Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на брикетированную шихту
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
чу в ванне. Вязкость зависит от состава и температуры шлака: MgO, SiO2, Аl2О3 (свыше 14 %) повышают вязкость; FeO, А12O3 (7-14 %), CaO (свыше 10 %) понижают вязкость шлака.
Электропроводность определяет электрический режим процесса электроплавки. Электропроводность определяется химическим составом шлака и его температурой. Повышение концентрации FeO, MgO (до 15 %), CaO (свыше 5 %) увеличивает электропроводность шлака; SiO2, Al2O3 (8-12 %), MgO (15-24 %), CaO (до 5 %) снижают электропроводность. Основные компоненты шлака оказывают на его свойства следующее влияние:
Кремнезем (SiO2). Содержание кремнекислоты в шлаках колеблется в пределах 38 - 45 %. С повышением концентрации SiO2 уменьшается электропроводность шлаков и возрастает их вязкость, также уменьшается растворимость в шлаке сульфидов цветных металлов. Оптимальное количество кремнезема составляет 40 - 43 %.
Закись железа (FeO). Концентрация FeO в шлаках порядка 24 - 32 %. С увеличением содержания закиси железа повышается электропроводность шлака, понижается температура плавления, поверхностное натяжение на границе шлак - штейн, увеличивается плотность. Оптимальное количество FeO составляет 25 - 27 %.
Оксид магния (MgO). Количество MgO в шлаках колеблется в пределах 10 - 24 %. В небольших количествах MgO увеличивает электропроводность шлака, уменьшает его плотность, вязкость и температуру плавления. При увеличении концентрации до 14 % резко возрастают температура плавления шлака и вязкость. Оптимальное количество 10 - 12 %.
Оксид кальция (СаО). Содержание СаО в шлаках составляет 3-8 %.При повышении концентрации СаО до 18 % резко возрастает электропроводность, снижается плотность и вязкость шлаков, уменьшается растворимость сульфидов цветных металлов.
Оксид алюминия (Аl2O3). В шлаках содержится около 5 - 12 %. В небольших количествах значительного влияние на свойства шлака не оказывает. [1]
При электроплавке сульфидных руд и концентратов, помимо штейна и шлака, образуются газы. Они содержат N2, О2, SO2, СО2, Н2О. Азот и кислород попадают в газы с воздухом, подсасываемым в печь и газоходную систему. SO2 образуется в результате реакций восстановления, СО2 образуется при горении электродов и восстановлении оксидов углеродом.
Основное количество газов удаляется из печи через газоходную систему, часть выделяется через непрочности в своде печи. Из-за не герметичности свода температура отходящих газов колеблется в пределах 150-500 С. Концентрация SO2 в отходящих газах составляет не более 0,01 %. Для уменьшения потерь тепла с газовой фазой необходимо, чтобы зеркало ванны было закрыто шихтой.
Пыль уносится из печи вместе с отходящими газами. Пылевынос определяется гранулометрическим составом шихты, качеством шихтоподготовки, разрежением в газоходной системе, при электроплавке он составляет примерно 0,5 - 2 % от массы загружаемого материала. Пыль улавливается и возвращается в электроплавку. [6]
1.1.2 Конструкция рудно-термических печей
Современные мощные рудно-термические печи имеют прямоугольную форму; электроды в них расположены вдоль длинной оси. Эти печи закрытого типа с арочным сводом. На отечественных медно-никелевых заводах в настоящее время эксплуатируются трех и шести электродные печи.
Основные элементы руднотермической электропечи - фундамент, каркас, кожух печи, подина, стены, свод, приспособления для загрузки шихты, устройства для выпуска продуктов плавки, газоходная система, устройство для подвода в печь электрического тока. [8]
Электропечи установлены на столбчатом фундаменте. Такая конструкция фундамента способствует хорошему воздушному охлаждению подины печи и позволяет обслуживающему персоналу наблюдать за ее состоянием. Фундамент РТП-3, 4 состоит из 96 колонн сечением 900х600 мм2 и высотой 2000 мм. Колонны расположены в 6 рядов по 16 колонн. Кроме того, по продольным сторонам печи имеется по 17, а по торцевым сторонам по 5 бетонных колонн, поддерживающих вертикальные балки каркаса печи. Колонны опираются на железобетонную подушку, которая возводится на скальном грунте. [8]
Каркас электропечей представляет собой систему вертикальных колонн - наличников, смонтированных из парных двутавровых балок. Углы печи крепятся колоннами из строенных двутавровых балок. Колонны установлены на опорном фундаменте вдоль стен печи и не имеют жесткой связи с опорами.
Нижние концы крепежных колонн противоположных продольных и торцевых стенок стянуты стальными тягами 60 мм, проходящими под подиной печи. На концах тяг установлены спиральные пружины, которые позволяют иметь на тягах постоянное усилие при тепловом расширении и сжатии кладки. Для уменьшения нагрева токами Фуко тяги имеют разрыв, в который вставлена муфта из немагнитной стали.
Верхние концы колонн боковых стен крепятся водоохлаждаемыми трубами 300 мм, которые проходят между электродами. Трубы передают усилия натяжения на колонны с помощью 3 коротких тяг. Трубы, служащие тягами, используются для обслуживания печи.
Верхние концы крепежных колонн торцевых стен печи стянуты продольными тягами, функции которых выполняют подпятовые балки. Усилия натяжения подпятовой балки передаются к торцевым крепежным колоннам через шарнирно закрепленные вертикальные балки отрезки тяг, горизонтальные балки и наличники.
Боковые и торцевые стены на высоту штейновой ванн облицовываются стальными ребристыми плитами. Функции кожуха шлакового пояса электропечей выполняют водоохлаждаемые кессоны, заглубленные в кладку на 460-690 мм.
Основание электропечи изготавливают из стальных плит уложен