/>/>/>/>/>/>/>Содержание
Задание. 2
Содержание. 3
Введение. 4
1 Конструкция конвертеров цветной металлургии. 5
1.1 Конструкция горизонтального конвертера. 5
1.2 Горизонтальные конверторы с верхним отводом газов. 5
1.3 Конвертор с боковым отводом газов. 10
2 Вертикальные конверторы… 14
3 Расчет основных параметров и теплового балансаконверторов цветной металлургии 22
3.1 Тепловой баланс конвертора. 27
Заключение. 33
Список использованных источников. 34
/>/>/>/>/>Введение
Производствостали революционизировалось в результате разработки кислородно-конвертерногопроцесса (известного также под названием процесса Линца-Донавица). Этот процессначал применяться в 1953 г. на сталеплавильных заводах в двух австрийскихметаллургических центрах-Линце и Донавице.
Вкислородно-конвертерном процессе используется кислородный конвертер с основнойфутеровкой (кладкой). Конвертер загружают в наклонном положении расплавленнымчугуном из плавильной печи и металлоломом, затем возвращают в вертикальноеположение.
Конверторы, применяемыедля переработки медных, полиметаллических, никелевых и медно-никелевых штейнов,по конструкции практически не отличаются друг от друга. Их емкость обычнооценивается количеством металла, содержащегося в рабочем пространстве агрегатаи колеблется в пределах от 20 до 100т.
В цветной металлургииконверторы служат для конвертирования жидких медных, медно – никелевых иполиметаллических штейнов вдуванием в расплав сжатого воздуха давлением 0,8 –1,2 кгс/м2. в результате реакций окисления (при 1200-13000С)кислородом вдуваемого воздуха компонентов штейна (железо, сера и др.) получаютчерновую металлическую медь, свинец, никель. Образующиеся оксиды выводят изконвертора плезо, сера и др.мого воздуха компонентовштейна()того воздуха давлением 0,8 — 1,1 (при помощи флюсующихматериалов) в виде шлака, пылей и возгонов.
Конверторы разделяются нагоризонтальные и вертикальные в зависимости от расположения рабочегопространства. Вертикальные конверторы установлены на Побужском никелевомзаводе. Конверторные переделы остальных заводов цветной металлургии основаныгоризонтальными конверторами.
/>/>/>/>/>/>/>1 Конструкция конвертеров цветной металлургии/>/>/>/>/>/>/>1.1 Конструкциягоризонтального конвертера
Горизонтальные конверторыхарактеризуются диаметром и длиной корпуса (бочки) и разделяются наконструкции с верхнем отводом (отсосом) газов (рис.1) и боковым или осевымотводом. Последние как новые прогрессивные конструкции находятся в стадиипроизводственных испытаний и внедрения в производство, медного штейна./>/>/>/>/>/>1.2 Горизонтальные конверторы сверхним отводом газов
Горизонтальные конверторыс верхним отводом газов (через горловину) типизированы — выпускаются двухтипоразмеров по ёмкости 80 и 40 т. Наиболее распространены 80т конверторы.Эксплуатируются конверторы нетипизированных емкостей, установленные в прежниегоды.
Для предотвращениядеформации: корпуса усилены накладками проем под горловину, фурменная зона и концевые участки в месте установки бандажей (опорных колец). Бандажи отлиты,составными из стали 35Л111, закреплены на бочке шпонками и привареннымиклиньями. Бандаж со стороны привода отлит заодно с зубчатым венцом. Крышки,усилены кольцевыми и поперечными, балками жесткости. Стяжными шпильками, крышкисоединены между собой и прикреплены к бандажам. Пружины — шпилек воспринимаютусилие от температурного расширения футеровки при разогреве конвертора. Вкаждой крышке предусмотрено по два люка для установки горелок и ремонтных работ.
Опорные ролики попарнозакреплены на стальных сварнолитых балансирах (траверсах), установленных, начугунных подушках. Разъемная конструкция балансиров позволяет снимать дляремонта ролики с вмонтированными роликоподшипниками. Опорные роликиодновременно служат элементом регулирования при монтаже конвертора: подтягиваетили ослабляя гайки стяжных шпилек; (диаметр 76 мм), сближают или раздвигают, подушки с балансирами, что позволяет точно установить корпус,выверить горизонтальность продольной оси и отрегулировать зазор в зубчатомзацеплении. Геометрические оси опор расположены под углом 300квертикали. Опора на балансирах обеспечивает рассредоточение и более равномерноераспределение нагрузки между роликами; создает большую устойчивость при,повороте бочки с расплавом.
Привод поворота бочкиосуществляется от электродвигателя мощностью 50 кВт через редуктор и открытуюзубчатую пару (с фрезерованными зубьями). На случай выхода из строя рабочего двигателяили прекращения подачи тока, а также при падении, давления сжатого воздуха вприводе установлен аварийный двигатель, питающийся от аккумуляторной батареи.
Для остановки бочки иудержания ее при любом угле поворота имеются два тормоза TKП 400; каждый тормозобеспечивает необходимый тормозной момент. К выходному валу редуктораподсоединен командоаппарат КА4168-4 через понижающую ступень специальногокинематического редуктора. Вторая повышающая ступень подсоединена кмеханическому реле оборотов, контролирующему скорость поворота бочки. Воздух изцехового воздухопровода подводится через воздушную сальниковую головку 12.Сферическая поверхность головки позволяет без нарушения герметичностиповорачивать конвертор при несовпадении, его оси вращения с осью стационарной части системы подачи воздуха (цеховой), а также компенсировать температурноеудлинение бочки. Переходное соединительное колено закреплено на крышке бочкипри помощи телескопической опоры.
Дроссельная заслонкапредназначена для подачи в разные периоды конвертирования различного количества воздуха и быстрого (в течение 5 с) полного перекрытия подачи.Поворот заслонки осуществляется электродвигателем мощностью 1,1 кВтчерез планетарный самотормозящий редуктор. Установка заслонки в крайниеположения обеспечивается двумя конечными выключателями.
Конвертор КГ-7-80Ц и модернизированные действующие конверторы оснащены фурмоколлекторами, предназначенными для равномерного распределения воздуха по длине бочки,уменьшения потерь сжатого воздуха и снижения трудозатрат на обслуживание воздухоподводящего устройства.
Фурмоколлектор (рис.2)представляет собой сварную овальную трубу 2 со сквозными поперечными расточкамидля установки с одной стороны фурм 1 (клапанного устройства), с другой фурменныхтрубок 3. Конструкция фурмоколлектора допускает возможность его поворота дляизменения угла наклона фурменных трубок в пределах 2-8°.
В немодернизированныхконверторах каждая фурма закреплена на бочке (рис.3). Сжатый воздух подводитсячерез гибкий стальной рукав 8 и в корпус фурмы 2, плотно закрываемый шариком 3.При прочистке трубки (фурмовке) ломиком шарик отбрасывается в верхнюю полость,и уплотнение создается клапаном 5, состоящим из четырех сегментообразныхчастей, стянутых спиральной пружиной. Детали клапана термически обработанные.Шарики — стальные стандартные диаметром 50-80 мм, применяемые в подшипниках качения; фурменные трубки диаметром 36-51 мм со стенкой толщиной 3-5 мм. Применение трубок из жаростойкой стали позволяет повысить срок ихслужбы в нет сколько раз.
Напыльник — массивнаястальная коробка прямоугольного, круглого или полукруглого поперечного сечениязакрепляется над горловиной конвертора и соединяется с газоотводящей системой.Назначение напыльника — обеспечить высокую степень сбора отходящих газов приминимальных подсосе воздуха и выбросе газа в атмосферу цеха. В эксплуатациинаходятся напыльники неводоохлаждаемые (сухие) и водоохлаждаемые. Первые необеспечивают должной герметичности соединений, имеют малый срок службы; дляувеличения срока службы их футеруют чугунными плитами или изготовляют излистовой жаростойкой стали. Наибольшее распространение получили водоохлаждаемыеконструкции.
Водоохлаждаемый напыльник более сложен в изготовлении и обслуживании: требуетвнимательного надзора за водоохлаждаемыми. элементами, но вместе с тем болеедолговечен и менее подвержен настылеобразованию от выбросов расплавленноймассы.
На рис.4 показанаконструкция одного из действующих напыльников. Стенки напыльника собраны изотдельных кессонов коробчатого сечения. Правые и левые кессоны соединены междусобой в вертикальной плоскости встык, образуя полукруглую форму сечениянапыльника. По сравнению с прямоугольной эта форма обладает большей жесткостьюи прочностью, обеспечивает более равномерное движение газов и меньшее оседаниегрязи и ила.
Материал кессонов — малоуглеродистая листовая сталь марок ВСтЗ, 15, 20 и СтЗ (как заменитель).Толщина стенок в зависимости от размера кессонов: внутренней стороны 8-16,наружной 6-10 мм. К конструкции и изготовлению кессонов, их обслуживанию иохлаждаемой воде предъявляют требования, аналогичные требованиям к кессонамшахтных печей. Нижние концы боковых кессонов соединены скессонами-коллекторами. Передняя стенка также водоохлаждаемая; нижняя кромка еене достигает горловины; зазор между ними перекрывается жаростойкой заслонкой.
/>
1 – кессон – коллектор; 2– кессон боковой; 3 – пневмоцилиндр; 4 – передняя стенка; 5 – заслонкапередвижная.
Рисунок 4 — Напыльникводоохлаждаемый
Горловина может иметькруглую, прямоугольную и овальную форму; высота горловины 550-900 мм, устанавливается под углом 12-30° к вертикали в сторону фурм. Горловина конвертора КТ-7-80Цпрямоугольная составная: основание цельнолитое из стали 35Л111, крепится кбочке болтами, служит жесткой опорой для трех бронеплит из жаропрочного тугунамарки ЖЧХ-1,5 и одной из жаростойкой стали марки 12Х18Н9ТЛ. Одна бронеплитаимеет носок, футерованный кирпичом (для слива продуктов плавки).
Фартук предохраняеткорпус и фурмоколлектор от воздействия выбросов штейна во время продувки ислива штейна и шлака; прикрепляется к горловине.
Футеровка корпуса — хромомагнезитовый и магнезитовый кирпич. Толщина футеровки 230-380 мм, а в области фурменного пояса 450-800 мм. Температурные швы составляют около 1 % длиныфутеровки. Между стенкой корпуса и футеровкой предусматривают засыпку измагнезитового порошка толщиной около 100 мм. Кладка кирпичей ведётся насухо; зазоры между кирпичами заполняют мелким магнезитовым порошком.
Эксплуатация и ремонтконверторов. Конверторы — крупные потребители сжатого воздуха: затраты на дутьёявляются одной из основных статей расхода при конвертировании. За состояниемгерметичности воздухоподводящей системы, сальниковой головки, фурмоколлекторадолжен быть установлен повседневный надзор. Воздухоподводящую системунеобходимо два-три раза в год очищать от накопившейся пыли и грязи. Загружаемыев конвертор флюсы должны быть воздушно — сухими во избежание взрыва штейна и выбросарасплава. Периодически (по местным условиям) необходимо продувать, промывать иочищать кессоны водоохлаждаемых напылышков. Охлаждающая вода должна бытьчистой, не содержать механических примесей (ила, песка и. пр.), подводиться книжним углам кессонов- иметь возможно меньшую жесткость.
Корпус конвертора должен,периодически осматриваться для выявления разрушенной сварки, выпучиваниястенок. Во избежание прогорания не допускаются проливы расплава при заливкеконвертора.
После очередной; сменыфутеровки, необходимо контролировать длину пружин шпилек, стягивающих крышкибочки. Нормальная высота сжатых пружин конвертора емкостью 80т равна 280 мм. Во время остановки конвертора на ремонт зубчатый венец и шестерня должны очищаться, отнакопившейся грязи; необходимо проверять качество зацепления. Рекомендуемый контакт рабочих поверхностей зубчатой пары: по длине зуба не меньше 40%, поширине — не меньше 30%, боковой зазор 0,7-2,5 мм. При износе, превышающем 30% первоначальной толщины зуба по начальной окружности, шестерняили венец подлежат замене.
Запрещается регулироватьподжатие опорных роликов нагруженного конвертора во избежание перегрузкистяжных шпилек.
Тормозы имеют весьмаважное значение для безаварийной работы конвертора — их состояние и работадолжны находиться под постоянным, надзором. Тормозы должны эксплуатироваться встрогом соответствии с требованиями инструкций завода-изготовителя. Необходимосвоевременно регулировать поджатие главной пружины, заменять тормозную ленту и ремонтировать тормоз. Не реже двух раз в месяц нужно контролировать ирегулировать тормозной момент -предельное снижение его составставляет 10% отноминального. Работа конвертора с неисправным тормозом не допускается.
В редукторах и зубчатыхмуфтах необходимо периодически проверять уровень масла; масло должно заменяться свежимне реже одного раза в 4-6 месяцев, а после пуска — по истечении 2-3 недель.При каждой замене масла необходимо промывать картеры и маслопроводы смесьюмасла низкой вязкости с дизельным топливом
в соотношении 1:1. Густуюсмазку от централизованной системы (ручного насоса НРГ, устанавливаемогорядом с конвертором) следует подавать не реже одного раза в смену (марка УС-3). Подшипники зубчатого редуктора ЦТ2-100 смазывают мазью ЦИА'ГИМ-203;в картер заливают масло АКп-10. Этим же маслом смазывают планетарный икинематический редукторы.
/>/>/>/>/>/>1.3 Конвертор с боковым отводомгазов
Существующие конверторы сверхним отводом газов имеют высокую производительность, долговечны, надежны вработе, но загрязняют атмосферу цеха выделяемым в больших количествах (особеннопри выходе бочки из-под напыльника) серным газом, выдают отходящий газ с малымсодержанием сернистого ангидрида, что обусловлено сильным подсосом воздуха.
Отмеченные недостаткиустранены в конверторах с боковым отводом газов. По данным зарубежной практики (Бельгия), эти конверторы выдают газы с 8-10%-ным содержаниемсернистого ангидрида (примерно в 2 раза выше, чем в обычных конверторах); изних не выделяются (или выделяются в значительно меньшем количестве) газы ватмосферу цеха; они допускают загрузку материала во время дутья, не требуютустановки напыльника. Вместе е тем конструкция конвертора более сложна игромоздка; конвертор занимает примерно на 30% больше площади, чем обычныеконверторы той же емкости.
Отечественная конструкция40 т конвертора (рис.5) разработана СКБ ЦМ и изготовлена Южуралмашем. Посравнению с конвертором фирмы «Хобокен» (Бельгия) в отечественнуюконструкцию, внесены значительные изменения: упрощена конструкция поворотного П- образного газохода, жестко соединенного с корпусом конвертора ицилиндрической царгой. Царга выполнена стационарной; устранена третья(подпружиненная) опора расположенная в конверторе фирмы «Хобокен» подповоротным- газоходом; усилены вертикальные стенки газохода, улучшена конструкция пылевой камеры; предусмотрено механизированное удаление из нее пылии др.
/>
1 – бочка; 2 – П — образный газоход; 3,7,8 – люки для чистки;
4 – уплотнение; 5 –царга; 6 – камера; 9 – противовес; 10 – опора; 11 –фурмы.
Рисунок 5 — Схемаконвертора с боковым отводом газов
Фурмовщики. Фурмовщикипредназначены для механизации тяжелой работы по очистке (фурмовке) фурмовочныхтрубок конвертора от настыли. Разделяются они на индивидуальные,устанавливаемое на каждой фурме, и групповые навесного или напольного типа,обслуживающие всё фурмы конвертора. Работают фурмовщики от сжатого воздухадавлением 5-6 кгс/см2.
На рис.6 дана конструкцияиндивидуального фурмовщика. При нажатии на пускатель 3 золотник 6 со штоком 4стаканом 7 и наконечником 8 перемещается в крайнее правое положение иперекрывает отверстия, сообщающие переднюю я заднюю полости золотника сатмосферой, а также отверстие для пуска сжатого воздуха в переднюю полостьрабочего цилиндра 9; при этом воздух устремляется под поршень 1, Последний соштоком 2 и фурмовочным ломиком начинает перемещаться вправо, развивая скорость 14-20 м/с. Ломик очищает стенку трубки, погружаясь в расплав на 110 мм. В передней полости воздух сжимается, давление его передается на золотник, который начинаетвозвращаться в исходное положение, преодолевая силу расцепителя 5. Поддействием большого давления, возникшего в буферной подушке, поршень с ломиком передвигаетсяв обратном направлении.
Фурмовщики совершаютоколо 2000 циклов в 1 мин. Время пребывания ломика в расплаве примерно 0,02 с.Групповая напольная машина (рис.7) состоит из рабочего цилиндра прочисткифурм, 2 с воздухораспределителем 5 принципиальное устройство сходно споказанными на рис.6, механизма перемещения машины 1, блоков фиксации 8,управления. 3 и закрепления машины 4. Платформа 6 передвигается по рельсам 7,автоматически очищая одну фурму за другой.
Испытания фурмовщиковотечественного производства показали, что для условий медных заводов наиболеепрогрессивна групповая машина. />/>/>
/>/>/>2 Вертикальные конверторы
Конверторы вертикальноготипа применяют в цветной металлургии для конвертирования (рафинирования)ферроникеля. Конвертор работает на кислородном дутье. Кислород под высокимдавлением подается в горловину бочки сверху по вертикально подвешенной фурмеспециальной конструкции. Фурма соединена гибкими рукавами со стационарнымикоммуникациями, по которым подаются кислород и вода для охлаждения. Опусканиефурмы в ванну расплава, подъем и поворот ее осуществляются подъемным иповоротным механизмами. Над конвертором установлен наклонно водоохлаждаемыйнапыльник (водоохлаждаемый кессон), имеющий отверстие для пропускания фурмы.
В состав конвертирующегоагрегата входят: собственно конвертор, фурма, напыльник, домкратная рельсоваятележка для обслуживания днища бочки и телескопический подъемник дляфутеровочных работ. Краткая техническая характеристика конвертора; КВК.1-30ФН,изготовленного Южно-Уральским машиностроительным заводом, приведена ниже;
Емкость (садка),т…………………………………………………….. 30
Объем рабочегопространства, м3 ……………………………….……38
Наибольшая глубина жидкойванны, мм……………………………. 900
Высота внутреннего пространства бочки, мм …………………...6165
Диаметр бочки пофутеровке (в свету), мм…………………………...3150
Внутренний диаметр бочкибез футеровки, мм……………………4500
Внутренний диаметргорловины, мм …………………………………2000
Внутренний диаметр горловины по футеровке, мм…………………1500
Номинальная скоростьповорота корпуса, об/мин……………………1,0
Минимальная скоростьповорота корпуса, об/мин …………………..0,13
Мощность двигателейпривода поворота, кВт………………….4X29
Давление кислородногодутья, кгс/см2 ……………………………….12,0
Давление кислородногодутья у сопла фурмы, кгс/см2……………… 8,0
Общая масса футерованногоконвертора (без фурмы и напыльника), т 490
Масса нефутерованного корпуса в сборе с опорным кольцом, а днищем
(без привода поворота),т ……………………………………....130
Общая масса футеровкибочки, т ……………………………………150
напыльника с водой,т…………………………………………..130
привода поворота сэлектрооборудованием, т…………..……83,3
Корпус конвертора (рис.8)цилиндро — конической формы, сварной, симметричный относительно вертикальнойоси. Толщина листовой стали (марка ВСтЗ): 40 мм цилиндрической части, 30 мм конических частей и днища. Верхняя кромка горловины (рис.9, в) усилена привареннымкольцом и защищена от воздействия горячих газов и шлаковых выбросовжаростойким шлемом 10 (четыре съемных сектора); На цилиндрической части корпусас двух сторон по оси цапф приварены две массивные шпонки (рис.9, в) сечением180X600 и длиной 1700 мм. Назначение их — передача на корпус усилий, возникающих при наклоне в конвекторе.
Опорное кольцо (рис.9, а)коробчатого сечения 625X1600 с наружным диаметром 6,5 м сварено из толстой листовой стали. В кольцо впрессованы две цапфы (наибольший диаметр около 1000 мм); на приводной цапфе закрепляется (напрессовывается) приводной механизм поворота. Посадкашпонок по 5-му классу точности ходовая; осевые зазоры до 40 мм. Это должно обеспечить компенсацию теплового расширения корпуса, его сборку и демонтаж. Отвоздействия шлаковых настылей и высокой температуры опорное кольцо защищеносверху кожухом, снизу экраном.
Бочка закреплена наопорном кольце восемью тягами 4 диаметром 115 мм, попарно расположенными в кронштейнах корпуса. Сферические шайбы и пластинчатые пружиныобеспечивают возможность тягам занимать слегка наклонное положение и изменятьдлину при наклонах бочки. Кронштейны опираются на вкладыши, закрепленные наопорном кольце. При помощи вкладышей: регулируют поверхность контакта междубочкой и опорным кольцом. Поверхности контакта вкладышей и сферических шайб покрывают смазкой на основе дисульфида молибдена.
В опорных (подшипниковых) узлах конвертора установлены двухрядные сферические роликовыеподшипники. Опорный узел, приводной, цапфы неподвижный — внутренние и наружныекольца роликоподшипника зафиксированы от осевого смещения. Опорный узелнеприводной цапфы неподвижный (плавающий) -наружное кольцо установлено внутристального вкладыша по ходовой посадке. .
Станины конверторакоробчатого сечения, сварены из толстой листовой стали и балок. На каждойстанине со стороны бочки закреплены кронштейны, предназначенные для установкидомкратов при монтаже и ремонте конвертора, рассчитанное на подъем опорногокольца вместе с бочкой (без футеровки). На станине приводной стороны конвертораустановлены кронштейны буферного устройства и станция циркуляционной смазки.Станины со стороны бочки зафутерованы по всей высоте.
Привод поворота (рис.9, б)состоит из специального редуктора, четырёх навесных приводов, восьми пружинныхбуферов, одной большой в двух малых гидрошайб, командоаппаратов, сельсина идвух тахогенераторов.
Специальный редукторустановлен на коническом конце цапфы и закреплен на ней большой гидрошайбой.Центральное ведомое колесо диаметром 4080 мм (модуль 16) приводится в движение от четырех косозубых вал — шестерен, расположенных на корпусе редуктора (поокружности). Корпус редуктора опирается на ступицу центрального колеса черездва конических подшипнику. Передаточное число редуктора 14, 118.
Навесной приводрасположен на конце приводной вал — шестерни специального редуктора. Приводдвухступенчатый цилиндрический с присоединенным к нему фланцевым двигателем.Один конец быстроходного вала редуктора соединен зубчатой муфтой с валом электродвигателя,другой конец — пальцевой муфтой с валом фланцевого тахогенератора. Навесныередукторы удерживаются от поворота — пружинными буферами двустороннегодействия, закрепленными на корпусах специального и навесного редукторов, черезсферические опоры.
/>
1 – корпус; 2 – шлем; 3 –кожух защитный; 4 – опорное кольцо;
5 – опора с плавающимподшипником; 6 – днище отъемное; 7 – буферное устройство; 8 – редукторспециальный; 9 – редукторы навесные с электродвигателями; 10 – опора снеподвижным подшипником;
Рисунок 8 — Вертикальныйконвертор емкостью 30 т.
Гидрошайба большаяиспользуется для насадки и съема привода с цапфы, малая — для снятия и насадкинавесного привода на конец вал — шестерни специального редуктора. Давление вбольшой шайбе при напрессовке составляет 650 кгс/см2, прираспрессовке 1500 кгс/см2; давление в малой шайбе при напрессовке 75кгс/см3, при распрессовке 200 кгс/см2.
Большая гидрошайбасостоит из корпуса с шестью расточками и шести поршней и специальной гайки,наворачиваемой на резьбовой коней, цапфы конвертора. Масло под поршни подаетсяшестью насосами через сверления в каждой ступени цилиндра.
Для подъема и обеспечениявозможности наворачивания гидрошайбы на резьбовую ступицу центральногозубчатого колеса используют две роликовые цепи, охватывающие корпус гидрошайбыпо канавкам. Цепи перекидывают через две звездочки, насаженные на общую ось, иподвешивают на крановый крюк. Малые шайбы имеют аналогичный принцип работы.
Буферное, устройствослужит для предотвращения разворота привода вокруг цапфы, смягчениядинамических ударов при включениях и торможении, а также для гашения колебаний;представляет собой стальную тягу с встроенным пружинным (тарельчатым)амортизатором двустороннего действия. Шток буфера имеет поршень, заключенный вгидроцилиндр. Полости над поршнем и под ним образуют гидравлический демпфер.Краткая характеристика привода поворота и редуктора приведена ниже:
Общее передаточное числопривода, поворота ……………………726,6
Мощность двигателя навесного привода, кВт…..………………29,0
Передаточное числоспециального редуктора…………………...14,118
Передаточное числонавесного редуктора…………………………51,1
Централизованная системажидкой смазки служит для подачи масла в зубчатые зацепления и подшипникиспециального редуктора, неподвижный и подвижный подшипники цапф. Маслоавтотракторное сернокислотной очистки. Смазка навесных редукторов наливная;масло — трансмиссионное автотракторное. Станция циркуляционной смазки ЦС 70Мхарактеризуется следующими данными:
Емкость резервуарастанции, м3 ……………………………………..1,4
Площадь охлаждения маслоохладителя, м………………..………. .4,0
Производительность,одного насоса л/мин……………………….….70
Рабочее давление масла,кгс/см.2 …………………………....……….3,0
Давление пара и воды,кгс/см2 ……………………………………….3,0
Двигатели приводаповорота питаются постоянным током от системы генератор — двигатель сэлектромашинным усилителем. Преобразовательный агрегат состоит из приводногодвигателя мощностью 200 кВт и генератора мощностью 45 кВт. Пуск осуществляетсякнопкой с центрального пункта управления.
Скорость поворотаконвертора регулируется в заданных пределах изменением напряжения генераторауправление приводом поворота конвертора — ручное дистанционноекомандоконтроллерами с центрального пульта управления и с местного постауправления. В схеме предусмотрены включения на резервные генератор иэлектромашинный усилитель; блокировки, запрещающие включение привода. поворотаконвертора, защиты от перегрузки и обрыва цепей; сигнализация; об обрыве цепейтормозных катушек, об отсутствии давления в смазочной системе, о вертикальномположении бочки.
При нормальнойэксплуатации торможение привода осуществляется пристроенными к фланцевымдвигателям электромагнитными тормозами типа ТДП. При аварийных остановках(отключение тока и др.) конвертора происходит динамическое торможение содновременным включением механических тормозов.
Отъемное днище соединенос бочкой шестнадцатью быстроразъемными клиновыми запорами. Ниже приведена массаднища и других узлов и деталей конвертора, т
Днище отъемное безфутеровки ……………………………………8,8
Бочка без футеровки и… опорного кольца ………………………...33,8
Опорное кольцо с цапфами…………………………………………80,5
Шлем (четыре сектора)………………………………………………4,5
Редуктор специальный ……………………………………………...61,8
Навесной привод всборе…………………………………………….3,0
Гидрошайба,большая…………………..……………………………..3,3
Опорные (подшипниковые)узлы……………………………….2×12,3
Для отъема и установкиднища имеется специальная домкратная тележка, состоящая из гидродомкрата,гидроцилиндра (для поворота стола), двух насосных установок, стола и рабочейплощадки, расположенных на железнодорожной четырехосной платформе (колея 1920. мм, база 3600 мм)
Краткая характеристикатележки:
Грузоподъемность,полезная, т ……………………………………….240
Скорость подъема стола м/мин……………………………………….0,2
Максимальный ход плунжерагидродомкрата, мм ………………….955
Угол поворота стока,град………………………………………………±5
Масса тележки сэлектрооборудованием, т…………………………..54,2
Масса масла для заполнения гидросистемы, т……………………….0,8
Рабочее давление в гидросистеме кгс/см2 …………………………...50
Футеровка конверторавыполнена хромомагнезитовым или другим огнеупорным кирпичом. Толщина футеровкиоколо 675 мм… Средняя стойкость основной футеровки составляет примерно 200плавок, кислой 350. Стойкость футеровки днища совпадает со стойкостью футеровкикорпуса. Для перефутеровки корпуса, применяют специальный телескопическийгидроподъемник, расположенный на двухосной тёлежке (колея 1920 мм база 3600 мм).
