«Исследование процесса агломерации шихты и применение агломерата при выплавке ферросплавов на АЗФ АО ТНК «Казхром»» по специальности 050709 – «Металл

Введение

Оценка современного состояния решаемой научной проблемы.
В настоящее время на Донском ГОКе значительная (до 19,8%) часть добываемого хромового сырья остается непригодной и не находила сбыта в промышленности. Мелочь хромовых руд в количестве более 10 млн. т. на месторождении, не используется из-за отсутствия соответствующих технологий и оборудования для их эффективной подготовки к металлургическому переделу. Дефицит кусковой хромовой руды и избыток мелочи, образующийся при добыче и транспортировке, обуславливает необходимость разработки наиболее рационального способа окускования хроморудного сырья. И поэтому необходимость решения этой проблемы окускования хромовых руд очевидна и по-прежнему весьма актуальна.
Актуальность дипломной работы. Считается, что отходы производства – признак несовершенства технологии. Поэтому разработка малоотходных технологий в черной металлургии на всех стадиях ее переделов становится главной целью технической политики. Разработка технологии агломерации позволит снизить потребление материальных ресурсов на предприятии, сократить выбросы в окружающую среду, уменьшить объемы образования отходов и себестоимость продукции.
Целью и задачей дипломного проектирования являлась разработка технологии агломерации некондиционных хромовых руд и хромсоуржащих пылей и шламов, позволяющая получить окускованный материал для производства высокоуглеродистого феррохрома.
Объектом дипломного исследования является процесс агломерации некондиционных хромовых руд и хромсоуржащих пылей и шламов.
Научная новизна. Новизной дипломной работы является новая технология агломерации отсевов хромой руды и облоев с использованием отсевов кварцита и микросилики в качестве связующих и добавок.
Практическая значимость. Предложенный процесс агломерации позволяет утилизовать некондиционную хромовую руду и хромсодержащие отходы ферросплавного производства с получением офлюсованного хромового агломерата для улучшения технико-экономических показателей производства качественного высокоуглеродистого феррохрома.
Теоретическая и методологическая основа. При написании данной дипломной работы было рассмотрено, изучено и использовано большое количество учебно-методической литературы, научных статей и периодических изданий, связанных с тематикой работы.
Практическая база написания дипломного проекта. Практической базой дипломной работы являлась агломерационная установка, смонтированная на территории лаборатории НИЦ АЗФ.

СОДЕРЖАНИЕ


Введение 4
1 Состояние проблемы окускования отсевов хромовых руд 5
1.1 Проблема использования мелких хромовых руд Донского ГОКа 5
1.2 Проблема использования магнезиальных хромовых руд 16
1.3 Агломерация железохромовых руд 20
2 Исследование процессов агломерации некондиционного хромсодержащего материала 21
2.1 Методика проведения лабораторных исследований 21
2.2 Склонность облоев к образованию конгломератов 24
2.3 Агломерация отсевов хромовой руды без участия облоев 25
2.4 Отработка технологии агломерации отсевов хромовых руд Донского ГОКа с применением облоев 30
3 Промышленные испытания по производству хромового агломерата из облоев брикетов ДонГОКа 35
3.1 Промышленные испытания применения облоев ДонГОКа при производстве хромового агломерата 35
3.2 Отработка промышленной технологии производства хромового агломерата в условиях аглоцеха Аксуского завода ферросплавов 36
4 Разработка промышленной технологии производства офлюсованного хромового агломерата 38
4.1 Физико-химические основы и сущность процесса производства офлюсованного хромового агломерата 38
4.2 Основные шихтовые материалы 41
4.3 Порядок ведения процесса 43
4.3.1 Подготовка компонентов шихты к спеканию 43
4.3.2 Дозирование шихты 45
4.3.3 Смешивание шихты 46
4.3.4 Окомкование шихты 46
4.4 Загрузка шихты и постели на спекательные тележки 47
4.4.1 Загрузка постели 47
4.4.2 Загрузка шихты 48
4.4.3 Зажигание шихты 49
4.5 Процесс спекания и охлаждения агломерата 52
4.5.1 Спекание аглмерата 52
4.5.2 Определение оптимального содержания топлива 53
4.5.3 Газодинамический и температурно-тепловой режимы работы агломашины 54
4.5.4 Процесс спекания 57
4.5.5 Процесс охлаждения агломерата 57
4.5.6 Дробление спека и выделение возврата и постели 58
4.5.7 Подача агломерата плавильным цехам 60
4.6 Метрологическое обеспечение технологического процесса 61
5 Экологические аспекта при производстве агломерата 64
5.1 Очистка агломерационных газов 64
5.2 Меры по охране окружающей среды 65
Заключение 68
Список использованной литературы 69

По разработкам отечественной и зарубежной технологии было сделано большое количество опытов, с нашей стороны мы придерживались стандартов процесса агломерации, а также с помощью экспериментальных установок провели исследовательскую работу, что позволило нам на практике ощутить ту актуальность сегодняшнего дня «безотходные технологии» – сохранение ресурсов.
В данной работе мы рассматривали один из эффективных методов окускования мелких хромовых руд – процесс агломерации в результате, которого нами были лабораторные исследования и определены оптимальный состав шихты и выбор кремнийсодержащего материала позволяющего снизить температурный уровень процесса спекания хромсодержащих материалов с получением хромового агрегата с приемлемым содержанием оксидов хрома для производства высокохромистого феррохрома.
По результатам проведенных исследований были сделаны следующие основные выводы:
1. Практические исследования облоя на образования конгломератов показали, что при хранении его в естественных условиях происходит образование крупных кусков (глыб). В связи с чем, использование данного материала в технологии агломерации без предварительной подготовки (дробление, рассев и т.д.) будет проблематичным.
2. Свойства облоя образовывать монолит при хранении может привести к его зависанию и схватыванию в бункерах шихтового отделения.
3. Использование в аглошихте облоя (крупностью 0-10 мм) свыше 20 % приводит к снижению удельной производительности. При содержании облоя в шихте 40 % снижение производительности составляет 19 %.
4. Результаты лабораторных исследований по агломерации хромового сырья с участием облоев (крупностью 0-10 мм) показали принципиальную возможность производства хромового агломерата при использовании различных флюсующих материалов.
5. Наилучшим вариантом агломерации хромового сырья с участием облоев является шихта, где в качестве флюса использовался оборотный песок, который отличается от других высоким содержанием хрома общего и пониженным содержанием фосфора, что положительно скажется при выплавке феррохрома.
6. Экономически и технологически целесообразным видится вариант использования в качестве флюса отсевов кварцита или оборотного песка, поскольку они являются техногенными отходами производства и образуются непосредственно на заводе.
7 Разработана промышленная технология производства хромового агломерата для условий Аксуского завода ферросплавов.

Список использованной литературы

1. Похвиснев А.Н., Абрамов В.С. и др. Доменное производство. М.: Металлургиздат, 1951.
2. Парфенов А.М. Агломерация железных руд. М.: ГНТИ лит. по черной и цвет., металлургии, 1954. 312 с.
3. Люйкен В. Подготовка сырых материалов к доменной плавке. М.: ГНТИ лит. по черной и цвет, металлургии, 1959. 412 с.
4. Круглов Н.Н., Распопов И.В. Влияние углекислой извести на работу доменной печи // Урал, металлургия. 1935. № 3. С. 3 – 13.
5. Якубцинер Н., Горелик И. Изготовление из магнитогорской руды самоплавкого агломерата и выплавка из него чугуна// Сталь. 1940. №5 – 6. С. 1 – 13.
6. Якобсон А.П., Производство и применение офлюсованного агломерата // Сталь, 1955. № 1. С. 11 – 18.
7. Виноградов В.В. Работа агломерационных машин при повышенной начальной температуре шихты // Труды НТО ЧМ. М., 1956. Т. VIII. С. 225 – 248.
8. Коротич В.И., Грузинов В.К. Разрушение железорудных материалов в процессе нагрева и восстановления // Бюл. ЦНИИ ЧМ. 1964. № 8 (484). С. 38 – 40.
9. Ефименко Г.Г., Ефимов С.П., Войтаник С.Т. и др. Разработка способов интенсификации процесса агломерации: Науч. отчет ДМЕТИ, 1970.
10. Сигов А.А., Шурхал В.А. Агломерационный процесс, Киев, Техника. 1969. 232 с.
11. Коротич В.И. К вопросу о высоте зоны сушки при агломерации // Изв. АН СССР. Металлы. 1965. № 4. С. 3 – 7.
12. Нурмаганбетов Ж.О., Коротич В.И. Удельный расход воздуха на агломерацию//Изв. вузов. ЧМ. 1992. №6. С. 1–3.
13. Теплотехнические расчеты агрегатов для окусования железорудных материалов. С.В. Базилевич, В.М. Бабошин, Я.Л. Белоцерковский и др. М.: Металлургия, 1979. 207 с.
14. Котов В.Г. Некоторые особенности горения топлива агломерационной шихты // Изв. вузов. ЧМ. 1982. № 10. С. 14 – 17.
15. Карабасов Ю.С, Валавин В.С. Использование топлива в агломерации, М.: Металлургия, 1976. 264 с.
16. Ефимов С.П., Ефименко Г.Г. Влияние крупности топлива на величину коэффициента избытка воздуха при агломерации // Изв. вузов. ЧМ. 1967. № 3. С. 23 – 28.
17. Котов В.Г., Шурхал В.А. Воспламенение твердого топлива в условиях агломерационного процесса // Изв. вузов. ЧМ. 1973. № 12. С. 32 – 35.
18. Теплотехника окускования железорудного сырья. С.Г. Братчиков, О.А. Берман, Я.Л. Белоцерковский и др. М.: Металлургия, 1970. 344 с.
19. Братчиков С.Г. К расчету температуры поверхности горящих кусочков твердого топлива при агломерации // Изв. вузов. ЧМ. 1968. №8. С. 24 – 29.
20. Сигов А.А., Шурхал В.А. Горение углерода при агломерации // Изв. вузов. ЧМ. 1960. № 12. С. 23 – 30.
21. Бабушкин Н. М., Тимофеев В. Н. Экспериментальное изучение процесса горения углерода в слое агломерационной шихты // Науч. тр. ВНИИМТ. М.: Металлургиздат. 1962. № 7. С. 17 – 47.
22. Котов В.Г., Шурхал В.А., Лившиц Э.Я. Исследование влияния некоторых параметров на полноту сгорания агломерационного топлива // Изв. вузов. ЧМ. 1976. № 2. С. 39 – 42.
23. Каплун Л.И. Анализ процессов формирования агломерата и совершенствование технологии его производства: Автореф. дис. д.т.н. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000.
24. Александров А.В. Совершенствование метода расчета окислительно-восстановительных процессов при агломерации железорудных материалов на основе экспериментального изучения горения твердого топлива в слое: Автореф. дис. к.т.н. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1993.
25. Котов В.Г. О показателе химической полноты сгорания топлива агломерационной шихты // Изв. вузов. ЧМ. 1980. № 10. С. 24 – 27.
26. Коротич В.И. Горение топлива и окислительно-восстановительные процессы при агломерации железорудных материалов. Екатеринбург: УГТУ УПИ, 1996. 64 с.
27. Вегман Е.Ф. Процесс агломерации. М.: Металлургиздат, 1963. 152 с.
28. Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов. М.: Металлургия, 1976. 224 с.
29. Каплун Л.И., Фролов О.А. Физико-химические процессы при агломерации железных руд, Екатеринбург: УПИ, 1991. 63 с.
30. Каплун Л.И., Абзалов В.М. Теплофизические характеристики шихтовых железорудных материалов, Екатеринбург: УПИ, 1991. 124 с.
31. Хохлов Д.Г., Якобсон А.П. Производство офлюсованного агломерата Свердловск: М.: Металлургиздат, 1959. 142 с.
32. Некрасов З.И., Гладков Н.А., Чекин В.В. Новый метод исследования процесса спекания концентрата обжиг-магнитного обогащения керченской табачной руды // Бюл. ЦИИН ЧМ. 1958. №19(38). С. 11 – 16.
33. Каплун Л.И., Коротич В.И. О развитии процесса термической диссоциации окиси железа при агломерации железорудных материалов//Производство чугуна [Межвуз. сб. науч. тр.]. Магнитогорск: МГМИ, 1974. № 8. С. 3 – 5.
34. Дроздов Г.М. Исследование минералогического состава, структуры и свойств богатого агломерата из криворожских магнетитовых концентратов: Автореф. дис. к. х. н. Днепропетровск, 1968.
35. Лившиц Б.А., Васильев Г.С. Физические свойства высокоосновных агломератов // Изв. вузов. ЧМ. 1965. № 12. С. 22 – 28.
36. Хохлов Д.Г. Скорость взаимодействия извести с компонентами агломерационной шихты //Труды НИиПр Ин-та «Урал-механобр». Свердловск, 1958. Вып. 2. С. 5 – 14.
37. Трудовой Кодекс Республики Казахстан. – Алматы: МЦФЭР–Казахстан, 2008. – 146 с.
38. Аманжолов Ж. Охрана труда и техника безопасности: Учебное пособие. – Астана: Фолиант. 2007. – 447 с.
39. Беляков Г.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. – М.: Краснодар, 2006. – 512 с.
40. Белов С. В. Безопасность жизнедеятельности. – М.: Высшая школа, 2007. – 485 с.
41. Раздорожный А.Н. Охрана труда и производственная безопасность. Учебное пособие. – М.: Экзамен, 2006. – 510 с.