Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на брикетированную шихту
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?аются в атмосферу через дымовую трубу.
Обжиг окатышей осуществляют с помощью топочных газов, получаемых при сжигании мазута над слоем материала. Обжиг ведется при значительном избытке кислорода в газе. Для получения прочных окатышей температура в слое обжигаемого материала должна быть примерно 1050 С.
Газы из зоны обжига направляются на пылеочистку в батарейные циклоны, а затем при температуре 200-240 С поступает в оборот в зону сушки. В случае необходимости часть газов можно удалить после пылеочистки в атмосферу или направить в зону обжига.
Так как обожженный материал может содержать некоторое количество спека, то после разгрузки с паллет конвейерной машины его дробят в одновалковой дробилке, а затем подают на грохочение.
В результате грохочения обожженный материал разделяется на два класса: +5 мм и -5 мм. Класс +5 мм - это готовый продукт; он подается на склад сырья. Класс -5 мм - возврат (оборотный материал); он поступает на смешивание с сырым концентратом и скатывание. При обжиге окатышей выход материала класса +5 мм составляет 60-85%, а класса -5 мм- 15-40% от массы обожженного материала.
Технология обжига окатанного концентрата имеет ряд преимуществ по сравнению с агломерацией:
. С металлургической точки зрения, обожженные окатыши как сырье для электроплавки обладают лучшими технологическими свойствами. В обожженных окатышах легко поддерживать заданное содержание серы. При необходимости степень десульфуризации при обжиге можно понизить, если ввести в шихту для скатывания угольную мелочь (2-3% от массы шихты) или уменьшить содержание кислорода в обжиговых газах, введя в зону обжига оборотные газы. Возможность широкой регулировки содержания серы в окатышах при их обжиге на конвейерной машине - важнейшее преимущество этого процесса перед агломерацией. Оно позволяет при электроплавке окатышей иметь более стабильный состав штейна и поддерживать на заданном уровне потери металлов со шлаками. Поскольку крупность окатышей более однородна, чем агломерата, а теплопроводность соответственно выше, то при плавке окатышей использование тепла отходящих газов (с учетом их использования для сушки и подогрева шихты) будет выше, чем при плавке агломерата.
. Незначительное гидравлическое сопротивление слоя окатышей на ленте конвейерной машины позволяет применять мельничные вентиляторы, вместо используемых при агломерации эксгаустеров, что снижает стоимость оборудования и энергетические затраты.
. Меньшее разрежение в вакуум-камерах конвейерных машин снижает вынос пыли в вакуумную систему, что способствует уменьшению безвозвратных потерь металлов.
. Передельные расходы при скатывании и обжиге значительно ниже, чем при агломерации.
К серьезным недостаткам технологии обжига скатанного концентрата относятся:
. Низкая удельная производительность конвейерной машины по готовой продукции, так как до 70% ее полезной площади отводится под зоны сушки и охлаждения.
. При существующем состоянии технологии окатыши имеют низкую механическую прочность, что обусловливает повышенное содержание мелочи в готовой продукции. [6]
1.1 Сведения о плавке Сu-Ni сульфидной шихты в руднотермических печах
Электроплавка - один из важнейших технологических процессов в металлургии черных и цветных металлов. В черной металлургии электроплавка применяется в основном для производства качественных сталей и ферросплавов, в цветной - для производства сплавов и рафинирования металлов, для переработки рудного сырья и шлаков в металлургии никеля, меди, свинца, цинка, олова.
Электропечь для плавления сульфидных медно-никелевых руд представляет собой тепловую ванну, имеющую два расплавленных слоя - шлаковый и штейновый. Загруженная в ванну шихта погружена в шлак в виде конических откосов. Плавление шихты осуществляется за iет тепла, источником которого является электроэнергия.
Ток в ванне может проходить двумя путями: от электродов через шлак в слой штейна (нагрузка по схеме "треугольник") или от одного электрода к другому через шлаковый слой (нагрузка по схеме "звезда"). При наличии в ванне откосов шихты ток протекает в основном по схеме "звезда" и частично по схеме "треугольник".
В шлаковой ванне происходит преобразование электрической энергии в тепловую. От 40 до 80% энергии образуется в приконтактном слое электрод - шлак за iет наличия "газового мешка", возникающего в результате механического давления потока электронов на шлак и заполнения образованного пространства газами.
Токопроводящей частью ванны является околоэлектродная зона, равная примерно двум диаметрам электрода, при наличии не токопроводящих откосов шихты размер зоны уменьшается до 0,5-0,75 диаметра электрода. При увеличении уровня ванны и заглубления откосов шихты можно добиться концентрации очага выделения тепловой энергии и защитить нижние слои расплава от перегрева.
Участки печи, не имеющие собственных тепловыделений, снабжаются теплом за iет конвективного движения шлака. В верхней части ванны шлак циркулирует по замкнутым траекториям со скоростью 1-2 м/с, подъэлектродный слой расплава является застойным. За iет недостатка тепла в удаленных от электродов участках печи происходит образование настылей.
Из-за наличия интенсивного конвективного теплообмена верхний слой шлака является практически изотермическим, тогда как по мере удаления от электродов температура шлака резко падает.
Скорость плавления отк