Краткая характеристикаподъемника:
Грузоподъёмность рабочейплощадки……………………………… 4,0
Грузоподъемностьподъемника материалов, т ……………………..1,0
Ход телескопического гидроподъемника, м ……………………….5,6
Средняя скорость подъемаплощадки, м/мин ………………………0,98
Средняя скоростьопускания площадки, м/мин ……………………0,90
Рабочее давление вгидросистеме, кгс/см3 ………………………55
Общая масса подъемника т……………..………………………..22,1
Фурма представляет собойдлинную трубу, (длина, вертикальной части
8,87 м) диаметром 76 мм., навинчённым медным наконечником (соплом). Труба закреплена в двухтрубчатомкожухе. Сопло имеет три наклонно (6° к вертикали) расположенных конусныхотверстия. По гибким рукавам в фурму подаются кислород и вода для охлаждения.Нагретая вода выходит из кольцевого пространства между средней(разделительной), и наружной трубами (диаметры труб 114 и 159 мм, сталь марки 30). Материал сопла – медь марки М0 или M1, масса. 5,5 кг, наружный диаметр 146 мм.
Подъем и опускание фурмыосуществляется подъемным механизмом (грузоподъемность 1,7 т, мощность. 22 кВт)поворачивание — механизмом поворота (мощность 1,4 кВт). Оба механизмарасположены на колонне (высота 7м), подъемная барабанная лебедка расположена наотдельном фундаменте. Стрела вылета механизма поворота 4,9 м. Ход фурмы для поворота 9,0 м.
Для обеспечения лучшейплотности и повышения.надежности присоединение медного сопла, к фурмевыполнено сварным. Стойкость сопел в.конверторах с основной футеровкой 150-200,с кислой 500-60б плавок.
Напыльник(водоохлаждаемый кессон) имеет цилиндрическую форму. Внутренний диаметр огневойточки 2600 мм, наружный диаметр наружной стенки 2800 мм; толщина огневой стенки 12 мм; наружной 10 мм. Материал — сталь 20К (ГОСТ 5520 – 69) Общаядлина кессона около 9,0 м. Ширина кольцевого пространства, заполняемого водой 68 мм. Масса напыльника с водой около 30,0 т, масса без воды примерно 25,0 т
Напыльник — откатной,устанавливают над горловиной конвертора под углом к горизонту около 60°. Дляустановки фурмы предусмотрено отверстие в нижней части кессона. Вода поступаетв кессон под давлением 3,5 кгс/см2; расход водs 800 м3/ч.
Эксплуатация конверторадолжна осуществляться в соответствии с правилами безопасности в конверторномпеределе. При перефутеровке корпус конвертора должен находиться в вертикальномположении. Перед началом работ отключают электроэнергию от привода поворота,затормаживают электромагнитные тормоза. При необходимости ремонта илирегулировки тормозов бочку конвертора закрепляют за цеховые конструкции воизбежание её опрокидывания. Состояние футеровки бочки систематическиконтролируют… Не допускается перегрев стенок выше 250-300°С. Разностьтемператур, замеренных на поверхности корпуса в двух точках, отстоящих одна отдругой на расстояние 1 м, не должна превышать 10° С, чтобы не допуститькоробления. По этой же причине опасен перегрев опорного кольца.
Конвертор долженразогреваться по графику с учётом медленного повышения температуры футеровки(корпуса). Сварочные швы должны находиться под регулярным наблюдением.
Необходимо учитывать,что при температуре около 400°С смазка опорных кронштейнов корпуса (на основедиосульфата молибдена) начинает окисляться и терять смазочные свойства.
За состоянием и работойтормозов должно вестись повседневное наблюдение. Не реже двух раз в месяц нужнорегулировать тормоза в соответствии с инструкцией завода-изготовителя, а такжеконтролировать и регулировать тормозные моменты всех тормозов. Допустимыйпредел снижения момента не более 5% от номинального, паспортного. Работа снеисправными неотрегулированными тормозами запрещается. Тормозной моменткаждого тормоза в холодном состоянии должен быть не менее 80 кгс·м. Каждыйтормоз должен самостоятельно удерживать незафутерованный корпус конвертора внаклонном на 900относительно вертикальной оси положении.
При выходе из строяодного двигателя или навесного привода возможна временная работа на трехнавесных приводах. Рекомендуется ежесуточно несколько раз поворачивать корпусконвертора на 360°.
Регулярно, не режечетырех раз в месяц, должна контролироваться затяжка гаек на тягах креплениякорпуса на опорном кольце. Контроль осуществляют при повернутом зафутерованномконверторе горловиной вниз. При появлении, между сопряженными поверхностямизазора, превышающего 1 мм, гайки подтягивают до полного устранения зазора. Всепружины подлежат замене, если высота пакета уменьшится до 100 мм. Не допускается накопление настылей на корпусе, горловине и опорном кольце. Использовать для их срыва привод поворота конвертора категорически запрещается.
При замене сферическихшайб и вкладышей опорного кольца нужно осуществлять подгонку опорнойповерхности, обеспечивающей прилегание не менее 50% с равномерностью не менее 4пятен на один квадратный дециметр. После подгонки сопряжённые поверхностисмазывают суспензией на основе диосульфата молибдена.
Гидравлический цилиндрподпора, систему труб и клапанов буферного устройства заполняют маслом«Индустриальное 50». Параметры буферного устройства (величину щели регулирующего вентиля) регулируют на основании опытных данных. В режименеустановившегося движения (торможении, реверсах, пуске и др.), когдадействующий на цапфе момент превышает максимальный статический момент, вентиль оставляютоткрытым. При полностью закрытом вентиле буфер работает как жесткая тяга.
Новая системацентрализованной смазки и прошедшая капитальный ремонт действующая системаИС-70м подвергаются гидравлическому испытанию. при давлении 7 кгс/см2.Подачу масла к зацеплениям и подшипникам специального редуктора регулируюткраном, а расход масла подшипниковым узлом — указателями подачи, установленнымиу каждого подшипника. Струя выходящего масла должна быть тонкой, равномерной.Также регулируется подача масла в опорные узлы конвертора.
Температура подшипниковпривода и опор должна находиться под постоянным наблюдением. Температуракоренных подшипников опор и привода не должна превышать 80-96°С; предельнаятемпература малых подшипников редукторов не должна превышать температуруокружающёго воздуха более чем на 50° С.
Конвертор может бытьвключен в работу только после того, как будет отрегулирована подача масла ковсем смазываемый точкам. Замену масла и промывку ванн редукторов и всейцентрализованной системы необходимо проводить в начальный период работы новогоили капитально отремонтированного конвертора через 2-3 недели после пуска; впоследующее время — 1 раз в 4-6 месяцев по установленному графику. При каждойзамене масла картеры и маслопроводы следует промывать смесью масла низкойвязкости и дизельного топлива (1:1).
Для частичной разборкиспециального редуктора снимают с него одну из четырех вал — шестерен. В случаеполной разборки редуктор снимают (распрессовывают) с цапфы большой гидрошайбойпри максимально допустимом давлении в цилиндрах гидрошайбы 1500 кгс/см2.Для облегчения распрессовки необходимо подать масло под высоким давлением в дварезьбовых отверстия (на ступице колеса), к кольцевым проточкам на конуснойпосадочной поверхности. Корённые шпильки должны быть отпущены послепредварительного их подогрева.
В процессе работы подпостоянным наблюдением должен, находиться напыльник. Обслуживание (промывка,очистка и дp.), а также питание водой должны выполняться в соответствии сзаводской инструкцией. Жесткий контроль должен быть установлен за тормозомвертикального перемещения ствола фурмы — при падении ствола выходит из строявертикальный вал оборотного механизма.
Некоторые достоинстваконвертора: высокая степень герметизации привода поворота и опорных устройств ицентрализованная система смазки трущихся пар; применение постоянного тока позволило исключить необходимость установки вспомогательного (аварийного)привода и дало возможность изменять скорость поворота корпуса в широкихпределах (1:8); исключена тяжелая операция прочистки фурм; предусмотренавозможность механизации и футеровочных работ; установлен водоохлаждаемыйнапыльник. Вместе е тем. конструкция конвертора сложна в изготовлений иявляется металлоемкой — удельная металлоемкость в 4-5 раз превышает таковуюгоризонтальных конверторов; удельный расход электроэнергии выше в 3 — 4 раза;высокий расход воды на охлаждение фурмы и напыльника. Конвертерная установкатребует большой, высоты здания.
Конструкция привода,опорных узлов, буферное устройство, узлы крепления корпуса с цапфами и опорнымкольцом требуют очень строгого и квалифицированного обслуживания, надзора иремонта.
/>/>/>/>/>/>/>3 Расчет основных параметров итеплового баланса конверторов цветной металлургии
При расчете конверторовдля переработки медных, медно-никелевых и никелевых штейнов определяютследующие величины:
1) Пропускнаяспособность конвертора по воздуху Vконв, нм3/мин.
Находится из формулы
/> (1)
где А – суточнаяпроизводительность конвертора по штейну, т/сутки;
К – коэффициентиспользования конвертора под дутьем, безразмерный; по данным практикиК=0,70-0,80;
/> - практический удельныйрасход воздуха на 1т штейна, нм3/т; /> находитсяна основе расчета технологического процесса;
1440 – число минут всутках;
2) Удельная нагрузка фурмконвертора по воздуху q, нм3/см3·мин.
Находится по формуле
/> (2)
где p1 – давление дутья на воздухоподводящем коллекторе,кг/см2;
Hгидр – среднее гидростатическоепротиводавление штейновой ванны, кг/см2; определяются по удельномувесу штейна γ, кг/см3, и средней высоте слоя штейна над фурмамиh, см:
Hгидр= γh
C – безразмерный коэффициентхарактеризующий гидравлическое сопротивление участка воздухораспределительнойарматуры конвертора от закольцованного коллектора до конца фурменной трубки истепень зарастания рабочего конца фурменной трубки. Исследованиями установлено,что числовое значение коэффициента С для существующей конструкциивоздухораспределительной системы горизонтальных конверторов составляет 6 –7.
При условии примененияулучшенной конфигурации воздухораспределительной системы значение коэффициентаС снижается до 2 – 4;
3) Площадь сечения всехработающих фурм конвертора, см2
/>.
4) Число работающих фурм np.
Определяется по формуле:
/> (3)
где d — диаметр фурменных трубок, мм.
По данным практики дляфурменных труб обычно применяют стандартные железные трубы диаметром 1 1/4 “ (36 мм), 1 1/2 “ (41 мм), 1 3/4 “ (44 – 66 мм), 2” (53 мм).
5) Число установленныхфурм nуст
nуст=(1,2÷1,3) np, (4)
где (1,2÷1,3) –коэффициент запаса учитывающий возможный выход из строя некоторых фурм.
6) Тип и размерыконвертора.
На основании выполненныхрасчетов конвертор обычно подбирают из стандартных типов конверторов по табл.3. Основными показателями при подборе конвертора являются величины />, d, nуст.
Таблица 1 — ХарактеристикаконверторовХарактеристика Тип конвертора вертикальные горизонтальные 1 2 1 2 3
Диаметр кожуха, м…………
Длина кожуха, м……………
Число фурм…………………
Диаметр фурм, мм…….........
Площадь сечения фурм, см2……………………………
Пропускная способность по воздуху, нм3/мин……………
Емкость по черновой меди, m ……………………………..
Размеры горловины, м………
3,05
-
14
38
159
150
10
Круглая
1,2
3,66
-
22
38
250
230
15
-
2,3
4,5
18
38
204
180
15
1,1×1,8
3,66
6,1
30-34
38/44
350-400
300-350
35-40
1,7×1,9
3,96
9,15
44-52
44-53
670-800
600-650
80
1,9×2
7) Размеры горловины
Сечение Головинывыбранного конвертора Fгорл, м2 проверяют подействительной скорости газов в горловине ωt, м/сек, и количеству отходящих из конвертора газов vt, м3/сек:
/>
Практикой установлено,что для нормальной работы конверторов значение ωt≤8 – 12 сек. Величина vtопределяется по даннымтехнологического расчета по уравнению
/> (5)
Здесь /> - удельное количествогазов на 1 т штейна, нм3/т;
t – температура отходящих газов;
86400 – число секунд всутках.
8) Параметрывоздуходувной машины и расчет воздухопроводов.
Производительностьвоздуходувной машины Vвозд, нм3/мин, рассчитываютиз условия обеспечения подвода к фурмам конвертора воздуха в количестве
Vконв, нм3/мин, и восполнениепотерь воздуха на возможных неплотностях воздухоподводящей трассы, которые поданным практики составляют 10 – 25% от Vконв. Следовательно, производительность воздуходувки
Vвозд=(1,10÷1,25) Vконв нм3/мин. (6)
Давление дутья,создаваемое воздуходувкой pвозд, кг/см3, должно на
10 – 20% превышатьдавление на коллекторе p1:
pвозд=(1,10÷1,20) p1 кг/см2 (7)
Диаметр воздухопроводов d, м определяют по максимальномусекундному объему воздуха, проходящего по воздухопроводу Vtp м3/сек, и действительнойего скорости ωtp, м/сек, по формуле:
/>
Действительная скорость воздуха в конверторных воздухопроводах принимается обычно равной 15 – 25 м/сек.
Пример расчетаконвертора.
1. Пропускная способностьконвертора по воздуху
На основании сводногоматериального баланса (таблица 144) [1] находим теоретическое удельноеколичество воздуха на 1т штейна:
/>
Приняв по данным практикикоэффициент использования конвертора под дутьем k=0,7, найдем потребную пропускную способность конвертора поформуле (1):
/>
2. Удельная нагрузка фурмконвертора.
Находится по формуле (2):
/>
Примем на основанииданных заводской практики давление воздуха на коллекторе p1=1,2 кг/см2, противодавление ванны Hгидр=0,3 кг/см2, значениепоказателя гидравлического сопротивления применяемой в настоящее времявоздухоподводящей системы конвертора С=0,6:
/>
3. Площадь сечения работающихфурм
/>
4. Число работающих фурм
Приняв на основаниипрактических данных диаметр фурменных трубок d=41мм, получим по формуле (3) необходимое число одновременноработающих фурм:
/>
5. Число установленныхфурм
С учетом резерва 20%число установленных фурм по формуле (4):
nуст=1,2 np=1,2·29=35
6. Тип и размеры конвертора
Исходя из найденныхзначений площади сечения фурм />=375 см2;диаметр фурмы d=41мм и числа фурм nуст=35, потабл.1 выбираем стандартный горизонтальный конвертор с размерами по кожуху3,6×6,1 м и емкостью по файнштейну 40т.
7. Расчет эффективностиприменения фурм усовершенствованной конструкции
Как выявлено в результатеисследований лаборатории печей Ленинградского горного института, имеетсявозможность существенно увеличить пропускную способность фурм в результатеусовершенствования конструкции воздухораспределительной системы конвертора,Предложена конструкция, имеющая показатель гидравлического сопротивления С=3.
Определим по формуле (2)удельную нагрузку фурм при использовании усовершенствованной конструкциивоздухораспределительной системы.
/>
Тогда суммарное рабочеесечение фурм составит
/>=/>
Рабочее число фурм
np=127·/>
Установленное число фурм
nуст=1,2·20=24
Таким образом, прииспользовании усовершенствованной конструкции воздухораспределительной системызаданную производительность конвертора можно обеспечит при меньшем числе фурм.В результате облегчится обслуживание конвертора и улучшатся условия службыогнеупорной кладки, Если же сохранить рассчитанной выше число фурм nуст=35, то использованиеусовершенствованной конструкции воздухораспределительной системы позволитувеличить производительность конвертора на единицу времени дутьяпропорционально повышению удельной пропускной способности фурм, т.е на
/>
8. Определение числаопераций
При определении числаопераций следует ориентироваться не на количество файнштейна, а на количествообогащенной массы, накапливаемой в конвертере за период набора.
При заданнойпроизводительности конвертора 210 т/сутки по горячему и холодному штейнуобогащенной массы будет получено
/>
Емкость конвертора пофайнштейну и по массе будет примерно одинакова, поскольку удельные веса этихпродуктов разнятся незначительно.
При этих условиях числоопераций число операций в сутки составляет
/>
9. Проверка размерагорловины
По формуле (5) длясуточной производительности А=210 т/сутки при коэффициенте использованияконвертора под дутьем k=0,7секундное количество газов при t=10000
/>
Общее удельное количествогазов />получено снижениемколичества газов по отдельным периодам операции переработки штейна (см. табл.137, 139, 142) [1] и делением суммы на 0,014
Выбор стандартногоконвертора
Fгорл=1,7·1,9=3,23м2
Скорость газов в сечениигорловины
/>
Поскольку скорость газовнаходится в пределах, допускаемых практикой, стандартные размеры горловины приемлемыи не нуждаются в изменениях./>/>/>/>/>/>/>3.1 Тепловой балансконвертора
Исходными данными длярасчета теплового баланса конвертора являются материальные балансы по периодам(см. табл. 141 и 143), [1] тепловые эффекты реакций (см. табл. 136), [1]температуры и теплоемкости материалов и продуктов (см. табл. 2).
Таблица 2 — Температуры итеплоемкости материалов и продуктов процесса конвертирования никелевых штейновМатериалы Температура, 0С
Теплоемкость
Ккал/кг· 0С В период набора В период варки файнштейна
Горячий штейн………………………..
Воздух…………………………………
Обогащенная масса…………………..
Шлаки………………………………....
Газы…………………………………....
Файнштейн…………………………….
Внутренняя полость конвертора……..
Наружная поверхность кожуха конвертора……………………………..
1000
60
1250
1250
1000
-
1250
200
-
60
1250
1350
1200
1350
1350
300
0,2
-
0,2
0,3
-
0,2
-
-
Балансовое время, т.евремя переработки 140 кг штейна, находится из суточной производительности:
/>
Время периода набора ипериода варки файнштейна находится из соотношения количества воздуха,подаваемого в соответствующий период:
В период набора воздухаизрасходовано………………161,74 кг…..74%
Впериод варки файнштейна…………………………….58,30………26%
Итого.220,04 кг100%
Отсюда
τ1=0,74τ=0,74·0,016=0,012 часа
τ2=0,26τ=0,26·0,016=0,004 часа
А. Тепловой баланспериода набора
Приход тепла
1. Тепло горячего штейна:
Qшт=Gшт·сшт·tшт
Qшт=100·0,2·1000=20000 ккал
2. Тепло воздуха
Qв=Vв·св·tв
Из табл. 141 [1] находимобъем воздуха, израсходованного за период набора:
/>
Qв=125·0,31·60=2330ккал.
3. Тепло окисления железаферроникеля.
По реакции (1) [1]окисляется до Fe3O4 7,72 кг Fe:
Q’=7,72·1590=12300 ккал.
По реакции (2) [1]окисляется до FeO и шлакуется кремнеземом 45,7 кг Fe:
Q”=45,7·1244=57000 ккал.
Всего от окисления железаферроникеля с учетом тепла шлакообразования
QFe=69300 ккал.
4. тепло окислениясернистого железа.
По реакции (3) [1]окислителя до Fe3O4 3,2 кг Fe:
Q’=3,2 ·2451=7850 ккал.
По реакции (4) [1]окисляется до FeO и шлакуется кремнеземом 18,9 кг Fe
Q”=18,9·2105=39900 ккал.
Всего от окислениясернистого железа с учетом тепла шлакообразования
QFeS=47750 ккал.
Всего приход тепласоставляет
20000+2330+69300+47750=139380ккал.
Расход тепла
1. Тепло обогащенноймассы
Qм=Gм·см·tм
Qм=61,84·0,2·1250=15500 ккал.
2. Тепло шлака
Qшл=Gшл·сшл·tшл
шл=194,64·0,3·1250=73200 ккал.
3. Тепло газов
Qгаз=(VSO2·cSO2+VN2·cN2+VO2·cO2)tгаз=(8,85·0,536+99,8·0,334+1,33·0,353)1000=
=38500 ккал.
4. Потери тепла вовнешнюю среду:
а) потеря теплаповерхностью кожуха
Qкож=q·Fкож·τ1
где q – удельный тепловой поток, ккал/м2·час,находится по графику (см. рис. 5) [1];
Fкож – общая теплоотдающая поверхностькожуха конвертора с учетом ребристости, м2.
Геометрический размерповерхности цилиндра размером 3,6×6,1 за вычетом поверхности горловинысоставляет
F=3,14·3,6(1,8+6,1)-3,2=(88-3,2)≈85м2
Приняв коэффициентребристости К=1,3 получим
Fкож=85·1,3=110 м2
По графику (см. рис. 5)[1] для tкож=2000находим
q=3500ккал/м2·час, откуда
Qкож=3500·110·0,012=4600 ккал.
б) Потеря теплаизлучением через горловину размером 3,2 м2
Qгорл=q·Fгорл·τ1
где q – удельный тепловой поток,излучаемый открытым отверстием, ккал/м2·час, находится по графикурис.36.
Приняв коэффициентдиафрагмирования с учетом частичного прикрывания горловины напыльником Ф=0,7для t =12500по графику (см.рис. 36) [1], находим q=180000ккал/м2·час, откуда
Qгорл=180000·3,2·0,012=6900 ккал.
Всего потери тепла вовнешнюю среду составляют
4600+6900=11500 ккал.
Расход всего тепла
15500+73200+38500+11500=138700ккал.
По разности прихода ирасхода неучтенные потери и невязка баланса
139380-138700=680 ккал.
Результаты расчетовтеплового баланса периода набора сведены в табл.
Тепловой баланс периода варкифайнштейна
Приход тепла
1. Тепло обогащенноймассы (сохраняется от периода набора) 15500 ккал.
Таблица 3 — Тепловойбаланс периода набораПриход тепла Расход тепла № Статьи прихода ккал % № Статьи расхода ккал %
1
2
3
3
Тепло горячего штейна……………
Тепло воздуха……
Тепло окисления железа ферроникеля……..
Тепло окисления и ошлакования сернистого железа.
20000
2330
69300
47750
14,4
1,6
49,7
34,3
1
2
3
4
5
Тепло обогащенной массы…..
Тепло шлаков…
Тепло газов……
Потери на внешнюю среду…
Неучтенные потери и невязка баланса
15500
73200
3850
11500
680
11,1
52,1
27,6
8,3
0,5 Всего ……............. 139380 100,0 Всего……………… 139380 100,0
2. Тепло воздуха:
Из табл. 143 [1] />
Qв=45·0,31·60=840 ккал.
3. Тепло окислениясернистого железа.
По реакции (3) окисляетсядо Fe3O4 2,12 кг Fe:
Q’=2,12·2451=5200 ккал.
По реакции (4) окисляетсядо FeO и шлакуется кремнеземом
12,51 кг Fe:
Q”=12,51·2105=26400 ккал.
Всего от окислениясернистого железа выделяется тепла
QFeS=5200+26400=31600 ккал.
Всего приход тепла
15500+840+31600=479400ккал.
Расход тепла
1. Тепло файнштейна
QФ=GФ·сФ·tФ
QФ=33,8·0,2·1350=9150 ккал.
2. Тепло шлака
Qшл=32,71·0,3·1350=13200 ккал.
3. Тепло газов(количество газов из табл. 143)
Qгаз=(5,87·0,546+36·0,340+0,45·0,359)1200=18100ккал.
4. Потери тепла вовнешнюю среду:
а) кожухом конвертора:
Qкож=qFкож·τ2
По графику (см. рис. 5)[1] для tкож=3000, q=7000 ккал/м2·час
Qкож=7000·110·0,004=3100 ккал;
б) излучение горловиной
Qгорл=qFгорл·τ2
По графику для (см. рис.36) [1] t=1350; Ф=0,7 находим q=230000ккал/м2·час
Qгорл=230000·3,2·0,004=2950 ккал.
Всего потери во внешнююсреду
3100+2950=6050 ккал.
Всего расход тепла
9150+13200+18100+6050=46500ккал.
По разности прихода ирасхода тепла неучтенные потери и невязка баланса составляют
47940-46500=1440ккал.
Результаты расчетовтеплового баланса периода варки файнштейна сведены в табл. 4
Таблица 4 — Тепловойбаланс периода варки файнштейнаПриход тепла Расход тепла № Статьи прихода ккал % № Статьи расхода ккал %
1
2
3
Тепло обогащенной массы………………
Тепло воздуха……..
Тепло окисления и ошлакования сернистого железа...
15500
840
31600
32,3
1,9
65,8
1
2
3
4
5
Тепло файнштейна.
Тепло шлака………
Тепло газов………..
Потери во внешнюю среду…..
Неучтенные потери и невязка…………..
3150
13200
18100
6050
1440
19,2
27,5
38,0
12,6
2,7 Всего 47940 100,0 Всего 47940 100,0
Для общей оценки тепловойработы конвертора составлен также свободный тепловой баланс процесса (табл. 5).
Таблица 5 — Свободныйтепловой баланс процесса переработки никелевого штейна на ФайнштейнПриход тепла Расход тепла № Статьи прихода ккал % № Статьи расхода ккал %
1
2
3
4
Тепло обогащенной массы……………
Тепло воздуха………
Тепло окисления и ошлакования железа ферроникеля………
Тепло окисления и ошлакования сернистого железа….
20000
3170
69300
79350
11,6
1,8
40,3
46,3
1
2
3
4
5
Тепло файнштейна
Тепло шлака……...
Тепло газов………
Потери во внешнюю среду….
Неучтенные потери и невязка…
9150
86400
56600
17550
2120
5,3
50,3
33,0
10,2
1,2 Всего……………….. 171820 100,0 Всего……………... 171820 100,0
/>/>/>/>/>/>/>Заключение
К основным достоинствамконвертирования можно отнести: автогенный характер протекания процесса,возможность переработки большой массы скрапа и холодных присадок, высокоесодержание сернистого ангидрида в технологических газах, позволяющее направлятьих на производство серной кислоты.
Недостатками являются:плохой отстой шлаков и связанное с ним пониженное прямое извлечение металлов,загрязнение атмосферы выбивающимися из поднапольника технологическими газами,периодичность работы и необходимость прочистки фурм.
Один из основныхнедостатков – загрязнение воздушного бассейна технологическими газами можетбыть полностью ликвидировано с применением конвертора с боковым отводом газов.
/>/>/>/>/>/>/>Список использованных источников
1 Расчеты пиропроцессов и печейцветной металлургии. Под научной редакцией Д.А Диомедовского, Л.М Шалыгина, А.АГалинберк, И.А Южанин. – М.: Металлургия, 1963. – 640 с.
2 Кривандин В.А. Металлургическаятеплотехника – 2 том / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. – М.:Металлургия, 1986. – 590 с.
3 Басов А.И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводовтяжелых цветных металлов. – М.: Металлургия, 1987. – 578 с.