Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на брикетированную шихту
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
держанием MgO (18-22% и выше). Легче всего плавится многосернистое сырье с малым содержанием MgO.
Производительность электропечи во многом зависит от способа подготовки шихты к плавке. Плавка подсушенной шихты, агломерата или обоженных окатышей обеспечивает большую производительность электропечи, чем плавка неподготовленного сырья. Для получения максимального проплава система загрузки шихты в электропечь должна соответствовать качеству проплавляемого материала. Для сухой крупнокусковой руды наиболее эффективна центральная система загрузки, для агломерата - система загрузки на электрод, при наличии в шихте большого количества влажной мелочи - центральная загрузка с откосом малой высоты.
Большое влияние на производительность электропечи имеет техническое состояние печи: оснащенность ее совершенными регуляторами мощности и загрузочными устройствами; автоматизация системы перепуска электродов; надежная конструкция арматуры шпуровых отверстий, обеспечивающая безаварийный выпуск проектов плавки; надежная система охлаждения элементов печи, обеспечивающая продление кампании печи, и т. д. [6]
1.2.2 Удельный расход электроэнергии на электроплавку
Удельным расходом электроэнергии называется количество электроэнергии, расходуемое на плавление одной тонны твердой шихты. Удельный расход электроэнергии при плавке медно-никелевых руд и концентратов изменяется в широких пределах и зависит от химического состава шихты, способа подготовки шихты к плавке, ее крупности и влажности, системы загрузки шихты, мощности электропечи, величины рабочего напряжения, высоты шлаковой ванны. Решающее значение на величину удельного расхода электроэнергии называет химический состав шихты и способ ее подготовки к плавке. Чем больше легкоплавких сульфидов содержится в шихте электроплавки, тем меньше тепла необходимо затратить на ее плавление. Так, агломерат с содержанием 5% серы требует для своего плавления 620 кВт-ч/т, а с содержанием 11% серы - 525 кВт-ч/т. Чем меньше содержится в шихте сульфидов и больше тугоплавких оксидов, особенно оксида магния, тем выше удельный расход электроэнергии на ее плавление.
Зависимость удельного расхода электроэнергии от содержания оксида магния в отвальном шлаке (при выходе штейна 35-40% и шлака 100% от массы твердой шихты) приведена в табл.№ 1.7.[6]
Таблица №1.7
Зависимость удельного расхода электроэнергии от содержания оксида магния в шлаке
MgO, %Удельный расход электроэнергии, кВтч/тMgO, %Удельный расход электроэнергии, кВтч/тMgO, %Удельный расход электроэнергии, кВтч/т106801575020850117001677021870127151779022880137301882023890147401983024890
Зависимость удельного расхода электроэнергии от способа подготовки шихты к плавке можно иллюстрировать следующими примерами:
. При спекании медно-никелевого концентрата получается агломерат со следующим содержанием основных шлакообразующих оксидов: 29,0% SiO2, 11,0% MgO, 13,0% (CaO + Al2О3). Этот агломерат содержит некоторое количество уже ошлакованного материала, в результате чего обеспечивается низкий удельный расход электроэнергии на его плавку (~620 кВт-ч/т). На плавку руд с таким же составом шлакообразующих, как и в агломерате, расходуется 700 кВт-ч/т.
. На заводе Томпсон в электропечь загружают горячий огарок из печей кипящего слоя. Плавка горячего огарка характеризуется низким удельным расходом электроэнергии (400 кВт-ч/т твердой шихты).
. Переработка влажной шихты требует дополнительного расхода электроэнергии на испарение влаги. Каждый процент влаги в шихте повышает удельный расход электроэнергии на 9,75 кВт-ч/т. Так, например, при плавке шихты влажностью 4% удельный расход электроэнергии составляет 710 кВт-ч/т. Та же шихта, но предварительно высушенная до влажности 1,5%, потребует для своего плавления 686 кВт-ч/т.
Как показала практика, оптимальная крупность шихты для электроплавки составляет 30-40 мм.
Шихту такой крупности плавят при глубоком погружении откосов в шлаковый расплав, что предотвращает бесполезный перегрев продуктов плавки. Мелкую шихту (-10 мм) загружают в печь небольшими откосами (до 500 мм над уровнем ванны), незначительно погруженными в расплав. В связи с этим шлаковая ванна печи перегревается и аккумулированное ею тепло полностью не используется для плавления шихты. Поэтому плавка мелкой шихты, как правило, требует большего расхода электроэнергии, чем плавка кусковой шихты.
Система загрузки шихты в электропечь оказывает заметное влияние на величину удельного расхода электроэнергии. Чем совершеннее система загрузки, чем полнее зеркало ванны закрыто шихтой, тем лучше используется тепло печи, достигается больший проплав и ниже удельный расход электроэнергии. Так, при плавке шихты одинакового состава система загрузки шихты на электрод обеспечивает на 3% меньший удельный расход электроэнергии, чем система с центральной загрузкой.
Между рабочей мощностью печи и удельным расходом электроэнергии для шихты постоянного состава и качества существует, обратная зависимость: чем выше рабочая мощность печи, тем меньше удельный расход электроэнергии. Это объясняется тем, что с ростом мощности увеличивается тепловой к. п. д. печи, так как абсолютное количество тепла, теряемое через свод, стены и подину печи, остается постоянным. В результате улучшения использования тепла увеличивается проплав шихты и снижается удельный расход электроэнергии.
Большое влияние на удельный расход электроэнергии оказывает величина рабочего напряжения. С увеличением напр