Пеш электр жабдықтары
Ф 08.06-58
қ. жҰБАНОВ ат. АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК МЕМЛЕКЕТТІК
УНИВЕРСИТЕТІ
Техникалық факультет
Кафедра Металлургия
Мамандық - 050709 Металлургия
ТАПСЫРМА
Диплом алды жобаны орындауға арналған
Студенттер: Темірбеков Әмірхан Жасұланұлы, Сукуров Бақытжан Ерланулы, Муханбеткалиев Ернур Ерболович, Сімтік Арсылан Алпысбайұлы, Тайбурин Әнет Сырымұлы, Истляуп Аслан Жаркимбаевич, Арыстанов САламат Камалұлы, Бисембаев Ерасыл Ержанұлы, Жексенов Мұхтар Ринатұлы, Жексенов Ғафур Рашидұлы.
1. Жоба тақырыбы: Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында жылына 200 мың т көлемінде көміртекті ферромарганец өндіру цехының жобасы
Университеттің бұйрығымен бекітілген ___ _______ 2021 г. №____________
2. Студенттің дайын жобаны тапсыру мерзімі ________________ 2021ж.
3. Жобаның бастапқы мәліметтері: Алынатын қорытпаның түрі: көміртекті ферромарганец; Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында 200 мың тонна көлемінде жобаланатын цехтың өнімділгі; ТМД жетекші ғалымдарының жарияланымдары; техникалық әдебиеттер.
4. Әзірленетін мәселелердің тізімі немесе есеп-түсіндірме жазбасының қысқаша мазмұны
1. Жобаның техникалық-экономикалық негіздемесі
2. Пештің түрін таңдау және есептеу
3. Өндіру технологиясы
4. Цехтың құрылымы мен жабдықталуы
5. Өндірісті автоматтандыру
6. Арнайы бөлім
7. Экономикалық бөлім
8. Еңбекті қорғау
5. Графикалық материалдардың тізімі (қажетті сызбаларды дәл көрсете отырып)
1. Кристалды кремний өндірісінің цехының жоспары
2. Кристалды кремний өндірісі бойынша цехтың жоспары (А-А разрез)
3. РКЗ-24 кен-термиялық пеші
4. Цех бөлімдерінің орналасу схемасы
5. Шихтаны алдын ала қыздыру
6. Газтурбиналық қондырғы
7. Жобаланатын цехтың техникалық-экономикалық көрсеткіштері
Ф 08.06-58
қ. жҰБАНОВ ат. АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК МЕМЛЕКЕТТІК
УНИВЕРСИТЕТІ
Техникалық факультет
Кафедра Металлургия
Мамандық - 050709 Металлургия
ТАПСЫРМА
Дипломалды жобаны орындауға арналған
Студенттер: Темірбеков Әмірхан Жасұланұлы, Сукуров Бақытжан Ерланулы, Муханбеткалиев Ернур Ерболович, Сімтік Арсылан Алпысбайұлы, Тайбурин Әнет Сырымұлы, Истляуп Аслан Жаркимбаевич, Арыстанов САламат Камалұлы, Бисембаев Ерасыл Ержанұлы, Жексенов Мұхтар Ринатұлы, Жексенов Ғафур Рашидұлы.
1. Жоба тақырыбы: Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында жылына 200 мың т көлемінде көміртекті ферромарганец өндіру цехының жобасы
Университеттің бұйрығымен бекітілген ___ _______ 2021 г. №____________
2. Студенттің дайын жобаны тапсыру мерзімі ________________ 2021ж.
3. Жобаның бастапқы мәліметтері: Алынатын қорытпаның түрі: көміртекті ферромарганец; Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында 200 мың тонна көлемінде жобаланатын цехтың өнімділгі; ТМД жетекші ғалымдарының жарияланымдары; техникалық әдебиеттер.
4. Әзірленетін мәселелердің тізімі немесе есеп-түсіндірме жазбасының қысқаша мазмұны
1. Жобаның техникалық-экономикалық негіздемесі
2. Пештің түрін таңдау және есептеу
3. Өндіру технологиясы
4. Цехтың құрылымы мен жабдықталуы
5. Өндірісті автоматтандыру
6. Арнайы бөлім
7. Экономикалық бөлім
8. Еңбекті қорғау
5. Графикалық материалдардың тізімі (қажетті сызбаларды дәл көрсете отырып)
1. Кристалды кремний өндірісінің цехының жоспары
2. Кристалды кремний өндірісі бойынша цехтың жоспары (А-А разрез)
3. РКЗ-24 кен-термиялық пеші
4. Цех бөлімдерінің орналасу схемасы
5. Шихтаны алдын ала қыздыру
6. Газтурбиналық қондырғы
7. Жобаланатын цехтың техникалық-экономикалық көрсеткіштері
6. Ұсынылатын негізгі әдебиеттер
Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов: М.: СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 1999. - 765 б.
Елютин В.П., Павлов Ю.А., Левин Б.Е., Алексеев Б.М. Производство ферросплавов - М.: Металлургиздат, 1957. - 367 б.
Рысс М.А. Производство ферросплавов - М.: Металлургия, 1985. - 344 б.
Рысс М.А. Производство ферросплавов - М.: Металлургия, 1968. - 393 б.
Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Мальков Н.В. Электрометаллургия стали и ферросплавов - М.: Металлургия, 1995. - 592 б.
7. Дипломдық жоба бойынша консультанттар (байланысты бөлімдерді көрсете отырып):
Бөлім
Консультант,
кафедра
Мерзім
Қолтаңба
1. Жалпы бөлім
Каскин К.К.
2. Арнайы бөлім
Каскин К.К.
3. Экономикалық бөлім
Жумагалиев Е.У.
4. Еңбекті қорғау
Каскина Д.К.
8. Дипломдық жобаны дайындау кестесі:
№ пп
Бөлімдердің атауы, әзірленетін мәселелер тізімі
Ғылыми жетекшіге берілген мерзім
Ескерту
Тапсырма берілген күн _______________ 2021 г.
Металлургия кафедра меңгерушісі _____________ т.ғ.к., Алматова Б. Ғ. подпись
Дипломдық жоба жетекшісі _____________ т.ғ.к., аға оқытушы Нургали Н. З. подпись
Тапсырманы орындауға қабылдаған студенттер
__________ Темірбеков Ә. Ж. __________ Муханбеткалиев Е. Е.
подпись подпись
__________ Сімтік А. А. __________ Сукуров Б. Е.
подпись подпись
__________ Тайбурин Ә. С. __________ Истляуп А. Ж.
подпись подпись
__________ Арыстанов С. К. __________ Бисембаев Е. Е.
подпись подпись
__________ Жексенов М. Р. __________ Жексенов Ғ. Р.
подпись подпись
ГРАФИКАЛЫҚ БҚЛІМНІҢ ПАРАҚТАР ТІЗІМІ
Форм.
Зона
Поз.
Белгілеу
Аты
Кол.
Прим.
А4
ДП.050709.11.07-0123.00.ПЗ
Түсіндірме жазба
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.01.ГЧ
Ферромарганец өндіру цехының
1
жоспары
А1
ДП.050709.11.07-0123.02.ВО
Ферромарганец өндіру цехының
1
жоспары
(А-А разрез)
А1
ДП.050709.11.07-0123.03.ВО
РКЗ-24 пешінің секциясы
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.04.С1
Цех бөлімдерінің орналасу схемасы
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.05.ТБ
Шихта материалдарын қыздыру
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.07.С2
Газтурбиналық қондырғы
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.8.ТБ
Жобаланатын цехтың
1
технико-экономикалық
көрсеткіштері
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 10
1. ЖОБАНЫҢ ТЕХНИКО-ЭКОНОСИКАЛЫҚ ДӘЛЕЛДЕМЕЛЕРІ 12
2. ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРІСІ ҮШІН ПЕШТІҢ ТҮРІН ТАҢДАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ 13
2.1. Пештің түрі мен қуатын таңдау. Қажетті мөлшерді есептеу 13
2.2. Пештің геометриялық және электрлік параметрлерін есептеу 16
2.2.1. Ферромарганецті балқытуға қажетті қуаттылықты анықтау 18
2.2.2. Ферромарганецті балқыту үшін электр параметрлерін анықтау 19
2.3. Пештің құрылымының сипаттамасы 20
2.3.1. Пеш жинағы 22
2.3.2. Пештің қаптамасы 23
2.3.3. Пештің айналу механизмі 24
2.3.4. Электрод ұстағыш, электродтардың қозғалу механизмдері. 24
2.3.5. Сумен салқындату 28
2.3.6. Пеш футеровкасы 28
2.3.7. Газ тазарту жүйесі 30
2.4. Пеш электр жабдықтары 30
2.4.1. Пештің электрлік схемасы. 31
2.4.2. Қысқа желі 32
2.4.3. Пеш трансформаторлары. 34
3. ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ 35
3.1. Жылдық өнім 35
3.2. Шихта материалдары 35
3.3. Өндірістің физикалық-химиялық жағдайлары 36
3.4. Көміртекті ферромарганецті электр пешінде балқыту технологиясы 37
3.5. Жоғары көміртекті ферромарганецті флюстік әдіспен балқытудың материалдық және жылу балансын есептеу 39
3.5.1. Материалдық балансты есептеу 39
3.5.1.1. Бастапқы мәліметтер 39
3.5.2. Шикіқұрам құрамын есептеу 41
3.5.2.1. Тотықсыздандырғыштың санын есептеу 41
3.5.2.2. Флюс мөлшерін есептеу 42
3.5.3. Металл мөлшері мен құрамын есептеу 43
3.5.4. Қождың құрамы мен мөлшерін есептеу 44
3.5.5. Газдардың, шаңның және улеттің мөлшерін есептеу 46
3.5.6. Материалдық баланс 47
3.5.7. Шихта материалдарының үлестік шығынын есептеу 47
3.6. Жылу балансын есептеу 47
3.6.1. Жылудың келуі 48
3.6.1.1. Шихтаның физикалық жылуы 48
3.6.1.2. Реакциялардың экзотермиялық жылуы 48
3.6.2. Жылу шығыны 50
3.6.2.1. Шығару температурасы кезіндегі қорытпаның жылу құрамы 50
3.6.2.2. Шығару температурасында қождың жылу құрамы 51
3.6.2.3. Газ тәрізді өнімдердің жылу құрамы 52
3.6.2.4. Эндотермиялық реакциялардың жылуы 52
3.6.2.5. Жылу шығындары 54
3.6.3. Электр энергиясының шығынын анықтау 54
3.6.4. Жылулық баланс 55
4. ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРУ ЦЕХЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМЫ МЕН ЖАБДЫҚТАРЫ 55
4.1. Цех бөлімшелерінің орналасу схемасы 56
4.2. Шихта қоймасы 57
4.3. Цехтың балқыту корпусы 60
4.4. Құю аралығы 61
4.4.1. Құю аралығы жабдығын есептеу. 62
4.4.3. Крандардың санын есептеу 64
4.4.4. Карусельді құю машинасының жабдықтарын есептеу 65
5. Ферромарганец өндіру процессін автоматизациялау 65
5.1. Тағайындаулар мен функциялар 68
6. ГАЗТУРБИНАЛЫҚ ҚОНДЫРҒЫ 70
6.1. Газтурбиналық электр станциялары 71
7. ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 74
7.1. Цехтың негізгі агрегаттарының жұмыс кестесін құру 74
7.2. Өндірісті ұйымдастыру және басқару. Цехтың жұмыс тәртібі 75
7.3. Цехтың өнеркәсіптік - өндірістік персоналының санын есептеу 79
7.4. Жұмысшылардың жылдық жалақы қорын есептеу 82
7.5. Мамандар мен қызметкерлердің, ИТҚ-ның жалақысын есептеу 86
7.6. Күрделі шығындардың мөлшерін анықтау 88
7.7. Өнімнің өзіндік құнын есептеу 92
7.8. Жобаланған цехтың пайдалылығы 95
8. ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ ЖӘНЕ ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ 97
8.1. Цех аумағын таңдау 97
8.2. Жылу бөлу көздерінен қорғау 101
8.3. Өрт және жарылыс қауіпсіздігі 102
8.4. Ауаның ластануынан қорғау 104
8.5. Электр тогынан қорғау 106
8.6. Шу мен дірілден қорғау 108
8.7. Төтенше жағдайлар кезіндегі қауіпсіздік және қорғау шаралары 109
ҚОРЫТЫНДЫ 111
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 112
КІРІСПЕ
Ферроқорытпалар - темірдің әртүрлі элементтермен (кремний, хром, никель, марганец, кальций, барий және т.б.) қорытпалары немесе арнайы термиялық қондырғыларда балқытылатын бірнеше жетекші элементтердің қорытпалары (силикобарий, силикохром, силикоканадий). Ферроқорытпалар қышқылсыздандыру, күкіртсіздендіру және болатты легрлеу арқылы металдың физикалық-механикалық қасиеттерін жақсарту немесе олардың физикалық-механикалық қасиеттерін арттыру үшін арнайы қасиеттер беру немесе коррозияға төзімділігін, ыстыққа төзімділігін, тозуға төзімділігін, машиналар мен механизмдер бөлшектерінің, осы болаттан жасалған құралдар мен болат конструкцияларының қаттылығы мен беріктігін арттыру үшін арнайы қасиеттер беру үшін қолданылады. Марганецті тұтынудың жалпы құрылымында оның 90% - ы қара металлургияда әртүрлі марганец ферроқорытпалары түрінде болатты балқыту кезінде қолданылады. Әлемнің әртүрлі елдеріндегі болат балқыту өнеркәсібіндегі марганецтің орташа шығыны марка сортаментіне, балқытылған болаттарға, металл өндіру әдісіне (оттекті-конфертерлі, электрпештік, мартендік) байланысты. ТМД елдерінде марганецтің меншікті шығыны жоғары және 1 тонна болатқа 7-ден 9 кг-ға дейін. Қазақстанда ТМД марганец кендерінің шамамен 17% - ы бар, бұл шамамен 600 млн.тоннаны құрайды. Негізінен, марганец кенінің қоры Батыс Қаражал, Үшқатын-3 және үлкен Қытай (Жезқазған облысы) кен орындарында шоғырланған. Республикада марганец кенін жылдық өндіру 0,5 млн. тоннаға жетеді. Қазақстанда марганец кенін негізгі өндіру Жезді кен балқытуымен (Жезді қ., Жезқазған облысы) жүргізіледі. Марганец кенін ілеспе өндіру Атасу кен балқытуы және Жәйрем кен байыту комбинатымен (Жәйрем қ., Жезқазған облысы) жүзеге асырылады. Қазақстанда өндірілетін кеннің жартысына жуығы құрамында 33-39% марганец бар концентрат шығаратын Жезді байыту фабрикасында өңделеді. Бұл ретте құрамында темірі төмен (Темірдің 5% - дан аспайтын) кен марганец концентратын алу үшін қайта өңделеді, одан металдық марганец, төмен көмірсутекті және таза ферромарганец өндіріледі. Темір мөлшері жоғары кен силикомарганец өндіру үшін қолданылады.
Кәсіпорын өнімдерін тұтынушылар Ақсу ферроқорытпа зауыты (Ақсу қ., Павлодар облысы) және Ресейдің металлургия зауыттары болып табылады. Қазақстанда өзіндік ферромарганец өндірісі жоқ. Ферромарганец қорытпаларына Республиканың ішкі қажеттіліктері Ақсу зауыты мен Украинадан жеткізілімдер есебінен қанағаттандырылады . Перспективада республиканың экспорттық өндірісінің басым бағыттарының біріне айналатын марганец ферроқорытпалары өндірісін құру көзделуде. Біздің республикамыздың батыс өңірі экономикалық құндылығы бар, бірақ бұл ретте мемлекет немесе оларды пайдалану мен игеру үшін мүмкіндігі бар басқа да тұлғалар тарапынан тиісті назар аударылмай қалған әртүрлі табиғи қазбаларға бай. Бұл жағдайда Ақтөбе облысының аумағында орналасқан марганец кендері ерекше қызығушылық тудырады. Тақырыптық жұмыстардың нәтижелері бойынша Мұғалжар геологиялық - экономикалық ауданында Сакмар, Бақай, Берчогур және Шығыс Мұғалжар мағындағы марганец аудандары бөлінеді. Осылайша, осы аймақтың кенінен бірінші кезекте ферромарганец алуға болады. Ферромарганецті өндіру технологиясын Ақтөбе ферроқорытпа зауытында жүзеге асыруға болады. Қара металлургияны нарықтық жағдайларда дамыту үшін металлургия өнімдері өндірісінің сапалық, сандық және экономикалық көрсеткіштерін жақсартуды қоса алғанда, өнеркәсіптік кәсіпорындардың барлық резервтерін ұтымды және толық пайдаланудың маңызы зор. Қара металлургияда жоғары сапалы тот баспайтын, коррозияға төзімді, аспаптық, құрылымдық және ыстыққа төзімді болаттар өндірісінде қолданылатын ферроқорытпаларды, атап айтқанда жоғары көміртекті ферромарганецті алу кезінде осы проблемаларды шешу өте маңызды. Марганец болаттың беріктігін тұрақты соққы тұтқырлығымен арттырады. Аз мөлшерде (1,5-ке дейін) ол өлшеу құралы жасалған болатқа, сондай-ақ өнімнің жоғары беріктігі қажет болған жағдайда құрылымдық болаттарға қосымша ретінде қолданылады. Марганец болаттары көктем мен серіппелер жасау үшін де қолданылады. Көп мөлшерде марганец Болаттың тозуға жақсы қарсы тұруына ықпал етеді. Жоғары марганецті болаттар, мысалы, трамвай рельстерінің кресттері, ұнтақтау диірмендерінің шарлары, шынжыр табандар үшін қолданылады.
ЖОБАНЫҢ ТЕХНИКО-ЭКОНОСИКАЛЫҚ ДӘЛЕЛДЕМЕЛЕРІ
Болат балқыту өндірісінің дамуы қазіргі уақытта зиянды қоспалардың ұтымды қоспалануы және деңгейін төмендету есебінен жаппай Болаттың сапасын арттырумен сипатталады. Бұл жақын болашақта халық шаруашылығын металлмен қамтамасыз етуге бағытталған шаралардың жалпы тиімділігін анықтайтын жаппай Болаттың сапасы. Балқытылған Болаттың сапалық құрылымын өзгерту және болат балқыту өндірісін дамыту, сондай-ақ болатты өңдеудің және үздіксіз құюдың жоспардан тыс әдістерін жетілдіру ферроқорытпалардың өндірісі мен сапасын одан әрі арттыруды талап етеді. Көміртекті, төмен легирленген құрылымдық және құбырлы болат маркаларын өндіруде ең көп қолданылатын легірлеуші қоспалар марганец болып табылады. Болашақта Қазақстанның экспорттық өндірісінің басым бағыттарының біріне айналатын марганец ферроқорытпалары өндірісін құру көзделуде. Қазақстан Республикасындағы марганец кендерінің негізгі қорлары Орталық Қазақстанда шоғырланған. Қазақстанның марганец кендерінің артықшылығы фосфордың төмен құрамы болып табылады, бұл ферроқорытпа өндірісінде 1-2 сұрыпты кендерді байытылмаған түрде пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл кендер марганец қорытпаларының төмен фосфорлы сорттарын өндірудің ықтимал шикізаты болып табылады. Барлық барланған және мемлекеттік теңгеріммен ескерілген кен орындары Қарағанды облысында, негізінен Атасу және Жезді - Ұлытау кен аудандарында орналасқан. Ең ірі кен орындары Қаражал және Үшқатын-3. Біздің республикамыздың батыс өңірі экономикалық құндылығы бар әртүрлі табиғи қазбаларға бай, бірақ бұл ретте мемлекет немесе оларды пайдалану және игеру үшін мүмкіндігі бар басқа да тұлғалар тарапынан тиісті назар аударылмай қалған. Бұл жағдайда Ақтөбе облысының аумағында орналасқан марганец кендері ерекше қызығушылық тудырады. Тақырыптық жұмыстардың нәтижелері бойынша Мұғалжар геологиялық - экономикалық ауданында Сакмар, Бақай, Берчогур және Шығыс Мұғалжар мағындағы марганец аудандары бөлінеді..
Жоғары сапалы болатқа деген сұраныстың артуына байланысты болатқа легірлеуші қоспаларға сұраныс пайда болады. Ферромарганец болатқа беретін қасиеттерінің арқасында жоғары сапалы болатты балқыту үшін легирлеуші қоспа ретінде қолданыла алады. Сондықтан оған деген сұраныс сөзсіз өседі. Ферромарганец өндірісі, әсіресе оның құрамы жоғары, экономикалық тұрғыдан өте тиімді. Күрделі инвестициялардың аздығы 3-4 жыл ішінде дайын өнім үшін алынған пайданы өтейді.
Жобаланған цехтың жылдық өнімі жылына 150 000 тонна ферромарганецті құрайды. Нысанның жалпы құны-17228620000 тг. Өндірістік қызметкерлер саны-193 адам. Еңбек өнімділігі - 1 адамға 777 тонна. Жұмысшының орташа айлық жалақысы 36824,11 тг, ИТР - 137931,81 тг құрайды. Дайын өнімді сатудан түсетін пайда жылына 5969467725 теңгені құрайды. Рентабельділік - 15.97. Жобаланған цехтың өтелу мерзімі - 3 жыл.
ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРІСІ ҮШІН ПЕШТІҢ ТҮРІН ТАҢДАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ
Пештің түрі мен қуатын таңдау. Қажетті мөлшерді есептеу
Жобаланған цехтағы ферроқорытпа электр пештерінің қажетті саны Ферроқорытпа өндірісінің берілген көлемімен және таңдалған пештің белгіленген қуатымен анықталады және [1] формула бойынша есептеледі
N=Пц.г.Пп.г. ( 2.1.1)
мұндағы Пц.г. осы қорытпаның цехтағы белгіленген жылдық өндіріс көлемі; Пп.г.- осы қорытпаны балқыту кезіндегі пештің жылдық өнімділігі, т.
Ферроқорытпа электр пешінің жылдық өнімділігі өрнектен анықталады
Пп.г.=Пп.сτф (2.1.2)
= пештің бір жылдағы нақты жұмыс уақыты, тәул.
Үздіксіз және мерзімді жұмыс істейтін ферроқорытпа электр пешінің тәуліктік өнімділігі пеш трансформаторының белгіленген қуатына және балқытылатын қорытпаның түріне байланысты. Ол бірыңғай формула бойынша есептеледі
Пп.с.=24WcosϕKA (2.1.3)
мұндағы 24-тәуліктегі сағат саны; W-трансформатордың белгіленген қуаты, кВА; cosφ-пеш қуатының орташа өлшенген коэффициенті; Ки - пеш қуатын пайдалану коэффициенті; А - осы қорытпаны балқыту кезіндегі электр энергиясының меншікті шығыны, кВт сағт.
Әдетте, ферроқорытпа пештерінің тәуліктік өнімділігін есептеу кезінде Ки коэффициентін оның құрамдас үш коэффициентінің көбейтіндісіне ауыстыру қолданылады: трансформаторды қуат бойынша жүктеу; трансформаторды уақыт бойынша пайдалану; қоректендіру желісіндегі кернеудің ауытқуын есепке алу. Технологиялық жобалау нормаларымен ұсынылған К1, К2, К3 коэффициенттерінің сандық мәндері, сондай-ақ әртүрлі қорытпаларды балқытатын пештер үшін кестеде келтірілген. Алайда, энергия жүйелеріне қойылатын жаңа талаптарға сәйкес барлық тұтынушылардың cos = 0,92-0,96 болуы тиіс екенін есте ұстаған жөн, бұл ферроқорытпа Электр пештерін реактивті қуаттың бойлық-сыйымдылықты өтемақысы қондырғыларымен (ҚБС) жарақтандыру кезінде қамтамасыз етіледі. Осы қорытпаны балқыту кезіндегі электр энергиясының меншікті шығыны игерілген ұқсас пештер жұмысының үздік нәтижелері бойынша айқындалады.
пешінің бір жылдағы нақты жұмыс уақыты күнтізбелік уақыттан суық және ыстық пештің тұрып қалу ұзақтығын шегеру арқылы есептеледі:
τф=τк-τх.п.-τг.п.=τн-τг.п. (2.1.4)
пештің номиналды жұмыс уақыты, тәул.
Әр түрлі қорытпалар мен пештер үшін номиналды уақыттың нормативтік мәні кестеде келтірілген. Ыстық тұрып қалу ұзақтығы күнтізбелік уақыттың (365 тәулік) 0,5-1,5% шегінде ауытқиды, бұл ретте тазарту пештері үшін ең жоғары мән қабылданады. Цехтағы пештердің есептелген саны үлкен бүтін санға дейін дөңгелектенеді. Ферроқорытпа цехындағы пештердің санын түпкілікті таңдау кезінде бұл сан екіге көбейтіліп, сегізден аспауы керек екенін ескеру қажет. Екіге көбейтілген пештердің саны екі пештің қорытпасын жалпы құю машинасында құюдың ыңғайлылығына және бір шихтаны беру трактінің көмегімен екі пештің шихтамен қамтамасыз етілуіне байланысты таңдалады.
Егер цехтағы пештердің есептік саны сегізден асса, онда жоғары қуатты пештерді орнату керек немесе біреуінің орнына екі цех салу керек.
Кесте 2.1 - Кенді қалпына келтіретін және тазартатын электр пештерінің өнімділігін есептеуге арналған коэффициенттер
Ферроқорытпа түрлері
W, МВА
Электрпеш түрі
Көміртекті ферромарганец
16,5-33
ҚБС бар жабық кенді қалпына келтіру
0,92
0,96
0,95
0,99
Кесте 2.2 - Ферроқорытпа электр пештерінің номиналды уақыт нормативтері
Қорытпа түрі
Трансформатордың номинальды қуаты, МВА
Пештің жұмыс режимі
Жылдағы жұмыстың номиналды тәуліктерінің саны
Көміртекті ферромарганец
16,5-33
жабық
343-350
Көміртекті ферромарганецті балқыту үшін қуаты 16,5212433 МВА электр пештері қолданылады. Бірнеше нұсқаны қарастырыңыз:
Трансформатор қуаты 16,5 МВА бір ферроқорытпа пешінің
тәуліктік өнімділігі
Пп.с.=24⋅16500⋅0,92⋅0,96⋅0,5⋅0,9941 50=79,26 ттәул
Бір ферроқорытпа пешінің жылдық өнімділігі
Пп.г.=79,26⋅343=27186 т
Ферроқорытпа пештерінің қажетті саны
N=20000027186=7,37=7 шт
Трансформатор қуаты 24 МВА бір ферроқорытпа пешінің тәуліктік
өнімділігі
Пп.с.=24⋅24000⋅0,92⋅0,96⋅0,95⋅0,994 150=115,29 ттәул
Бір ферроқорытпа пешінің жылдық өнімділігі
Пп.г.=115,29⋅343=39544т
Ферроқорытпа пештерінің қажетті саны
N=20000039544=5,05≈5 шт
3. Трансформатор қуаты 33 МВА бір ферроқорытпа пешінің тәуліктік өнімділігі
Пп.с.=24⋅33000⋅0,92⋅0,96⋅0,95⋅0,994 150=158,5 ттәул
Бір ферроқорытпа пешінің жылдық өнімділігіп
Пп.г.=158,5⋅343=54365,5т
Ферроқорытпа пештерінің қажетті саны
N=20000054365,5=3,68≈4шт.
Өйткені саны пеш тиіс жұп, ең қолайлы болып табылады пеш қуаты 33 МВА. Яғни жылына 200000 тонна өнімділікті трансформатордың қуаты 33 МВА болатын 4 пешпен қамтамасыз етуге болады. Сондықтан, пештің аралығына W = 33 МВА қуаты бар 4 пешті орналастырамыз.
Пештің геометриялық және электрлік параметрлерін есептеу
Ферроқорытпа пешінің (ФҚП) ваннасындағы ток тарату мен жылу өндірудің күрделі көрінісі геометриялық өлшемдердің ұтымды арақатынасын жасауға мүмкіндік бермейді (сурет 2.1) ДББ-ға ұқсас, сондықтан ФҚП үлгілік ретінде таңдалатын, техникалық-экономикалық көрсеткіштері жоғары жұмыс істеп тұрған пештердің ванналарының геометриялық ұқсастық жағдайынан есептеледі. ФҚП ванналарының сызықтық өлшемдерінің симплекстерінің ұсынылған мәндері 2.3 кестеде келтірілген.
