|
|
|
|
Министерство образования Российской Федерации
Норильский индустриальный институт
Кафедра металлургии
Курсовая работа
по дисциплине: "Металлургия"
на тему:
"ВЗВЕШАННАЯ ПЛАВКА НИКЕЛЕВОГО КОНЦЕНТРАТА В ПЕЧИ ВЗВЕШАННОЙ ПЛАВКИ"
Выполнил: Бельтюков С.Н.
Проверил: Рогова Л.И.
Группа: Экм-99-У ВО Подпись: _______________
Шифр: 060800 Дата проверки:
Дата выполнения
Норильск, 2000г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Выбор технологии производства..............................2
2. Описание основного агрегата...................................3
3. Физико-химические основы процесса........................5
4. Технико-экономические показатели..........................11
5. Металлургический расчет.......................................12
Библиографический список
1. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА
Плавка во взвешенном состоянии на подогретом дутье была осуществлена в промышленном масштабе финской фирмы "Оутокумпу" на заводе "Харьявалта". В первоначальном варианте для плавки применяли воздушное дутье, подогретое до 400-500 °С. Начиная с конца 60-х годов, этот процесс по лицензии фирмы "Оутокумпу" стали широко применять на металлургических заводах многих стран. В настоящее время он внедрен более чем на 30 предприятиях для переработки медных, никелевых и пиритных концентратов, в т.ч. на Надеждинском металлургическом заводе. Финскую плавку на сегодня можно считать самым распространенным в промышленности и наиболее технологически и аппаратурно-отработанным автогенным процессом плавки сульфидных концентратов.
Особенностями взвешенной плавки являются:
- высокая производительность ( удельный проплав 10-15 т/м2 в сутки);
- низкий расход топлива - процесс плавки сульфидного концентрата протекает в режиме, близком к автогенному;
- возможность полного автоматического управления процессом плавки с помощью системы "Проскон-103'';
- возможность получения штейна требуемого состава;
- утилизация серы из высококонцентрированных серных газов.
Конструкция ПВП и комплекс других технических решений обеспечивают получение пара энергетических параметров и высокую степень утилизации серы из отходящих газов, что резко снижает выброс двуокиси серы в окружающую среду и значительно улучшают условия труда обслуживающего персонала.
В плавильном цехе НМЗ имеется две печи взвешенной плавки одинаковой конструкции для плавки медного и никелевых концентратов.
Передел взвешенной плавки - структурное подразделение плавильного цеха HMЗ.
2. ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО АГРЕГАТА
Конструкция печи для плавки во взвешенном состоянии на подогретом дутье достаточно сложна - она сочетает в себе две вертикальные шахты (реакционную и газоход-аптейк) и горизонтальную камеру-отстойник.
Тонкоизмельченная шихта, предварительно высушенная до содержания влаги менее 0,2%, подается по системе ленточных конвейеров и пневмотранспорта в бункер шихты. Из бункера шихта двумя скребковыми транспортерами "Редлер" подается через свод реакционной камеры с помощью четырех специальных горелок. Основное назначение горелки - приготовление и подготовка шихтововоздушной смеси для ускорения процесса горения сульфидов. Перемешивание шихты с дутьем достигается разбиванием струи шихты о конус-рассекатель и подачей дутья через воздушный патрубок и распределительную решетку.
Схема горелки печи завода
1 - дутье; 2 - шихтовая воронка; 3 - загрузочный патрубок;
4 - воздушный патрубок; 5 - конус-рассекатель;
6 - распределительная решетка; 7 - диффузор
Вся печь взвешенной плавки выполнена в виде кладки из магнезитового кирпича. Футеровка реакционной шахты и аптейка заключена в металлические кожухи из листовой стали. В кладку всех элементов печи заложено большое количество водоохлаждаемых
Печь для плавки во взвешенном состоянии
1 - горелка; 2 - реакционная камера; 3 - отстойная ванна; 4 - аптейк;
5 - котел-утилизатор; 6 - паровой воздухоподогреватель;
7 - топливный воздухоподогреватель
элементов, что позволяет значительно удлинить срок службы агрегата. Аптейк непосредственно сочленен с котлом-утилизатором туннельного типа. В боковой стене отстойной камеры установлены две медные водоохлаждаемые плиты с отверстиями для выпуска шлака, а в передней торцевой стене - чугунные шпуры для выпуска штейна.
Габариты печи определены на основании технологических расчетов произведенных с помощью ЭВМ, исходя из проектной производительности печи и других исходных параметров для проектирования.
В реакционной шахте, для окисления компонентов концентрата, используется воздух обогащенный кислородом и подогретый до 200°С. Согласно теплового баланса - степень обогащения дутья кислородом на ПВП никеля составляет 26% при среднем составе шихты, что позволяет реакционной шахте работать автогенно, без применения дополнительного топлива Оборудование рассчитано на максимальное обогащение кислородом до 40%, если по каким-либо причинам:
1. Теплопотребление шихты увеличится
2. Увеличатся тепловые потери печи;
3. Подогрев воздуха уменьшится.
Если обогащения дутья кислородом до 40% из-за вышеперечисленных факторов окажется недостаточным, то для восполнения недостатка тепла в реакционной шахте, используют природный газ.
Расплавленные частицы падают на поверхность ванны отстойника. В отстойной зоне печи происходит расслоение сульфидно-силикатного расплава на шлак и штейн. Для поддержания заданной температуры шлака и штейна в отстойной зоне смонтировано 18 горелок природного газа. При выходе из реакционной шахты направление движения газов изменяется на 90° - газовый поток проходит горизонтально над ванной в отстойной зоне печи. Затем направление движения газа вновь изменяется на 90° - газ поднимается по вертикальному аптейку печи вверх. В аптейк инжектируется угольная пыль, где и происходит восстановление сернистого газа до элементарной серы. Благодаря такой конструкции печи происходит достаточно полное отделение сульфидно-силикатных частиц, находящихся во взвешенном состоянии, от газового потока.
Пылевынос из печи взвешенной плавки составляет 12-15% от веса загружаемой шихты.
После аптейка газы поступают в котел-утилизатор, где охлаждаются с 1350°С до 550°С, а затем после очистки в электрофильтрах от пыли, поступают в серный цех для улавливания из газов элементарной серы.
Печь взвешенной плавки является головным агрегатом в цепи переработки серосульфидных концентратов. Агрегат обладает высокой интенсивностью плавления. В связи с этим печь имеет сложную и многообразную систему охлаждения.
Агрегат должен обладать высокой герметичностью. Нарушение герметичности ведет к подсосам, что нарушает тепловой баланс печи, разубоживает отходящие газы и увеличивает их объемы, увеличивает расход восстановителя. Вышеперечисленные причины отрицательно сказываются не дальнейшей обработке газов в серном цехе,
Все три части печи взвешенной плавки должны иметь высокую герметичность, требуют жесткого поддержания заданных параметров, что обеспечивается работой печи в автоматическом режиме с помощью ЭВМ.
3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА
Процесс плавки сульфидных концентратов с утилизацией серы