Реферат
Таран Андрій Васильович. Курсова робота по технології огрудкування залізорорудних матеріалів.
Шихтові матеріали. Агломерат, Усереднювання, Експлуатація обладнання, Смішування, Огрудкування, Спікання, Складування.
Кількість сторінок — 27, джерела – 4
Тема роботи: визначити питому витрату сухих і вологих залізовмісних, флюсів і паливних компонентів шихти для здобуття 1000 кг агломерату; розраховувати хімічний склад агломерату. Навчитися будувати технологічну схему і схему ланцюга апаратів.
Результати: закріплення знань відносно особливостей речового складу сировинних матеріалів, вимоги до їх фізико-хімічних властивостей, технологією їх підготовки до огрудкування, ознайомлення з технологічною схемою і схемою ланцюга апаратів на агломераційній фабриці, технологічним устаткуванням агломераційних фабрик.
Оглавление
Введение
1. Исходные данные
2. Основные технологические решения
3. Расчет и состав шихты
4. Решение уравнений материального баланса и основности
5. Расчет химического состава агломерата
6. Выбор и расчет технологического оборудования
7. Сводные данные по проекту цеха по производству агломерата
8. Расчет технологической схемы производства агломерата
9. Грохот ГСТ-81 3000/>6400 для горячего и холодного агломерата
Введение
Агломерация в металлургии, термический процесс окускования мелких материалов (руды, рудных концентратов, содержащих металлы отходов и др.), являющихся составными частями металлургической шихты, путем их спекания с целью придания формы и свойств (химического состава, структуры), необходимых для плавки. Спекание происходит непосредственным слипанием отдельных нагретых частиц шихты при поверхностном их размягчении либо в результате образования легкоплавких соединений, связывающих частицы при остывании агломерируемого продукта. Тепло, необходимое для спекания, получается от горения углеродистого топлива, прибавляемого к агломерируемому материалу, либо от окисления сульфидов, если агломерации подвергаются сернистые рудные концентраты. На практике агломерация чаще всего осуществляется на колосниковых решётках, с просасыванием воздуха сверху вниз сквозь лежащую на решётке шихту. При этом происходит последовательное горение топлива в лежащих один под другим её слоях. Шихта должна быть максимально однородной. Для равномерного окисления горючего в процессе спекания и получения прочного и пористого агломерата соответствующего химического состава требуется, чтобы шихта обладала необходимой газопроницаемостью, что зависит в первую очередь от размера зёрен и степени начального увлажнения.
Основные исходные материалы агломерации: мелкая сырая руда (8—10 мм) и её концентрат, а также топливо (коксовая и антрацитовая мелочь до 3 мм), флюс (известняк и доломит до 3 мм), в отдельных случаях — мелкие отходы (колошниковая пыль, окалина и др.). Конечный продукт — агломерат (Агломерат в металлургии, спекшаяся в куски мелкая (часто пылевидная) руда размерами 5—100 мм с незначительным содержанием мелочи). Более 95 % агломерата используется в чёрной металлургии; в цветной металлургии агломерат применяется в алюминиевом, никелевом и свинцовом производствах. Промышленное производство агломерата освоено в начале 20 в. (США).
Агломерация включает: подготовку шихты (дозировка отдельных компонентов, смешивание, увлажнение и окомкование), спекание подготовленной шихты на агломерационных машинах, обработку горячего спека (дробление, рассев с удалением кусков до 5-10 мм, охлаждение до 100 °С, сортировка). Процесс спекания тесно связан с работой узлов и агрегатов, обеспечивающих подготовку сырых материалов для А. Поэтому первостепенное значение имеет стабилизация основных входных параметров процесса (усреднение и дозировка материалов, химический состав, влажность и т.д.), которые открывают пути к комплексной автоматизации агломерационного процесса.
1. Исходные данные
Химические составы компонентов шихты, согласно полученного варианта для расчета агломерата или окатышей.
1. Соотношение железосодержащих составляющих в рудной смеси:
концентрат железорудный – 60%; аглоруда – 30%; колошниковая пыль – 10%.
1.1 Соотношение флюсовых составляющих в флюсовой смеси: известняк – 20%; доломитизированный известняк – 80%.