Сурет 2.1
Дөңгелек (А) және тікбұрышты (Б) ваннасы бар ФСП жұмыс кеңістігінің негізгі геометриялық өлшемдері
2.3 кесте - ФҚП ванналарының сызықтық параметрлері
Параметрлер
Технологиялық процесс
қожсыз
қожды
Электродтардың ыдырау диаметрі Dp
2,3 - 2,5
2,4 - 2,7
Электродтар арасындағы қашықтық p
2 - 2,15
2,1 - 2,35
Ванна диаметр D`в
5,2 - 5,5
5,7 - 6,2
Ванна тереңдігі hв
2 - 2,4
2,4 - 3
Электродтарды шихтаға тереңдету hэд
1,1 - 1,2
0,85 - 1,25
Электродтан футерге дейінгі қашықтық
0,8 - 0,9
1,1 - 1,2
Көмір төсенішінің биіктігі h
0,65 - 0,7
0,95 - 1,1
Біз дөңгелек үш электродты ФҚП ваннасының геометриялық өлшемдерін анықтаймыз, қуаты 33 МВА, пеште диаметрі DЭ=1500 мм өздігінен жанатын электродтар бар.
Электродтардың ыдырау диаметрі:
DЫ = (2,4-2,7)Dэ (2.2.1)
DЫ = 2,6 · 1500 = 3900 [мм] (4000мм аламыз).
Электродтардың осьтері арасындағы қашықтық:
p = (2,1-2,35)Dэд (2.2.2)
p = 2,25 · 1500 = 3375 [мм]
p = 0,5 · 1,7 · 4000 = 3400 [мм] (3000 мм аламыз).
Ваннаның жұмыс кеңістігінің диаметрі
Dв = 4000 + 1500 + 2(1,15·1500) = 8950 [мм]
Dв = 2,2 · 4000 = 8800 [мм]
Dв = 5,9 · 1500 = 8850 мм (8700 мм аламыз).
Ванна тереңдігі:
hв = (2,4-3)·Dэд (2.2.3)
hв = 2,7 · 1500 = 4050 [мм] (3600 мм аламыз).
Электродтарды шихтаға тереңдету
hэд = (0,85-1,25)· Dэд (2.2.4)
hэд = 1,05· 1500 = 1575 [мм]
Көмір төсенішінің биіктігі:
h = (0,95-1,1) · Dэд (2.2.5)
h = 1,0 · 1500 = 1500 [мм]
Біз қабырға төсенішінің қалыңдығын ф=850 мм қабылдаймыз, корпустың диаметрін анықтаймыз:
Dк = Dв + 2 ф (2.2.6)
Dк = 8700 + 2 · 850 = 10400 [мм]
Алынған геометриялық өлшемдер РКЗ-33 типті пеш ваннасының өлшемдеріне сәйкес келеді.
Ферромарганецті балқытуға қажетті қуаттылықты анықтау
Есептелген жылдық өнімділігі үшін өндіріс үшін ФҚП қуаты мен электр параметрлерін анықтаймыз МЖ=200000 тжыл
2.4 кесте - ФҚП пайдалану көрсеткіштері
Қорытпа
Wy,МВт·сағт
[J],Асм2
р, Ом·см
Орташа мәндері
cos
nэ
n
c
Ферромарганец
-3,7
5,5
-0,8
0,78-0,88
0,87-0,9
0,25 7,8
Ескерту: *1 Неғұрлым қуатты ФҚП үшін кіші мәндер (реактивті қуаттың орнын толтырмай).
ФҚП электр пешінің белсенді қуаты Р және электр пешінің трансформаторының толық қуатының номиналды мәні SH белгілі бір технологиялық процеске берілген жылдық өнімділігі Мж бойынша, қазіргі уақытта Wy электр энергиясының үлгілік ФҚП-ге нақты шығыны бойынша анықталады:
P=(Mж Wy)(8760·k1·k2·k3 ) (2.2.7)
мұнда k1= 1-0,01 Пр - жабдықты жоспарлы-алдын ала жөндеуге және ықтимал технологиялық іркілістерге Пр тоқтап қалуын ескере отырып, күнтізбелік уақытты пайдалану коэффициенті; Пр - тоқтап қалу үлесі, %;
k2-қоректендіру энергия жүйесінде кернеудің ықтимал төмендеуін ескеретін коэффициент;
k3 = Ки - технологиялық себептер бойынша қуаттың төмендеуін (шихта сапасы, оның құрамы мен шығыны), электр режимінің ауытқуын, төмен қуаттағы пеш жұмысының период-тарының болуын (жөндеуге тоқталар алдында және бос тұрғаннан кейін) ескеретін ФҚП-ның номиналды қуатын пайдалану коэффициенті.
Үздіксіз процесс кезінде 11 тәулікжыл; мерзімді 22 тәулікжыл. K1= 0,8 - 0,9 алыңыз. Бастапқы кернеудің рұқсат етілген ауытқуы кезінде K2 - 0,9 коэффициенті +-5% (МЕМСТ 13109-67). Коэффициент k3 = Ки = 0,9 - 0,95 .
Бір пештің белсенді қуатын анықтаңыз:
Рбарлығы=81,36 4=20,34 [МВт]
Табиғи қуат коэффициентінің белгілі мәні cos (2.2.3.1-кесте) S толық қуатын анықтайды:
SH= Pcos (2.2.8)
SH=20,340,9=22,6 [МВ·А]
ФҚП қуатының өлшемдік қатарына сәйкес біз SH = 24 МВА қабылдаймыз.
Электрлік тиімділіктің белгілі мәнімен КПД nэ біз ваннаның максималды белсенді қуатын анықтаймыз:
(Pв)max = P · nэ (2.2.9)
(Pв)max=20,34·0,9=18,306 [МВт]
Ки қуатын пайдалану коэффициентін ескере отырып, ваннаның орташа қуаты:
(Pв)ср = P · kи (2.2.10)
(Pв)ср=18,306 ·0,95=17,39 [МВт]
Бір электродқа арналған ваннаның белсенді қуаты:
P1в= (Pв)maxN (2.2.11)
мұндағы N-жобаланған ФҚП электродтарының саны (ВНИИЭТО-ге сәйкес, бұл SH= 63 МВ·а N=3 кезінде қабылданады)
P1В=18,3063=6,102 МВт=6102 [кВт]
Ферромарганецті балқыту үшін электр параметрлерін анықтау
ФҚП электрлік параметрлері осы Технологиялық процесте белгілі бір электрлік кедергісі бар ваннаның электр өрісінің ұқсастық жағдайынан анықталады (2.4 кесте).
Жұмыс пайдалы фазалық кернеу Uп.ф.:
Uп.ф = с·P1вn (2.2.12)
мұндағы Р1в - бір электродқа арналған ваннаның белсенді қуаты, кВт;
n - шлаксыз процестер үшін 0,33-ке және шлак процестері үшін 0,25-ке тең дәреже көрсеткіші;
с - осы технологиялық процесте ФҚП ваннасының электр өрісін сипаттайтын коэффициент;
U(п.ф)=7,8· 6102[0,25]=68,93 [В]
Электродтағы жұмыс тогын анықтаймыз және токтың рұқсат етілген тығыздығына сәйкес [J] өздігінен жанатын электродтың көлденең қимасының өлшемдерін таңдаймыз:
Iэд = P1в Uп.ф. (2.2.13)
Iэд=610268,93=88,52 [кА]
Біз [J] = 5,5 Aсм2 қабылдаймыз, электродтың диаметрін анықтаймыз:
Dэд=360·(Iэд([J])) (2.2.14)
Dэд=360·(88,525,5)=1444 [мм]
Біз диаметрі 1500 мм өздігінен жанатын электродты таңдаймыз.
Ваннаның мөлшерін және Iэд жұмыс тогын ескере отырып, олар ФҚП қайталама ток тізбегін жасайды және эквивалентті Rв.т. есептейді.т және индуктивті Хв.т.. Екінші ток өткізгіштің өткізгіштерін қосудың электр тізбегіне байланысты трансформатордың қажетті екінші кернеуі "Үшбұрыш" схемасы бойынша анықталады:
U2=(3·U(п.ф))(nэ cos) (2.2.15)
U2=(3·94,79)(09·0,92)=144,20 [В]
Екінші кернеудің өзгеру аралығы:
(U2)max=1,2 · 144,20 = 173,04 [В]
(U2)min=0,8 · 144,20 = 115,36 [В]
Пештің құрылымының сипаттамасы
Ферроқорытпалар негізінен ферроқорытпа пештері деп аталатын арнайы дизайндағы қуатты электр пештерінде ериді. Бұл пештер бірқатар электротермиялық өндірістерге жарамды: ферроқорытпаларды алу, шойынды электрмен балқыту, кальций карбидін, фосфорды өндіру және т.б., және олар көбінесе кенді қалпына келтіретін немесе кен термиялық пештердің жалпы атауымен біріктіріледі.
Ферроқорытпа пеші келесі параметрлермен сипатталады:
номиналды қуаты (трансформатор қуаты) Р, кВА;
Пп.с. өнімділігі.т тәул.;
қайталама кернеулер аралығы, В;
электродтағы максималды ток күші, кА;
электр энергиясының меншікті шығыны W, МДж (кВт сағ т);
cosφ пештің қуат коэффициенті;
электрлік К.П.Д.;
электродтың диаметрі dэ, мм (тік бұрышты электродтар үшін қимасы b * l мм, мұндағы b және l-тиісінше электродтың көлденең қимасының ені мен ұзындығы, мм);
электродтардың ыдырау диаметрі dp, мм (тікбұрышты пештер үшін бір фазалы электродтардың осьтері арасындағы қашықтық, мм);
ваннаның ішкі диаметрі dB, мм (тікбұрышты пішінді пештер үшін ваннаның ені В және ұзындығы L, мм);
ванна тереңдігі h, мм;
ферроқорытпа пешінің қаптамасының диаметрі dK мм (тік бұрышты пеш үшін ВК ені және LK қаптамасының ұзындығы, мм);
пеш қаптамасының биіктігі H, ММ.
Мақсаты бойынша ферроқорытпа пештері қалпына келтіргіш немесе тазартылған болуы мүмкін, ал құрылымы бойынша - ашық және жабық, стационарлық және айналмалы ванналармен. Ваннаның пішініне байланысты пештер дөңгелек, тікбұрышты және сопақша болады. Пештен қорытпа мен қождың қалай берілетіні бойынша пештер қозғалмайтын немесе еңкейтілетін болуы мүмкін. Сондай-ақ, жылжымалы ванналары бар электр пештері бар. Тазартылған феррохромды және ферромарганецті, ферровольфрамды және басқа қорытпаларды балқытуға арналған тазартылған процестерге арналған ферроқорытпа пештері олардың негізінде жасалған электросталеплавильді доғалы пештерге жақын орналасқан. Мұндай пештердің құрылымдары мен жабдықтарының негізгі элементтері электр пештері бөлімінде қарастырылды. Мұнда ферроқорытпаларды өндіруге арналған қалпына келтіру пештерінің құрылғысы қарастырылады. Өнеркәсіпте бір фазалы және үш фазалы ферроқорытпа пештері қолданылады; тұрақты токпен жұмыс істейтін пештерді пайдалану жұмыстары жүргізілуде.Бір фазалы ферроқорытпа пештері қазіргі уақытта тек арнайы мақсаттар және олардың қолданылуы өте шектеулі. Бір фазалы пештердің ваннасы цилиндр пішінді, көмір шұңқыры бар, оған мыс өткізгіш шиналар салынған. Ток трансформатордан пештің шиналарына және электродқа жеткізіледі. Кристалды кремний өндірісінде екі электродты және сопақша ваннасы бар бір фазалы пештер кеңінен таралған. Үш фазалы ферроқорытпа пештері электродтардың бір сызыққа орналасуымен (тікбұрышты пештер) немесе көп жағдайда электродтардың үшбұрыштың шыңдары бойынша орналасуымен (дөңгелек пештер) салынады. Жоғары қуатты пештер алты электродпен жасалады.
Ферроқорытпа өнеркәсібінде ең көп таралған дөңгелек үш фазалы пештер. Электродтары үшбұрышта орналасқан дөңгелек пеште жылу әр электродтың астында пайда болған балқыту шұңқырларының бір-біріне қосылуы үшін жеткілікті түрде шоғырланған. Бұл бір розеткамен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Мұндай ферроқорытпа пештерінде жылу беру беті минималды және олар жылуды жақсы пайдаланады. Қысқа желінің ұтымды дизайнымен және реактивті қуаттың жасанды өтемақы қондырғыларының болуымен мұндай пештер жоғары қуат коэффициентімен жұмыс істей алады, олар 0,95-ке жетеді (тіпті 40-60 МБ а ферроқорытпа пештерінде де) және "өлі" және "жабайы" фазалардың минималды құбылысы.
Тікбұрышты үш электрод ферроқорытпа пештері салыстырмалы түрде төмен cos φ пеш қондырғысымен сипатталады және олар "жабайы" және "өлі" фазалардың құбылысын айқын көрсетеді. Бұған әр электродтың астында тәуелсіз реактивті тигельдің пайда болуы үш жыл ішінде жұмыс істеу қажеттілігін тудыратынын қосу керек. Осыған байланысты, қазіргі уақытта ферроқорытпаларды өндіруге арналған мұндай пештер салынбайды.
Пеш жинағы
Қойма пешті герметизациялауға арналған, бұл 85% СО-ға дейін колошник газын қайта өңдеуге [1] мүмкіндік береді. Жинақтың, нығыздағыш құрылғылардың конструкциясы және балқыту технологиясы су астындағы кеңістікке ауаның түсуін болдырмауы тиіс. Әдетте, балқыту атмосферадан шамамен 70 Па асатын Арка астындағы артық қысыммен жүзеге асырылады. Пештің күмбезі мен қаптамасының түйісуі құм жапқышпен тығыздалады.
Шикіқұрамды пешке электродтарға симметриялы орналасқан құйғыш арқылы тиеген кезде күмбез бен электродтар арасындағы саңылау шикіқұраммен тығыздалады. Жүктеудің басқа тәсілдерінде (мысалы, қоймаға бекітілген құбырлар арқылы) бұл алшақтық доғалы пештерде қолданылатын арнайы құрылғылармен тығыздалады.
Сурет 2.2
Ферроқорытпа пешінің металл сумен салқындатылатын күмбезінің үстіңгі көрінісі
1-жинақтау секциясы (алтыдан біреуі); 2 - жарылысқа қарсы люктер; 3-электродтар; 4 - тиеу құйғыштары; 5-кергіш түтіктер (шартты түрде бір секцияда көрсетілген); 6-газ шығару құбыры; 7-салқындататын суды жеткізуге және бұруға арналған штуцерлер
Конструкциясы бойынша күмбездер ыстыққа төзімді бетоннан, су салқындататын магнитті емес құбырлардан қаңқаға жиналған фасонды кірпіштен және металл су салқындататын болуы мүмкін. Соңғылары отандық тәжірибеде кен термиялық пештерде кеңінен қолданылады. Бұл қоймалар он су салқындататын секциялардан тұрады, олар төменнен отқа төзімді бетонмен, ал жоғарыдан отқа төзімді кірпішпен қапталған. Секциялар жұмыс алаңына сүйенетін айналмалы сақинаға теріліп, электр оқшауланған шыбықтардың көмегімен доғалы консоль арқалықтарына немесе шеберхананың төбесіне ілінеді. Күмбез секциялары бір-бірінен және күмбез сақинасынан электрлік оқшауланған. Қоймада тиеу шұңқырлары мен электродтар үшін үш тесік, газ жинайтын көзілдіріктер үшін екі тесік және газды жару клапандарын орнатуға арналған жеті тесік бар.
Пештің қаптамасы
Кенді қалпына келтіретін ферроқорытпа пешінің қаптамасы пеш шегендеу, оған шихта материалдарымен, қорытпамен және шлакпен тиелген жүктемелерді қабылдайтын көтергіш конструкция болып табылады. Сондай-ақ, ол төсеніштің жылу кеңеюі кезінде пайда болатын жүктемелерге төтеп беруі керек. Ферроқорытпа пешінде қаптаманың болуы оны герметизациялауға және газды кәдеге жаратуға мүмкіндік береді. Корпусқа пешке қызмет көрсететін әртүрлі құрылғылар мен механизмдердің арматурасы, атап айтқанда, шығатын науа ілінеді. Пештің көлденең қимасының пішіні ваннаның пішінімен анықталады және ол дөңгелек, тікбұрышты, шаршы, үшбұрышты, сопақша болуы мүмкін. Корпустың тік қимасының пішіні максималды беріктік жағдайынан таңдалады. Ол тікбұрышты, дөңес немесе көлбеу жақтары болуы мүмкін. Корпустың түбі конустық, жалпақ және сфералық болуы мүмкін, қалыңдығы 15-25 мм болаттан жасалған.корпустың қаттылығы тік қабырғалармен және көлденең белдіктермен күшейтіледі. Жабық пештерде жоғарғы қаттылық белдеуінің рөлін құм жапқыш қорап атқарады. Шығару науасын бекіту орындары қосымша қаттылық қабырғаларымен немесе болат плитамен күшейтіледі. Кен термиялық пештер қорытпа мен қожды шығаруға арналған бір немесе екі шығару науаларымен жабдықталады. Бірқатар технологиялық процестерде қорытпалар мен қождарды бөлек шығару қарастырылған. Бұл жағдайда пеш әртүрлі деңгейдегі мамандандырылған тесіктермен жабдықталған.
Пештің айналу механизмі
Кенді қалпына келтіретін пештің ваннасы айналған кезде, оның босатылуына байланысты шихтаның газ өткізгіштігі артады; төсеніштегі тұнбалар алынып тасталады, сонымен қатар тотықсыздандырғыштың жетіспеушілігінің немесе асып кетуінің зиянды салдары жойылады. Ваннаның оңтайлы жылдамдығы электродтың диаметріне және электродтардың ыдырау диаметріне, электродтың батыру тереңдігіне, балқытылған шихтаның конгломератының беріктігіне кері пропорционал және пештің өнімділігіне пропорционалды.
Әдетте пеш ваннасының айналу жылдамдығы 60-100 сағ. бір айналымды құрайды. Кенді қалпына келтіретін пештер үшін оңтайлы -- 60-100° айналу секторы, рафинирлеу үшін - 360°. Айналу механизмінің жетегі 0,5 тұрақты ток қозғалтқышынан тұрады... 2,0 кВт, беріліс қатынасы бар редукторлық беріліс (1...2) :: 105. Беріліс қорабының Шығыс білігіне жетекші конустық беріліс орнатылған. Пеш ваннасы орталық тіреуіш цапфасы бар темір бетонды тіреу плитасына орнатылады. Шұңқыр тіреуіш подшипникке салынып, іргетасқа орнатылады. Тірек роликтерін (роликтерді) орнатуға арналған жетек редукторы мен кронштейндер тірек тақтасының шетіне орнатылады. Пештің массасы тірек роликтері арқылы іргетасқа орнатылған сақиналы рельстерге беріледі.Тұрақты ток шунт қозғалтқышын пайдалану қозғалтқыштың электр тізбегіне шунт реостатын қосу арқылы айналу жылдамдығын біркелкі реттеуге мүмкіндік береді.Айналу механизмі айналу режимін анықтайтын, пештің қуатын токпен ажыратқан кезде айналу механизмін ажырататын, қуатты төмендететін автоматты бағдарламалық реттегішпен жабдықталған.
Электрод ұстағыш, электродтардың қозғалу механизмдері.
Электрод ұстағыштар электродтарды берілген биіктікте ұстап тұруға және оларға электр тогын жеткізуге арналған. Электр ұстағыштардың конструкциясы бірқатар талаптарды қанағаттандыруы тиіс. Контактідегі шығындарды азайту және электродтардың тайып кетуін болдырмау үшін электрод ұстағыштардың конструкциясы электродтардың тығыз қысылуын қамтамасыз етуі тиіс. Электрод ұстағыштар электродтардың ауырлық күшінің әсерінен майыспайтындай және діріл мүмкіндігін болдырмайтындай жеткілікті қатты болуы тиіс. Доғаның ұзындығы бірнеше сантиметр болғанда, электродтың тербелісі немесе бірнеше миллиметрге ауысуы доғаның жану тұрақтылығына айтарлықтай әсер етеді. [3]Электрод ұстағыш бас, қысқыш құрылғы, жең, арба немесе телескопиялық тірек, ток өткізгіші және электродтың қозғалыс механизмінен тұрады.Электрод ұстағыштың басы әртүрлі функцияларды орындайтын екі бөліктен тұрады: механикалық берік ұстағыш және электр кедергісі аз ток өткізгіш бөлік. Орташа сыйымдылықтағы пештерде электрод бекітілген корпуста электродты жылжыту арқылы қысылады, ал ауыр салмақты пештерде қысқышты жылжыту арқылы электродтың қысқыш схемасы қолданылады. Бастың корпусы сумен салқындатылады. Ол көміртекті, тот баспайтын немесе ыстыққа төзімді болаттан, кейде жезден құйылған немесе дәнекерленген. Токты электродқа тікелей жеткізу мысталған болаттан, мыстан, кейде хромды (1% Сг) қоладан немесе жезден (80% Сг 20% Zn) байланыспен қамтамасыз етіледі. Контактілі щектер бастың қозғалмалы және бекітілген бөліктеріне бекітіледі.
Байланыс алаңы мыналарды қамтамасыз етуі керек рұқсат етілген
мәндерден аспайтын контактідегі ток тығыздығы. Атап айтқанда, мыс - графит байланысы үшін ток тығыздығы 2,6 асм[2]-ден аспауы керек. Процесс барысында щектердің байланыс беті тотығады, бұл контактіге төзімділікті және контактідегі қуат шығынын едәуір арттырады. Оксид пленкасын алу үшін бастың байланыс бетін мезгіл-мезгіл металл щеткалармен тазалап отыру керек. Байланыс бетінің тотығуы неғұрлым аз болса, жанасатын беттердің температурасы соғұрлым төмен болады және олардың арасындағы байланыс неғұрлым тығыз болады. Сондықтан электрод ұстағыштың басы салқындатылып, контактідегі тұрақты жоғары қысымды қамтамасыз ететін қысқыш құрылғылар қолданылады. Қысқыш құрылғылар түтіктен немесе бұрыштан немесе табақтан дәнекерленген және қатайтқыштармен күшейтілген қорап түріндегі консоль болып табылатын жеңнің үстіне немесе ішіне орналастырылады. Жеңдер жасау үшін магниттік емес Тот баспайтын болат жиі қолданылады, бұл құйынды токтардың әсерінен олардың қызуын азайтады. Телескопиялық тірегі бар электрод ұстағыштарды қолданған кезде қысқыш құрылғы мен тірі шиналардың орналасуы жеңілдетіледі, бірақ жылжымалы бөліктердің массасы мен металл шығыны айтарлықтай артады. Электр тұтқыштың басына Ток мыс жалпақ шиналармен немесе оқшаулағыштарға жеңнің үстіне бекітілген құбыршиндермен жүргізіледі.
Сурет 2.3
Қуаты 24МВА ферроқорытпа пешінің электр тұтқышы:
1 - мойынтірек цилиндрі, 2 -- суды салқындататын қалқандар, 3 -- жанасатын щек, 4 -- электрод ұстағыш сақина, 5 -- құбырлы су өткізбейтін сақинаның суспензиясы, 6 -- қысқыш серіппе, 7 -- реттегіш болт, 8 -- қысым әйнегі, 9-контактілі щектің оқшаулағыш суспензиясы.
Тегіс шиналардың артықшылығы-судың болмауына байланысты оларды күту мен жөндеудің қарапайымдылығы. Алайда, ток өткізгіштердің едәуір қызуына байланысты көбінесе сумен салқындатылған құбыр шиналарын орнату қажет. Әдетте әр электрод ұстағышта 2 қолданылады...6 диаметрі 50.. 150 мм қабырға қалыңдығы 10.,. 15 мм.тіректер мен вагондардағы гистерезис пен құйынды токтардың жоғалуын азайту үшін түтіктер вагонның екі жағына симметриялы түрде орналастырылады, сондықтан қарама-қарсы бағытта бағытталған тіректер мен вагондарда пайда болатын магнит өрістері өзара әлсірейді. Жақында ток өткізгіш электрод ұстағыштар сыналды және өнеркәсіптік қолдануды тапты, олардың жеңдері биметалды мыс-болат табақтан немесе алюминий қорытпаларынан жасалған. Электр ұстағыштың өткізгіш жеңдерін пайдалану электр ұстағыштың массасын азайтуға, оның құрылымын жеңілдетуге, металл шығынын азайтуға және пештің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Сурет 2.4
Қуаты 24 МВА пеш электродының орнын ауыстыратын гидрокөтергіш:
1-плунжер; 2-траверс; 3, 8 -- бекіткіш цилиндр; 4, 6-стақан, 5-қосымша бет; 7-бекіткіш ролик; 9-көтергіш цилиндр
Шихтаны үю және доға ұзындығын реттеу кезінде көтерілген электродтар үшін қажетті каретканы қозғалмайтын тіреу бойынша жылжыту немесе телескопиялық тіректің орнын ауыстыру электромеханикалық немесе гидравликалық жетек арқылы жүзеге асырылады. Трос механизмі бар электр пештерінде электродтар электрод - электрод ұстағыш жүйесінің ауырлық күшінің әсерінен кабельді орау кезінде түсіріледі. Электрод тоқтаған кезде кабельдің кернеуі әлсірейді және арнайы құрылғы электродты көтеруге арналған жетекті қосады. Тірек механизмдерін мәжбүрлеп қолданған кезде электродтың сынуын болдырмау үшін белгілі бір қысымға арналған арнайы амортизатор орнатылады. Егер бұл күш асып кетсе, соңғы қосқыш іске қосылады және жетек электродты көтеруге ауысады. Гидравликалық қуаттан басқа барлық типтегі жетек қуатын азайту үшін электрод - электрод ұстағыш жүйесінің қозғалмалы бөліктерінің ауырлық күшін теңестіру қажет. Бұл әдетте тіректердің ішіне немесе арнайы шахталарға салынған жүк көліктерінің көмегімен жүзеге асырылады. Кейбір жағдайларда ауырлық күшін пневматикалық цилиндрмен теңестіруге болады. Жұмыс істеп тұрған пештерде электродтардың қозғалу жылдамдығы 1-10 смс құрайды. Металды балқыту ұзақтығын азайту және жоғары жылдамдықты реттегіштерді пайдалану тиімділігін арттыру үшін электродтар мүмкіндігінше жоғары жылдамдықпен қозғалуы керек.
Сумен салқындату
Қуатты ашық кенді қалпына келтіретін пеште электродты қысқыштың Жұмыс аймағындағы температура 400°C құрайды, шихтаны колошникте қарқынды синтездеп, фистула пайда болған кезде ол 900...1000°C-ге дейін көтерілуі мүмкін, яғни пештің үстінде орналасқан механизмдер мен құрылымдар қарқынды қызады. Жабдықтың қалыпты [2] жұмыс жағдайын қамтамасыз ету, электр шығынын азайту үшін пештің колоннасының үстінде орналасқан пештің барлық бөліктері сумен қарқынды салқындатылады: электрод қысқышы, электрод қысқышының электрлік оқшауланған суспензиясы, төменгі фланец, тасымалдаушы цилиндр қалқаны, жылжымалы аяқ киім мен ток өткізетін құбырлар бекітілген траверс, қысқа желінің барлық элементтері (спикердің үстінде). Жабық қоймаларда пештердің үстіндегі жабдыққа жылу сәулесі азаяды, бірақ ол әлі де салқындатылады. Сонымен қатар, жабық пештерде Арка, тиеу шұңқырлары және газ жинайтын көзілдіріктер салқындатылады. Суды салқындатудың әр тізбегі тарату бағанымен қамтамасыз етіледі және әр қоректендіруші тармақ реттегіш клапанмен жабдықталған. Құбырлар мен салқындатылатын бөлшектердің қабырғаларында қақтың жиналуын болдырмау үшін шығатын салқындатқыш судың температурасы 50°С-тан аспауы тиіс. Ашық пештердегі су шығыны 1000 кВА 3-5м3 жетеді, трансформатордың орнатылған қуаты, металл қойманы салқындату үшін 100 м3сағ су жұмсалады.
Пеш футеровкасы
Ферроқорытпа пештерін төсеу үшін отқа төзімді материалдарды таңдағанда, төсеніштің жеке бөліктері әртүрлі жағдайларда жұмыс істейтінін ескеру қажет. Осыған байланысты подина мен еңістердің, қабырғалар мен күмбездердің отқа төзімді қызмет жағдайларын жеке қарастырған жөн.Подина және беткейлер. Ұзақ уақыт бойы пештің отқа төзімді төсемі балқытылған металмен және шлакпен тікелей байланыста ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
қ. жҰБАНОВ ат. АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК МЕМЛЕКЕТТІК
УНИВЕРСИТЕТІ
Техникалық факультет
Кафедра Металлургия
Мамандық - 050709 Металлургия
ТАПСЫРМА
Диплом алды жобаны орындауға арналған
Студенттер: Темірбеков Әмірхан Жасұланұлы, Сукуров Бақытжан Ерланулы, Муханбеткалиев Ернур Ерболович, Сімтік Арсылан Алпысбайұлы, Тайбурин Әнет Сырымұлы, Истляуп Аслан Жаркимбаевич, Арыстанов САламат Камалұлы, Бисембаев Ерасыл Ержанұлы, Жексенов Мұхтар Ринатұлы, Жексенов Ғафур Рашидұлы.
1. Жоба тақырыбы: Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында жылына 200 мың т көлемінде көміртекті ферромарганец өндіру цехының жобасы
Университеттің бұйрығымен бекітілген ___ _______ 2021 г. №____________
2. Студенттің дайын жобаны тапсыру мерзімі ________________ 2021ж.
3. Жобаның бастапқы мәліметтері: Алынатын қорытпаның түрі: көміртекті ферромарганец; Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында 200 мың тонна көлемінде жобаланатын цехтың өнімділгі; ТМД жетекші ғалымдарының жарияланымдары; техникалық әдебиеттер.
4. Әзірленетін мәселелердің тізімі немесе есеп-түсіндірме жазбасының қысқаша мазмұны
1. Жобаның техникалық-экономикалық негіздемесі
2. Пештің түрін таңдау және есептеу
3. Өндіру технологиясы
4. Цехтың құрылымы мен жабдықталуы
5. Өндірісті автоматтандыру
6. Арнайы бөлім
7. Экономикалық бөлім
8. Еңбекті қорғау
5. Графикалық материалдардың тізімі (қажетті сызбаларды дәл көрсете отырып)
1. Кристалды кремний өндірісінің цехының жоспары
2. Кристалды кремний өндірісі бойынша цехтың жоспары (А-А разрез)
3. РКЗ-24 кен-термиялық пеші
4. Цех бөлімдерінің орналасу схемасы
5. Шихтаны алдын ала қыздыру
6. Газтурбиналық қондырғы
7. Жобаланатын цехтың техникалық-экономикалық көрсеткіштері
Ф 08.06-58
қ. жҰБАНОВ ат. АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК МЕМЛЕКЕТТІК
УНИВЕРСИТЕТІ
Техникалық факультет
Кафедра Металлургия
Мамандық - 050709 Металлургия
ТАПСЫРМА
Дипломалды жобаны орындауға арналған
Студенттер: Темірбеков Әмірхан Жасұланұлы, Сукуров Бақытжан Ерланулы, Муханбеткалиев Ернур Ерболович, Сімтік Арсылан Алпысбайұлы, Тайбурин Әнет Сырымұлы, Истляуп Аслан Жаркимбаевич, Арыстанов САламат Камалұлы, Бисембаев Ерасыл Ержанұлы, Жексенов Мұхтар Ринатұлы, Жексенов Ғафур Рашидұлы.
1. Жоба тақырыбы: Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында жылына 200 мың т көлемінде көміртекті ферромарганец өндіру цехының жобасы
Университеттің бұйрығымен бекітілген ___ _______ 2021 г. №____________
2. Студенттің дайын жобаны тапсыру мерзімі ________________ 2021ж.
3. Жобаның бастапқы мәліметтері: Алынатын қорытпаның түрі: көміртекті ферромарганец; Казхром "ТҰК" АҚ филиалы - Ақтзф жағдайында 200 мың тонна көлемінде жобаланатын цехтың өнімділгі; ТМД жетекші ғалымдарының жарияланымдары; техникалық әдебиеттер.
4. Әзірленетін мәселелердің тізімі немесе есеп-түсіндірме жазбасының қысқаша мазмұны
1. Жобаның техникалық-экономикалық негіздемесі
2. Пештің түрін таңдау және есептеу
3. Өндіру технологиясы
4. Цехтың құрылымы мен жабдықталуы
5. Өндірісті автоматтандыру
6. Арнайы бөлім
7. Экономикалық бөлім
8. Еңбекті қорғау
5. Графикалық материалдардың тізімі (қажетті сызбаларды дәл көрсете отырып)
1. Кристалды кремний өндірісінің цехының жоспары
2. Кристалды кремний өндірісі бойынша цехтың жоспары (А-А разрез)
3. РКЗ-24 кен-термиялық пеші
4. Цех бөлімдерінің орналасу схемасы
5. Шихтаны алдын ала қыздыру
6. Газтурбиналық қондырғы
7. Жобаланатын цехтың техникалық-экономикалық көрсеткіштері
6. Ұсынылатын негізгі әдебиеттер
Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов: М.: СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 1999. - 765 б.
Елютин В.П., Павлов Ю.А., Левин Б.Е., Алексеев Б.М. Производство ферросплавов - М.: Металлургиздат, 1957. - 367 б.
Рысс М.А. Производство ферросплавов - М.: Металлургия, 1985. - 344 б.
Рысс М.А. Производство ферросплавов - М.: Металлургия, 1968. - 393 б.
Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Мальков Н.В. Электрометаллургия стали и ферросплавов - М.: Металлургия, 1995. - 592 б.
7. Дипломдық жоба бойынша консультанттар (байланысты бөлімдерді көрсете отырып):
Бөлім
Консультант,
кафедра
Мерзім
Қолтаңба
1. Жалпы бөлім
Каскин К.К.
2. Арнайы бөлім
Каскин К.К.
3. Экономикалық бөлім
Жумагалиев Е.У.
4. Еңбекті қорғау
Каскина Д.К.
8. Дипломдық жобаны дайындау кестесі:
№ пп
Бөлімдердің атауы, әзірленетін мәселелер тізімі
Ғылыми жетекшіге берілген мерзім
Ескерту
Тапсырма берілген күн _______________ 2021 г.
Металлургия кафедра меңгерушісі _____________ т.ғ.к., Алматова Б. Ғ. подпись
Дипломдық жоба жетекшісі _____________ т.ғ.к., аға оқытушы Нургали Н. З. подпись
Тапсырманы орындауға қабылдаған студенттер
__________ Темірбеков Ә. Ж. __________ Муханбеткалиев Е. Е.
подпись подпись
__________ Сімтік А. А. __________ Сукуров Б. Е.
подпись подпись
__________ Тайбурин Ә. С. __________ Истляуп А. Ж.
подпись подпись
__________ Арыстанов С. К. __________ Бисембаев Е. Е.
подпись подпись
__________ Жексенов М. Р. __________ Жексенов Ғ. Р.
подпись подпись
ГРАФИКАЛЫҚ БҚЛІМНІҢ ПАРАҚТАР ТІЗІМІ
Форм.
Зона
Поз.
Белгілеу
Аты
Кол.
Прим.
А4
ДП.050709.11.07-0123.00.ПЗ
Түсіндірме жазба
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.01.ГЧ
Ферромарганец өндіру цехының
1
жоспары
А1
ДП.050709.11.07-0123.02.ВО
Ферромарганец өндіру цехының
1
жоспары
(А-А разрез)
А1
ДП.050709.11.07-0123.03.ВО
РКЗ-24 пешінің секциясы
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.04.С1
Цех бөлімдерінің орналасу схемасы
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.05.ТБ
Шихта материалдарын қыздыру
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.07.С2
Газтурбиналық қондырғы
1
А1
ДП.050709.11.07-0123.8.ТБ
Жобаланатын цехтың
1
технико-экономикалық
көрсеткіштері
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 10
1. ЖОБАНЫҢ ТЕХНИКО-ЭКОНОСИКАЛЫҚ ДӘЛЕЛДЕМЕЛЕРІ 12
2. ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРІСІ ҮШІН ПЕШТІҢ ТҮРІН ТАҢДАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ 13
2.1. Пештің түрі мен қуатын таңдау. Қажетті мөлшерді есептеу 13
2.2. Пештің геометриялық және электрлік параметрлерін есептеу 16
2.2.1. Ферромарганецті балқытуға қажетті қуаттылықты анықтау 18
2.2.2. Ферромарганецті балқыту үшін электр параметрлерін анықтау 19
2.3. Пештің құрылымының сипаттамасы 20
2.3.1. Пеш жинағы 22
2.3.2. Пештің қаптамасы 23
2.3.3. Пештің айналу механизмі 24
2.3.4. Электрод ұстағыш, электродтардың қозғалу механизмдері. 24
2.3.5. Сумен салқындату 28
2.3.6. Пеш футеровкасы 28
2.3.7. Газ тазарту жүйесі 30
2.4. Пеш электр жабдықтары 30
2.4.1. Пештің электрлік схемасы. 31
2.4.2. Қысқа желі 32
2.4.3. Пеш трансформаторлары. 34
3. ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ 35
3.1. Жылдық өнім 35
3.2. Шихта материалдары 35
3.3. Өндірістің физикалық-химиялық жағдайлары 36
3.4. Көміртекті ферромарганецті электр пешінде балқыту технологиясы 37
3.5. Жоғары көміртекті ферромарганецті флюстік әдіспен балқытудың материалдық және жылу балансын есептеу 39
3.5.1. Материалдық балансты есептеу 39
3.5.1.1. Бастапқы мәліметтер 39
3.5.2. Шикіқұрам құрамын есептеу 41
3.5.2.1. Тотықсыздандырғыштың санын есептеу 41
3.5.2.2. Флюс мөлшерін есептеу 42
3.5.3. Металл мөлшері мен құрамын есептеу 43
3.5.4. Қождың құрамы мен мөлшерін есептеу 44
3.5.5. Газдардың, шаңның және улеттің мөлшерін есептеу 46
3.5.6. Материалдық баланс 47
3.5.7. Шихта материалдарының үлестік шығынын есептеу 47
3.6. Жылу балансын есептеу 47
3.6.1. Жылудың келуі 48
3.6.1.1. Шихтаның физикалық жылуы 48
3.6.1.2. Реакциялардың экзотермиялық жылуы 48
3.6.2. Жылу шығыны 50
3.6.2.1. Шығару температурасы кезіндегі қорытпаның жылу құрамы 50
3.6.2.2. Шығару температурасында қождың жылу құрамы 51
3.6.2.3. Газ тәрізді өнімдердің жылу құрамы 52
3.6.2.4. Эндотермиялық реакциялардың жылуы 52
3.6.2.5. Жылу шығындары 54
3.6.3. Электр энергиясының шығынын анықтау 54
3.6.4. Жылулық баланс 55
4. ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРУ ЦЕХЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМЫ МЕН ЖАБДЫҚТАРЫ 55
4.1. Цех бөлімшелерінің орналасу схемасы 56
4.2. Шихта қоймасы 57
4.3. Цехтың балқыту корпусы 60
4.4. Құю аралығы 61
4.4.1. Құю аралығы жабдығын есептеу. 62
4.4.3. Крандардың санын есептеу 64
4.4.4. Карусельді құю машинасының жабдықтарын есептеу 65
5. Ферромарганец өндіру процессін автоматизациялау 65
5.1. Тағайындаулар мен функциялар 68
6. ГАЗТУРБИНАЛЫҚ ҚОНДЫРҒЫ 70
6.1. Газтурбиналық электр станциялары 71
7. ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 74
7.1. Цехтың негізгі агрегаттарының жұмыс кестесін құру 74
7.2. Өндірісті ұйымдастыру және басқару. Цехтың жұмыс тәртібі 75
7.3. Цехтың өнеркәсіптік - өндірістік персоналының санын есептеу 79
7.4. Жұмысшылардың жылдық жалақы қорын есептеу 82
7.5. Мамандар мен қызметкерлердің, ИТҚ-ның жалақысын есептеу 86
7.6. Күрделі шығындардың мөлшерін анықтау 88
7.7. Өнімнің өзіндік құнын есептеу 92
7.8. Жобаланған цехтың пайдалылығы 95
8. ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ ЖӘНЕ ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ 97
8.1. Цех аумағын таңдау 97
8.2. Жылу бөлу көздерінен қорғау 101
8.3. Өрт және жарылыс қауіпсіздігі 102
8.4. Ауаның ластануынан қорғау 104
8.5. Электр тогынан қорғау 106
8.6. Шу мен дірілден қорғау 108
8.7. Төтенше жағдайлар кезіндегі қауіпсіздік және қорғау шаралары 109
ҚОРЫТЫНДЫ 111
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 112
КІРІСПЕ
Ферроқорытпалар - темірдің әртүрлі элементтермен (кремний, хром, никель, марганец, кальций, барий және т.б.) қорытпалары немесе арнайы термиялық қондырғыларда балқытылатын бірнеше жетекші элементтердің қорытпалары (силикобарий, силикохром, силикоканадий). Ферроқорытпалар қышқылсыздандыру, күкіртсіздендіру және болатты легрлеу арқылы металдың физикалық-механикалық қасиеттерін жақсарту немесе олардың физикалық-механикалық қасиеттерін арттыру үшін арнайы қасиеттер беру немесе коррозияға төзімділігін, ыстыққа төзімділігін, тозуға төзімділігін, машиналар мен механизмдер бөлшектерінің, осы болаттан жасалған құралдар мен болат конструкцияларының қаттылығы мен беріктігін арттыру үшін арнайы қасиеттер беру үшін қолданылады. Марганецті тұтынудың жалпы құрылымында оның 90% - ы қара металлургияда әртүрлі марганец ферроқорытпалары түрінде болатты балқыту кезінде қолданылады. Әлемнің әртүрлі елдеріндегі болат балқыту өнеркәсібіндегі марганецтің орташа шығыны марка сортаментіне, балқытылған болаттарға, металл өндіру әдісіне (оттекті-конфертерлі, электрпештік, мартендік) байланысты. ТМД елдерінде марганецтің меншікті шығыны жоғары және 1 тонна болатқа 7-ден 9 кг-ға дейін. Қазақстанда ТМД марганец кендерінің шамамен 17% - ы бар, бұл шамамен 600 млн.тоннаны құрайды. Негізінен, марганец кенінің қоры Батыс Қаражал, Үшқатын-3 және үлкен Қытай (Жезқазған облысы) кен орындарында шоғырланған. Республикада марганец кенін жылдық өндіру 0,5 млн. тоннаға жетеді. Қазақстанда марганец кенін негізгі өндіру Жезді кен балқытуымен (Жезді қ., Жезқазған облысы) жүргізіледі. Марганец кенін ілеспе өндіру Атасу кен балқытуы және Жәйрем кен байыту комбинатымен (Жәйрем қ., Жезқазған облысы) жүзеге асырылады. Қазақстанда өндірілетін кеннің жартысына жуығы құрамында 33-39% марганец бар концентрат шығаратын Жезді байыту фабрикасында өңделеді. Бұл ретте құрамында темірі төмен (Темірдің 5% - дан аспайтын) кен марганец концентратын алу үшін қайта өңделеді, одан металдық марганец, төмен көмірсутекті және таза ферромарганец өндіріледі. Темір мөлшері жоғары кен силикомарганец өндіру үшін қолданылады.
Кәсіпорын өнімдерін тұтынушылар Ақсу ферроқорытпа зауыты (Ақсу қ., Павлодар облысы) және Ресейдің металлургия зауыттары болып табылады. Қазақстанда өзіндік ферромарганец өндірісі жоқ. Ферромарганец қорытпаларына Республиканың ішкі қажеттіліктері Ақсу зауыты мен Украинадан жеткізілімдер есебінен қанағаттандырылады . Перспективада республиканың экспорттық өндірісінің басым бағыттарының біріне айналатын марганец ферроқорытпалары өндірісін құру көзделуде. Біздің республикамыздың батыс өңірі экономикалық құндылығы бар, бірақ бұл ретте мемлекет немесе оларды пайдалану мен игеру үшін мүмкіндігі бар басқа да тұлғалар тарапынан тиісті назар аударылмай қалған әртүрлі табиғи қазбаларға бай. Бұл жағдайда Ақтөбе облысының аумағында орналасқан марганец кендері ерекше қызығушылық тудырады. Тақырыптық жұмыстардың нәтижелері бойынша Мұғалжар геологиялық - экономикалық ауданында Сакмар, Бақай, Берчогур және Шығыс Мұғалжар мағындағы марганец аудандары бөлінеді. Осылайша, осы аймақтың кенінен бірінші кезекте ферромарганец алуға болады. Ферромарганецті өндіру технологиясын Ақтөбе ферроқорытпа зауытында жүзеге асыруға болады. Қара металлургияны нарықтық жағдайларда дамыту үшін металлургия өнімдері өндірісінің сапалық, сандық және экономикалық көрсеткіштерін жақсартуды қоса алғанда, өнеркәсіптік кәсіпорындардың барлық резервтерін ұтымды және толық пайдаланудың маңызы зор. Қара металлургияда жоғары сапалы тот баспайтын, коррозияға төзімді, аспаптық, құрылымдық және ыстыққа төзімді болаттар өндірісінде қолданылатын ферроқорытпаларды, атап айтқанда жоғары көміртекті ферромарганецті алу кезінде осы проблемаларды шешу өте маңызды. Марганец болаттың беріктігін тұрақты соққы тұтқырлығымен арттырады. Аз мөлшерде (1,5-ке дейін) ол өлшеу құралы жасалған болатқа, сондай-ақ өнімнің жоғары беріктігі қажет болған жағдайда құрылымдық болаттарға қосымша ретінде қолданылады. Марганец болаттары көктем мен серіппелер жасау үшін де қолданылады. Көп мөлшерде марганец Болаттың тозуға жақсы қарсы тұруына ықпал етеді. Жоғары марганецті болаттар, мысалы, трамвай рельстерінің кресттері, ұнтақтау диірмендерінің шарлары, шынжыр табандар үшін қолданылады.
ЖОБАНЫҢ ТЕХНИКО-ЭКОНОСИКАЛЫҚ ДӘЛЕЛДЕМЕЛЕРІ
Болат балқыту өндірісінің дамуы қазіргі уақытта зиянды қоспалардың ұтымды қоспалануы және деңгейін төмендету есебінен жаппай Болаттың сапасын арттырумен сипатталады. Бұл жақын болашақта халық шаруашылығын металлмен қамтамасыз етуге бағытталған шаралардың жалпы тиімділігін анықтайтын жаппай Болаттың сапасы. Балқытылған Болаттың сапалық құрылымын өзгерту және болат балқыту өндірісін дамыту, сондай-ақ болатты өңдеудің және үздіксіз құюдың жоспардан тыс әдістерін жетілдіру ферроқорытпалардың өндірісі мен сапасын одан әрі арттыруды талап етеді. Көміртекті, төмен легирленген құрылымдық және құбырлы болат маркаларын өндіруде ең көп қолданылатын легірлеуші қоспалар марганец болып табылады. Болашақта Қазақстанның экспорттық өндірісінің басым бағыттарының біріне айналатын марганец ферроқорытпалары өндірісін құру көзделуде. Қазақстан Республикасындағы марганец кендерінің негізгі қорлары Орталық Қазақстанда шоғырланған. Қазақстанның марганец кендерінің артықшылығы фосфордың төмен құрамы болып табылады, бұл ферроқорытпа өндірісінде 1-2 сұрыпты кендерді байытылмаған түрде пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл кендер марганец қорытпаларының төмен фосфорлы сорттарын өндірудің ықтимал шикізаты болып табылады. Барлық барланған және мемлекеттік теңгеріммен ескерілген кен орындары Қарағанды облысында, негізінен Атасу және Жезді - Ұлытау кен аудандарында орналасқан. Ең ірі кен орындары Қаражал және Үшқатын-3. Біздің республикамыздың батыс өңірі экономикалық құндылығы бар әртүрлі табиғи қазбаларға бай, бірақ бұл ретте мемлекет немесе оларды пайдалану және игеру үшін мүмкіндігі бар басқа да тұлғалар тарапынан тиісті назар аударылмай қалған. Бұл жағдайда Ақтөбе облысының аумағында орналасқан марганец кендері ерекше қызығушылық тудырады. Тақырыптық жұмыстардың нәтижелері бойынша Мұғалжар геологиялық - экономикалық ауданында Сакмар, Бақай, Берчогур және Шығыс Мұғалжар мағындағы марганец аудандары бөлінеді..
Жоғары сапалы болатқа деген сұраныстың артуына байланысты болатқа легірлеуші қоспаларға сұраныс пайда болады. Ферромарганец болатқа беретін қасиеттерінің арқасында жоғары сапалы болатты балқыту үшін легирлеуші қоспа ретінде қолданыла алады. Сондықтан оған деген сұраныс сөзсіз өседі. Ферромарганец өндірісі, әсіресе оның құрамы жоғары, экономикалық тұрғыдан өте тиімді. Күрделі инвестициялардың аздығы 3-4 жыл ішінде дайын өнім үшін алынған пайданы өтейді.
Жобаланған цехтың жылдық өнімі жылына 150 000 тонна ферромарганецті құрайды. Нысанның жалпы құны-17228620000 тг. Өндірістік қызметкерлер саны-193 адам. Еңбек өнімділігі - 1 адамға 777 тонна. Жұмысшының орташа айлық жалақысы 36824,11 тг, ИТР - 137931,81 тг құрайды. Дайын өнімді сатудан түсетін пайда жылына 5969467725 теңгені құрайды. Рентабельділік - 15.97. Жобаланған цехтың өтелу мерзімі - 3 жыл.
ФЕРРОМАРГАНЕЦ ӨНДІРІСІ ҮШІН ПЕШТІҢ ТҮРІН ТАҢДАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ
Пештің түрі мен қуатын таңдау. Қажетті мөлшерді есептеу
Жобаланған цехтағы ферроқорытпа электр пештерінің қажетті саны Ферроқорытпа өндірісінің берілген көлемімен және таңдалған пештің белгіленген қуатымен анықталады және [1] формула бойынша есептеледі
N=Пц.г.Пп.г. ( 2.1.1)
мұндағы Пц.г. осы қорытпаның цехтағы белгіленген жылдық өндіріс көлемі; Пп.г.- осы қорытпаны балқыту кезіндегі пештің жылдық өнімділігі, т.
Ферроқорытпа электр пешінің жылдық өнімділігі өрнектен анықталады
Пп.г.=Пп.сτф (2.1.2)
= пештің бір жылдағы нақты жұмыс уақыты, тәул.
Үздіксіз және мерзімді жұмыс істейтін ферроқорытпа электр пешінің тәуліктік өнімділігі пеш трансформаторының белгіленген қуатына және балқытылатын қорытпаның түріне байланысты. Ол бірыңғай формула бойынша есептеледі
Пп.с.=24WcosϕKA (2.1.3)
мұндағы 24-тәуліктегі сағат саны; W-трансформатордың белгіленген қуаты, кВА; cosφ-пеш қуатының орташа өлшенген коэффициенті; Ки - пеш қуатын пайдалану коэффициенті; А - осы қорытпаны балқыту кезіндегі электр энергиясының меншікті шығыны, кВт сағт.
Әдетте, ферроқорытпа пештерінің тәуліктік өнімділігін есептеу кезінде Ки коэффициентін оның құрамдас үш коэффициентінің көбейтіндісіне ауыстыру қолданылады: трансформаторды қуат бойынша жүктеу; трансформаторды уақыт бойынша пайдалану; қоректендіру желісіндегі кернеудің ауытқуын есепке алу. Технологиялық жобалау нормаларымен ұсынылған К1, К2, К3 коэффициенттерінің сандық мәндері, сондай-ақ әртүрлі қорытпаларды балқытатын пештер үшін кестеде келтірілген. Алайда, энергия жүйелеріне қойылатын жаңа талаптарға сәйкес барлық тұтынушылардың cos = 0,92-0,96 болуы тиіс екенін есте ұстаған жөн, бұл ферроқорытпа Электр пештерін реактивті қуаттың бойлық-сыйымдылықты өтемақысы қондырғыларымен (ҚБС) жарақтандыру кезінде қамтамасыз етіледі. Осы қорытпаны балқыту кезіндегі электр энергиясының меншікті шығыны игерілген ұқсас пештер жұмысының үздік нәтижелері бойынша айқындалады.
пешінің бір жылдағы нақты жұмыс уақыты күнтізбелік уақыттан суық және ыстық пештің тұрып қалу ұзақтығын шегеру арқылы есептеледі:
τф=τк-τх.п.-τг.п.=τн-τг.п. (2.1.4)
пештің номиналды жұмыс уақыты, тәул.
Әр түрлі қорытпалар мен пештер үшін номиналды уақыттың нормативтік мәні кестеде келтірілген. Ыстық тұрып қалу ұзақтығы күнтізбелік уақыттың (365 тәулік) 0,5-1,5% шегінде ауытқиды, бұл ретте тазарту пештері үшін ең жоғары мән қабылданады. Цехтағы пештердің есептелген саны үлкен бүтін санға дейін дөңгелектенеді. Ферроқорытпа цехындағы пештердің санын түпкілікті таңдау кезінде бұл сан екіге көбейтіліп, сегізден аспауы керек екенін ескеру қажет. Екіге көбейтілген пештердің саны екі пештің қорытпасын жалпы құю машинасында құюдың ыңғайлылығына және бір шихтаны беру трактінің көмегімен екі пештің шихтамен қамтамасыз етілуіне байланысты таңдалады.
Егер цехтағы пештердің есептік саны сегізден асса, онда жоғары қуатты пештерді орнату керек немесе біреуінің орнына екі цех салу керек.
Кесте 2.1 - Кенді қалпына келтіретін және тазартатын электр пештерінің өнімділігін есептеуге арналған коэффициенттер
Ферроқорытпа түрлері
W, МВА
Электрпеш түрі
Көміртекті ферромарганец
16,5-33
ҚБС бар жабық кенді қалпына келтіру
0,92
0,96
0,95
0,99
Кесте 2.2 - Ферроқорытпа электр пештерінің номиналды уақыт нормативтері
Қорытпа түрі
Трансформатордың номинальды қуаты, МВА
Пештің жұмыс режимі
Жылдағы жұмыстың номиналды тәуліктерінің саны
Көміртекті ферромарганец
16,5-33
жабық
343-350
Көміртекті ферромарганецті балқыту үшін қуаты 16,5212433 МВА электр пештері қолданылады. Бірнеше нұсқаны қарастырыңыз:
Трансформатор қуаты 16,5 МВА бір ферроқорытпа пешінің
тәуліктік өнімділігі
Пп.с.=24⋅16500⋅0,92⋅0,96⋅0,5⋅0,9941 50=79,26 ттәул
Бір ферроқорытпа пешінің жылдық өнімділігі
Пп.г.=79,26⋅343=27186 т
Ферроқорытпа пештерінің қажетті саны
N=20000027186=7,37=7 шт
Трансформатор қуаты 24 МВА бір ферроқорытпа пешінің тәуліктік
өнімділігі
Пп.с.=24⋅24000⋅0,92⋅0,96⋅0,95⋅0,994 150=115,29 ттәул
Бір ферроқорытпа пешінің жылдық өнімділігі
Пп.г.=115,29⋅343=39544т
Ферроқорытпа пештерінің қажетті саны
N=20000039544=5,05≈5 шт
3. Трансформатор қуаты 33 МВА бір ферроқорытпа пешінің тәуліктік өнімділігі
Пп.с.=24⋅33000⋅0,92⋅0,96⋅0,95⋅0,994 150=158,5 ттәул
Бір ферроқорытпа пешінің жылдық өнімділігіп
Пп.г.=158,5⋅343=54365,5т
Ферроқорытпа пештерінің қажетті саны
N=20000054365,5=3,68≈4шт.
Өйткені саны пеш тиіс жұп, ең қолайлы болып табылады пеш қуаты 33 МВА. Яғни жылына 200000 тонна өнімділікті трансформатордың қуаты 33 МВА болатын 4 пешпен қамтамасыз етуге болады. Сондықтан, пештің аралығына W = 33 МВА қуаты бар 4 пешті орналастырамыз.
Пештің геометриялық және электрлік параметрлерін есептеу
Ферроқорытпа пешінің (ФҚП) ваннасындағы ток тарату мен жылу өндірудің күрделі көрінісі геометриялық өлшемдердің ұтымды арақатынасын жасауға мүмкіндік бермейді (сурет 2.1) ДББ-ға ұқсас, сондықтан ФҚП үлгілік ретінде таңдалатын, техникалық-экономикалық көрсеткіштері жоғары жұмыс істеп тұрған пештердің ванналарының геометриялық ұқсастық жағдайынан есептеледі. ФҚП ванналарының сызықтық өлшемдерінің симплекстерінің ұсынылған мәндері 2.3 кестеде келтірілген.
Сурет 2.1
Дөңгелек (А) және тікбұрышты (Б) ваннасы бар ФСП жұмыс кеңістігінің негізгі геометриялық өлшемдері
2.3 кесте - ФҚП ванналарының сызықтық параметрлері
Параметрлер
Технологиялық процесс
қожсыз
қожды
Электродтардың ыдырау диаметрі Dp
2,3 - 2,5
2,4 - 2,7
Электродтар арасындағы қашықтық p
2 - 2,15
2,1 - 2,35
Ванна диаметр D`в
5,2 - 5,5
5,7 - 6,2
Ванна тереңдігі hв
2 - 2,4
2,4 - 3
Электродтарды шихтаға тереңдету hэд
1,1 - 1,2
0,85 - 1,25
Электродтан футерге дейінгі қашықтық
0,8 - 0,9
1,1 - 1,2
Көмір төсенішінің биіктігі h
0,65 - 0,7
0,95 - 1,1
Біз дөңгелек үш электродты ФҚП ваннасының геометриялық өлшемдерін анықтаймыз, қуаты 33 МВА, пеште диаметрі DЭ=1500 мм өздігінен жанатын электродтар бар.
Электродтардың ыдырау диаметрі:
DЫ = (2,4-2,7)Dэ (2.2.1)
DЫ = 2,6 · 1500 = 3900 [мм] (4000мм аламыз).
Электродтардың осьтері арасындағы қашықтық:
p = (2,1-2,35)Dэд (2.2.2)
p = 2,25 · 1500 = 3375 [мм]
p = 0,5 · 1,7 · 4000 = 3400 [мм] (3000 мм аламыз).
Ваннаның жұмыс кеңістігінің диаметрі
Dв = 4000 + 1500 + 2(1,15·1500) = 8950 [мм]
Dв = 2,2 · 4000 = 8800 [мм]
Dв = 5,9 · 1500 = 8850 мм (8700 мм аламыз).
Ванна тереңдігі:
hв = (2,4-3)·Dэд (2.2.3)
hв = 2,7 · 1500 = 4050 [мм] (3600 мм аламыз).
Электродтарды шихтаға тереңдету
hэд = (0,85-1,25)· Dэд (2.2.4)
hэд = 1,05· 1500 = 1575 [мм]
Көмір төсенішінің биіктігі:
h = (0,95-1,1) · Dэд (2.2.5)
h = 1,0 · 1500 = 1500 [мм]
Біз қабырға төсенішінің қалыңдығын ф=850 мм қабылдаймыз, корпустың диаметрін анықтаймыз:
Dк = Dв + 2 ф (2.2.6)
Dк = 8700 + 2 · 850 = 10400 [мм]
Алынған геометриялық өлшемдер РКЗ-33 типті пеш ваннасының өлшемдеріне сәйкес келеді.
Ферромарганецті балқытуға қажетті қуаттылықты анықтау
Есептелген жылдық өнімділігі үшін өндіріс үшін ФҚП қуаты мен электр параметрлерін анықтаймыз МЖ=200000 тжыл
2.4 кесте - ФҚП пайдалану көрсеткіштері
Қорытпа
Wy,МВт·сағт
[J],Асм2
р, Ом·см
Орташа мәндері
cos
nэ
n
c
Ферромарганец
-3,7
5,5
-0,8
0,78-0,88
0,87-0,9
0,25 7,8
Ескерту: *1 Неғұрлым қуатты ФҚП үшін кіші мәндер (реактивті қуаттың орнын толтырмай).
ФҚП электр пешінің белсенді қуаты Р және электр пешінің трансформаторының толық қуатының номиналды мәні SH белгілі бір технологиялық процеске берілген жылдық өнімділігі Мж бойынша, қазіргі уақытта Wy электр энергиясының үлгілік ФҚП-ге нақты шығыны бойынша анықталады:
P=(Mж Wy)(8760·k1·k2·k3 ) (2.2.7)
мұнда k1= 1-0,01 Пр - жабдықты жоспарлы-алдын ала жөндеуге және ықтимал технологиялық іркілістерге Пр тоқтап қалуын ескере отырып, күнтізбелік уақытты пайдалану коэффициенті; Пр - тоқтап қалу үлесі, %;
k2-қоректендіру энергия жүйесінде кернеудің ықтимал төмендеуін ескеретін коэффициент;
k3 = Ки - технологиялық себептер бойынша қуаттың төмендеуін (шихта сапасы, оның құрамы мен шығыны), электр режимінің ауытқуын, төмен қуаттағы пеш жұмысының период-тарының болуын (жөндеуге тоқталар алдында және бос тұрғаннан кейін) ескеретін ФҚП-ның номиналды қуатын пайдалану коэффициенті.
Үздіксіз процесс кезінде 11 тәулікжыл; мерзімді 22 тәулікжыл. K1= 0,8 - 0,9 алыңыз. Бастапқы кернеудің рұқсат етілген ауытқуы кезінде K2 - 0,9 коэффициенті +-5% (МЕМСТ 13109-67). Коэффициент k3 = Ки = 0,9 - 0,95 .
Бір пештің белсенді қуатын анықтаңыз:
Рбарлығы=81,36 4=20,34 [МВт]
Табиғи қуат коэффициентінің белгілі мәні cos (2.2.3.1-кесте) S толық қуатын анықтайды:
SH= Pcos (2.2.8)
SH=20,340,9=22,6 [МВ·А]
ФҚП қуатының өлшемдік қатарына сәйкес біз SH = 24 МВА қабылдаймыз.
Электрлік тиімділіктің белгілі мәнімен КПД nэ біз ваннаның максималды белсенді қуатын анықтаймыз:
(Pв)max = P · nэ (2.2.9)
(Pв)max=20,34·0,9=18,306 [МВт]
Ки қуатын пайдалану коэффициентін ескере отырып, ваннаның орташа қуаты:
(Pв)ср = P · kи (2.2.10)
(Pв)ср=18,306 ·0,95=17,39 [МВт]
Бір электродқа арналған ваннаның белсенді қуаты:
P1в= (Pв)maxN (2.2.11)
мұндағы N-жобаланған ФҚП электродтарының саны (ВНИИЭТО-ге сәйкес, бұл SH= 63 МВ·а N=3 кезінде қабылданады)
P1В=18,3063=6,102 МВт=6102 [кВт]
Ферромарганецті балқыту үшін электр параметрлерін анықтау
ФҚП электрлік параметрлері осы Технологиялық процесте белгілі бір электрлік кедергісі бар ваннаның электр өрісінің ұқсастық жағдайынан анықталады (2.4 кесте).
Жұмыс пайдалы фазалық кернеу Uп.ф.:
Uп.ф = с·P1вn (2.2.12)
мұндағы Р1в - бір электродқа арналған ваннаның белсенді қуаты, кВт;
n - шлаксыз процестер үшін 0,33-ке және шлак процестері үшін 0,25-ке тең дәреже көрсеткіші;
с - осы технологиялық процесте ФҚП ваннасының электр өрісін сипаттайтын коэффициент;
U(п.ф)=7,8· 6102[0,25]=68,93 [В]
Электродтағы жұмыс тогын анықтаймыз және токтың рұқсат етілген тығыздығына сәйкес [J] өздігінен жанатын электродтың көлденең қимасының өлшемдерін таңдаймыз:
Iэд = P1в Uп.ф. (2.2.13)
Iэд=610268,93=88,52 [кА]
Біз [J] = 5,5 Aсм2 қабылдаймыз, электродтың диаметрін анықтаймыз:
Dэд=360·(Iэд([J])) (2.2.14)
Dэд=360·(88,525,5)=1444 [мм]
Біз диаметрі 1500 мм өздігінен жанатын электродты таңдаймыз.
Ваннаның мөлшерін және Iэд жұмыс тогын ескере отырып, олар ФҚП қайталама ток тізбегін жасайды және эквивалентті Rв.т. есептейді.т және индуктивті Хв.т.. Екінші ток өткізгіштің өткізгіштерін қосудың электр тізбегіне байланысты трансформатордың қажетті екінші кернеуі "Үшбұрыш" схемасы бойынша анықталады:
U2=(3·U(п.ф))(nэ cos) (2.2.15)
U2=(3·94,79)(09·0,92)=144,20 [В]
Екінші кернеудің өзгеру аралығы:
(U2)max=1,2 · 144,20 = 173,04 [В]
(U2)min=0,8 · 144,20 = 115,36 [В]
Пештің құрылымының сипаттамасы
Ферроқорытпалар негізінен ферроқорытпа пештері деп аталатын арнайы дизайндағы қуатты электр пештерінде ериді. Бұл пештер бірқатар электротермиялық өндірістерге жарамды: ферроқорытпаларды алу, шойынды электрмен балқыту, кальций карбидін, фосфорды өндіру және т.б., және олар көбінесе кенді қалпына келтіретін немесе кен термиялық пештердің жалпы атауымен біріктіріледі.
Ферроқорытпа пеші келесі параметрлермен сипатталады:
номиналды қуаты (трансформатор қуаты) Р, кВА;
Пп.с. өнімділігі.т тәул.;
қайталама кернеулер аралығы, В;
электродтағы максималды ток күші, кА;
электр энергиясының меншікті шығыны W, МДж (кВт сағ т);
cosφ пештің қуат коэффициенті;
электрлік К.П.Д.;
электродтың диаметрі dэ, мм (тік бұрышты электродтар үшін қимасы b * l мм, мұндағы b және l-тиісінше электродтың көлденең қимасының ені мен ұзындығы, мм);
электродтардың ыдырау диаметрі dp, мм (тікбұрышты пештер үшін бір фазалы электродтардың осьтері арасындағы қашықтық, мм);
ваннаның ішкі диаметрі dB, мм (тікбұрышты пішінді пештер үшін ваннаның ені В және ұзындығы L, мм);
ванна тереңдігі h, мм;
ферроқорытпа пешінің қаптамасының диаметрі dK мм (тік бұрышты пеш үшін ВК ені және LK қаптамасының ұзындығы, мм);
пеш қаптамасының биіктігі H, ММ.
Мақсаты бойынша ферроқорытпа пештері қалпына келтіргіш немесе тазартылған болуы мүмкін, ал құрылымы бойынша - ашық және жабық, стационарлық және айналмалы ванналармен. Ваннаның пішініне байланысты пештер дөңгелек, тікбұрышты және сопақша болады. Пештен қорытпа мен қождың қалай берілетіні бойынша пештер қозғалмайтын немесе еңкейтілетін болуы мүмкін. Сондай-ақ, жылжымалы ванналары бар электр пештері бар. Тазартылған феррохромды және ферромарганецті, ферровольфрамды және басқа қорытпаларды балқытуға арналған тазартылған процестерге арналған ферроқорытпа пештері олардың негізінде жасалған электросталеплавильді доғалы пештерге жақын орналасқан. Мұндай пештердің құрылымдары мен жабдықтарының негізгі элементтері электр пештері бөлімінде қарастырылды. Мұнда ферроқорытпаларды өндіруге арналған қалпына келтіру пештерінің құрылғысы қарастырылады. Өнеркәсіпте бір фазалы және үш фазалы ферроқорытпа пештері қолданылады; тұрақты токпен жұмыс істейтін пештерді пайдалану жұмыстары жүргізілуде.Бір фазалы ферроқорытпа пештері қазіргі уақытта тек арнайы мақсаттар және олардың қолданылуы өте шектеулі. Бір фазалы пештердің ваннасы цилиндр пішінді, көмір шұңқыры бар, оған мыс өткізгіш шиналар салынған. Ток трансформатордан пештің шиналарына және электродқа жеткізіледі. Кристалды кремний өндірісінде екі электродты және сопақша ваннасы бар бір фазалы пештер кеңінен таралған. Үш фазалы ферроқорытпа пештері электродтардың бір сызыққа орналасуымен (тікбұрышты пештер) немесе көп жағдайда электродтардың үшбұрыштың шыңдары бойынша орналасуымен (дөңгелек пештер) салынады. Жоғары қуатты пештер алты электродпен жасалады.
Ферроқорытпа өнеркәсібінде ең көп таралған дөңгелек үш фазалы пештер. Электродтары үшбұрышта орналасқан дөңгелек пеште жылу әр электродтың астында пайда болған балқыту шұңқырларының бір-біріне қосылуы үшін жеткілікті түрде шоғырланған. Бұл бір розеткамен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Мұндай ферроқорытпа пештерінде жылу беру беті минималды және олар жылуды жақсы пайдаланады. Қысқа желінің ұтымды дизайнымен және реактивті қуаттың жасанды өтемақы қондырғыларының болуымен мұндай пештер жоғары қуат коэффициентімен жұмыс істей алады, олар 0,95-ке жетеді (тіпті 40-60 МБ а ферроқорытпа пештерінде де) және "өлі" және "жабайы" фазалардың минималды құбылысы.
Тікбұрышты үш электрод ферроқорытпа пештері салыстырмалы түрде төмен cos φ пеш қондырғысымен сипатталады және олар "жабайы" және "өлі" фазалардың құбылысын айқын көрсетеді. Бұған әр электродтың астында тәуелсіз реактивті тигельдің пайда болуы үш жыл ішінде жұмыс істеу қажеттілігін тудыратынын қосу керек. Осыған байланысты, қазіргі уақытта ферроқорытпаларды өндіруге арналған мұндай пештер салынбайды.
Пеш жинағы
Қойма пешті герметизациялауға арналған, бұл 85% СО-ға дейін колошник газын қайта өңдеуге [1] мүмкіндік береді. Жинақтың, нығыздағыш құрылғылардың конструкциясы және балқыту технологиясы су астындағы кеңістікке ауаның түсуін болдырмауы тиіс. Әдетте, балқыту атмосферадан шамамен 70 Па асатын Арка астындағы артық қысыммен жүзеге асырылады. Пештің күмбезі мен қаптамасының түйісуі құм жапқышпен тығыздалады.
Шикіқұрамды пешке электродтарға симметриялы орналасқан құйғыш арқылы тиеген кезде күмбез бен электродтар арасындағы саңылау шикіқұраммен тығыздалады. Жүктеудің басқа тәсілдерінде (мысалы, қоймаға бекітілген құбырлар арқылы) бұл алшақтық доғалы пештерде қолданылатын арнайы құрылғылармен тығыздалады.
Сурет 2.2
Ферроқорытпа пешінің металл сумен салқындатылатын күмбезінің үстіңгі көрінісі
1-жинақтау секциясы (алтыдан біреуі); 2 - жарылысқа қарсы люктер; 3-электродтар; 4 - тиеу құйғыштары; 5-кергіш түтіктер (шартты түрде бір секцияда көрсетілген); 6-газ шығару құбыры; 7-салқындататын суды жеткізуге және бұруға арналған штуцерлер
Конструкциясы бойынша күмбездер ыстыққа төзімді бетоннан, су салқындататын магнитті емес құбырлардан қаңқаға жиналған фасонды кірпіштен және металл су салқындататын болуы мүмкін. Соңғылары отандық тәжірибеде кен термиялық пештерде кеңінен қолданылады. Бұл қоймалар он су салқындататын секциялардан тұрады, олар төменнен отқа төзімді бетонмен, ал жоғарыдан отқа төзімді кірпішпен қапталған. Секциялар жұмыс алаңына сүйенетін айналмалы сақинаға теріліп, электр оқшауланған шыбықтардың көмегімен доғалы консоль арқалықтарына немесе шеберхананың төбесіне ілінеді. Күмбез секциялары бір-бірінен және күмбез сақинасынан электрлік оқшауланған. Қоймада тиеу шұңқырлары мен электродтар үшін үш тесік, газ жинайтын көзілдіріктер үшін екі тесік және газды жару клапандарын орнатуға арналған жеті тесік бар.
Пештің қаптамасы
Кенді қалпына келтіретін ферроқорытпа пешінің қаптамасы пеш шегендеу, оған шихта материалдарымен, қорытпамен және шлакпен тиелген жүктемелерді қабылдайтын көтергіш конструкция болып табылады. Сондай-ақ, ол төсеніштің жылу кеңеюі кезінде пайда болатын жүктемелерге төтеп беруі керек. Ферроқорытпа пешінде қаптаманың болуы оны герметизациялауға және газды кәдеге жаратуға мүмкіндік береді. Корпусқа пешке қызмет көрсететін әртүрлі құрылғылар мен механизмдердің арматурасы, атап айтқанда, шығатын науа ілінеді. Пештің көлденең қимасының пішіні ваннаның пішінімен анықталады және ол дөңгелек, тікбұрышты, шаршы, үшбұрышты, сопақша болуы мүмкін. Корпустың тік қимасының пішіні максималды беріктік жағдайынан таңдалады. Ол тікбұрышты, дөңес немесе көлбеу жақтары болуы мүмкін. Корпустың түбі конустық, жалпақ және сфералық болуы мүмкін, қалыңдығы 15-25 мм болаттан жасалған.корпустың қаттылығы тік қабырғалармен және көлденең белдіктермен күшейтіледі. Жабық пештерде жоғарғы қаттылық белдеуінің рөлін құм жапқыш қорап атқарады. Шығару науасын бекіту орындары қосымша қаттылық қабырғаларымен немесе болат плитамен күшейтіледі. Кен термиялық пештер қорытпа мен қожды шығаруға арналған бір немесе екі шығару науаларымен жабдықталады. Бірқатар технологиялық процестерде қорытпалар мен қождарды бөлек шығару қарастырылған. Бұл жағдайда пеш әртүрлі деңгейдегі мамандандырылған тесіктермен жабдықталған.
Пештің айналу механизмі
Кенді қалпына келтіретін пештің ваннасы айналған кезде, оның босатылуына байланысты шихтаның газ өткізгіштігі артады; төсеніштегі тұнбалар алынып тасталады, сонымен қатар тотықсыздандырғыштың жетіспеушілігінің немесе асып кетуінің зиянды салдары жойылады. Ваннаның оңтайлы жылдамдығы электродтың диаметріне және электродтардың ыдырау диаметріне, электродтың батыру тереңдігіне, балқытылған шихтаның конгломератының беріктігіне кері пропорционал және пештің өнімділігіне пропорционалды.
Әдетте пеш ваннасының айналу жылдамдығы 60-100 сағ. бір айналымды құрайды. Кенді қалпына келтіретін пештер үшін оңтайлы -- 60-100° айналу секторы, рафинирлеу үшін - 360°. Айналу механизмінің жетегі 0,5 тұрақты ток қозғалтқышынан тұрады... 2,0 кВт, беріліс қатынасы бар редукторлық беріліс (1...2) :: 105. Беріліс қорабының Шығыс білігіне жетекші конустық беріліс орнатылған. Пеш ваннасы орталық тіреуіш цапфасы бар темір бетонды тіреу плитасына орнатылады. Шұңқыр тіреуіш подшипникке салынып, іргетасқа орнатылады. Тірек роликтерін (роликтерді) орнатуға арналған жетек редукторы мен кронштейндер тірек тақтасының шетіне орнатылады. Пештің массасы тірек роликтері арқылы іргетасқа орнатылған сақиналы рельстерге беріледі.Тұрақты ток шунт қозғалтқышын пайдалану қозғалтқыштың электр тізбегіне шунт реостатын қосу арқылы айналу жылдамдығын біркелкі реттеуге мүмкіндік береді.Айналу механизмі айналу режимін анықтайтын, пештің қуатын токпен ажыратқан кезде айналу механизмін ажырататын, қуатты төмендететін автоматты бағдарламалық реттегішпен жабдықталған.
Электрод ұстағыш, электродтардың қозғалу механизмдері.
Электрод ұстағыштар электродтарды берілген биіктікте ұстап тұруға және оларға электр тогын жеткізуге арналған. Электр ұстағыштардың конструкциясы бірқатар талаптарды қанағаттандыруы тиіс. Контактідегі шығындарды азайту және электродтардың тайып кетуін болдырмау үшін электрод ұстағыштардың конструкциясы электродтардың тығыз қысылуын қамтамасыз етуі тиіс. Электрод ұстағыштар электродтардың ауырлық күшінің әсерінен майыспайтындай және діріл мүмкіндігін болдырмайтындай жеткілікті қатты болуы тиіс. Доғаның ұзындығы бірнеше сантиметр болғанда, электродтың тербелісі немесе бірнеше миллиметрге ауысуы доғаның жану тұрақтылығына айтарлықтай әсер етеді. [3]Электрод ұстағыш бас, қысқыш құрылғы, жең, арба немесе телескопиялық тірек, ток өткізгіші және электродтың қозғалыс механизмінен тұрады.Электрод ұстағыштың басы әртүрлі функцияларды орындайтын екі бөліктен тұрады: механикалық берік ұстағыш және электр кедергісі аз ток өткізгіш бөлік. Орташа сыйымдылықтағы пештерде электрод бекітілген корпуста электродты жылжыту арқылы қысылады, ал ауыр салмақты пештерде қысқышты жылжыту арқылы электродтың қысқыш схемасы қолданылады. Бастың корпусы сумен салқындатылады. Ол көміртекті, тот баспайтын немесе ыстыққа төзімді болаттан, кейде жезден құйылған немесе дәнекерленген. Токты электродқа тікелей жеткізу мысталған болаттан, мыстан, кейде хромды (1% Сг) қоладан немесе жезден (80% Сг 20% Zn) байланыспен қамтамасыз етіледі. Контактілі щектер бастың қозғалмалы және бекітілген бөліктеріне бекітіледі.
Байланыс алаңы мыналарды қамтамасыз етуі керек рұқсат етілген
мәндерден аспайтын контактідегі ток тығыздығы. Атап айтқанда, мыс - графит байланысы үшін ток тығыздығы 2,6 асм[2]-ден аспауы керек. Процесс барысында щектердің байланыс беті тотығады, бұл контактіге төзімділікті және контактідегі қуат шығынын едәуір арттырады. Оксид пленкасын алу үшін бастың байланыс бетін мезгіл-мезгіл металл щеткалармен тазалап отыру керек. Байланыс бетінің тотығуы неғұрлым аз болса, жанасатын беттердің температурасы соғұрлым төмен болады және олардың арасындағы байланыс неғұрлым тығыз болады. Сондықтан электрод ұстағыштың басы салқындатылып, контактідегі тұрақты жоғары қысымды қамтамасыз ететін қысқыш құрылғылар қолданылады. Қысқыш құрылғылар түтіктен немесе бұрыштан немесе табақтан дәнекерленген және қатайтқыштармен күшейтілген қорап түріндегі консоль болып табылатын жеңнің үстіне немесе ішіне орналастырылады. Жеңдер жасау үшін магниттік емес Тот баспайтын болат жиі қолданылады, бұл құйынды токтардың әсерінен олардың қызуын азайтады. Телескопиялық тірегі бар электрод ұстағыштарды қолданған кезде қысқыш құрылғы мен тірі шиналардың орналасуы жеңілдетіледі, бірақ жылжымалы бөліктердің массасы мен металл шығыны айтарлықтай артады. Электр тұтқыштың басына Ток мыс жалпақ шиналармен немесе оқшаулағыштарға жеңнің үстіне бекітілген құбыршиндермен жүргізіледі.
Сурет 2.3
Қуаты 24МВА ферроқорытпа пешінің электр тұтқышы:
1 - мойынтірек цилиндрі, 2 -- суды салқындататын қалқандар, 3 -- жанасатын щек, 4 -- электрод ұстағыш сақина, 5 -- құбырлы су өткізбейтін сақинаның суспензиясы, 6 -- қысқыш серіппе, 7 -- реттегіш болт, 8 -- қысым әйнегі, 9-контактілі щектің оқшаулағыш суспензиясы.
Тегіс шиналардың артықшылығы-судың болмауына байланысты оларды күту мен жөндеудің қарапайымдылығы. Алайда, ток өткізгіштердің едәуір қызуына байланысты көбінесе сумен салқындатылған құбыр шиналарын орнату қажет. Әдетте әр электрод ұстағышта 2 қолданылады...6 диаметрі 50.. 150 мм қабырға қалыңдығы 10.,. 15 мм.тіректер мен вагондардағы гистерезис пен құйынды токтардың жоғалуын азайту үшін түтіктер вагонның екі жағына симметриялы түрде орналастырылады, сондықтан қарама-қарсы бағытта бағытталған тіректер мен вагондарда пайда болатын магнит өрістері өзара әлсірейді. Жақында ток өткізгіш электрод ұстағыштар сыналды және өнеркәсіптік қолдануды тапты, олардың жеңдері биметалды мыс-болат табақтан немесе алюминий қорытпаларынан жасалған. Электр ұстағыштың өткізгіш жеңдерін пайдалану электр ұстағыштың массасын азайтуға, оның құрылымын жеңілдетуге, металл шығынын азайтуға және пештің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Сурет 2.4
Қуаты 24 МВА пеш электродының орнын ауыстыратын гидрокөтергіш:
1-плунжер; 2-траверс; 3, 8 -- бекіткіш цилиндр; 4, 6-стақан, 5-қосымша бет; 7-бекіткіш ролик; 9-көтергіш цилиндр
Шихтаны үю және доға ұзындығын реттеу кезінде көтерілген электродтар үшін қажетті каретканы қозғалмайтын тіреу бойынша жылжыту немесе телескопиялық тіректің орнын ауыстыру электромеханикалық немесе гидравликалық жетек арқылы жүзеге асырылады. Трос механизмі бар электр пештерінде электродтар электрод - электрод ұстағыш жүйесінің ауырлық күшінің әсерінен кабельді орау кезінде түсіріледі. Электрод тоқтаған кезде кабельдің кернеуі әлсірейді және арнайы құрылғы электродты көтеруге арналған жетекті қосады. Тірек механизмдерін мәжбүрлеп қолданған кезде электродтың сынуын болдырмау үшін белгілі бір қысымға арналған арнайы амортизатор орнатылады. Егер бұл күш асып кетсе, соңғы қосқыш іске қосылады және жетек электродты көтеруге ауысады. Гидравликалық қуаттан басқа барлық типтегі жетек қуатын азайту үшін электрод - электрод ұстағыш жүйесінің қозғалмалы бөліктерінің ауырлық күшін теңестіру қажет. Бұл әдетте тіректердің ішіне немесе арнайы шахталарға салынған жүк көліктерінің көмегімен жүзеге асырылады. Кейбір жағдайларда ауырлық күшін пневматикалық цилиндрмен теңестіруге болады. Жұмыс істеп тұрған пештерде электродтардың қозғалу жылдамдығы 1-10 смс құрайды. Металды балқыту ұзақтығын азайту және жоғары жылдамдықты реттегіштерді пайдалану тиімділігін арттыру үшін электродтар мүмкіндігінше жоғары жылдамдықпен қозғалуы керек.
Сумен салқындату
Қуатты ашық кенді қалпына келтіретін пеште электродты қысқыштың Жұмыс аймағындағы температура 400°C құрайды, шихтаны колошникте қарқынды синтездеп, фистула пайда болған кезде ол 900...1000°C-ге дейін көтерілуі мүмкін, яғни пештің үстінде орналасқан механизмдер мен құрылымдар қарқынды қызады. Жабдықтың қалыпты [2] жұмыс жағдайын қамтамасыз ету, электр шығынын азайту үшін пештің колоннасының үстінде орналасқан пештің барлық бөліктері сумен қарқынды салқындатылады: электрод қысқышы, электрод қысқышының электрлік оқшауланған суспензиясы, төменгі фланец, тасымалдаушы цилиндр қалқаны, жылжымалы аяқ киім мен ток өткізетін құбырлар бекітілген траверс, қысқа желінің барлық элементтері (спикердің үстінде). Жабық қоймаларда пештердің үстіндегі жабдыққа жылу сәулесі азаяды, бірақ ол әлі де салқындатылады. Сонымен қатар, жабық пештерде Арка, тиеу шұңқырлары және газ жинайтын көзілдіріктер салқындатылады. Суды салқындатудың әр тізбегі тарату бағанымен қамтамасыз етіледі және әр қоректендіруші тармақ реттегіш клапанмен жабдықталған. Құбырлар мен салқындатылатын бөлшектердің қабырғаларында қақтың жиналуын болдырмау үшін шығатын салқындатқыш судың температурасы 50°С-тан аспауы тиіс. Ашық пештердегі су шығыны 1000 кВА 3-5м3 жетеді, трансформатордың орнатылған қуаты, металл қойманы салқындату үшін 100 м3сағ су жұмсалады.
Пеш футеровкасы
Ферроқорытпа пештерін төсеу үшін отқа төзімді материалдарды таңдағанда, төсеніштің жеке бөліктері әртүрлі жағдайларда жұмыс істейтінін ескеру қажет. Осыған байланысты подина мен еңістердің, қабырғалар мен күмбездердің отқа төзімді қызмет жағдайларын жеке қарастырған жөн.Подина және беткейлер. Ұзақ уақыт бойы пештің отқа төзімді төсемі балқытылған металмен және шлакпен тікелей байланыста ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz