Электр балқыту үрдісінің басқару объектісін жобалау
Кіріспе
Қазіргі уақытта кенді термиялық пештерде (КТП) электрлі балқыту өндірісінде алдыңғы орынды алады. Электрлі балқытудың негізгі ерекшелігі жылу шоғырында болғаны және өзінің жоғарғы жылу тиімділігімен үрдістің оперативтілігімен икемділігін қамтамасыз ететін жоғары температураға жетуі кіреді. Электрлі балқыту- бұл автоматтандыру мен механикаландыруға берілетін едәуір прогрессивті үрдіс.
Электрлі балқытудың ерекшелігі-бағалы металдардың энергияның (электрэнергияның) ыңғайлы түрін қолдану нәтижесінде бөлінетін шлакпен шаң-тозаңның шығынын азайту есебінен жоғары шығарылуы, ол техникалық үрдісті механикаландыру мен автоматтандырудың кең мүмкіншілігінен болады. Пештің үлкен бөлікті өнімділігі мен бөлініп шыққан газдардың аз көлемінің салдарынан кендітермиялық пеш мысты балқыту цехында аз ғана ауданды алады. Электрмен балқытудың тағы бір ерекшеліктеріне мыналар жатады: бөлінетін газдардың көлемінің аздығы, пеште сорылатын ауаның және жанудың нәтижесінде бөлінетін газдардың аз болу нәтижесі; күкірт ангидридінің бөлініп шыққан газдағы жоғары шоғы мен олардың күкірт қышқылын өндіру үшін толық пайдалану мүмкіншілігі; температура реттеу, құйылған шлакпен штейнді қыздыруға жететін тиімділік; шихтаны сақтау мен даярлау үшін арнайы аспаптармен қондырғылар қажеттілігінің керегі жоқтығы.
Электрмен балқыту қосылысты қайта жасалған электрлі пешті қайта жасаудың технологиялық кешен жұмысымен келісілген есепті қоятын үрдіс ағынының үздіксіз сипатына ие.
Осындай келісімнің едәуір шарада қажеттілігі электрлі пешті қайта жасау және технологиялық тізбектеу толығымен өндірісіне бірқалыпты жұмысына қамтамасыздануына қажетті талаптармен анықталды.
Электр пеш бірлестігінің технологиялық кешені кендітермиялық пештің жұмыс режимын таңдау кезінде жіберілген қателерден туатын ең үлкен өндірістің шығындарды басқару кезіндегі күрделі және энергоалымдылықты объект болып табылады. Бұл жағдайларда өндірістік үрдістерді тиімді басқару маңыздылығы өседі. Бірақ басқару есептерін шешу үшін қажетті ақпараттар көлемі соншама үлкен, басқару сферасында жұмыс істейтін адамдардың есепке алынуының жәй көбейуі ақпараттың аз уақытында өңделуімен талдануын қамтамасыз ете алмайды.
Басқарудың барлық осы есептері кәсіпорындарда жинақтаудың автоматтандырылған жүйесін, ақпаратты берумен өндеу құру жолымен есептеу техникасын кеңінен пайдалану негізінде шешілуі мүмкін. Электрмен балқыту үрдісі мысты пирометаллургиялық өндірудегі технологиялық тізбегінің маңызды үзбесі болып табылады, ол барлық металлургиялық кешендерді жіктеу тиімділігін едәур дәрежеде анықталады.
1. Технологиялық БӨлім
1.1 Технологиялық үрдістің бейнеленуі
Жесқазған мыс балқыту зауыты түсті металлургияның қазіргі заман талаптарына сай құрылған кәсіпорын болып табылады. Зауыт құрамына келесі негізгі өндірістер жатады:
- Шихтаны даярлау цехтарының блогы (ШДЦБ);
- Металлургиялық цех, цех құрамына-электр пештері,
конвертерлер және анод өнімдерін қортатын бөлімшелер;
- Электролиттер цехы;
- Бағалы металлдар цехы.
Зауыттың негізгі балқыту үрдісі есебінде құрамында 50%-не дейін мыс бар штейінді алуға арналған алдын-ала ұсақталған шихтадан электрлі балқыту үрдісі енеді.
Электрмен балқытудың негізгі ерекшелігі жылу бөліну жүргізетін шлакты қорытпаның түйықталған көлемінде жылудың жоғары дәрежелі шоғырымен қорытындылады және сондықтан үрдісті өзінің едәуір жылуы тиімділігімен өте икемді және оперативты басқаруын қамтамасыз ететін жоғары температураға жылдам жетуімен қорытындылады. Электротермия кезінде пешке отынды жағу үшін ауа беру кажеттілігі болмайды. Сондықтан балқыту үрдісінде бөлініп шығатын газды жылу шығынын төмендететін және оларды күкірт қышқылымен өндіру үшін қолданылатын жоғары құрамды күкірті ангидридке (шағылысу пеш газдармен салыстырғанда) қатысты газдар өте көп бөлінеді. Пештің нейтралды атмосферасы сульфидтардің тотығуына кедергі жасайды және алғашқы материалдардың күкіртін сақтап оларды штейнде шоғырлануға шығаруға икемді жағдайда тудырып балқыма кезіндегі мәні мақсаты десульфуризация дәрежесін төмендетеді.
ЖТМАҚ мыс зауытының электр пеш бөлімі шихтаны жүктеу, балқыма өнімдерін шығару, газдарды бөліп шығарып дөректі тазалау үшін арналған қондырғылы екі кендітермиялық пештерден тұрады. Электрлі пеш бөлімінің кешеніне сонымен қатар мыналар жатады:
- гидрожүйелі және орындаушы механикалы насосты аккумуляторлы станция;
- электрлі пешті қорғаныс жүйесімен басқарумен жабдықтармен орындаушы механизацияны ара қашықтықта басқару пульты;
- жұмсартылған судың насосы;
- бөліп шыққан шлакты құю үшін шлактың бөлінуі;
Құрамында мысы бар шихтаны даярлау цех блогынан (ШДЦБ) пластикалы конвеер көмегімен металлургия цехына және әрі қарай электрлі пеш бөлімінің 29000 мм биіктігіне орналасқан, сиымдылығы 116 м[3] басты бункерлерге (пештің екі жағы бойымен) береді. Одан бөлек бөлімшелерде электрпештерге әртүрлі шихтамен бірге өңделетін металлдар (известъ, пирит, коксик, ұсақталған айналым) үшін қосымша бункерлер орналасқан, бұл бункерлердің
сиымдылығы - 24м .
Шихта моделі 200-ПТИ (әр бункерде екі данадан) ПЭВ электр вибрациялы қоректендіргішпен басты бункерлерден шихтаны электрлі пештің әр жағының айналасында 12 данадан орналасқан арнайы ағындар арқылы пешке тиейтін пештің екі жағында орналасқан конвеерге беріледі. Шихтаның электрлі пешке жүктелуі штейнді және шлакты торытуда орналасқан шекті ағындарсыз, барлық жүктегіш ағындар бойымен өзінше бірдей ағатын шлактың балқуымен жүргізіледі. Шекті ағындар бөлімшемен цех басқармасының арнайы нұсқауларымен жүктеледі.
Ағындардың жүктелуі мен шихтаның пешке берілуі шлактың балқымасының ашылуын жібермей, оның балқу шарасы бойынша жүргізіледі (пеш аузындағы температурасы датчиктердің сигналдануы бойынша). Шихтаның жүрісінің тоқталуын тапқан кезде осы ақауларды жою және шихтаның шлак балқымасына дұрыс жүруін қамтамасыз ету бойынша шаралары лезде жүргізіледі.
Кендітермиялық электр пештерде электродтар балқымаға 500-800 мм-ге тереңдетіледі. Шихтаны балқыту электр энергиясын жылуға түрлендіру есебінде болады, осыдан жылудың шамамен 60 процент температурасы 1500°С-ке жететін аумақтағы "электродшлак" беріліс түйісіндегі электродтар бетіне шығады, ал жылудың қалған бөлігі-ваннадағы электрод астындағы шлакты қабатқа бөлінеді. Шихтаны қыздыру мен балқыту шамасы бойынша штейінді шлак түрдегі жоғары сульфидтердің бөліну үрдісі алып өтеді:
Сu5FеS4 = 5Сu2S+ 2FеS+2S2 (1)
2СиFеS2 = Си2S + 2FеS + 12S2 (2)
FeS2 = FeS + 12S2 (3)
Сu2 - S - + 6СuО = Сu2О + SО2 (4)
4FеО + 6СuО = ЗСu2S + FеО (5)
FеS + Сu2О = Сu2S + FеО (6)
Сu2О + FеS = Сu2S + FеО (7)
Сонымен қатар штейн құрамына басқа ауыр түсті металлдар сульфидтері, бағалы металлдар мен шамалы магнезит енеді.
Бөлініп шыққан шлак үшін:
Ғе3О4 + FеS + SіО2 = (FеО)2 SіО2 + SО2 (8)
СаО + SіО2 =СаОSіО2 (9)
Ауыр шихта әсерінен электр пешке илеу мақсатында және темір мен кремнийден тұратын флюс ретінде конвертерлі шлак құяды.
Шлакты құю сиымдылығы 3м3 ковшпен көпірлі кран көмегімен пештің таруты штейнді жағында орнатылған науалар бойынша басындағы тесік арқылы жүргізіледі.
1.2 Пеш сипаттамасы
Жезқазған мыс зауытында орналасқан РПЗ-33-ШН02 түрдегі электрлі пештер-үшфазалы, алты электродты, тікбұрышты, беру ауданы 168 м2.
Пештің шлакты ауданындағы бүйір қабырғасының ішкі футеровкасы жоғары магнезитті оттегінен, штейінді мыс кірпішті торуты қабырғадан, ішінен шамотты кірпіштен жасалған. Пеш футеровкасының қызмет ету мерзімін жоғарлату үшін шлак иығының биіктігіндегі қабырға қаламасына болат тиы жылан түтікше жезден құйылған сумен суытылған кессондар (мұздатқыштар) салынған. Жинақталу пешінің қиылысы шамотты кірпіштен берілген. Электродтар, ағындар конвертерлі шлакты құю үшін тесіктерді жиіктелуі ыстыққа төзімді бетоннан жасалған. Пештің құлама қаламасының отқа төзімді бөлігі магнезитті кірпіштің бір қабатына және магнитті-хромитті кірпіштің екі қабатынан керісінше қиылысу түрінді жасалған және бетонды жастықта қозғалыссыз қалады. Пеш жастықты бетонды жастықта ауа вентилятордан берілген арнасы арқылы суытылады.
Пештің конвертелі ұшпаға айналған ендік қабырғасында штейінді шығару үшін 4 шпурлы қондырғы бар. N1 мен N4 шпуралар 4501 мм биіктікте, ал N2 мен N3 төменгі нүктеде 115 мм-де орналасқан. Қарама-қарсы енде шылакты шығару үшін үш шпурлы қондырғы бар.