1.2 Соотношение топливных составляющих в топливной смеси: коксовая мелочь –40%; антрацитовый штыб – 60%.
1.3 Удельный расход углерода топливной смеси на 1000 кг агломерата – 52, 3 кг/т.
1.4 Содержание FeO в агломерате — 14%.
1.6 Основность /> агломерата – 1, 25 д.ед.
1.7 Степень десульфурации шихты – 90%.
1.8 Потери при прокаливании (ППП) в агломерате – 0, 57%.
2 Основные технологические решения
Согласно исходных данных для проектирования технологи производства агломерата применяют такие исходные компоненты шихты: железородный концентрат, аглоруда, колошниковая пыль, флюсующие добавки –известняк и доломитизированый известняк, топливные добавки – коксовая мелочь и антроцитовый штыб .
Причем крупность концентрата поступающего на агломерационную фабрике составляют > 74 мкм, что отвечет технологическим требованием по крупности а значит, не требует дополнительного измельчения перед подачей в шихту.аглоруда также не требует измельчения перед подачей в шихту.
Известняк поступает крупностью – 80 мкм, что не соответствует требованием по крупности, которая должна быть -
Для обеспечения необходимого соотношения каждого из компонентов шихты используют дозаторы которые устанавливают перед выходом из шихтовых бункеров, после которых мы получаем шихту уже в заданом технологией соотношением компонентов .
Так как составная шихта требует однородности по химическому составу и гранулометрическому составу, ее подвергают смешиванию, учитывая, что одним приемом смешывания мы не достигнем необходимого результата, понимаем две последующие операции смешывания: смешывания и окомкования.
Смешанная шихта со сборного шихтового конвеера поддается на агломашыну, оптимальная влажность шихты перед подачей на агломашыну 7, 2 — 7, 6. Поэтому во время операции смешывания и окомкования подается вода, обеспечивающая комкуемость шихтовых материалов и тем самым улучшающая газопроницаемость слоя во спекания.
Спекания агломерата производится на агломашыне. выход агломерата из спека по практическим данным составляет от 71, 4 ( 400 кг возврата на тонну агломерата), до 69, 0% ( 450 кг возврата на тонну агломерата ).
Готовый агломерат не обходимо измельчить и разделить на фракции по крупности для этого принимаем технологические операции дробления и грохочения.
Охлаждение кондиционного и не кондиционного агломерата производятся различными способами: не кондиционный агломерат (фракции — 5 мм) охлаждают с помощью охладителя для возврата, при этом производится подача воды, годный агломерат охлаждают путем продувки воздуха с помощью охладителя агломерата.
После охлаждения возврата дозируется и смешывается с шихтой на сборном конвейере. агломерат подвергается вторичному грохочению после чего разделяется на три класса по крупности: фракции — 5мм – отправляется на возврат; фракция 5-15 мм является материалом для постели и поддается в отделения агломерационной машины; готовая продукция, фракция 15 -20 мм, является годным агломератом и поддается погрузочные бункера или склад, затем поддается на отгрузку.
3. Расчет состава шихты
Химический состав компонентов агломерационной шихты Табл3.1
Содержания компонентов в %
Материал
Fe
Mn
P
Sобщ
FeO
Fe2O3
SiO2
Al2O3
Ca
Желез.конц.
65, 89
0, 043
0, 022
0, 086
25, 18
66, 14
7, 32
0, 22
0, 19
Аглоруда
54, 16
0, 152
0, 072
0, 283
0, 54
76, 77
15, 88
3, 45
0, 21
Колошн.пыль
45, 09
0, 071--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
0,344
0,96
0,736
34,64
Флюсовая смесь
0,586
0,0576
0,0288
0,023
0,284
0,524
1,358
0,754
45,342
Содержания компонента в %
Материал
MgO
MnO
P2O5
SO3
Cг
Прочие
ППП
Известняк х 0, 2
0,14
0,002
4,2
0,01
0,03
8,482
20
Доломитизированный известняк х 0, 8
6,8
0,072
0,024
0,048
0,776
35,352
80
Флюсовая смесь
6,94
0,074
4,224
0,058
0,806
43,834
100
Табл 3.6 Средневзвешенный химический состав твердого топлива
/>
4. Решение уравнений материального баланса и основности
Для решения уравнения материального баланса (4.1) рассчитываются (уравнения 4.2 и 4.3) средневзвешенные, коэффициенты выхода обоженной массы из сухой массы каждого компонента шихты (К0) и средневзвешенный прирост (+) или потеря (-) массы от окисления или восстановления оксидов железа (О20).
