Коротко о файле:КарГТУ / Целью дипломного проекта является проектирование участка переработки медного концентрата в печах Ванюкова. / Состав: 8 листов чертежи (план цеха, разрез цеха, схема цепи аппаратов, печь (ПВ),тарельчатый питатель, шлаковый электромиксер, ТЭП, технологическая схема) + ПЗ (120 страниц)
Целью дипломного проекта является проектирование участка переработки медного концентрата в печах Ванюкова.Исходя из поставленной цели дипломный проект решает следующие задачи:
- анализ условий проектирования;
- рассмотрение вопросов технологии переработки медного концентрата;
- выбор оборудования и расчет основных элементов;
- рассмотрение вопросов экологии, охраны труда и техники безопасности;
- расчет экономической эффективности дипломного проекта.
Методологическую основу дипломного проекта составили научные работы как отечественных, так и зарубежных авторов, законодательство РК, материалы периодической печати.
Содержание
Нормативные ссылки
Введение
1 Расчет производственной программы участка (цеха)
1.1 Краткая характеристика предприятия
1.2 Характеристика сырья
1.3 Продукция участка переработки медного концентрата
1.4 Расчет производственной программы
1.4.1 Расчет материального баланса
1.4.2 Годовой материальный баланс
1.4.3 Расчет необходимого количества печей
1.4.4 Расчет теплового баланса
2 Технология переработки медного концентрата в печах Ванюкова
2.1 Описание технологического процесса
2.2 Основы производства
2.2.1 Основы конструкции
2.2.2 Физико-химические процессы
2.2.3 Потери
2.3 Разработка технологической схемы
3 Оборудование участка
3.1 Выбор оборудования участка
3.2 Расчет оборудования
4 Промышленная экология
5 Охрана труда и техника безопасности
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на участке
5.2 Расчетная часть
5.3 Мероприятия по снижению опасных и вредных производственных факторов
5.4 Пожарная безопасность
6 Экономика
6.1 Расчет затрат на основные фонды
6.2 Расчет численности производственных рабочих и годового фонда заработной платы
6.3 Расчёт годового фонда заработной платы инженерно-технических работников (ИТР) участка
6.4 Расчет затрат на электроэнергию
Заключение
Список использованных источников
Процесс плавки в печи Ванюкова осуществляется следующим образом. Высокообогащенное кислородом дутье (70-95 %) подается в шлаковый расплав через боковые фурмы, обеспечивая активное перемешивание расплава. Проходящая через оси фурм плоскость поперечного сечения ванны делит её на относительно спокойную подфурменную и интенсивно реремешиваемую газом надфурменную зоны. Пространство над ванной заполнено брызгами и отдельными каплями выносимого потоком газа расплава, которые поднимаются на высоту более 3 метров от его поверхности. Для защиты боковых стен камеры от агрессивного разрушающего воздействия расплава и брызг служат ряды медных плоских кессонов охлаждаемого пояса. На том же уровне торцевые стены плавильной камеры сооружают из глиссажных медных труб, охлаждаемых водой.
На расплав через свод печи непрерывно подается шихта. Интенсивный барбатаж шлакового расплава обеспечивает многократное ускорение всех основных физико-химических процессов: плавки, взаимодействие между компонентами плавки, получение основных продуктов - штейна, шлака, газа, благодаря чему достигается высокая удельная производительность процесса. Процесс Ванюкова превосходит по этому показателю все известные к настоящему времени автогенные процессы. Образовавшиеся штейн и шлак выпускаются из печи непрерывно через сифонные устройства и направляются в накопители для последующей передачи их на дальнейшую переработку - штейн на конвертирование, шлака отвал.
Концентрированные по SO2 отходящие газы выводятся из печи через аптейк и направляются на переработку (очистку от пыли, извлечение серы). Процесс полностью непрерывный, что позволяет в значительной степени сократить долю ручного труда до минимума за счёт автоматизации процесса.
Медьсодержащие сульфидные концентраты, флюсы и оборотные материалы поступают на шихтовку в цех подготовки шихты (ЦПШ). Усреднение шихты производится в штабельном шихтарнике цеха подготовки шихты. После закладки штабеля производится его опробование.
Подготовленная шихта, уголь, клинкер и обороты из цеха подготовки шихты по системе конвейеров поступают в шихтовые бункера печи. Из шихтовых и угольных бункеров уголь и шихтовые материалы по системе транспортеров непрерывно поступают в загрузочные течки печи ПВ.
Кислородосодержащее дутье на плавку подается через боковые водоохлаждаемые фурмы. Кислородно-воздушная смесь готовится из технического кислорода и воздуха в узлах смешения трактов подачи дутья на плавку.
Оборотный конвертерный шлак заливается в печь через специальное «заливочное» окно, расположенное в торце печи над штейновым сифоном.
В результате плавки в печи Ванюкова образуется штейн, шлак, газы и пыли, которые непрерывно выводятся из печи и отправляются на дальнейшую переработку.
Штейн непрерывно выпускается из печи через штейновый сифон по желобу в штейновый миксер, затем в ошлакованные ковши емкостью 6 м3. Поступивший в главный пролет медеплавильного цеха штейн при помощи мостового крана заливают в конвертер.
Шлак из печи ПВ по обогреваемому желобу поступает в шлаковый электромиксер, откуда после накопления и отстоя капель штейна периодически выпускается (через летки) в шлаковозные чаши. Отстоявшийся штейн в виде «богатой массы» выпускается в противоположном торце электромиксера в штейновые ковши и направляется на конвертирование.
Технологические газы из печи ПВ через аптейк поступают в охладитель газов, где происходит охлаждение газов, и осаждение грубой пыли. Выработанный пар отправляется потребителю. Из охладителя газы через коллектор грязного газа поступают в циклоны, где проходят дополнительную очистку от пыли, и затем по скоростному газоходу подаются на дымососы. После дымососов технологические газы ПВ, смешиваясь с конвертерными газами, поступают на тонкую очистку в электрофильтрах и далее на производство серной кислоты.
Уловленная пыль охладителя газов, пылевой камеры, газоходов грязного газа и циклонов является оборотным медьсодержащим материалом и возвращается в цех подготовки шихты.
Оценка температуры ванны расплава в печи производится визуально либо с использованием оптических пирометров. Изменение температуры фиксируется по изменению увеличения теплосодержания охлаждающей кессонированную шахту печи химочищенной воды. При постоянном расходе охлаждающей воды изменение температуры расплава фиксируется по изменению разницы температур сливной и напорной воды (Т) на охлаждение печи. Для предотвращения образования промежуточного слоя и подовых настылей и снижения потерь меди со шлаками температуру плавки (см. выше) необходимо поддерживать в пределах 1300 оС, что соответствует величине Т = 8 3 оС при расходе охлаждающей воды 900 м3/час. При изменении Т необходимо принимать меры к разогреву (при снижении Т) расплава в печи либо к его охлаждению (при росте Т).
Температура ванны расплава в печи регулируется изменением обогащения дутья по кислороду, а также изменением соотношения «дутье - загрузка шихты - загрузка угля или клинкера».
Плавильщик-оператор следит за поддержанием режимов плавки, обеспечивающих требуемые параметры. Важнейшую роль в процессе играют составы продуктов плавки. Выбор режимов плавки для получения шлака и штейна заданного состава рассматривается в разделе по управлению процессом.
Для обеспечения стабильности работы печи необходимо регулярно проводить замеры уровня штейна в печи (не реже двух раз в смену), особенно в случае эксплуатации печи без использования штейнового миксера.
Для снижения потерь меди с отвальными шлаками необходимо регулярно производить выпуск отстоявшегося штейна из шлакового миксера. При удовлетворительном температурном балансе и составе шлака в печах ПВ может перерабатываться жидкий конвертерный шлак.
Заливка в печи ПВ конвертерного шлака осуществляется с целью его обезмеживания. При помощи мостовых кранов конвертерный шлак заливается ковшами емкостью 6 м3 по стационарному желобу, установленному в центре торцевой стены печи ПВ. Распределение конвертерного шлака по печам происходит равномерно. В зависимости от температуры в печи, состояния и состава шлаковой ванны нагрузка конвертерного шлака на печь может быть увеличена или уменьшена.
Попадая в шлаковую ванну в районе штейнового сифона, конвертерный шлак осуществляет движение к шлаковому сифону. При этом шлак подвергается восстановлению и обеднению каплями промывающего шлак штейна.
Кроме жидкого конвертерного шлака, в процессе ПВ могут, перерабатываются твердые оборотные материалы и клинкер цинкового производства. Для ускорения процесса расплавления кусковых оборотных материалов, восстановления содержащегося в них магнетита твердые обороты необходимо дробить до крупности 10 мм. В противном случае возможно нерасплавление кусков твердых оборотов и скапливание их на границе штейн-шлак. Не восстановленный при этом магнетит оборотов способствует образованию промежуточного слоя. Все это ведет к нарушению режимов плавки.
Клинкер цинкового производства имеет высокое содержание металлического железа (20 %) и углерода (до 30 %), что обуславливает удовлетворительные показатели его переработки при высоких температурах, высоком содержании кислорода в дутье и высокой интенсивности перемешивания расплава.
При низких температурах расплава (ниже 1250 оС) и слабом перемешивании скорости массообменных процессов в расплаве резко снижаются, клинкер не успевает усваиваться шлаковой ванной полностью, происходит гетерогенизация шлака - в нем остаются «непроработанные» гранулы твердого клинкера, что ведет к росту потерь меди, нарушению режимов плавки.
Заключение
В дипломном проекте рассмотрены теоретические, расчетные и графические основы процесса переработки медного концентрата в печах Ванюкова в условиях БМЗ г. Балхаш.
В теоретической части проекта, обсужден вопрос об эффективности использования процесса переработки медного концентрата в печах Ванюкова. Здесь рассмотрен ряд важнейших разделов, такие как место, размещение проектируемого объекта, характеристика поступающей и выпускаемой продукции, описание теоретических основ производств, автоматический контроль над процессом, правила по технике безопасности и мероприятия по защите окружающей среды.
Перед расчетной частью проекта, ставилась задача о целесообразности внедрения оборудования в пирометаллургическую цепочку производства меди. В практических разделах приведены металлургические и экономические расчеты.
По годовому материальному балансу установлено, что при переработки 200 000 тон шихты (без флюсов), получено 109456,9 тон штейна с содержанием меди 46%. Для получения этого количества штейна необходимо подать 89280 тон флюсов, 43893,21 тонн дутья и 11209,9 тонн мазута.
В тепловом балансе были установлены приход и расход тепла печи Ванюкова. Самым большим приходом тепла является тепло от горения серы 58,68% от всего прихода (что естественно для автогенной плавки). Большой расход тепла уносят шлаки 27,50% от всего расхода.
В графической части проекта рассмотрены архитектурно-строительные решения, основное и вспомогательное оборудования, схемы технологии производства и технико-экономические показатели.
После рассмотрения совокупности всех частей данного проекта, можно с большой уверенностью сделать вывод, о целесообразности проекта участка переработки медного концентрата в печах Ванюкова в технологическую цепочку по производству меди, пирометаллургическим методом.