Шахтаның балқуы трансформаторлы бөлімшеде орналасқан әрқайсысының қуаты 16667кВт үш бір фазалы ЭОНН-2500035 трансформаторлардан түсетін электроэнергиясының қорек көзі болып табылатын жылу есебінен жүргізіледі. Тоқтың трансформаторлардан электродтарға берілуі қысқа желі деп аталатын сумен суытылатын мыс құбырларының пакеттерімен жүзеге асырылады. Жөне әрі-қарай иілгіш мыс шлейфтері мен тоқөткізгіші құбыршалар арқылы электродтардың түйісу жақтарына беріледі.
Электродтардың қысқа желісі, түйісу жағы мен қозғалмалы титанды нығыздалуы ауыр температуралы шарттарда жұмыс істейді пештің өндіріс суымен суытылған басқа элементтерімен ерекшеленіп, жұмсартылған судың және церкуляциялы жүйесіне қосылған.
Барлық алты электродтар электр тізбегінде жұп жұбымен 1-2, 3-4, 5-6 болып, ал бір фазалы трансформаторлардан, сәйкесінше 1,2,3 болып жұмыс істейді.
Әрбір трансформаторда пеш жұмысы кезіндегі электрлі режимді өзгерту үшін "төменгі" жағындағы шығыс кернеудің 23 тен сатысы бар.
Пештің жұмыс істеу үрдісінде өзінше пісірілетін электродтардың жағу мөлшері бойынша насосты - аккумуляторлы станциядан электрогидравликалық реттегіш көмегімен болатын олардың қайта қосылуы жүреді.
Жанып кеткен электродтарды өсіру үшін электродтардың даргаларының (секциясының) пісірілуі мен оларға электродты массасының жүктелуі қарастырылады.
Штейнді пештен конверттерге ұшпаға орнатылған, сиымдылығы 8м3 ковшқа төрт шпурлардың біреуі арқылы жіберіледі де, көпірлі крандар көмегімен конвертерлерге жіктейді. Штейнді шпурларды не қышқылмен күйдіру арқылы ашады, не штейнді шығарудың 10-15 минуттан аспайтын қысқа мерзімді үзілсінен кейін арнайы сынықтармен теседі. Штейінді шпурларды пневмо нығыздағыш көмегімен сазды пробкамен жабады. Штейнді беру конверттерлердің көмегімен оның пеште бар болуынна тәсілді периодты түрде жүргізіледі. Пеште штейнның 800 мм-ден көп бар болу кезінде, штейнді ваннаны авариялы түрде қарастырыладыда, штейннің пештен ағып кету мүмкіндігіне қарсы шараларда қабылдайды.
Шлакты пештен сиымдылығы 16,5 м шлакты алып жүретін
табақтарға үш шпуралардың біреуі арқылы сумен суытылған болатты науа бойымен шығарылады да, темір жол тепловоздармен қоқсқа алып барады. Шлакты шпураларды штейндегі секілді қышқылды қолдану арқылы ашады. Шлакты шпутларды штейнге ұқсасты болатты сынықтарды енгізумен жабады. Бөлініп шыққан шлакты беруді оны пешке жинау мен шлакты алып жүретін табақтардың бар болу мөлшері бойынша периодты түрде жүргізеді. Бөліндіде табақ электромеханикалық қондырғы көмегімен бұрыладыда, шлак қоқсқа құйылады.
Газдар электрпештің қиылысу тесігінің біреуімен жоғары көтерілген және тұрғыш бойымен шаң-тозаңды камераға (солмен оң жақтағы) түседі, одан әрі циклондарға және жылдамды газ өткізгіштерге, оның кірісінде өнімділігі 40000нм3 сағат ені эксгаустерлер орнатылған. Содан кейін конвертердің газдармен бірігетін жинақты коллекторға беріледі де, біріктіргіш коллектор арқылы лас газдың коллекторына беріледі одан құрғақ электр сүзгіштің жеңішке тазартылыуына жіберіледі және әрі қарай күкірт қышқыл өндірісіне жіберіледі.
Технологиялық газдардағы күкірт ангидридінің құрамы 0,5 тен 2,5%-не дейін.
1.3 Үрдістің материялдық балансын есептеу
1.3.1 Шихтаның рационалдық құрамын есептеу
Жезқазған мыс зауытының шихтаны даярлау цехына құрамы бірінші кестеде келтірілген әр түрлі шоғырлармен флюстер беріледі.
1 Кесте. Шоғырлар мен флюстер құрамы, %
Аталуы
Си
РЬ
Zn
Fе
S
SiO2
СаО
MgO
Аl203
Басқасы
Жезқазған
мыссульфидті
36
1,4
0,8
5,2
13
27
1,3
0,8
6,5
8,0
Золотушен шоғыры
20
2,5
5,1
25
32,5
6
0,6
-
1,0
7,3
Лениногор пирит шоғыры
0,35
0,8
1,2
35
38,5
12,5
1,0
-
2,0
8,65
Құрамында алтын бар руда
0,05
-
-
-
-
68
3,5
-
-
28,45
Мыс рудасы
-
-
-
85
-
5,2
5,0
-
-
5,2
Әктас
0,00
-
-
-
-
3,0
54
-
-
43
Жезқазған кен орны мысты құм тас категориясына жатады кен орнының негізгі минералы хальнозин, борнит, халькоперит болып табылады. Оны кеннің құрамындағы мыс 1-1,5%, ал байытылғаннан кейін құрамында мыс 40%-не дейін жететін шоғыр аламыз.
Бұл шоғырда халькозин 30%, борнит 60%, халькоперит 10%.
Шихтаның құрамы (%): Сu-30,83; Рl-1,45; Zn-1,27; Ғе-10,16; S-17,5; SiO2-23,45; СаО-1,20; МgО-0,64; АlО3-5,50; басқалары -8,0
Берілген құрамы негізінде жезқазған шоғыры негізіндегі шихтаның рационалды құрамының есебін жүргіземіз.
Сu2S -тегі мыс мөлшері: 30,83*0,30=9,25 кг
Сu2S мөлшері: 9,25*160128=11,56 кг
Сu2S-тегі күкірт мөлшері: 11,56*32160=2,31 кг
Сu5ҒеS4-тегі мыс мөлшері: 30,83*0,6=18,49 кг
Сu5ҒеS4-тегі күкірт мөлшері: 29,12*128504=7,39 кг
Сu5FеS4-тегі темір мөлшері: 29,12*56504=3,24 кг
СuҒеS2-тегі мыс мөлшері: 30,83*0,1=3,08 кг
СuFеS2- мөлшері: 3,08*18464=8,86 кг
СuҒеS2-тегі күкірт мөлшері: 8,84*64184=3,08 кг
СuҒеS2-тегі темір мөлшері: 8,84*56184=2,69 кг
РbS мөлшері: 1,45*239207=1,67 кг
РbS-тегі күкірт мөлшері: 1,67*32239=0,22 кг
ZnS мөлшері: 1,27*0,725=1,89 кг
ZnS-тегі күкірт мөлшері: 1,89*3297=0,62
FеS2-тегі күкірт мөлшері: 17,5-2,31-7,39-3,08-0,22-0,68-3,88
ҒеS2 мөлшері: 3,88*12264-7,28
ҒеS2 гтегі темір мөлшері: 7,28*56120-3,39 кг
Ғе203-тегі темір мөлшері: 10,16-3,24-2,69-3,39-0,84 кг
Ғе2О3 мөлшері: 0,84*160112=1,2 кг
Ғе203 -тегі О2 мөлшері: 1,2*48160-0,38 кг
СаСОз-тегі СаО мөлшері: 1,2*10056=2,14 кг
СаСОз-тегі СаО мөлшері: 2,14*44100=0,94 кг
Алынган мәндерді 2 кестеге еңгіземіз. Ол шихтаның рационалды құрамы.
1.3. Десульфуризация дәрежесін алдын-ала анықтау
Кесте 2 - Шихтаның рационалды құрамы.
Қосылыстар
кг
Cu
Fe
S
О2
Zn
Рb
Al2O3
MgO
CO2
O
SiO2
Басқалары
Сu2S
11.56
9.25
-
2.3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Cu5FeS4
29.12
18.49
3.24
7.39
-
-
-
-
-
-
-
-
-
CuFeS2
8.86
3.08
2.69
3.08
-
-
-
-
-
-
-
-
-
PbS
1.67
-
-
0.22
-
-
1.45
-
-
-
-
-
-
ZnS
1.89
-
-
0.62
-
1.27
-
-
-
-
-
-
-
FeS2
7.28
-
3.39
3.88
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Fe2O3
1.20
-
0.84
-
0.36
-
-
-
-
-
-
-
-
CaCO3
2.14
-
-
-
-
-
-
-
-
0.94
1.2
-
-
SiO2
23.45
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
23.45
-
Al2O3
5.50
-
-
-
-
-
-
5.5
-
-
-
-
-
MgO
0.64
-
-
-
-
-
-
-
0.64
-
-
-
-
Басқалары
6.69
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
6.69
Барлығы
100
30.82
10.16
17.5
0.36
1.27
1.45
5.5
0.64
0.94
1.2
23.45
6.69
Жоғары сульфидтердің диссациалану салдарынан (1-3 тендеу)
2Сu5ҒеS4=5Сu2S+2FеS+S (10)
Сu25 түзіледі: 18,49*159,17*5317,5*2=23,11 кг
ҒеS түзіледі: 18,49*2*87,12317,5*2=5,08 кг
S түзіледі: 18,49*2*87,12317,5*2=5,08 кг
FeS2 = FeS + S (11)
S түзіледі: 3,39*87,6255,85-5,33 кг S түзіледі: 3,39*32,0755,85-1,94 кг
2СuҒеS2=Сu2S+2ҒеS+S (12)
Сu2S түзіледі: 3,08*159,07127-3,85 кг
ҒеS түзіледі: 3,08*87,62*2127=4,24 кг
S түзіледі: 3,08*32,07127=0,77кг
(1) мен (3) реакциялар бойынша диссоциациялану есебінен не
бары мындай күкірттер түзіледі: 0,92+1,94+0,77=3,63 кг
Шоғырда 1,2 кг Ғе2О3 құралған, бұл гемотит мына реакция бойынша
РеS- пенжүргізіледі:
ЗҒе2О3+FеS=7ҒеО+SО2 (13)
SО түзіледі: 1,2*64,07(3*159,7)=0,16 кг
S түзіледі: 1,2*32,07(3*159,7)= 0,08 кг
ҒеО түзіледі: 1,2*7*7і,95(3*159,7)=0,59 ҒеS
FeS айырылады:1 ,2*87,92(3*159,7)=0,59
Сульфидтердің және шоғырдың гематитпен тотығуының диссоциациялану салдарынан не бары мынадай күкірт бөлінеді: 3,63+0,08=3,71 кг
Осыдан десульфуризация дәрежесі мынадай болады: Д=(3,7117,5)*100=21,2%
Конвертерлі шлакты магнетитінен балқымаға түсетін күкірттің 2%-і тотығады деп үйғарайық, онда десільфуризацияның жалпы дәрежесі балқыма кезінде:
Д-23,2 %
Күкірттің не бары 17,50,232=4,55 кг бөлінді. Күкірттер штейнге өтеді 17,5-4,55=13,4 кг
1.3.2 Штейн мен конвертерлі шлактың құрамын алдын-ала есептеу
Штеймен конвертрлік шлакты құрамымен мөлшерін құрамында 20% күкірті бар штейн жағдайы кезінде бейімді түрде табамыз. Штейннің құрамы: 13,3*10020=66,5 кг. Мыстың штейнге шығарылуын 98,5%-деп қабылдаймыз, сонда мыстың штейндегі қүрамы: 30,83*0,985=30,37 кт болады.
