Курсовая работа: Технология производства агломерата
Название: Технология производства агломерата Раздел: Промышленность, производство Тип: курсовая работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 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 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 -< 80% класса 74 мкм, долломитизированный известняк, поступающий крупностью - 85 мкмм, имеет также требования по крупности, что и известняк, твердое топливо: коксовая мелочь и антроцитовый штыб имеют исходную крупность -80 мкм, и 50мкм соответственно, крупность требуемая технологий подготовки шихты составляет -< 70 % класса 74 мкм, таким образом делаем вывод, что необходимо сделать выбор для дробления и последуещего грохочения измельченного агломерата. 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
Технический анализ твердого топлива Табл3.2
Расчет твердого топлива Табл.3.3
Примечание:
где Табл 3.4 Средневзвешенный химический состав железосодержащей смеси
Средневзвешенный химический состав флюсовой смеси
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 (О2 0 ).
Где
Средневзвешенные коэффициенты выхода обожженной массы из сухой массы каждого из смесевых компонентов шихты рассчитывают по формуле:
Где
* примечание: при наличии в компонентах шихты Средневзвешенный прирост или потеря массы от окисления или восстановления оксидов железа компонентов шихты в процессе агломерации или термообработки окатышей рассчитывают по формуле:
где: 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 1001, 555=1, 0023Р 1, 25=1, 84Р 12, 5487Р 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 Учитывая содержание углерода в топливной смеси (79, 47%) определяется её необходимый удельный расход: Т Подставив полученное значение ТΣ в систему двух балансовых уравнений, и преобразуя их, получим: 1, 0023Р 12, 5487Р 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 Ф Т Зная соотношение компонентов шихты в каждой из смесей, определяем их удельный расход Удельный расход компонентов шихты
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 Fe2 O3 =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 Al2 O3= 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 P2 O5 =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 (
Масса общей серы ( Масса потерь при прокаливании, удалившейся в процесс агломерации: Масса углерода горючего ( Результаты заносим в балансовую таблицу:5.9 Табл 5.8 Химический состав агломерата
Проверяем основность рассчитанного агломерата 6. Выбор и расчет технологического оборудования При годовой мощности 7300000 т/год готового агломерата (окатышей) производится по формуле Расчет часовой потребности в компонентах шихты производится Р ж.к= 925, 9259*0, 5926592= 554, 8833т/ч Р р.= 925, 9259*0, 2812984= 261, 1218т/ч Р к.п= 925, 9259*0, 09707658= 90, 56025т/ч Р и.= 925, 9259*0, 04408825= 41, 27639т/ч Р д.и= 925, 9259*0, 1785832= 167, 3439т/ч Рк.м= 925, 9259*0, 0253439= 23, 97224т/ч Р а.ш= 925, 9259*0, 0367977= 34, 59046т/ч Расчет необходимого количества расходных бункеров для компонентов шихты производится по формуле: Количество бункеров для концентрата: n ж.к=554, 8833*8/(2, 32*200*0, 85)= 11, 25524 бунк Принимаем 12 бункеров. Количество бункеров для руды: n p.= 261, 1218*8/(1, 95*200*0, 85)= 6, 301581 бунк. Принимаем 8 бункеров. Количество бункеров для колошниковый пыли: n к.п=90, 56025*8/(1, 82*200*0, 85)= 2, 341571 бунк. Принимаем 4 бункера. Количество бункеров для известняка: n и.= 41, 27639*8/(1, 51*200*0, 85)= 1, 28637 бунк. Принимаем 2 бункера. Количество бункеров для доломитизированного известняка: n д.и=167, 3439*8/(1, 56*200*0, 85)= 5, 048081 бунк. Принимаем 6 бункеров. Количество бункеров для коксовой мелочи: n к.м=23, 97224*8/(0, 63*200*0, 85)= 1, 790644 бунк. Принимаем 2 бункера. Количество бункеров для антроцытового штыба: n а.ш=34, 59046*8/(0, 68*200*0, 85)= 2, 393804 бунк. Принимаем 4 бункера. Расчет необходимого количества дробилок для дробления добавок и мельниц для их измельчения. Для дробления флюсов используем молотковую дробилку ДМРИЭ1450х1300.Количество молотковых дробилок рассчитывается по формуле: n др.ф =(41, 2763+167, 3439)/250= 0, 834481 n др.тв.т= (23, 9722+34, 5904)/16= 3, 660163 Выбор и расчет количества агломерационных машин
Выбираем агломерационную машину АКМ-312, площадью спекания 312 м2 . Количество агломерационных машин в цехе рассчитываем по формуле Принимаем 3 агломашины . Производительность одной агломашины Р м= 312*1, 41= 439, 92 т/ч Выбор и расчет окомкователей аглошихты Согласно расчета шихты для получения 999, 4758 кг агломерата расходуется 1246, 524 кг влажной аглошихты. Коэффициент выхода 1 т агломерата из влажной шихты составляет: К= 999, 4758/1246, 524= 0, 80181 Количество шихты для обеспечения часового производства агломерата одной машиной: Р ш= 439, 92/0, 80181= 548, 6587т/ч Выбираем барабанный окомкователь ОБ2-3, 2х12, 5. Необходимое количество окомкователей: n ок= 548, 6587/1200= 0, 457216 Принимаем 1 окомкователь на одну агломашину . Основное технологическое оборудывание 7. Сводные данные по проекту аглоцеха годовой производительностью 7, 3 млн.т годного агломератаТабл 11.1
Табл 11.2
Табл. 11.3Проектный химический состав агломерата
Производство готовой продукции Табл 11.4
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 где Wш= 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= Принимаем, что соотношения масс возврата и агломерата на 1й и 2й стадии грохочения составляет 60% и 40%. Тогда на первой:428, 571 На второй:428, 571 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 х х= Средневзвешенная влажность возврата на 1й и 2й стадии грохочения : W= 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 Х Х= Необходимую массу добавить воды, через х составить уравнения: 10293, 3+100х=7, 4 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 х х= 9. Грохот ГСТ-81 3000 Грохот для горячего и охлажденного агломерата устанавливается в технологической схеме агломерарационной фабрике и предназначен для механического разделения горячего агломерата (с температурой до 800 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 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 |