На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Методы окускования железосодержащих материалов

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 25.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 6. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
Содержание:
    1.Введение
    1.1. Методы окускования железосодержащих материалов
    1.2. Брикетирование как перспективный метод окускования на современном этапе развития промышленности
    1.3. Экологические проблемы промышленности по утилизации отходов
    2.Основная часть
    2.1. Способ изготовления (холодное брикетирование)
    2.2 Результаты испытаний на лабораторных установках
    2.3. Поведение железоуглеродосодержащих брикетов в металлургических агрегатах
    2.4. ТЭО замены традиционной доменной шихты железоуглеродосодержащим брикетом
    3.Заключение
    3.1. Технологичность данного вида шихты
    3.2. Схема использования в условиях ОАО «Тулачермет»
    Список используемой литературы
 

 

Введение.
1.1. Методы окускования  железосодержащих материалов.
Современные технологии производства чугуна, стали, ферросплавов и литья включают в себя окислительно-восстановительные  процессы железосодержащего сырья  и легирующих элементов с применением  в качестве основного энергоносителя и восстановителя металлургического  каменноугольного кокса в соответствующих  тепловых агрегатах (печах).
Богатое железосодержащее сырье представляет собой мелкую фракцию и ведение металлургичеких  процессов в печах требует  их окускование для обеспечения  достаточной газопроницаемости. Традиционно  шихтой для таких переделов является агломерат, окатыши, железо прямого  восстановления, чушковый чугун, металлолом, ферромарганец, ферросилиций и т.д., а также минеральное сырье  в качестве флюсующих добавок.
Окускование является одной из актуальных задач в подготовке железосодержащих материалов к металлургическому  переделу.
Известны три способа  окускования мелких руд и концентратов: агломерация, грануляция (окомкование) и брикетирование.
Агломерация- процесс  получения кусков (агломерата) методом  спекания мелкой руды и концентрата  с топливом при высокой температуре  горения. Благодаря высокой температуре  в процессе агломерации возгоняется  часть вредных примесей (например, сера).
Грануляция (окомкование-окатывание)- процесс получения окатышей, основанный на свойстве увлажненных тонко-измельченных частиц руды или концентрата образовывать окатыш большей или меньшей крупности  и прочности, которым окатыванием  в специальных аппаратах придается  необходимый размер и форма, последующим  обжигом- повышенная прочность.
Брикетирование - процесс  получения кусков (брикетов) с добавкой и без добавки связующих веществ  с последующим прессованием смеси  в брикеты нужного размера  и формы.
В России в настоящий  момент производится около 52 млн. т. агломерата, 30 млн.т. окатышей и в промышленных объемах металлургические брикеты  производит только одно предприятие.
Много и долго  в вопросе использования брикетирования для подготовки неметаллической  шихты металлургических процессов  и утилизации мелких отходов работает кафедра металлургии черных металлов Магнитогорского государственного технического университета. Были разработаны  технологии, предложено и апробировано изготовление с использованием мелких отходов самых различных брикетов для металлургического производства: шлакообразующих для выплавки стали, рудных для доменной плавки, на основе губчатого железа и ее мелочи, коксоугольных  и др.
Несмотря на давность использования брикетирования, его  теория изучена слабо. Поэтому до настоящего времени брикетирование является искусством, требующим большого экспериментального и практического  опыта. 
 

1.2. Брикетирование  как перспективный метод окускования  на современном этапе развития  промышленности. 

Брикетирование в  черной металлургии- это наиболее ранний способ окускования, который широко применяется для этой цели во второй половине 19 столетия. В начале 20 столетия брикетирование было вытеснено агломерацией по причинам:
неэкономичность окускования  брикетированием при помощи маломощных прессов с низкой производительностью, в то время как в агломерации  были созданы машины с производительностью 2000 т. и более агломерата в сутки;
возможность при  агломерации удалить вредные  примеси (S, As, Zn, и др);
И в настоящее  время производство металлургических брикетов в России не получило развитие в широких производственных масштабах  по тем же самым причинам, хотя с  точки зрения технологии и экономики  производства оно имеет ряд преимуществ:
брикеты имеют одинаковую правильную форму и вес, в данном объеме содержат больше металла, они  обладают более высокой прочностью и лучшей транспортабельностью;
обладают более  высоким удельным весом;
количество оборотного продукта на агломерационной фабрике  составляет около 20-25%, а иногда и  выше от общего потока шихты, в то время  как на брикетной фабрике- не более 2%;
весь кислород руды в брикете остается активным, в  агломерате же он находится в связанном  состоянии ( в виде силикатов), первое особенно важно для доменного  производства;
экологическая безопасность брикетов (безотходность, отсутствие высоких  температур при изготовлении);
возможность применения в брикете в любом соотношении  углеродосодержащего наполнителя  для активизации процессов в  металлургической печи (карбюризатор, восстановитель, энергоноситель);
возможность использования  всех видов тонкодисперсных железофлюсолигироуглеродосодержащих  отходов металлургического передела.
Надо учесть, что  попытки использовать брикетирование в металлургии для подготовки неметаллической шихты не прекращались никогда. Особенно полно брикетирование как метод окускования отвечает требованиям утилизации мелких отходов  метзаводов (сравнительно небольшое  воспроизводство, непостоянство физико-химических свойств и пр.). Металлургическими  предприятиями Франции ежегодно перерабатывается в брикеты до 4 млн.т. железосодержащих шламов и уловленной в газоочистках пыли. В черной металлургии  США и стран Западной Европы уже  давно наряду с железосодержащими  материалами брикетируются другие мелкие отходы: известковая пыль, отходы ферросплавного производства, некондиционная мелочь плавикового шпата и прочие весьма ценные материалы. На их основе получают шихтовые брикеты и флюсы  для металлургического производства. 
 
 

К основным причинам недостаточного использования брикетирования в отечественной практике следует  отнести сегодня следующие:
неправильный выбор  места и объема утилизации отходов;
упрощенный (некомплексный )подход к решению проблемы;
использование неэффективных  способов (технологий) брикетирования
Понятны пути решения  этих трех проблем:
максимальное приближение  изготовления брикетов к техногенным  месторождениям и, соответственно, предприятиям потребителям;
создание металлургического  самовосстанавливающегося и самоплавкого брикета с использованием нетрадиционного  вяжущего и углеродистого наполнителя  для всех видов металлургического  передела, т.е. принципиально новой  композиционной шихты;
использование резерва  имеющегося вибропрессовального оборудования для производства строительных изделий  и создание упрощенных вибропрессовальных автоматических линий для производства металлургического брикета.
1.3. Экологические  проблемы промышленности по утилизации  отходов.
При производстве чугуна и шихты для него (агломерат, окатыши, кокс), при производстве стали и  ферросплавов выделяется большое количество железоуглеродофлюсосодержащих отходов: до 6% от конечного продукта каждого  передела, в то время как доля использования образующихся металлургических отходов в настоящее время  в России не превышает 5% от объема их образования Если учитывать накопление отходов в течение десятилетий, то речь идет о техногенных месторождениях, равноценных природным железоугольным месторождениям.
По некоторым оценкам  объем этих техногенных месторождений  по России и бывших странах СНГ  составляет 450-550 млн.т. Тульская область  имеет на своей территории порядка 17 млн.т. железосодержащих отходов, включая  шламы аглодоменные ОАО «Тулачермет», шламы ОАО «Ванадий», Косогорские  шламы, пиритные огарки Новомосковска  и т.д.
Большие исследование по использованию брикетирования в  металлургии проводились в СССР рядом институтов (Московский горный и Грузинский политехнический институты, Воронежский госуниверситет, ЦНИИчермет, ДонНИИчермет и др) и промышленными  предприятиями (ММК, БМК, заводы Коммунарский и Челябинский, Лисаковский ГОК, Бакальское рудоуправление и др.)
По опыту российских и зарубежных предприятий оптимальным  местом утилизации отходов метзаводов является их собственное производство, поскольку:
по содержанию основных компонентов улавливаемые мелкие отходы (в основном пыли и шламы) близки к используемой в данном производстве шихте;
менее жесткие требования при использовании отходов в  собственном производстве, чем в  случае их отправки сторонним организациям;
наличие на метзаводах свободных мощностей и развитой инфраструктуры;
большие трудности( и даже невозможность) транспортировки  мелкодисперсных и влажных отходов, шлама на далекие расстояния.
Только брикетирование, из-за особенности своего технологического цикла, способно вернуть отходы в  металлургический передел, с достаточно высокой рентабельностью, улучшить экологию. 

2.Основная часть
2.1. Способ изготовления (холодное брикетирование)
Наиболее экономически выгодной и экологически безопасной является холодное брикетирование. Недостатки ранее принятой технологии изготовления брикетов на штемпельных, револьверных, вальцевых прессах (низкая производительность, сложность оборудования, ограниченность в размерах и т.д.) полностью решаются на вибропрессовальных линиях.
Формование брикета  производится способом вибропрессования, т.е. одновременным воздействием на формовочную смесь вибрации и  прессования.
В зависимости от области применения металлургического  брикета возможно получение любого, отвечающего требованиям каждого  конкретного металлургического  агрегата и его 
шихты, состава брикета, с добавлением различных легирующих и флюсующих добавок, с заданными  механическими свойствами. 

2.2 Результаты испытаний  на лабораторных установках.
Испытания проводились  на механические свойства, поведения  при термическом воздействии, а  также металлографические исследования железоуглеродосодержащих брикетов до и после термообработки.
По физическим свойствам  брикеты металлургически должны:
- обладать атмосфероустойчивостью (при хранении на воздухе не  подвергаться атмосферному влиянию,  не разрушаться от сырости,  тепла и холода);
- обладать механической  прочностью, то есть в достаточной  степени сопротивляться удару  и истиранию (выдерживать перевозку  и перегрузку с образованием  минимального количесва мелочи  и пыли);
- обладать достаточной  пористостью, так как от степени  пористости зависит скорость  восстановления руды, а в связи  с этим и производительность  печи (брикеты для доменной и  шахтной плавок);
- обладать плотностью  и большим удельным весом; 
- содержать минимальное  количество влаги, так как влажность  ухудшает газопроницаемость брикетов, а на испарение её требуется  дополнительный расход горючего;
- быть термоустойчивыми  и выдерживать в печи под  определенным давлением, не разрушаясь, температуру 800-1000°С.
В черной металлургии  к брикетам предъявляют специальные  требования в соответствии с их назначением, т.е. в зависимости от способов их передела.
Железоуглеродосодержащие  брикеты очень устойчивы к  атмосферным воздействиям и в  процессе хранения даже увеличивают  свою прочность в некоторых случаях  до 40% от первоначальной.Плотность и  прочность зависят от компонентного  состава и количества вяжущего.
Механическая прочность  брикетов высокая.Показатель, определяющий сопротивление брикета перевозкам и перегрузкам, называется осыпаемость. При 3-х кратном сбрасывании с 1.5 м на стальную плиту выход- 5мм составил 1.1% при требовании не более 10%, хотя определение прочности на удар и истирание по методике агломерата показал более худшую прочность  по сравнению с последним, здесь  можно поставить под сомнение соответствие методики к новому виду доменной шихты.
Пористость железоуглеродосодержащего  брикета более 40%, при требовании не менее 10%.
Гигроскопическая  влажность зависит от условий  хранения, в представленных образцах она находится на уровне 2-3%. Брикет выдерживает , не разрушаясь, температуру  до 1300°С, т.е. более высокую, чем предъявляется  к такому виду шихты (800-1000°С). Размягчаемость брикета близка к размягчаемости Михайловских окатышей.
Степень восстановления железа из окалины за счет углеродной составляющей составляет 83-85%, однако неравномерный  фракционный состав используемой коксовой мелочи, а так же неравномерное  перемешивание ( данные металлографических исследований) дают направление по увеличению контактной поверхности  коксовой мелочи с окалиной и пути повышения степени металлизации. Это также подтверждается несоответствием  степени металлизации с остаточным углеродом в продуктах после  термообработки брикета. Металлизированное  железо находится в виде чугуна. Наличие в продуктах плавки тугоплавкого светло-серого немагнитного порошка  с черными вкраплениями до 15-20% - это  зола кокса и модификационно измененный цементный клинкер, говорят о  возможном выносе этой пыли в месте  с колошниковой пылью, хотя термостойкость брикета возможно позволит перевести  эту составляющую в шлак, тем не менее снижение количества цемента  и повышение качества углеродосодержащего  наполнителя позволит уменьшить  этот негатив.
Полученные образцы  по своим механическим свойствам  удовлетворяют, а в некоторых  случаях и превышают те требования, которые были определены к металлургическому  брикету.
Для сравнения был  частично (из-за отсутствия достаточного количества образцов ) исследован Волгоградский  металлургический железоуглеродосодержащий брикет.  
 
 
 

ФОРМА БРИКЕТА: куб (120*120) 

ВНЕШНИЙ ВИД: серый  с точечными белыми вкраплениями, углы отколотые, мажет руку, крошится.
ПРОЧНОСТЬ: 37.6 кгс/см2
ПЛОТНОСТЬ: 1839 кг/см3
ПОРИСТОСТЬ: 18%-11-
ПРИМЕРНЫЙ СОСТАВ ПО КОМПОНЕНТАМ:
45% - окалина (- 8 мм)
40% - бой графитовых  электродов (-3 мм)
15% - жидкое стекло  с отвердителем. 

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ:
Fe2O FeO Feмет Feобщ K2O Na2O CaO Al2O3 SiO2 P2o5 MgO C MnO S
13.88 37.62 3.63 42.50 1.05 0.40 1.50 1.75 13.70 0.030 0.50 19.30 0.45 0.25
 
По всем механическим показателям, а также химическим составляющим (Fe, CaO/SiO2), он явно уступает брикету «ЭкоМашГео».
Способ изготовления Волгоградского брикета основан  на обычном прессовании, т.е. вибропрессование в данном случае более правильное и технологичное направление  производства металлургического брикета  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3. Поведение железоуглеродосодержащих  брикетов в металлургических  агрегатах.
Железоуглеродосодержащий  брикет «ЭкоМашГео» - это самоплавкая, самовосстанавливающаяся шихта  для металлургических переделов.
Химический состав исследуемых брикетов.
Химический состав:
Feобщ - 43.28
FеOист - 43.28
Feмет - 43.28
Fe2O3 - 27.15
CaO - 10.78
Al2O3 - 1.48
SiO2 - 9.7
P2O5 - 0.06
S - 0.24
C - 19.65
MgO - 0.6
MnO - 0.28
TiO2 - 0.08
K2O - 0.26
Na2O - 0.09
п.п.п - 20.0
CaO/SiO2 - 1.11
 
Если взять среднегодовую  шихту доменной печи №3 ОАО «Тулачермет» за 2000 год, то получим содержание железа в шихте 42.33%, углерода в шихте  –21.8%, основность шлака –1.08, т.е. это  косвенно подтверждает указанную выше технологичность брикета ( самоплавкость  и самовосстанавливаемость)
На Таганрогском метзаводе в сентябре 2001года проведено  было 9 плавок стали в Мартеновском цехе с использованием брикетов.В 285 тонной мартеновской печи использовалось до 20 т брикетов в шихте.
Брикет оказался технологичен, т.е. механически прочен, термостоек, сохранил свою форму при  температуре 1450-1500 °С. При снижении температуры плавления данного  брикета до 1250-1400 °С и повышение  основности до 2-3 единиц, он вполне становится экономичной шихтой мартеновского  передела в условиях «Тагмета». 
 
 
 
 

2.4. ТЭО замены  традиционной доменной шихты  железоуглеродосодержащим брикетом
Как отмечалось выше, брикет –это самоплавная и самовосстанавливающаяся  шихта, соответствующая среднегодовому составу шихты д.п №3 ОАО "Тулачермет"
Если условно принять, что брикет на 100% заменяет шихту  доменной печи, тогда себестоимость  брикета должна быть не выше этой цены.
Расчет:
537 руб. х 0.968 т/т.чуг.= 520 руб.- стоимость агломерата в  шихте
502 руб. х 0.679 т/т.чуг  = 341 руб.- стоимость окатышей в  шихте 
1759 руб. х 0.592 т/т.чуг  = 1041 руб.- стоимость кокса в шихте
 где 0.968; 0.679; 0.592 т/т.чуг.- расходные коэффициенты, соответственно, агломерата, окатышей, кокса, а 537, 502, 1759 руб. – цена, соответственно, этих материалов.
Тогда стоимость  доменной шихты на 1 т. чугуна (цены и  расходные коэффициенты летних месяцев 2001 года) составит:
Общий расход шихты  на 1 т. чугуна составляет:
0.968+ 0.679+0.592 = 2.268 т/т.чуг.
А стоимость 1 т. шихты:
1902руб.: 2.268= 838.6 ~ 840 руб/т
Т.е. 840 руб/т –  это цена, тонны традиционной доменной шихты или тонны железоуглеродосодержащего  брикета с «0» рентабельностью.
Ожидаемая себестоимость  брикета 721руб./тн.
Т.е. в условиях первоначальных повышенных затрат при изготовлении опытно-промышленной партии брикета (цена передела взята 200 руб./т)- себестоимость  железоуглеродосодержащего брикета  можно условно принять за 725 руб./т, в дальнейшем передел должен снизиться  до 100 руб./т, и себестоимость брикета  составит 625 руб/т.
Разница между реальной стоимостью и себестоимостью составит:
840руб./т – 625руб./т  =215 руб./т (или на 25% меньше)
При замене 10% традиционной шихты, т.е.
0.1 х 2.268 т/т.чуг  = 0.2268 т/т.чуг.
Ожидаемая экономия составит:
215 руб./т х 0.2268т./т.чуг  = 48.762 ~ 49 руб/ т.чуг. 
 

3.Заключение
3.1. Технологичность  данного вида шихты 
Композиционная окускованная шихта включают в себя основные составляющие металлургической шихты конкретного  передела, является идеальной для  ведения технологического процесса, т.к. включает в себя постоянство  химического, гранулометрического  состава, а также равномерное  распределение энерготеплоносителя  и химического восстановителя по всему пространству теплового агрегата. Моношихта – это максимальная технологическая и экономическая  целесообразность каждого передела.
Примерный состав предлагаемых железофлюсоуглеродосодержащих брикетов следующий (подбирается под конкретный тепловой агрегат):
окисленный железосодержащий материал(шламы, осадки на фильтрах и  др.) ~ 5-57%
углеродосодержащий  наполнитель (древесный уголь, отсев  кокса, коксовая пыль, бой электродов и т.д.) ~ 10-50%
связующее ( древесные  смолы, минеральные связующие и  т.д.) ~5-15%
легирующие добавки ~ 0-15%
измельченный железоуглеродистый сплав ~ 0-30%
флюсующие добавки ~ 1-10%
пластификатор (лигносульфонат, мелассу упаренная и т.д.) в  количестве 0.1-0.5 от массы связующего
Использование относительно дешевых брикетов даст значительное снижение затрат на шихту в металлургическом производстве, позволит повысить качество, конкурентоспособность готового продукта.
Технологический брикет рекомендуется к применению в  следующих металлургических переделах.
Доменное производство:
железотопливный брикет, как заменитель железосодержащего  сырья( агломераты, окатышей, металлодобавок) и доменного кокса;
железооксидный брикет для промывки горна доменных печей (FeO 40-60%);
железотопливный брикет с марганцем и кремнием для  выплавки специальных марок чугуна;
специальный брикет для наращивания гарнисажа металлоприемника доменных печей. 
 
 

Сталеплавильное производство:
железотопливный брикет, как заменитель чугуна, углеродистого  скрапа, углеродосодержащих и флюсов;
железотопливный брикет с раскисляющими легирующими  добавками (Mn, Si,Al и т.п.);
рудноизвестковый  брикет для шлакообразования и регулирования  температуры металлической ванны.
Ферросплавное производство:
композиционный брикет для выплавки ферросплавов (с FeSi, FeCr, FeS, Cr, SiMn, FeMn, Al и углеродом в виде коксовой и графитовой пыли и мелочи, порошкового древесного угля).
Электросталеплавильное  производство:
композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным  углем только в качестве восстановителя
Литейное производство на машиностроительных заводах:
композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным  углем только в качестве восстановителя. 

3.2. Схема использования  в условиях ОАО «Тулачермет»
По составу рационально  использовались следующие виды брикетов
заменитель железосодержащей шихты и доменного кокса (20-25% коксовая пыль Кемерово, 65-70%- окалина, концентрат, шлам, 10% -вяжущего; основность 1.1, самовосстанавливающийся, самоплавкий брикет)
композиционный железосодержащий брикет с промывочным эффектом (брикет из окалины и кремнесодержащего  материала с небольшими добавками  коксовой пыли 5-10%
заменитель металлодобавки и доменного кокса (отсев метализованных брикетов Лебединского ГОКа и 5-10% коксовой пыли)
композиционный железосодержащий брикет с марганцовистой добавкой (отсев  марганцовой руды, менее 10 мм).
В случае реализации замены части (до 20%) железосодержащей шихты доменного цеха реально  уменьшить основность агломерата (до 1.2-1.4) приближалась к моношихте, получая  от этого технологическую и экономическую  выгоду.Учитывая низкую энергоемкость  производства брикетов при систематическом  их применении затраты у производителей будут постоянно уменьшаться  и стоимость, в конечном итоге, должна быть не выше стоимости агломерата и окатышей. 
 

Список используемой литературы:
Б.М.Равич Брикетирование в цветной и черной металлургии  М. «Металлургия» 1975г
Л.А.Лурье Брикетирование в металлургии М. «Металлургия», 1963г
В.П. Булгаков, Г.В. Булгаков Исследование минералогического состава  окалино-углеродистых брикетов в процессе восстановления «Черная металлургия» 1998г. №7
Реферат И.М.Мищенко  «Утилизация окускованной углеродосодержащей металлургической пыли» «Производство  чугуна», 1998г.
О.В.Юзов, В.А.Исаев  Анализ расхода основных ресурсов в  черной металлургии России. «Сталь»  №10, 1999г
В.С.Лисин Тенденции  реструктуризации черной металлургии  «Сталь» №10, 1999г.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.