Мыстың штейндегі құрамы 30,3766,5*100=48,68%
Қышқылдың штейндегі құрамын 1,17% деп қабылдаймыз, сонда Ғе3О4-нің штейндегі құрамы: 1,17*231,6564=4,23%.
Ғе-нің штейндегі құрамы 16,7%, ал ҒеS-4,9%. SО2, Ғе3О4-тің
конвертерлі шлактағы құрамы: 25% пен 7,1%.
Ғе304-тің конвертерлі шлактағы құрамы штейнге қарағанда 10-20% жоғары. Fе3О4-тің шлактағы құрамы 7,71-1,18=8,16%. Басқалардың конвертерлі шлактағы құрамын 19% деп аламыз.
Конвертерлі шлак мынадан тұрады:
100-(6,75+4,9+25+8,16+19)=39,06%,
ҒеО. 39,06*55,8571,85=30,36%
ҒеО-дегі О 8,16*167,5251,35=5,9%
Fе3О4-дегі Ғе 4,9*55,8587,62=3,11% ҒеS-тегі Ғе.
Ғе-нің конвертелі шлактағы жалпы құрамы: 30,36+5,9+3,11=39,37.
Конвертелеу кезінде 66,5кт штейннен мынадай конвертерлі шлак алынады: 66,5*0,1670,3937=28,43 кг.
Конвертрлік шлакты электрлі пешке құйған кезде одан штейнді тұндыру кезінде алғашқы құрамдағыдай құрам бөлінеді. Шлакты ваннаны электрлі пеште маңызды қыздыру салдарынан электрлі балқыту кезінде мысты конвертерлі шлактан шығаруды өте жоғары -92% деп қабылдаймыз, сонда электрлі пеште 28,93кг конвертерлі шлактан мынадай штейн алады:
28,93*(0,0675*0,920,4568)=2,86кг.
Осы шлактан 1,16*(0,0675*0,920,4568)=0,22 кг штейн алынады. 100 кг шоғырға келетін штейннің жалпы мөлшері:
66,5+2,86+0,22=69,58 кг.
Шлактың жалпы мөлшері:
28,43+1,65+0,09=30,17 кг.
Осы штейндегі Ғе3О4-тің құрамы:
69,58*0,0423=2,94 кг
Конвертелі шлакта:
30,17*0,0816=2,46 кг Fе3О4
Конвертелі шлакта Рb 4% массасы бойынша -- 0,04*30,17=1,25 кг.
Шихтамен 1,45 кг қорғасын түседі. Балқымаға түскен Рb-нің жалпы мөлшері 1,25+1,45=2,7 кг.
Қорғасынның штейнге бөлінуі 40%-ден аламыз, сонда Рb-нің штейндегі мөлшері: 2,7*0,4=1,08 кг
Қорғасынның штейндегі құрамы 1,0869,58=1,35 %. Конвертелі шлакта Рb-30%, ал цинктің мөлшері: 0,03*30,17=0,91 кг.
Шихтамен 1,27 кг цинк түседі. Цингтің штейнге бөлінуі-10%. Сонда цинктің штейнге құрамы (1,27+0,91)*0,1=0,22 кг. Цинктің штейндегі құрамы (0,2269,58)*100=0,31%.
1.3.4 Электрлі пештегі шлак құрамы
Шлактағы ҒеО-ның алдын-ала есептеу мөлшерін алдында шлактағы барлық Fе*FеО түрде деп есептеп, Ғе-нің балқымадағы өнімдер мен материалдағы жалпы мөлшері бойынша табамыз. Балқымадағы түсетін Ғе-нің мөлшері -- 10,16 кг. Fе-нің конвертелі шлактағы мөлшері: 30,17*0,3906=11,76 кг.
Fе-нің штейндегі мөлшері: 69,58*0,167=11,62 кт.
Темір шлакқа өтеді: (10,16+11,78)-11,62=10,32 кг.
FеО-нің шлактағы мөлшері: 10,32*71,8555,85=13,27 кг.
SіО2-нің шоғырдағы мөлшері: 23,45 кг.
SіO2-нің конвертерлі шлактағы мөлшері: 30,17*0,25=7,54 кг.
SiO2-нің шлактағы мөлшері: 23,45+7,54=30,99 кг.
СаО-нің шоғырдағы мөлшері -- 1,2 кг.
Конвертерлі шлактағы СаО мөлшері -0,61 кг.
Шлактағы СаО мөлшері 1,2+0,61=1,8 кг.
МgО-нің шоғырдағы мөлшері -0,64 кг да, барлығы шлакқа өтеді. Шоғырдағы Аl2О3-565кг, оларда бөлініп шығатын шлакқа өтеді.
Рb-нің шоғырдағы мөлшері -1,45 кг.
Конвертелі шлактағы Рb мөлшері - 1,25кг.
Штейндегі Рb 1,08 кг. Шлакқа 1,45+1,25-2,7кг-1,08=1,62кг өтеді.
Цинктің шоғырдағы мөлшері -- 1,27кг.
Конвертелі шлактағы цинк мөлшері -0,91 кг.
Штейнге 0,22 кг цинк өтеді.
Шлакқа (1,27+0,91)-0,22=1,96 кг 2п өтеді.
Шлактағы Fe3О4-тің шлактағы мөлшері (52,210,9)*0,04=2,32 кг болады, мұндағы 52,21кг - шлактың негізгі шлактудырғыш бойынша массасы F.
Пештен штейн мен бөлініп шығатын шлакпен небары 2,94+2,32=5,26кг Ғе3О4 шығады.
1.3.5 Десульфуризация дәрежесінің ауырға анықталуы
Шлак пен шихтаның қабылданған құрамы үшін десульфуризация дәрежесін есептейміз.
10Ғе2О3+FеS=7 Fе3О4+ SО2 (14) реакциясы бойынша:
5,26-2,46=2,8 кг Ғе3О4 ойда болады;
2,8*32,077*23,15=0,055 кг күкірт тотығады;
2,8*10*159,77*23,15=2,76 кг Fе2О3 алынады.
(10) реакция бойынша:
3,11-2,76=0,35 кг Fе2О3 алынады
0,35*32,073*159,7=0,023 кг күкірт тотығады
барлығы 0,055+0,023=0,078 кг күкірт тотығады.
Жоғары сульфидтердің диссациалануы мен тотығуы нәтижесінің салдарынан 3,63+0,78=3,708 кг күкірт бөлінеді.
Балқыту кезіндегі десульфуризация дәрежесі: Д=(3,70817,5)*100=21,18%
Материалдың балансты есептеу нәтижелері 3 кестеге енгізілген.
3 Кесте. Алдынғы материалдың балансы
Баланс статьялары
Мөлш ері
Си
РЬ
Zn
Ғе
S
SiO2
СаО
Мg0
Аl203
О2
Басқалары
Жүктелген:
Шоғыр
100
30,8
1,45
1,27
0,16
7,5
23,4
1,2
0,64
5,5
0,36
7,64
Конв.шлак
30,17
2,05
1,25
0,91
1,78
,04
7,54
0,61
-
-
1,37
4,62
Барлығы
130,17
32,88
2,7
2,18
1,94
7,54
30,9
1,81
0,64
5,5
1,73
12,26
Алынған:
Штейн
69,58
32,3
1,08
0,22
1,62
3,83
-
-
-
-
1,73
8,72
Шлак
53,34
0,5
1,62
1,96
0,32
-
30,9
1,81
0,64
5,5
-
-
Газдар
7,25
-
-
-
,71
-
-
-
-
-
3,54
Барлығы
130,17
32,8
2,7
2,18
1,94
7,54
30,99
1,81
0,64
5,5
1,73
12,26
1.3,6 Шлактың берілген құрамына балқыманы енгізу үшін арналған флюстер мөлшерін есептеу
Балқыманың алдын-ала есептелген материалдық балансынан шлактың барлық темірін FеО-ға аудара отырып, шлактың есеп құрамын шығарамыз.
10,3256*72-13,27 кг
Алынған нәтижелер бойынша 4-ші кестені құрамыз. Шлак тығыздығын төмендету және мыс құрамын азайту үшін, шихтаға 15% СаО-дан түратын шлакты известнякты береміз. Практикада
(ҒеО, СаО, SiO2, Аl2О36 МgО)-93-96%-ті құрайды. Және де бұл сумма 95%-не тең, сонда СаО-ны есептемегенде 80% болады.
4 Кесте. Флюстеусіз шлак құрамы
Компонеттер
Кг
%
ҒеО
13,27
23,57
Si02
30,99
55,05
СаО
1,81
3,22
АІ203
5,50
9,77
Мg0
0,64
1,13
Сu
0,50
0,89
Рb
1,62
2,88
Zn
1,96
3,49
Барлық
56,25
100
Флюс ретінде құрамы кестеде келтірілген Хкг мөлшердегі әктасын қосамыз. (ҒеО+SіО2+Аl2О3+Мg0)СаО=S015 қатынасы бойынша мына теңдеуді құрамыз:
одан Х=14,3 кг табылады.
Шлакта флюсты қосқан кезде FеО,SiO2, СаО, Аl2О3, МgО суммасы бөлінген шлакпен бірге 52,21кг, ал әктаспен бірге:
(SiO2+ СаО)=1,43*0,03+14,3*0,54=61,92 кг немесе шлак тудырғыштың жалпы мөлшері 80% шлактың шығысы
61,920,8=77,8 кг-ды құрайды.
Осылай, шоғырдың 100кг қоспасына 14,3кг әк тас қосу
қажет, сонда шихтаның құрамы төмендегідей болады:
№1 шоғыр-(80114,3)*100=69,99%
№ 2 шоғыр-(10114,3)*100=8,75%
№3 шоғыр-(10114,3)*100-8,75%
әк тас-(14,3114,3)*100=12,51%
Электрлі бойынша шихтасының флюсті қосу есебінен элементарлы құрамын 5-кестеде көреміз.
5 Кесте. Флюсті есептегендегі шихта құрамы, кг
Шоғырлар
Мөлшері
шері
Сu
Рb
Zn
Ғе
S
SiO2
СаО
МgО
АІ203
Басқа лары
№1 шоғыр
69,99
24,97
0,96
0,55
3,63
9,02
18,86
1,02
0,5
4,54
5,94
№2 шоғыр
8,75
1,74
0,20
0,44
8,17
2,84
0,52
0,06
-
0,08
0,70
№3 шоғыр
8,75
0,03
0,10
0,11
3,01
3,31
1,09
0,19
-
0,16
0,75
Әқтас
12,51
-
-
-
-
-
0,36
6,95
-
-
5,20
шихта
100
26,74
1,26
0,10
8,81
15,17
20,73
8,22
0,5
4,78
12,59
1.3.7 Шихтаның рациоанлды құрамын есептеу Шоғырға флюсті қосқаннан кейін шихтаның рационалды құрамын анықтау қажет:
Сu2S-тегі мөлшері: 26,74*0,3=8,02 кг
Сu2S -тің мөлшері: 8,02*160128+10,03 кг
Күкірттің Сu2S-тегі мөлшері: 10,03*32160=2,01 кт
Мыстың Сu5FеS4-тегі мөлшері: 26,77*0,6=16,04 кг
Сu5FеS4-тің мөлшері: 16,04*504320=25,26 кг
Күкірттің Сu5FеS4-тегі мөлшері: 25,26*128504=6,42 кг
Сu5FеS4-тегі темір мөлшері: 25,26*56504=2,81 кг
Сu5FеS4-тегі мыс мөлшері: 26,74*0,1=2,67 кг
СuFеS2 мөлшері: 2,67*184б4=7,69кг
СuFеS2-тегі күкірт мөлшері: 7,69*64184=2,67 кг
СuFеS2-тегі темір мөлшері: 7,69*56184=2,34 кг
РbS-тің мөлшері: 1,26*239207=1,45кг
Күкірт РbS-тегі мөлшері: 1,45*32239=0,19кг
ZnS мөлшері: 1,10*9765=1,64 кг
ZnS-тегі күкірт мөлшері: 1,64*3297=0,54 кг
FеS2-тегі күкірт мөлшері: 15,17-2,01-6,42-2,76-0,19-0,54=3,34 кг
FеS2 мөлшері: 3,34*12064-6,26 кг
Fе-нің ҒеS2-тегі мөлшері: 6,26*56120=2,92 кг
Fе-нің Ғе203-тегі мөлшері: 8,81-2,81-2,34-2,92=0,74кг
Fе203 мөлшері: 0,74*160112=1,06кг
Fе20з-тегі қышқыл мөлшері: 1,06*48160=0,32 кг
СаСО-тегі СО2 мөлшері: 14,68*44100=6,46 кг
Алынған нәтижелерді 6-шы кестеге еңгіземіз.
1.3.8 Десульфуризация дәрежесін дәлелдеу
Жоғарғы сульфидтері (10)-(ІЗ) реакциялар бойынша диссоциациялау салдарынан мыналар бөлінеді (2.1) реакциясы бойынша
Сu2S: 16,04*159,17*5(317,5*2)=20,1О кг
FеS: 16,04*2*87,92(2*517,2)=4,44
S: 16,04*32,07(317,5*2)=0,81 кг
FеS: 2,92*87,9255,85=4,59 кг
S-2,92*32,0755,85+1,68 кг
(2) реакциясы бойынша алынады:
СuS: 2,67*159,07127=3,34 кг
FеS: 2,67*87,92*2127=3,69 кг
S: 2,76*32,07127=0,67 кг
(1)-(З) реакциялары бойынша диссоциация есебінен не бары мынадай күкірт бөлінеді:
0,81+1,68+0,67=3,1 кг
Шоғыр 1,06 кг Ғе2О3-тен тұрады. Ол ҒеS-пен (14) реакция бойынша реакцияланады.
Осынан 1,06*64,07(3-159,7)=0,14 кг SО2 алынады.
1,06*32,07(3*159,07)=0,07 кг күкірт тотығы
1,06*7*71,65(3*159,7)=1,11 кг FеО алынады
1,06 * 87,92(3 * 159,7) = 0,19кг тұтынылады
Сульфидтердің диссоциациялануы мен шоғыр гематитпен тотығу салдарынан не бары мынадай күкірт бөлінеді: 3,16+0,07=3,23кг
6 Кесте. Шихтаның рационалды құрамы
Қосылыс
Мөлшері
Cu
Fe
S
O2
Zn
Pb
Al2O3
MgO
CO2
CaO
SiO
Басқалары
Сu2S
0,03
0,02
-
0,01
-
-
-
-
-
-
-
-
Cu5FeS4
5,26
6,0
8
0,42
-
-
-
-
-
-
-
-
CuFeS4
,69
,67
,34
,67
-
-
-
-
-
-
-
-
PbS
,45
-
-
,19
-
-
,26
-
-
-
-
-
ZnS
,64
-
,92
,54
-
,1
-
-
-
-
-
-
FeS2
,26
-
,77
,34
-
-
-
-
-
-
-
-
Fe2O3
,06
-
-
-
,32
-
-
-
-
-
-
-
CaCO3
6,68
-
-
-
-
-
-
-
-
,46
8,22
-
SiO2
0,13
-
-
-
-
-
-
-
--
-
0,73
-
Al2O3
,72
-
-
-
-
-
4,78
-
-
-
-
-
MgO
,5
-
-
-
-
-
-
0,5
-
-
-
-
Басқалары
,92
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Барлығы
00
6,7
,81
5,1
,32
,1
,26
4,78
0,5
6,46
8,22
0,7
Осыдан десульфуризация дәрежесі: Д=3,23 * 10015,56 = 20,7%
Конвертерлі шлак магнетитімен балқымаға түсетін 3% күкірт тотығада деп есептейміз. Десульфуризацияның жалпы дәрежесі 2,57%. Не бары 15,56 * 0,237 = 3,69 кг күкірт тотығады. 15,56 - 3,69 = 11,87 кг күкірт штейнге өтеді.
1.3.9 Штейн мен конверлі шлактың құрамы мен мөлшерін есептеу
Штейнде 21,2% күкірт бар кезде штейн мен конвертерлі шактың құрамы мен мөлшерін есептейміз. Штейннің мөлшері 11,87 * 10021,2 = 55,92. Мыстың штейнге бөлінуін 98,5% деп аламыз. Сонда штейндегі мыс мөлшері: 26,74*0,985=26,34 кг.
Штейндегі мыс құрамы 26,34*10055,92=47,1%. Штейндегі қышқыл кұрамы 1,2% - деп аламыз.
Сонда штейндегі Ре2О3 құрамы: 1,2 * 23264 = 4,35%.
Штейндегі темір құрамы 16,7%, ал ҒеО-26,6%. Конвертерлі шлактың сол құрамын аламыз.
55.92 кг штейн конвертерлеу кезінде 55,92*0,1673906=23,91 кг конвертерлі шлак алынады.
Сонда 23,91кг конвертерлі шлактан 23,91 * 0,0675 * 0,920,471 = 3,15 кт штейн алынады.
Бұл штейннен 3,15 * 0,1670,3906 = 0,08 кг шлак туады.
Штейннің жалпы мөлшері: 55,92 + 3,15 + 0,08 = 25,34 кг, бұл конвертерлі шлакта 55,28 * 0,0435 = 2,57 кт Ғе2О3 бар
Сu2S-тің штейндегі құрамы: 4,71 * 59,17127,1 = 58,98%; ондағы күкірт: 4,71 * 32,07127,1 = 11,88%.
Конвертерлі шлактағы қорғасын: 4%, ол конвертерлі шлактағы қорғасынның мөлшері: 0,04 ү 25,34 = 1,03кг. Барлық қорғасын: 1,03 + 1,26кг = 2,29 кт. Қорғасынның штейнге бөлінуі 40%, ал штейндегі қорғасынның мөлшері: 2,29 * 0,4 - 0,92 кт. Конвертерлік шлактағы цинктің құрамы 3 %, ал мөлшері: 0,03 * 25,34 = 0,76 кг. Штейнмен бірге 1,1 кг түседі. Барлығы 0,76+1,1=1,86 кг цинк түседі.
Цинктің штейнге бөлінуі 10%, штейндегі цинктің мөлшері: 1,86 * 0,1 = 0,19 кг. Штейндегі цинктің құрамы 0,19 * 10059,28 = 0,31%
Штейннің рационалды құрамы 7 кестеде келтірілген.
7 Кесте. Штейннің рационалды құрамы
Мөлшері
Cu
Zn
Fe
S
O2
Басқасы
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
Cu2S
32.00
8.98
6.34
7.1
,65
1,88
PbS
1.06
.79
.92
.55
,14
,24
ZnS
0.29
.49
,19
,31
,75
,7
FeS
15.77
6.6
0,02
6,9
,75
,7
Fe2O3
2.57
.35
1,79
,15
,77
,2
Басқалары
6.6
.79
,6
,79
Барлығы
59.28
00
6.34
7.1
.92
.55
,19
,31
1,81
0,05
2,64
1,99
,77
,2
,6
,79
1.3.10 Шлакты есептеу
FеО-ның шлактағы мөлшерін барлық темір шлакта FеО түрде оранласқан деп есептей отырып темірдің балқыма материалдары
мен өнімдеріндегі жалпы мөлшері бойынша табамыз.
Темірдің шоғырдағы пешке түсетін мөлшері -- 8,81 кг
Темірдің конвертерлі шлактағы мөлшері: 0,3937 * 25,34 = 9,98 кг
Темірдің штейндегі мөлшері: 59,28 * 0,167 = 9,98 кг
Шлакқа 8,81 + 9,98 - 9,98 - 8,81 кг темір кетеді.
Конвертерлі шлактагы SiO2 мөлшері: 25,34 * 0,25 = 6,34
Шлактағы SiO2 мөлшері-8,22 кг
Конвертерлі шлактағы СаО мөлшері: 25,34 * 0,02 = 0,51 кг
Шлактағы СаО мөлшері: 8,22 + 0,51 = 8,73 кг
Аl203 толығымен шлакқа өтеді - 4,78 кг
МgO шлакқа өтеді: 0,50 кг
Шихтадағы қорғасын мөлшері 1,26 кг
Конвертерлі шлактағы қорғасын мөлшері: 25,34 * 0,04 = 1,02 кг
Штейндегі қорғасын: 0,92 кг, шлакқа өтетіні 1,36 кг
Шихтадағы цинк мөлшері 1,1 кг
Конвертерлі цинк мөлшері: 25,34 * 0,03 = 0,76 кг
Штейндегі цинк - 0,19 кг, шлакқа өтетін цинк 1,67 кг.
1.3.11 Технологиялық газдар мөлшерін есептеу
Бөлініп шығатын газдарға шоғыры сульфидтері диссоциация-
лаудан элементарлы күкірт темір сульфидін магнегитпен тотықтырудан туған күкіртті газ, және әк тасты диссоцияцияланған көмірқышқыл газы кетеді.
Сульфидтерді диссоциациялау салдарынан 3,16 кг S бөлінеді. Осы күкіртті SO2-ге дейін тотықтыруға 3,16 кт немесе 3,16 кг немесе 3,16 * 22,432 = 2,21 м3 қышқыл қажет.
Күкіртті тотықтыруга кететін 3,16 кг қышқылмен бірге үрдіске ауа құрамымен мыншама азот кетеді:
3,16 * 7223 = 10,58 кгнемесе 10,58 * 22,428 = 8,463.
Күкіртті тотыруға барлығы 3,16 + 10,58 = 13,74 кг немесе
2,21 + 8,46 = 10,67м3 ауа қажет
Темір сульфиді магнитпен (13) реакциясы бойынша толықтыру нәтижесінде 0,14 кг SО2 пайда болады немесе 0,07 кг күкірт тотығады.
Пеште барлығы 6,32 + 0,14 = 6,44 кг немесе 6,44 * 22,464 = 2,25м3 S02 пайда болады.
Әк тасты диссоциациалау кезінде 6,46 кг СО2 немесе 6,46 * 22,444 = 3,29м[3] СО2 туады.
Есеп берілгендері бойынша 8 кестені құрамыз.
8 Кесте.
Баланс статиялары
Мөлшері
Сu
Fe
S
O2
Zn
Pb
Al2O3
MgO
CaO
SiO2
O2
Басқалары
Жүктелген
Шихта
00
7,7
,81
5,17
,32
,1
1,26
,78
,5
,22
0,73
,46
5,91
Конв.Шлак
5,34
,72
,98
,69
,34
,76
1,02
,51
,34
3,08
Ауа
3,74
,16
0,58
Барлығы
39,08
8,4
8,7
5,58
,82
,86
2,28
,78
,5
,73
7,07
,46
0,58
9,89
Алынған
Штейн
9,28
8,0
,89
2,34
,6
,19
0,92
6,7
Шлак
6,32
,42
,9
,67
1,36
,78
,5
,73
7,07
3,19
Газдар
3,48
,22
,22
,46
0,58
Барлығы
39,08
8,4
8,7
18,86
,82
,86
2,28
,78
,5
,73
7,07
,16
0,58
9,89
І.4 Үрдістің жылу балансын есептеу, шихтаның жылу тұтынулығын анықтау
Шихтаның жылу тұтынулығын анықтау үшін шихтаны балқыту үрдісінің жылу баланс теңдеуін құрамыз. Бастапқы 100 кг шихтаны өңдеуге балқытудың жылу баланстарының жеке статьяларын есептейміз.
1.4.1 Шихтаның физикалық жылуы
Шихта құрамында шоғырлар мен флюстер кіреді, шихтаның мөлшері 100кг, ол пешке 20°С температура кезінде қыздырылмаған күйде беріледі.
Құрамдастардың бөлікті жылу сиымдылығы, Со
Сu2S 0,169кДж
FеS2 0,194 кДж
SiO2 0619 кДж
СuFеS2 0,13қДж
РbS 0,05 кДж
Zn 0,41 кДж
СаСОз 0,33 кДж:
Орташа бөлікті жылу сыйымдылығын мына формула бойынша анықталады:
(15)
Шихтамен бірге енгізілген жылу мөлшері мына формула
бойынша анықталады:
(16)
Q1 Сұйық конвертерлі шлактың физикалық жылуы.
Берілгендер бойынша шлактың пешке құю кезіндегі
температурасы Тшл=1150°С-қа тең. Шлактың жылу құрамы осы
температурада С=1288,7 кДж. Конверлі шлакпен енгізілген жылу
мөлшері мына формуламен анықталады:
Q2 = 128867*26633=33931 кДж
Бөлініп шыққан шлактың физикалық жылуы.
Шлакты шығару температурасы 1450 °С-қа тең. Электрлі балқыту шлагының жылу құрамын 1151,6 кДж деп аламыз. Шлакпен алынған жылу мөлшері мына формула бойынша анықталады:
Q4= Ср*m Q4=1151,6*50,94=58662 кДж
Штейннің физикалық жылуы.
Электрлі балқыту кезіндегі штейн температурасы Тшт=1200°С Штейннің осы температурадағы жылу құрамы 919,6 кДж.
Жылу мөлшері мына формуламен анықталады:
Q5=919,6-59,37=54597 кДж.
Газбен бірге алынған жылу.
Бөлініп шығатын газдар температурасы 400 °С. Құраушылардың орташа бөлікті жылу сыйымдылығын 1,068 кДж (кг. °С) Газбен бірге алынған жылу мөлшері.
Q=1,068*400*23,48=10030 кДж.
1.4.2 Экзотермиялық пен эндотермиялық реакциялар жылуы
(6) реакция бойынша тотығатын FеS-тің мөлшері =0619 кт. Реакцияның жылу тиімділігі 23708 кДж.
Реакция бойынша сіңірілген жылу:
Q=23708*0,1988*4,18=214 кДж
FеО+SiO2-2FеО*SіО2 реакциясы бойынша шлактың барлық темірі (ҒеО) фаялитке байланысқан деп есептейміз.
Балқымадан кейінгі шлактағы FеО мөлшері: -11,33 кт Конвертерлі шлактағы FеО мөлшері-10,28 кг FеО мөлшері SiO2-мен реакцияланады: 11,33-10,28=1,05 кг
(18) реакциясының жылу тиімділігі - 10900*ккалмоль
Реакциядан бөлінетін жылу.
Q=10900*1,05(2*72)*4618=333 қДж СаО+ SіО2=СаО* SiO2 (19) реакциясы бойынша:
Алғашқы шоғыр мен конвертерлі шлакта СаО силикатқа байланысқан, сондықтан да флюстен шлакта өткен тек СаО-ны ескереміз, яғни әк тасты.СаО-ның мөлшері -- 12,17 кг.
Реакцияның жылу тиімділігі 19700 ккалмоль.
Реакция бойынша бөлінетін жылу:
Q=19700*1261756*4618=17895 кДж.
Ол сулъфидті диссоциациалау реакциясы. Пеште борнитті диссоциациалайды, борнитті жылу эффектісі:
Q=22720-4232= -19800 ккалмоль.
Сu5FеS4 пен FеS2-ні диссоциациалау кезінде 9,03 кг FеS алынады.
Сульфидтері диссоциациалау реакциясының нәтюкесінде сіңірілетін жылу:
Q = 19800*9,03188*4,18=15580 кДж.
СаС03 - СаО + СО2 (20) реакциясы бойынша: 10,09 кг СаО алынады.
Реакцияның жылу эффектісі (-49500) ккалмоль.
Реакция бойынша 3,23 кг элементарлы күкірт бөлінеді. SО2-ні алудың жылу эффектісі -- 70960 ккалмоль.
Реакция кезінде бөлінетін жылу:
Q = 70960 * 3,2332 * 4,18 = 29939 кДж.
Эндотермиялық реакция жылуы:
Q энд=9800+37280=47080 кДж.
Эндетермиялық реакция жылуы:
Q нез=214+29339+14913+333=45399кДж.
1.4.3 Шихтаның жылу тұтынулығын есептеу
Жылу келудің негізгі статьялары:
-Шихтаның жылу тұтынулығын өтеуге кететін сыртқы жылу:
q болу кДжт, шихта мөлшері 100 кг- 0,1, шихтаның жылу тұтынулығы 0,1 q болу;
-шихтаның физикалық жылуы 1674 кДж;
-конвейірлі шлактың физикалық жылуы 33931 кДж;
-эндотермиялық реакциялар жылуы 45185 кДж.
Келіс =0,1q балу+1674+33931+45185=О,1q балу+80790
Жылу шығынының негізгі статьялары:
-штейннің физикалық жылуы 54597 кДж;
-шлактың физикалық жылуы 58662 кДж;
-газдардың физикалық жылуы 10030 кДж;
-эндотермиялық реакциялар жылуы 47294 кДж. Шығын=54597+58662+10030+47294=17058 3кДж. Жылу балансының теңдеуін құрамыз:
О,1q болу + 80790=170583 және шихтаның жылу тұтынулығын табамыз: q болу-897930 кДжт.
Электр энергияға есептегенде Gбалқ=897930(860*4,18)-249,7кВт*са ғТшихта.
1.4.4 Электр энергияның меншікті шығынын анықтау
Меншікті шығынды мына формула бойынша анықтайды:
W=1,1(gбал+Q2+Qn-Qэл)860; кВт*сағТ (22)
электр энергияның бөлікті шығынын табу үшін жылудың бөлініп шығатын газбен шығынын Q2 электродтардың жану жылуын Qэл сыртқы орта жылуының шығынын білу қажет.
Пештің шамалы өлшемдерін анықтау. Электрлі пештің мыс шоғырларын балқыту үшін бөлікті өнімділігі пеш астындағы ауданның квадрат метріне 4,5 тонна қүрайды.
Штейнде 160000т мыс алу үшін жылына құрамында 28,04*10059,28=47,4% 160000*0,74=253164т немесе 25316*125,3459,28=535283т шихта кезіндегі штейндегі қайта өңдеу қажет.
Электрпештің жылына 340 күн жұмыс істеген кезіндегі тәуліктің өнімділігі 535283т340=15б2 ттәу немесе 781 ттәул бір пеште құрайды. Пеш астының ауданы тәуліктің өнімділігінде Ғпод=7814,5=168м2
Тікбұрышты түрдегі пеш үшін қатынас ҺВ=41 болады, яғни Һ=4В, сонда астынғы аудан мына формула бойынша анықталады:
Ғпод=h * B=4B2 (23)
B = 168,4 =7м, h = 1687 = 24м.
Қабырғаның орташа қалыңдығы 0,75м-ге тең деп аламыз.
Пештің сыртқы өлшемдері:
һ-24+0,75*2=25,5м
В =7+0,75*2-8,5м
Fсв =25,5*8,5=216,75м[2]
Пештің орташа температураларын аламыз.
Ванна деңгейіндегі қабырға 600°С, газды кеңістік 600°С. Пештегі ашық тесіктердің ауданының күмбез ауданын екі процентке тең аламыз, әрі қарай 216,75*0,02=4,34м2. Пеш футеровкасын келесідегідей аламыз. Ванна денгейіне қабырға: ішкі беті -магнезит 580мм, сыртынан шамот 230мм. Ванна денгейінен жоғары қабырға барлық қалыңдықта шамот 700мм. Пеш астынан күмбезге дейін 4 метр, ванна терендігін 2,3 метр қылып аламыз.
Электродтар жануының жылуы. Өзінше пісірілетін электродтардың электродты массасының шығынын балқыма кезінде шихтадан 4кгт немесе 100 кг шихтадан 0,4 кг қылып қабылдаймыз.
Реакцияның жылу эффектісі:
S+О2=SО2 (24)
94050 ккалмольге тең.
Электродтардың жану жылуы:
94050*0,412*4,18=13104 кДж
Өзінше пісірілетін электродтардың қаптамасы үшін болаттың шығыны электродты масса шығынынан бес процентті құрайды.
