших значительно углубить представления о металлургических процессах. Представить сущность процессов, протекающих при металлургическом переделе железных руд, невозможно без использования современных знаний в области физической химии, кристаллографии, физики твердого тела и т.д.

Несмотря на быстрое развитие новых отраслей промышленности, металлургия сохраняет и долго еще будет сохранять свое преимущественное положение в современной индустрии.

Особое место в интенсификации производства отводится реконструкции и механическому перевооружению предприятий, автоматизации и совершенствованию производства на базе современной науки и техники. Целью данной работы является разработка строительства доменной печи с использованием материалов, оборудования на усовершенствованном уровне. Использование внепечного оборудования новейших технологий, применяемого за рубежом.

Применение в качестве добавок жидкого и газообразного топлив явилось одним из главных направлений развития технологии доменного производства в истекшем десятилетии. В последние годы возрос интерес к использованию дешевого и малодефицитного измельченного твердого топлива как заменителя кокса. В СССР и за рубежом выполнен ряд научно-исследовательских и опытно-промышленных работ, значительно приблизивших решение этой проблемы в промышленном масштабе.

2. Выбор и обоснование сырьевой базы

1. Железорудные материалы

Балансовые запасы собственно железорудных месторождений Северо-Запада составляют по всем категориям 2504 млн. т и содержат 588 млн. т извлекаемого железа, что обеспечивает выплавку около 7 млн. т чугуна в год в течение 80 лет или более значительную выплавку, но с меньшим сроком обеспеченности [1].

Оленегорское месторождение расположено к югу от Мурманска, близ ст. Оленья Кировской железной дороги. Главными рудными минералами являются магнетит и гематит. В целом ¾ рудного железа заключено в магнетите, а ¼ – в гематите.

Ковдорское месторождение расположено в 118 км от ст. Пинозеро Кировской железной дороги. Приурочено к контакту известняков со щелочной интрузией. На обогатительной фабрике Ковдорского рудника двухстадийная магнитная сепарация руд: сухая и мокрая.

Костамукшское месттрождение находится в 65 км от железнодорожной ст. Юшкозеро. Месторождение приурочено к комплексу нижнеархейских метаморфических сланцев, железистых кварцитов метаморфизованных эффузивов. Это месторождение рассматривается в качестве резерва на отдаленное будущее.

Реальные возможности использования этих ресурсов весьма ограничиваются их невысокой экономической эффективностью как из-за требующейся большой транспортной работы при потреблении руд, так и вследствие расположения в необжитом районе с высокой заработной платой.

2. Флюсы

Флюсы это добавки вводимые в доменную печь и аглошихту для снижения температуры плавления пустой породы и предания доменному шлаку необходимого состава и физических свойств, обеспечивающих получение чугуна заданной марки и нормальную работу печи.

В доменном цехе и на аглофабриках в основном используют основные флюсы (известняк, доломитизированный известняк). Вывод из доменной шихты сырого известняка снижает удельный расход кокса на тонну чугуна, поэтому применяют офлюсованный агломерат и окатыши, т.е. известняк поступает на аглофабрики для спекания агломерата.

Техническая характеристика известняка поступающего на аглофабрики приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав известняка, %

Материал	SiO2	Al2O3	Fe	Fe2O3	MnO	P2O5	ZnO	SO3	П.п.п.	K2O
Известняк	2.13	0.38	1.44	2.05	0.01	0.01	0.004	0.04	41.61	0.15

1.3 Топливо

В качестве топлива, восстановителя и разрыхлителя шихты в доменном производстве применяют кокс – прочное спекшееся вещество, остающееся после удаления из каменного угля летучих веществ при нагревании до температуры 950 – 1100 град. без доступа воздуха [2].

В связи с непрерывным ростом производства чугуна и недостатком коксующихся углей особенно остро стоит вопрос о снижении расхода кокса в доменных печах. В данное время применяют в качестве заменителя кокса природный газ. Коэффициент замены кокса природным газом 0,5–1,0.

2. Выбор, расчет и обоснование технологических параметров плавки

2.1 Температура и влажность дутья

В связи с непрерывным ростом производства чугуна и недостатком коксующихся углей – особенно остро стоит вопрос о снижении расхода кокса в доменных печах. Повышение температуры дутья является важным условием снижения расхода кокса и увеличением подачи в печь его заменителей (мазут, природный газ, угольная пыль).

Средняя естественная влажность воздуха – 12,5 г/м3. Увлажнение дутья позволяет быстро и эффективно регулировать тепловое состояние печи. С применением природного газа роль и значение увлажненного дутья изменилась. Поэтому при применении природного газа влажность дутья снижают, иногда до естественной, стремясь предельно увеличить теплосодержание дутья и подать в печь максимальное количество заменителей кокса. Но увлажнение дутья не только дает возможность работать с высоким нагревом дутья, но и позволяет устранить влияние колебаний атмосферной влажности на нагрев печи, эффективно регулировать тепловое состояние горна, повышать интенсивность плавки благодаря повышению содержания кислорода в дутье [3].

2.2 Степень обогащения дутья кислородом

Повышение концентрации кислорода в дутье сопровождается уменьшением расхода дутья на 1 кг сгорающего у фурм углерода, приблизительно обратно пропорционального, и несколько более медленным уменьшением выхода фурменного газа. Повышение концентрации кислорода в дутье, как и увеличение температуры дутья, сопровождается значительным ростом теоретической температуры горения. С увеличением концентрации кислорода уменьшается количество газов на единицу выплавляемого чугуна.

При выплавке передельного чугуна чрезмерные температуры в горне вызывают значительные затруднения в ведении плавки (систематические подвисания шихты) и препятствуют получению малокремнистого чугуна. Однако понижение теоретических температур горения может быть достигнуто путем понижения температуры дутья или значительного его увлажнения, (но оба эти способа связаны с перерасходом кокса), либо путем вдувания в горн природного газа и других углеводородов.

Для сохранения оптимальных тепловых и газодинамических условий в печи принимаю расход кислорода – 80 м³/т, природного газа – 104 м³/т.

2.3 Расход топливной добавки

В качестве топливной добавки широкое применение получил природный газ. Вдувание природного газа в доменную печь сопровождается увеличением количества продуктов горения, снижением температуры газа в горне, расширением косвенного восстановления и уменьшением расхода кокса. Совместное применение обогащенного дутья кислородом и природного газа дает возможность существенно сократить удельный расход кокса, повысить интенсивность плавки и производительность печи.

Однако во избежании неполадок связанных с переохлаждением горна и образовании сажистого углерода при горении газа у фурм, а также эффективного использования вдуваемого газа и рационального его расхода первостепенное значение имеет распределение газа по фурмам и хорошее смешение его с дутьем.

2.4 Давление дутья и колошникового газа

Увеличение давления газов на колошнике увеличивает интенсивность плавки и производительность печи. Кроме того сокращается существенно вынос пыли. С увеличением давления дутья понижается содержание серы в чугуне, кремния, а также увеличивается содержание углерода – все это улучшает качество чугуна. В данном расчете принято давление колошникового газа – 2,5 мПа.

2.5 Расход железорудных материалов

Согласно расчету шихты (приложение А) на 1 тонну чугуна расходуется:

– агломерата 1099,5 кг;

– окатышей 452,9 кг.

2.6 Состав чугуна

Химический состав чугуна представлен в таблице 2 (приложение А):

Таблица 2 – Химический состав чугуна

Элемент	Si	S	Mn	C	P	Fe
Содержание, %	0.50	0.02	0.30	4.52	0.07	94.57

Полученный чугун (из расчета) удовлетворяет ГОСТу 805–80

2.7 Состав шлака и его физические и физико-химические свойства

Химический состав шлака представлен в таблице 3 (приложение А):

Таблица 3 – Химический состав шлака

Соединения	SiO2	CaO	FeO	S	Al2O3	MgO	MnO
Содержание, %	39.96	38.77	0.49	0.79	8.73	10.21	1.05

Основность шлака CaO/SiO2 = 0,97.

Температура плавления шлака tшл = 1400 град. С, вязкость – 0,4 нс/м2 или (4 пуаз).

2.8 Показатели тепловой работы

Согласно расчету шихты (приложение А) показатели тепловой работы следующие:

– Полезно используемое тепло q исп = 8549,10 МДж/т;

– коэффициент использования тепла Кт = 88,78%;

– количество тепла выделяющегося на 1 кг суммарного углерода qс = 13,36 МДж/кг;

– коэффициент использования энергии горючего Кс = 51,59%.

Показатели тепловой работы полученные в результате расчета шихты, соответствуют обычно встречающимся в практике и показывают, что величина удельного расхода кокса выбрана верно.

2.9 Показатели восстановительной работы и состав колошникового газа

В результате расчета шихты (приложение А), получен следующий состав колошникового газа:

Таблица 4 – Состав колошникового газа

Элемент	CO2	H2	CO	N2
Содержание, %	20.69	8.22	23.53	47.56

Степень прямого восстановления Rd = 23,7%.

Степень использования восстановительной способности водорода и окиси углерода соответственно: 0,421 и 0,468

Отношение степеней использования водорода и окиси углерода находится в пределах 0,9–1,2. В данном расчете 0,421/0,468=0,9, что соответствует встречающимся значениям. Имеющийся резерв в повышении степени использования газов будет реализован подбором рациональных режимов загрузки, что позволит получить дополнительную экономию кокса.

2.10 Расход кокса

Доменная печь обеспечивается коксом сухого тушения фракции более 40 мм, допускается загрузка отдельными порциями по специальной программе коксового орешка 15–25 мм. Запрещается увлажнять кокс сухого тушения с целью обеспыливания и охлаждения, поскольку это лишает одного из основных преимуществ – постоянства содержания влаги, а следовательно и стабилизации теплового состояния печи.

Качество кокса должно характеризоваться следующими показателями:

– технический анализ;

– показатели прочности;

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР