Анализ и экономическая оценка технологий в цветной металлургии (стр. 1 из 3)

Министерство образования и науки Украины

Восточноукраинский национальный университет

им.Даля

РЕФЕРАТ

на тему: “Анализ и экономическая оценка технологий в цветной металлургии”

Выполнил: студент группы УП-211 Зарубин Е.А.

Проверил: Хаустова А.В.

Луганск 2002г.

План

1. Роль и значение металла в экономике страны

2. Устройство и принцип работы доменной печи

3.Шихтовые материалы и их подготовка к доменной плавке

4. Виды выплавляемого чугуна и их назначение

5. Суть доменного процесса

6.Сырьё для получения стали

7. Устройство и работа двухванных сталеплавильных аппаратов

8. Устройство и работа конверторов

9. Установка и работа электрических печей для выплавки стали

10. Технология выплавки стали в Мартеновской сети

11. Технология выплавки стали в конверторе

12. Технологии выплавки стали в Электрической печи

13. Суть агломерации (назначение агломерации, сырьё, процесс агломерации, оборудование).

1. Роль и значение металла в экономике страны

Как известно, металлы делятся на две группы: черные и цветные. К черным относятся железо и его сплавы (чугун, сталь); остальные металлы — цветные (в том числе и редкие).

Металлы получают двумя способами: пирометаллургическим (огневым) и гидрометаллургическим (мокрым). При металлургическом способе металлы не выплавляют, а выщелачивают в растворы, откуда затем выделяют электролизом или другими способами.

Особое место среди металлов занимают железо и его сплавы, составляющие по весу 85—90% всего применяемого металла в СНГ Отраслью, занятой производством и первичной обработкой железа и его сплавов, является черная металлургия — основа развития современной промышленности и технического вооружения всего народного хозяйства.

Изделия из цветных металлов и их сплавов употребляют в основном при отделке монументальных административных и культурно-бытовых зданий, а также при возведении сооружений, относящихся к первому классу. Для этих целей используют медь, латунь, бронзу, алюминий и сплавы из алюминия и других цветных металлов для художественного литья.

Наиболее широкое применение в современном строительстве находит алюминий. Из него изготовляют оконные и дверные коробки, оконные переплеты и обрамления стеклянных дверных полотен; из прочных алюминиевых сплавов (дюралюминий и др.) делают легкие стеновые и перегородочные панели, плиты перекрытий, стропильные и мостовые фермы и т. п.

2. Устройство и принцип работы доменной печи

В современной доменной печи имеются два коксовых бункера, расположенных над скиповой ямой, и около трех десятков бункеров для руды, агломерата, флюсов и других материалов.

Под бункерами для кокса расположены дисковые грохота и весы. Доменная печь имеет скиповые подъемники для подачи материалов. Выгрузку материалов производят путем опрокидывания скиповой вагонетки в загрузочное устройство печи.

Загрузочное устройство состоит из двух воронок, закрытых двумя конусами. Из вагонетки шихту ссыпают в верхнюю малую воронку на конус. Затем конус опускается и шихта падает в нижнюю воронку, на нижний конус. При этом верхний конус поднимается, а нижний опускается и шихта поступает на колошник.

Работа засыпного аппарата и скипового подъемника сблокирована и управляется автоматически с

панельного щита.

Для сокращения расхода кокса в доменную печь центробежными воздуходувками подается горячий воздух при температуре 900—1100° С. В качестве привода для воздуходувок применяют паровые турбины, работающие при давлении до 30 am.

Современные воздухонагреватели (рис 1) способны нагревать воздух в количестве 2000—2500 м³/мин до температуры 900 — 1100° С. Увеличение количества воздуха и повышение его температуры достигаются за счет увеличения поверхности нагрева насадок до 16000— 18000 m²и сжигания газов до 3600 ма/час и более. Высота воздухонагревателя составляет 46 м при

3.Шихтовые материалы и их подготовка к доменной плавке

Исходные материалы, подаваемые в доменную печь, — топливо, руда, агломерат, флюсы, а также воздух претерпевают физические и химические изменения. Соответственно с температурными зонами в печи происходят следующие физико-химические процессы: горение топлива, удаление влаги, разложение карбонатов, восстановление железа и других элементов, науглероживание железа, плавление металла, образование и плавление шлака и другие.

Загруженное в доменную печь топливо опускается до уровня фурм и сгорает в струе поступающего под давлением 1,5—2,0 amвоздуха, шгретого до 800— 1000° С и выше по реакции.

4. Виды выплавляемого чугуна и их назначение

Углерод в чугуне может находиться в виде механической примеси г (графита) и в виде химического соединения с железом, называемого карбидом или цементитом железа.

В зависимости от этого практически различают два вида чугуна: чугун, содержащий свободный графит и имеющий в изломе серый или темно-серый цвет и крупнозернистое строение. Такой чугун называют серым или литейным чугуном его применяют для производства отливок.

Чугун, содержащий в основном количестве углерод в виде химического соединения с железом FeC и имеющий белый блестящий излом, называют белым предельным чугуном. Этот чугун преимущественно перерабатывается в сталь.

Получение того или иного вида чугуна зависит от количества углерода, кремния, марганца, фосфора и серы в шихте (табл. 2), которые частично переходят в чугун, а также от процесса плавки в доменной печи.

5. Суть доменного процесса

Важнейшими показателями работы доменной печи являются: 1) коэффициент использования полезного объема доменной печи; 2) расход топлива на т выплавленного чугуна. Коэффициент использования полезного объема доменной печи kпредставляет собой отношение полезного объема печи к суточной ее производительности:

Доменная печь работает тем лучше, чем меньше числовое значение kобычно коэффициент kнаходится в пределах от 0,45 до 1,35 и на его величину влияют следующие факторы:

а) содержание железа в руде,

б) подготовка шихтовых материалов к плавке;

в) сорт выплавленного чугуна.

При плавке передельного чугуна k ~ 0,7—0,9,а на некоторых заводах k< 0,7; например, на Череповецком металлургическом заводе k = 0,45 м/т.

Расход топлива зависит от сорта выплавляемого чугуна. Для выплавки 1 mпередельного чугуна расход кокса составляет от 600 до 800 кг, бессемеровского чугуна от 800 до 1000 кг, литейного чугуна от 800 до 1200 кг, специальных чугунов и ферросплавов от 1750 до 2500 кг. Расход шихты и степень ее использования являются весьма важными показателями, характеризующими экономичность работы доменной печи. Этот показатель определяется материальным балансом доменной плавки. Примерный материальный баланс на 1 mвыплавляемого чугуна приведен в табл. 3.

6.Сырьё для получения стали.

Сталью называют сплавы железа с углеродом и другими
элементами. Такие сплавы обладают пластическими свойствами как в
нагретом, так и в холодном состоянии, и могут подвергаться прокатке,
волочению, ковке, штамповке.

Сталь содержит до 2% углерода и некоторое количество марганца, кремния, а также вредные примеси (фосфор и серу). Кроме этих примесей, в стали могут содержаться и

легирующие элементы: хром, никель, ванадий, титан и др.

В настоящее время сталь производят преимущественно путем передела чугуна, при котором из чугуна удаляется избыток углерода, кремния, марганца, а также вредных примесей для придания ей необходимых свойств. Углерод и другие примеси при высокой температуре соединяются с кислородом гораздо энергичнее, чем железо, и их можно удалить при незначительных потерях железа.

Углерод чугуна, соединяясь с кислородом, превращается в газ (окись углерода СО) и улетучивается.

Другие примеси превращаются в окислы SiO₂, MnO и Р₂О₅, которые вследствие меньшего по сравнению с металлом удельного веса всплывают и образуют шлак.

В настоящее время в промышленности в основном применяют конверторный и мартеновский методы получения стали; кроме того, сталь получают в электрических дуговых и индукционных печах..

7. Устройство и работа двухванных сталеплавильных аппаратов.

Мартеновская печь имеет следующие основные части: рабочее или плавильное пространство, головки с вертикальными каналами, шлаковики, регенеративные камеры с насадками, газодымовые боровы, воздушнодымовые боровы, переводные устройства, общий дымоходовой боров, фундамент и железобетонные устои под рабочее пространство. Каждая печь имеет дымовую трубу.

Нижнюю часть рабочего пространства называют подом. Печь имеет переднюю стену, в которой расположены завалочные окна, и заднюю стену, в которой находятся выпускные отверстия для стали. К торцевым стенам печи примыкают головки, служащие для ввода в рабочее пространство топлива и воздуха и для отвода продуктов горения. Готовки посредством вертикальных каналов соединяются соответственно с газовыми и воздушными шлаковиками, которые соединяются с регенераторными камерами, имеющими кирпичную кладку.