/>(4.1)
Где /> — единица принятой для расчёта массы (100 или 1000 кг) агломерата или окатышей;
/>, />, />, /> — суммарные удельные расходы, соответственно, рудной, флюсовой, топливной и бентонитовой смесей, кг/т агл. (ок);
/> — средневзвешенные коэффициенты выхода обожженной массы из сухой массы каждого из смесевых компонентов шихты, д.ед.;
/> — средневзвешенный прирост (+) или потеря (-) массы, соответственно, от окисления или восстановления оксидов железа, кг/т агл. (0).
Средневзвешенные коэффициенты выхода обожженной массы из сухой массы каждого из смесевых компонентов шихты рассчитывают по формуле:
/>, д.ед. (4 .2)
Где />, />, />, /> — средневзвешенное содержание, соответственно, общей серы, углерода горючего, потерь при прокаливании и оксидов марганца в компонентах шихты, %
/>, /> — принятые степени удаления, соответственно, ППП и серы, д.ед.
* примечание: при наличии в компонентах шихты />потеря массы составит />; при наличии /> — />.
Средневзвешенный прирост или потеря массы от окисления или восстановления оксидов железа компонентов шихты в процессе агломерации или термообработки окатышей рассчитывают по формуле:
/>, кг/т агл (ок) (4.3)
где:/> — средневзвешенное содержание закиси железа в смесях компонентов шихты и агломерате (окатышах), %.
Кр0=0, 01(100-0, 9*0, 1417-0, 745-0, 649)=0, 9847
Кф0=0, 01(100-0, 9*0, 0232-43, 834)=0, 5114
Кт0=0, 001(100-0, 9*2, 194-3, 936-7947)=0, 1535
/>
Таким образом, получаем систему двух уравнений с тремя неизвестными
1000=0, 9847Р/>+0, 5114Ф/>+0, 1535Т/>+0, 0176Р/>+0, 0003Ф/>-1, 555
1001, 555=1, 0023Р/>+0, 5114Ф/>+0, 1535Т/>
1, 25=1, 84Р/>+52, 56Ф/>+1, 9254Т/>/11, 511Р />+2, 112Ф/>+8, 697Т/>
12, 5487Р/>+49, 62Ф/>+8, 945Т/>=0
Определяем удельный расход топливной смеси из следующих расчетов. Железорудная смесь вносит в шихту углерода: 0, 00745 РΣ, кг/т агломерата. Удельный расход углерода по заданию составляет 52, 3 кг/т агломерата. Следовательно, топливная смесь должна внести в шихту />кг/т агломерата.
Учитывая содержание углерода в топливной смеси (79, 47%) определяется её необходимый удельный расход:
Т/>=51, 4-0, 00745/0, 7947=64, 669-0, 0093Р/>
Подставив полученное значение ТΣ в систему двух балансовых уравнений, и преобразуя их, получим:
1, 0023Р/>+0, 5114Ф/>=991, 626/>
12, 5487Р/>+(49, 62Ф/>)=-578, 4642/> продолжение
--PAGE_BREAK--
Решая полученную систему двух уравнений с двумя неизвестными и подставив полученное значение РΣ в уравнение для расчета ТΣ, получим удельные расходы рудной, флюсовой и топливной смесей (сухая масса):
Р/>=881, 4926
Ф/>=211, 2680
Т/>=56, 502
Зная соотношение компонентов шихты в каждой из смесей, определяем их удельный расход
Удельный расход компонентов шихты
Обозначение
Удельный расход кг/т агл
Рж.к.
528, 8956
Рр
264, 4478
Рк.п.
88, 14926
Фи
42, 2536
Фд.и
169, 0144
Тк.м.
22, 6008
Та.ш.
33, 9012
Gш.С
1149, 263
5.Расчет химического анализа агломерата
Для расчета химического состава агломерата необходимо вычислить массу оксидов, вносимых в агломерат каждым из компонентов шихты, с учетом степени удаления определенных оксидов и элементов. Массу вносимых в шихту элементов и оксидов определяют, исходя из удельного расхода компонента шихты и содержания в нем рассчитываемого элемента или оксида.
Feобщ=528, 8956*0, 6589+264, 4478*0, 5416+88, 14926*0, 4509+42, 2536*0, 0077+169, 0144*0, 0054+22, 6008*0, 02474+33, 9012*0, 02144=533, 984719
Sобщ=528, 8956*0, 00086+264, 4478*0, 00283+88, 14926*0, 00052+42, 2536*0, 0002+169, 0144*0, 00024+22, 6008*0, 02443+33, 9012*0, 02044=3, 029084
FeO=528, 8956*0, 2518+264, 4478*0, 0054+88, 14926*0, 0625+42, 2536*0, 0018+169, 0144*0, 0043=140, 91607
Fe2O3=528, 8956*0, 6614+264, 4478*0, 7677+88, 14926*0, 5747+42, 2536*0, 009+169, 0144*0, 0043+22, 6008*0, 03535+33, 9012*0, 0306=606, 4308
SiO2=528, 8956*0, 0732+264, 4478*0, 1588+88, 14926*0, 0915+42, 2536*0, 0199+169, 0144*0, 012+22, 6008*0, 06299+33, 9012*0, 05682=94, 99403
Cao=528, 8956*0, 0022+264, 4478*0, 0345+88, 14926*0, 0273+42, 2536*0, 0009+169, 0144*0, 0082+22, 6008*0, 03154+33, 9012*0, 02551=109, 6743
Al2O3=528, 8956*0, 0022+264, 4478*0, 0345+88, 14926*0, 0273+42, 2536*0, 0009+169, 0144*0, 0082+22, 6008*0, 03154+33, 9012*0, 02551=15, 69509
Mgo=528, 8956*0, 0012+264, 4478*0, 0018+88, 14926*0, 0228+42, 2536*0, 007+169, 0144*0, 085+22, 6008*0, 00202+33, 9012*0, 00767= 18, 08816
MnO=528, 8956*0, 00055+264, 4478*0, 00196+88, 14926*0, 00092+42, 2536*0, 0001+169, 0144*0, 0009+22, 6008*0, 00142+33, 9012*0, 0284=2, 041533
P2O5=528, 8956*0, 0005+264, 4478*0, 00165+88, 14926*0, 00167+42, 2536*0, 0021+169, 0144*0, 0003+22, 6008*0, 00054+33, 9012*0, 0012=1, 040319
SO3=528, 8956*0, 00215+264, 4478*0, 00708+88, 14926*0, 0013+42, 2536*0, 0005+169, 0144*0, 0006+22, 6008*0, 00304+33, 9012*0, 00386=3, 44611
Cг=528, 8956*0+264, 4478*0+88, 14926*0, 0745+42, 2536*0+169, 0144*0+22, 6008*0, 8118+33, 9012*0, 7833=51, 46926
Прочне=528, 8956*0, 00326+264, 4478*0, 00741+88, 14926*0, 00521+42, 2536*0, 0015+169, 0144*0, 0097+22, 6008*0, 000465+33, 9012*0, 000634=5, 877838
ППП=528, 8956*0, 0039+264, 4478*0, 0116+88, 14926*0, 0667+42, 2536*0, 4241+169, 0144*0, 4419+22, 6008*0, 0417+33, 9012*0, 0721=107, 0038
Расчет массы элементов и оксидов, переходящих в агломерат из шихты после химических реакций в процессе агломерации определяется исходя из заданной степени их перехода в агломерат.
Принимаем из задания степень десульфурации шихты – 90%, степень удаления потерь при прокаливании шихты – 96%, степень выгорания углерода горючего шихты – 100%.
Масса окислившейся (-) или восстановленной (+) закиси железа (/>):
/>=140-140, 9161=0, 9161
Масса общей серы (/>), удаленной в процессе агломерации:
/>
Масса потерь при прокаливании, удалившейся в процесс агломерации:
/>
Масса углерода горючего (/>) выгоревшего в процессе агломерации:
/>
Результаты заносим в балансовую таблицу:5.9
Табл 5.8 Химический состав агломерата
Содержания компонентов в %
Fe
S
FeО
Fe2O3
siO2
Al2O3
Cao
MgO
MnO
P2O5
SO3
Прочие
ППП
53,4264
0,2683
14,0073
60,7767
9,305
1,5131
11,6171 продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
Коли-чество, шт
Тип
Производи-тельность, т/ч
Расходные бункера концентрата
12
200 м3
-
Расходные бункера аглоруды
8
200 м3
-
Расходные бункера колошниковой пыли
4
200 м3
-
Расходные бункера известняка
2
200 м3
-
Расходные бункера доломитизированного известняка
6
200 м3
-
Расходные бункера коксовой мелочи
2
200 м3
Расходные бункера антрацитового штыба
4
200 м3
-
Молотковые дробилки для флюсов
2
ДМРИЭ-1450х1300
250, 0
Четырехвалковые дробилки для твердого топлива
4
900х700
16, 0
Барабанные окомкователи
3
ОБ2-3, 2х12, 5
1200, 0
Агломашины
3
АКМ-312
439, 92
Табл. 11.3Проектный химический состав агломерата
Содержание компонентов, %
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
53, 4264
0, 2683
14, 0073
60, 7767
9, 305
1, 5131
11, 6171
1, 9123
0, 2042
0, 10408
Содержание компонентов, %
Основность, доли ед.
/>
Прочие
ППП
/>
/>
/>
/>
0, 0346
0, 5880
0, 4272
100, 0
/>
/>
/>
Производство готовой продукции Табл 11.4
Продукция
Часовое производство, т/ч
Суточное производство, т/сут
Годовое производство, т/год
Агломерат
925, 9259
28169, 95
7300000
8. Расчет технологической схемы производства агломерата
Цель роботы: определить качественно-количественные характеристики шихтовых материалов, и продуктов окускования на всех стадиях технологического процесса. Расчет технологической схемы выполняем на 1 тонну годного агломерата. Расчет влажности исходной шихты выполняем как определения средневзвешенной влажности смеси исходных шихтовых материалов />ш по формуле:
/>
где />удельній расход всех компонентов с учетом механических потер и влажных После подстановки имеем,
Wш=/>7, 7301
Расход возврата определяется исходя из принятого выхода агломерата и спека равного 70%, тогда состав им пропорцию:
1т агл-70%
Хт воз-30% спека
Откуда, х=/>428, 571 кг возвр.
Принимаем, что соотношения масс возврата и агломерата на 1й и 2й стадии грохочения составляет 60% и 40%.
Тогда на первой:428, 571/> 0, 6=257, 143 кг продолжение
--PAGE_BREAK--
На второй:428, 571/>0, 4 =171, 427 кг сухого возврата
Так как возврат на первой стадии грохочения охлажден водой, принимаем влажность возврата на 1й стадии после охлаждения -2, 0%, отсюда масса возврата 1й стадии после охлаждения:
257, 143/>9, 8%
х/>100%
х=/>262, 391 кг
Средневзвешенная влажность возврата на 1й и 2й стадии грохочения :
W=/>2 =1, 21 %
Определяем влажность шихты после добавления возврата
Масса шихты после добавления возврата равна: 1264, 763+433, 819=1698, 582 кг
Влажность шихты после добавления возврата :
/>
Определения расхода воды для получения оптимальной опытной влажности шихты которой принимаем равно 7, 4
В шихте подаваемую на второю стадию смешивания содержит воды:
1698, 582 />100%
Х />6, 06%
Х=/>3кг
Необходимую массу добавить воды, через х составить уравнения:
/>
/>
10293, 3+100х=7, 4/>(1698, 582+х)
1029, 33+100х=12569, 5068
92, 6х=2276, 2068
х=24, 581
Проверка влажности шихты после второй стадии окомкования:
/>
Расход постели принимаем равной 35 кг/т агломерата и добавляем эту массу к выходу спека ис шихты равному массам агломерата 1000 кг и сухого возврата 428, 57 кг, таким образом выход спека ис постели с агломашины равен 1000 +428, 571 +35=1463, 571.
Расчитываем массу сухих потер шихтових компонентов равной 1, 5% от массы сухой исходной шихты :
1149, 2626 />98, 5%
х /> 1, 5
х=/>=17, 501
9. Грохот ГСТ-81 3000/>6400 для горячего и холодного агломерата
Грохот для горячего и охлажденного агломерата устанавливается в технологической схеме агломерарационной фабрике и предназначен для механического разделения горячего агломерата (с температурой до 800 />по крупности фракции от 0 до 6-8 мм: механическое разделения охлажденного агломерата ( с темперетурой до 250 />по крупности от 0 до 4 мм. Грохот применяется на предприятиях черной металлургии. Условное обозначения грохота для горячего и охлажденного агломерата: ГСТ-81 3000×6400.
Грохот состоит из следующих основных сборочных единиц: корпуса 1, с колосниковым полотном 8, привода, опорной тележки 12, воронки 13, электрооборудованием 4 и смазочной установки .
Корпус грохота представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую ис двух стенок, соединенных между собою полыми поперечными балками прямоугольного сечения. стенки защищены от абразивного износа агломератом съемными козырьками.Корпус грохота установлен к горизонту под углом />( в строну загрузки ) и опирается на виброизоляторы 10.
Колосниковые решетки, приемный и разгрузочный лотки, образующие рабочее полотно грохота, установлены на нижних поперечных балках корпуса. Приемный и разгрузочные лотки выполняются из листового проката, Колесникове решетки грохота для горячего агломерата – из литой жаропрочной стали или из листового проката, колосникове решетки грохота для охлажденного агломерата из специально трапециевидного профиля.
Привод грохота состоит из двух механических самосихронизирующих вибровозбудителей 7, установленных на стенках и верхний поперечной балке корпуса, двух промежуточных валов 6 и двух карданных валов 5, Вращения валом-дебалансам вибровозбудителей передается от двух кинематически не связанных друг с другом электродвигателей, вращающихся в противоположных направлениях.
Механический вибровозбудитель состоит из сварочного-литого корпуса и двух валов дебалансов.Каждый вал-дебаланс установлен в корпусе на двух роликових радиально сферических двухрядных подшипниках с сепаратором, центрованным по внутреннему диаметру наружного кольца.
После пуска грохота за счет явления самосинхронизации, валы-дебалансы, вращающиеся в противоположные направления, через определенное время автоматически входят в синхронизм и в дальнейшем врождаются так что усилия, создаваемые ими в двух направлениях, складываются, а в двух других уравниваются.В результате этого создается усилия, направленное к колосниковому полотну под углом 400.
Благодаря жесткой связи вибровозбудителей с корпусом грохота прямолинейные колебания от вибровозбудителей передаться колосниковому полотну и находящемуся на нем агломерату. Разделения их перемещения по колосниковому полотну .
Опора привода 3, установлена на опорной тележки.В нее входит пространственная сварная стойка на которой установлена площадка, служащая опорой для установки рамы с электродвигателями и охлаждения карданных валов .
Для удобства обслуживания электродвигателей и карданных валов площадка оборудована лестницей и ограждена перилами.
Опорная тележка представляет собой сварную раму, на которой устанавливается виброизоляторы, воронка для сбора подрешетного продукта и опоры привода.Опорная тележка для перемещения грохота во время его замены установлена на колесах. Для фиксации грохота во время роботы тележкам снабжена четырьмя стопорами 11. Смазка подшипников вибровозбудителей жидкая циркуляционная. Рекомендуемое масло — индустриальное И -50А или трансмиссионное ТАП -15В.
Смазочная установка размещается в отдельном изолированном помещении и снабжена устройствами по регулировки и контроля циркуляции масла в магистрали, а в случае нарушения циркуляции сигнализирующими устройствами для остановки грохота .
Грохоты горячего агломерата имеют устройство для охлаждения нижних поперечных балок корпуса грохота, которое состоит из коллектора 2 и отражателя 9, установленных на опорной тележки .
Управления грохота – дистанционное автоматическое. Кроме этого имеется местный пульт для пуска и остановки грохота при ремонтных и наладочных работах.
Техническая характеристика
/>