Дипломная работа: 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.

1. Выбор и обоснование сырьевой базы

1.1 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.

1.2 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

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--