0,4*0,05=0,02кг
Ғе+12О2-FеО (25)
Реакцияның жылу эффектісі 6700ккалмоль.
Темірдің тотығу жылу:
63700*0,0256*4,18=95 кДж.
Электродтардың жану кезіндегі жылудың барлығы:
13104+95=13199қЦж
Ішкі орта бойынша жылу шығыны. Құлама арқылы шығынды
мына формула бойынша есептейміз: Q=R*ҒҚYenЛі (16)
Мындағы: R пеш құламасы арқылы жылу шығынының тәжірибелі коэффициенті, ккалм2 сағ.
i уақыт, сағ.
Fkyл -құлама уадан, м[2]
100кг шихтаны өқцеу уақыты: i=100*24(781*1000)=0,003сағ.
-суық құлама үшін R=5000ккалм сағ;
-құлама арқылы жылу шығыны: 5000*0,003*168*9,18=10533кДж; - қабырғаның төменгі бөлігі арқылы жылу шығынының мына формуламен есептейміз: (27)
SМ=0,58 м, Sш=0,23м.
Қабаттың орта температураларын аламыз, магнезиттікі -1200°С; шамоттікі - 300 °С.
= 0,582,54+0,230,76=0,531м[2]сағкк ал*4,18-2,22 кДж. Қабырғаның төмендегі бөлігінің ішкі бет температурасы 14500С. График бойынша q=2400ккалм[2] сағ табамыз. Қабырғаның төменгі бөлігінің жалпы беті бүйірлі және тарцты қабырғаларды есептегенде:
Ғп.ст=2*2,3(25,5+8,5)=156м2 Қабырғаның төменгі бөлігінің жылу шығыны;
Q=2400*150*0,003*4,18-4694 кДж. Қабырғаның жоғарғы бөлігі арқылы жылу шығыны:
І=; SМ=0,7 м.
Қабаттың орташа температурасын 25°С деп аламыз:
= 0,70,73=0,96м[2]ккал*4,18-4,01 кДж.
Қабырғаның жоғарғы бөлігінің сыртқы бетінің температурасы
Т-600 °С, q =300ккалм[2]сағ. Қабырғаның жоғарғы бөлігінің жалпы беті: 300*216,75*0,003*4,18=815қДж.
Күмбез арқылы шығыны:
=0,350,75=0,467м[2] сағккал*4,18=1.95кДж
Күмбездің сыртқы бетінің температурасы 600 0С, q=900ккалм2 сағ
Күмбез арқылы жылу шығыны:
900*0,003*4,18*216,75=2446,3 кДж.
Жылу өткізгіштің жылуының жалпы шығыны:
2446,3+815+4694+10533=18488,3 кДж.
Бөліну жылуының шығыны. Пештегі тесіктің жалпы ауданы=4,34м2. Тесіктердің диофрагмирлеу коэффициенті 0,4 бойынша. Пештің газданған кеңістіктегі температурасы-600 0С.
Бөліну жылуының шығынын мына формула бойынша есептейміз:
Qбөл=(4696*Ф*Fтес*Т100)4*2 (28)
Qбөл=4,96*0,4*4,34*64*2=22318,7 кДж.
Сыртқы орта бойынша жалпы шығындар:
Q=18488,3+22318,7=40807кДж.
Аяқты жылу балансын құрып, 9-шы кестеге енгіземіз.
Электр энергиясының бөлікті шығынын анықтау. Жылу балансының статиялары (22) формуласы бойынша есептеу негізінде электр энергиясының бөлікті шығынын есептейміз:
сағт.
Электір энергиянікі: 0,1*389*860*4,18=139837 кДж.
9 Кесте. Электірлі пештің жылу балансы
Кіріс
Шығыс
кДж
Дж
Электр энергия жылуы
139837
9,8
Штейіннің физикалық жылуы
4597
3,3
Тв-шихтаның физ-қ жылуы
1674
,72
Бөлінген шлактың физ-қ жылуы
8662
5,08
Конв. Шлактың физ-қ жылуы
33931
,4,5
Бөлінген газдың жылуы
0030
,29
Электр.ң жану жылуы
13199
,67
Сыртқы орта б-ша жылу шығыны
0807
7,47
Экзотерм. Реакция жылуы
45185
9,3
Эндотер-қ реакцияның жылуы
7284
0,26
Барлығы
233826
00
Барлығы
11380
0,04
Тұтқырлы есім
2446
Барлығы
33826
Арнайы бөлім
2.1 Электр балқыту үрдісінің басқару объектісі ретінде сипаттамасы
Мыс шоғырларын электрлі балқымасы кенді термиялық пештерде металл бөлінетін шлак пен бөлініп шығатын газдарды алумен жүзеге асырады.
Балқыма үшін алғашқы материалдар шихтаны даярлау цехтарының блогынан түседіде, ұсақталған шихтаны (гранулалар), қатты жабдықтар мен шихталанған материалдарды (әқ тасы, пиритті шоғыр) қосады.
Шихта штабельді шихтарникте дайындалады. Ұсақтауға түседі бір штабель 4-6 тәулікте салынады.
Электр пештерде электрлі физикалық, физика-химиялық және жылуалмасу үрдістері өтеді: жылу бөліну, шихтаның балқуы, шлак тудырғыш реакциялары, штейнмен шлактың бөлінуі.
Шихтаның балқу өнімділігі бір қатар айнымалыларға тәуелді; жүктелетін шихта құрамына, электродтағы электр қуатына, электродтардың тереңдетілуіне (жылу бөлінудің шартты аймағының күйі).
Шлак пен штейн құру реакциялары балқыма сульфидтері мен тотықтырудың өзара қозғалысымен анықталады да, балқымадағы компонеттер температурасы мен құрамына тәуелді. Балқыма өнімдерінің бөліну жылдамдығы бөлініп шығатын газдармен шығынына әсер етеді және балқыма тұтқырлығы мен оның конвективті қозғалыс интенсивтігіне тәуелді.
Электрлі балқыту үрдісінің ерекшеліктерінен электр пешінің ваннасын шартты түрде үш бір фазалы ванналарға бөлуге болады. Мұнадай бөліну пештің әр фазасында өтетін үрдіске қатысты оғыштығы мен келісілген: жылудың тоқтық фазада "жұлдызша" немесе "тік бұрыш" схемалары бойынша, өту тәуелділігінде ваннада бөлінуі және, әрі қарай, бір фазалы ваннаның әртүрлі жылу режимі; жылу шығындарының сыртқы орта бойынша айырмашылығы (А мен С фазалы ванналарда пештің тарцты қабырғасы арқылы жылу шығынының есебінен үлкен); берілген кернеудегі айырмашылық (кернеу сатылары әр фаза үшін жеке орнатылады).
Өзара қозғалыстың есептелінуіне берілмейтін күрделі мен үлкен саны, ағынның кіріс материалының мөлшерлі мен сапалы көрсеткіштерінің кездейсоқ тербелісі, электр режимдердің өзгерісі мен жеке агрегаттың дрейфтік сипаттама үрдісті стохастихалық түрге жатқызады.
Электрлі пеш бөлімінің негізгі тапсырмасы болып үрдістің ең жақсы технико-экономикалық көрсеткіштерін қамтамасыз ететін өнімдердің (штейн мен шлак) берілген сапалы көрсеткіштері кезіндегі штейнді шығару мен шикі затты өндеу бойынша тәуліктік жоспарды орындау болып табылады.
Кіріс пен шығыс айнымалылардың үлкен мөлшерінің бар болуы, үрдістің стационарлы еместігі, инерттілілігі электрлі балқытуды басқаруды ауырлатады да, басқару практикасында
айнымалылардың берілген технологиялық режимінен ауытқуына
әкеледі: штейннің химиялық қүрамын тұрақсыздандыру, мыстың
бөлінетін шлакпен шығынын жоғарлатау, пештің электрлі бұзады
және энергия шығындарын көбейтеді.
Электрлі балқыту үрдісін оптималды басқару есебі тандап алынған балама мәнінде үрдісті оптималды жүруін қамтамасыз ететін режімін ұстауға әкеледі.
Электрлі балқыту үрдісі үшін маңызды орынды қозғыш әсерлер мен олардың үрдіс көрсеткіштеріне әсер ету дәрежесінің жиілік сипаттарының айырмашылығы алады. Шихта даярлау үрдісінің әсерін, материалдың балқуы мен пештегі жылу бөліну, берілген үрдістің стационарлы емес қасиеттеріне байқалатын уақыт интеравалының айырмашылығын басқаруды таңдаудың қатысты бостандығы электрлі балқыту үрдісін басқару кезінде, декомпозициялық амалды қолдана отырып екі негізгі тарауды бөле алады: үрдістің технологиялық режимдеріне байланысты басқару есебі (шихтаның штабельге қаптау кезіндегі химиялық құрамын оперативті жіктеу және т.б) мен электрлі балқыту үрдісін энергетикалық режимін басқарумен байланысты есептер.
2.2 Мыс шоғырларын электрлі балқыту үрдісін басқару практикасын талдау
Қазіргі уақытта көлемі мен кендітермиялық балқыту пештерін басқару қондырғылардың үлкен жүйелері өңделген.
Кендітермиялық пештер мен басқару жүйесі мен қондырғыларын пайдалану, нақты қиыншылықтармен байланысқан: жоғарғы температурамен агрессивті орта өлшеу нүктелерінде физико-химиялық күбылыстар туралы ақпараттарды жинақтауды қиындатады; айнымалылар ретін сенімді түрде өлшеу үшін қажетті бақылау-өлшемелі аспаптары болмайды; үрдіс басқару объектісі ретінде жеткіліксіз оқытылған және т.б.
ЖМЗ шартында үрдісті басқару технологтар мен кезекші операторлар жүзеге асырады, мыстың штейнде бөлінуі шлакта тұтындылатын электр энергиясының шектелуін есептеп берілген мөлшеріне және балқыманың технологиялық пен энергетикалық режиміне тікелей әсер етеді. Балқылатын штейннің мөлшері мысты шығару бойынша жоспарлы тапсырмадан және келесі қайта балқытудың өнімділігінен анықталады.
Балқыма өнімнің химиялық құрамына қанағат тануының жасалуы металлургиялық есептеулермен кәсіп орынның жұмыс істеу тәжірибесіне қабылданған тәсілдерді есептеумен жүзеге асады. Штейін құрамына ұсынылатын негізгі талаптар болып, мыс, күкірт және қорғасынның болуы болып табылады. Шлак химиялық құрамы, тұтқырлығы, балқыту температурасы мен тығыздығы бойынша қойылатын талаптарды қанағаттандыруы тиіс.
Балансты қатынстардың негізінде технолог десульфуризация дәрежесінен жөн сілтеп және балқыма өнімдерінің берілген мөлшерлі және сапалы сипаттамалары үшін керекті шикізаттың минералогиялық құрамын біле отырып, шихта мен шихталанған материялардың қайта өңделуін белгілейтін тәулікті жоспарлы -- тапсырмаларының қалыптасуын жүзеге асырады.
Штабельдің қапталуы мен қалыптасуын басқару шихтаны даярлау цехында жүзеге асады.
Пештің энергетикалық айнымалыларын таңдау: жалпы уақытын көзбен шалып бағалау негізінде және бақылау -- өлшемді аспаптардың көрсеткіштерінің талдамасы негізіндегі кезекші мастерлермен жүргізіледі, және жалпы қуат пен оның фаза бойынша таратылу туралы шешімін қабылдайды.
Электрлі пештің жеткіліксіз дәл тандап ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қазіргі уақытта кенді термиялық пештерде (КТП) электрлі балқыту өндірісінде алдыңғы орынды алады. Электрлі балқытудың негізгі ерекшелігі жылу шоғырында болғаны және өзінің жоғарғы жылу тиімділігімен үрдістің оперативтілігімен икемділігін қамтамасыз ететін жоғары температураға жетуі кіреді. Электрлі балқыту- бұл автоматтандыру мен механикаландыруға берілетін едәуір прогрессивті үрдіс.
Электрлі балқытудың ерекшелігі-бағалы металдардың энергияның (электрэнергияның) ыңғайлы түрін қолдану нәтижесінде бөлінетін шлакпен шаң-тозаңның шығынын азайту есебінен жоғары шығарылуы, ол техникалық үрдісті механикаландыру мен автоматтандырудың кең мүмкіншілігінен болады. Пештің үлкен бөлікті өнімділігі мен бөлініп шыққан газдардың аз көлемінің салдарынан кендітермиялық пеш мысты балқыту цехында аз ғана ауданды алады. Электрмен балқытудың тағы бір ерекшеліктеріне мыналар жатады: бөлінетін газдардың көлемінің аздығы, пеште сорылатын ауаның және жанудың нәтижесінде бөлінетін газдардың аз болу нәтижесі; күкірт ангидридінің бөлініп шыққан газдағы жоғары шоғы мен олардың күкірт қышқылын өндіру үшін толық пайдалану мүмкіншілігі; температура реттеу, құйылған шлакпен штейнді қыздыруға жететін тиімділік; шихтаны сақтау мен даярлау үшін арнайы аспаптармен қондырғылар қажеттілігінің керегі жоқтығы.
Электрмен балқыту қосылысты қайта жасалған электрлі пешті қайта жасаудың технологиялық кешен жұмысымен келісілген есепті қоятын үрдіс ағынының үздіксіз сипатына ие.
Осындай келісімнің едәуір шарада қажеттілігі электрлі пешті қайта жасау және технологиялық тізбектеу толығымен өндірісіне бірқалыпты жұмысына қамтамасыздануына қажетті талаптармен анықталды.
Электр пеш бірлестігінің технологиялық кешені кендітермиялық пештің жұмыс режимын таңдау кезінде жіберілген қателерден туатын ең үлкен өндірістің шығындарды басқару кезіндегі күрделі және энергоалымдылықты объект болып табылады. Бұл жағдайларда өндірістік үрдістерді тиімді басқару маңыздылығы өседі. Бірақ басқару есептерін шешу үшін қажетті ақпараттар көлемі соншама үлкен, басқару сферасында жұмыс істейтін адамдардың есепке алынуының жәй көбейуі ақпараттың аз уақытында өңделуімен талдануын қамтамасыз ете алмайды.
Басқарудың барлық осы есептері кәсіпорындарда жинақтаудың автоматтандырылған жүйесін, ақпаратты берумен өндеу құру жолымен есептеу техникасын кеңінен пайдалану негізінде шешілуі мүмкін. Электрмен балқыту үрдісі мысты пирометаллургиялық өндірудегі технологиялық тізбегінің маңызды үзбесі болып табылады, ол барлық металлургиялық кешендерді жіктеу тиімділігін едәур дәрежеде анықталады.
1. Технологиялық БӨлім
1.1 Технологиялық үрдістің бейнеленуі
Жесқазған мыс балқыту зауыты түсті металлургияның қазіргі заман талаптарына сай құрылған кәсіпорын болып табылады. Зауыт құрамына келесі негізгі өндірістер жатады:
- Шихтаны даярлау цехтарының блогы (ШДЦБ);
- Металлургиялық цех, цех құрамына-электр пештері,
конвертерлер және анод өнімдерін қортатын бөлімшелер;
- Электролиттер цехы;
- Бағалы металлдар цехы.
Зауыттың негізгі балқыту үрдісі есебінде құрамында 50%-не дейін мыс бар штейінді алуға арналған алдын-ала ұсақталған шихтадан электрлі балқыту үрдісі енеді.
Электрмен балқытудың негізгі ерекшелігі жылу бөліну жүргізетін шлакты қорытпаның түйықталған көлемінде жылудың жоғары дәрежелі шоғырымен қорытындылады және сондықтан үрдісті өзінің едәуір жылуы тиімділігімен өте икемді және оперативты басқаруын қамтамасыз ететін жоғары температураға жылдам жетуімен қорытындылады. Электротермия кезінде пешке отынды жағу үшін ауа беру кажеттілігі болмайды. Сондықтан балқыту үрдісінде бөлініп шығатын газды жылу шығынын төмендететін және оларды күкірт қышқылымен өндіру үшін қолданылатын жоғары құрамды күкірті ангидридке (шағылысу пеш газдармен салыстырғанда) қатысты газдар өте көп бөлінеді. Пештің нейтралды атмосферасы сульфидтардің тотығуына кедергі жасайды және алғашқы материалдардың күкіртін сақтап оларды штейнде шоғырлануға шығаруға икемді жағдайда тудырып балқыма кезіндегі мәні мақсаты десульфуризация дәрежесін төмендетеді.
ЖТМАҚ мыс зауытының электр пеш бөлімі шихтаны жүктеу, балқыма өнімдерін шығару, газдарды бөліп шығарып дөректі тазалау үшін арналған қондырғылы екі кендітермиялық пештерден тұрады. Электрлі пеш бөлімінің кешеніне сонымен қатар мыналар жатады:
- гидрожүйелі және орындаушы механикалы насосты аккумуляторлы станция;
- электрлі пешті қорғаныс жүйесімен басқарумен жабдықтармен орындаушы механизацияны ара қашықтықта басқару пульты;
- жұмсартылған судың насосы;
- бөліп шыққан шлакты құю үшін шлактың бөлінуі;
Құрамында мысы бар шихтаны даярлау цех блогынан (ШДЦБ) пластикалы конвеер көмегімен металлургия цехына және әрі қарай электрлі пеш бөлімінің 29000 мм биіктігіне орналасқан, сиымдылығы 116 м[3] басты бункерлерге (пештің екі жағы бойымен) береді. Одан бөлек бөлімшелерде электрпештерге әртүрлі шихтамен бірге өңделетін металлдар (известъ, пирит, коксик, ұсақталған айналым) үшін қосымша бункерлер орналасқан, бұл бункерлердің
сиымдылығы - 24м .
Шихта моделі 200-ПТИ (әр бункерде екі данадан) ПЭВ электр вибрациялы қоректендіргішпен басты бункерлерден шихтаны электрлі пештің әр жағының айналасында 12 данадан орналасқан арнайы ағындар арқылы пешке тиейтін пештің екі жағында орналасқан конвеерге беріледі. Шихтаның электрлі пешке жүктелуі штейнді және шлакты торытуда орналасқан шекті ағындарсыз, барлық жүктегіш ағындар бойымен өзінше бірдей ағатын шлактың балқуымен жүргізіледі. Шекті ағындар бөлімшемен цех басқармасының арнайы нұсқауларымен жүктеледі.
Ағындардың жүктелуі мен шихтаның пешке берілуі шлактың балқымасының ашылуын жібермей, оның балқу шарасы бойынша жүргізіледі (пеш аузындағы температурасы датчиктердің сигналдануы бойынша). Шихтаның жүрісінің тоқталуын тапқан кезде осы ақауларды жою және шихтаның шлак балқымасына дұрыс жүруін қамтамасыз ету бойынша шаралары лезде жүргізіледі.
Кендітермиялық электр пештерде электродтар балқымаға 500-800 мм-ге тереңдетіледі. Шихтаны балқыту электр энергиясын жылуға түрлендіру есебінде болады, осыдан жылудың шамамен 60 процент температурасы 1500°С-ке жететін аумақтағы "электродшлак" беріліс түйісіндегі электродтар бетіне шығады, ал жылудың қалған бөлігі-ваннадағы электрод астындағы шлакты қабатқа бөлінеді. Шихтаны қыздыру мен балқыту шамасы бойынша штейінді шлак түрдегі жоғары сульфидтердің бөліну үрдісі алып өтеді:
Сu5FеS4 = 5Сu2S+ 2FеS+2S2 (1)
2СиFеS2 = Си2S + 2FеS + 12S2 (2)
FeS2 = FeS + 12S2 (3)
Сu2 - S - + 6СuО = Сu2О + SО2 (4)
4FеО + 6СuО = ЗСu2S + FеО (5)
FеS + Сu2О = Сu2S + FеО (6)
Сu2О + FеS = Сu2S + FеО (7)
Сонымен қатар штейн құрамына басқа ауыр түсті металлдар сульфидтері, бағалы металлдар мен шамалы магнезит енеді.
Бөлініп шыққан шлак үшін:
Ғе3О4 + FеS + SіО2 = (FеО)2 SіО2 + SО2 (8)
СаО + SіО2 =СаОSіО2 (9)
Ауыр шихта әсерінен электр пешке илеу мақсатында және темір мен кремнийден тұратын флюс ретінде конвертерлі шлак құяды.
Шлакты құю сиымдылығы 3м3 ковшпен көпірлі кран көмегімен пештің таруты штейнді жағында орнатылған науалар бойынша басындағы тесік арқылы жүргізіледі.
1.2 Пеш сипаттамасы
Жезқазған мыс зауытында орналасқан РПЗ-33-ШН02 түрдегі электрлі пештер-үшфазалы, алты электродты, тікбұрышты, беру ауданы 168 м2.
Пештің шлакты ауданындағы бүйір қабырғасының ішкі футеровкасы жоғары магнезитті оттегінен, штейінді мыс кірпішті торуты қабырғадан, ішінен шамотты кірпіштен жасалған. Пеш футеровкасының қызмет ету мерзімін жоғарлату үшін шлак иығының биіктігіндегі қабырға қаламасына болат тиы жылан түтікше жезден құйылған сумен суытылған кессондар (мұздатқыштар) салынған. Жинақталу пешінің қиылысы шамотты кірпіштен берілген. Электродтар, ағындар конвертерлі шлакты құю үшін тесіктерді жиіктелуі ыстыққа төзімді бетоннан жасалған. Пештің құлама қаламасының отқа төзімді бөлігі магнезитті кірпіштің бір қабатына және магнитті-хромитті кірпіштің екі қабатынан керісінше қиылысу түрінді жасалған және бетонды жастықта қозғалыссыз қалады. Пеш жастықты бетонды жастықта ауа вентилятордан берілген арнасы арқылы суытылады.
Пештің конвертелі ұшпаға айналған ендік қабырғасында штейінді шығару үшін 4 шпурлы қондырғы бар. N1 мен N4 шпуралар 4501 мм биіктікте, ал N2 мен N3 төменгі нүктеде 115 мм-де орналасқан. Қарама-қарсы енде шылакты шығару үшін үш шпурлы қондырғы бар.
Шахтаның балқуы трансформаторлы бөлімшеде орналасқан әрқайсысының қуаты 16667кВт үш бір фазалы ЭОНН-2500035 трансформаторлардан түсетін электроэнергиясының қорек көзі болып табылатын жылу есебінен жүргізіледі. Тоқтың трансформаторлардан электродтарға берілуі қысқа желі деп аталатын сумен суытылатын мыс құбырларының пакеттерімен жүзеге асырылады. Жөне әрі-қарай иілгіш мыс шлейфтері мен тоқөткізгіші құбыршалар арқылы электродтардың түйісу жақтарына беріледі.
Электродтардың қысқа желісі, түйісу жағы мен қозғалмалы титанды нығыздалуы ауыр температуралы шарттарда жұмыс істейді пештің өндіріс суымен суытылған басқа элементтерімен ерекшеленіп, жұмсартылған судың және церкуляциялы жүйесіне қосылған.
Барлық алты электродтар электр тізбегінде жұп жұбымен 1-2, 3-4, 5-6 болып, ал бір фазалы трансформаторлардан, сәйкесінше 1,2,3 болып жұмыс істейді.
Әрбір трансформаторда пеш жұмысы кезіндегі электрлі режимді өзгерту үшін "төменгі" жағындағы шығыс кернеудің 23 тен сатысы бар.
Пештің жұмыс істеу үрдісінде өзінше пісірілетін электродтардың жағу мөлшері бойынша насосты - аккумуляторлы станциядан электрогидравликалық реттегіш көмегімен болатын олардың қайта қосылуы жүреді.
Жанып кеткен электродтарды өсіру үшін электродтардың даргаларының (секциясының) пісірілуі мен оларға электродты массасының жүктелуі қарастырылады.
Штейнді пештен конверттерге ұшпаға орнатылған, сиымдылығы 8м3 ковшқа төрт шпурлардың біреуі арқылы жіберіледі де, көпірлі крандар көмегімен конвертерлерге жіктейді. Штейнді шпурларды не қышқылмен күйдіру арқылы ашады, не штейнді шығарудың 10-15 минуттан аспайтын қысқа мерзімді үзілсінен кейін арнайы сынықтармен теседі. Штейінді шпурларды пневмо нығыздағыш көмегімен сазды пробкамен жабады. Штейнді беру конверттерлердің көмегімен оның пеште бар болуынна тәсілді периодты түрде жүргізіледі. Пеште штейнның 800 мм-ден көп бар болу кезінде, штейнді ваннаны авариялы түрде қарастырыладыда, штейннің пештен ағып кету мүмкіндігіне қарсы шараларда қабылдайды.
Шлакты пештен сиымдылығы 16,5 м шлакты алып жүретін
табақтарға үш шпуралардың біреуі арқылы сумен суытылған болатты науа бойымен шығарылады да, темір жол тепловоздармен қоқсқа алып барады. Шлакты шпураларды штейндегі секілді қышқылды қолдану арқылы ашады. Шлакты шпутларды штейнге ұқсасты болатты сынықтарды енгізумен жабады. Бөлініп шыққан шлакты беруді оны пешке жинау мен шлакты алып жүретін табақтардың бар болу мөлшері бойынша периодты түрде жүргізеді. Бөліндіде табақ электромеханикалық қондырғы көмегімен бұрыладыда, шлак қоқсқа құйылады.
Газдар электрпештің қиылысу тесігінің біреуімен жоғары көтерілген және тұрғыш бойымен шаң-тозаңды камераға (солмен оң жақтағы) түседі, одан әрі циклондарға және жылдамды газ өткізгіштерге, оның кірісінде өнімділігі 40000нм3 сағат ені эксгаустерлер орнатылған. Содан кейін конвертердің газдармен бірігетін жинақты коллекторға беріледі де, біріктіргіш коллектор арқылы лас газдың коллекторына беріледі одан құрғақ электр сүзгіштің жеңішке тазартылыуына жіберіледі және әрі қарай күкірт қышқыл өндірісіне жіберіледі.
Технологиялық газдардағы күкірт ангидридінің құрамы 0,5 тен 2,5%-не дейін.
1.3 Үрдістің материялдық балансын есептеу
1.3.1 Шихтаның рационалдық құрамын есептеу
Жезқазған мыс зауытының шихтаны даярлау цехына құрамы бірінші кестеде келтірілген әр түрлі шоғырлармен флюстер беріледі.
1 Кесте. Шоғырлар мен флюстер құрамы, %
Аталуы
Си
РЬ
Zn
Fе
S
SiO2
СаО
MgO
Аl203
Басқасы
Жезқазған
мыссульфидті
36
1,4
0,8
5,2
13
27
1,3
0,8
6,5
8,0
Золотушен шоғыры
20
2,5
5,1
25
32,5
6
0,6
-
1,0
7,3
Лениногор пирит шоғыры
0,35
0,8
1,2
35
38,5
12,5
1,0
-
2,0
8,65
Құрамында алтын бар руда
0,05
-
-
-
-
68
3,5
-
-
28,45
Мыс рудасы
-
-
-
85
-
5,2
5,0
-
-
5,2
Әктас
0,00
-
-
-
-
3,0
54
-
-
43
Жезқазған кен орны мысты құм тас категориясына жатады кен орнының негізгі минералы хальнозин, борнит, халькоперит болып табылады. Оны кеннің құрамындағы мыс 1-1,5%, ал байытылғаннан кейін құрамында мыс 40%-не дейін жететін шоғыр аламыз.
Бұл шоғырда халькозин 30%, борнит 60%, халькоперит 10%.
Шихтаның құрамы (%): Сu-30,83; Рl-1,45; Zn-1,27; Ғе-10,16; S-17,5; SiO2-23,45; СаО-1,20; МgО-0,64; АlО3-5,50; басқалары -8,0
Берілген құрамы негізінде жезқазған шоғыры негізіндегі шихтаның рационалды құрамының есебін жүргіземіз.
Сu2S -тегі мыс мөлшері: 30,83*0,30=9,25 кг
Сu2S мөлшері: 9,25*160128=11,56 кг
Сu2S-тегі күкірт мөлшері: 11,56*32160=2,31 кг
Сu5ҒеS4-тегі мыс мөлшері: 30,83*0,6=18,49 кг
Сu5ҒеS4-тегі күкірт мөлшері: 29,12*128504=7,39 кг
Сu5FеS4-тегі темір мөлшері: 29,12*56504=3,24 кг
СuҒеS2-тегі мыс мөлшері: 30,83*0,1=3,08 кг
СuFеS2- мөлшері: 3,08*18464=8,86 кг
СuҒеS2-тегі күкірт мөлшері: 8,84*64184=3,08 кг
СuҒеS2-тегі темір мөлшері: 8,84*56184=2,69 кг
РbS мөлшері: 1,45*239207=1,67 кг
РbS-тегі күкірт мөлшері: 1,67*32239=0,22 кг
ZnS мөлшері: 1,27*0,725=1,89 кг
ZnS-тегі күкірт мөлшері: 1,89*3297=0,62
FеS2-тегі күкірт мөлшері: 17,5-2,31-7,39-3,08-0,22-0,68-3,88
ҒеS2 мөлшері: 3,88*12264-7,28
ҒеS2 гтегі темір мөлшері: 7,28*56120-3,39 кг
Ғе203-тегі темір мөлшері: 10,16-3,24-2,69-3,39-0,84 кг
Ғе2О3 мөлшері: 0,84*160112=1,2 кг
Ғе203 -тегі О2 мөлшері: 1,2*48160-0,38 кг
СаСОз-тегі СаО мөлшері: 1,2*10056=2,14 кг
СаСОз-тегі СаО мөлшері: 2,14*44100=0,94 кг
Алынган мәндерді 2 кестеге еңгіземіз. Ол шихтаның рационалды құрамы.
1.3. Десульфуризация дәрежесін алдын-ала анықтау
Кесте 2 - Шихтаның рационалды құрамы.
Қосылыстар
кг
Cu
Fe
S
О2
Zn
Рb
Al2O3
MgO
CO2
O
SiO2
Басқалары
Сu2S
11.56
9.25
-
2.3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Cu5FeS4
29.12
18.49
3.24
7.39
-
-
-
-
-
-
-
-
-
CuFeS2
8.86
3.08
2.69
3.08
-
-
-
-
-
-
-
-
-
PbS
1.67
-
-
0.22
-
-
1.45
-
-
-
-
-
-
ZnS
1.89
-
-
0.62
-
1.27
-
-
-
-
-
-
-
FeS2
7.28
-
3.39
3.88
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Fe2O3
1.20
-
0.84
-
0.36
-
-
-
-
-
-
-
-
CaCO3
2.14
-
-
-
-
-
-
-
-
0.94
1.2
-
-
SiO2
23.45
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
23.45
-
Al2O3
5.50
-
-
-
-
-
-
5.5
-
-
-
-
-
MgO
0.64
-
-
-
-
-
-
-
0.64
-
-
-
-
Басқалары
6.69
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
6.69
Барлығы
100
30.82
10.16
17.5
0.36
1.27
1.45
5.5
0.64
0.94
1.2
23.45
6.69
Жоғары сульфидтердің диссациалану салдарынан (1-3 тендеу)
2Сu5ҒеS4=5Сu2S+2FеS+S (10)
Сu25 түзіледі: 18,49*159,17*5317,5*2=23,11 кг
ҒеS түзіледі: 18,49*2*87,12317,5*2=5,08 кг
S түзіледі: 18,49*2*87,12317,5*2=5,08 кг
FeS2 = FeS + S (11)
S түзіледі: 3,39*87,6255,85-5,33 кг S түзіледі: 3,39*32,0755,85-1,94 кг
2СuҒеS2=Сu2S+2ҒеS+S (12)
Сu2S түзіледі: 3,08*159,07127-3,85 кг
ҒеS түзіледі: 3,08*87,62*2127=4,24 кг
S түзіледі: 3,08*32,07127=0,77кг
(1) мен (3) реакциялар бойынша диссоциациялану есебінен не
бары мындай күкірттер түзіледі: 0,92+1,94+0,77=3,63 кг
Шоғырда 1,2 кг Ғе2О3 құралған, бұл гемотит мына реакция бойынша
РеS- пенжүргізіледі:
ЗҒе2О3+FеS=7ҒеО+SО2 (13)
SО түзіледі: 1,2*64,07(3*159,7)=0,16 кг
S түзіледі: 1,2*32,07(3*159,7)= 0,08 кг
ҒеО түзіледі: 1,2*7*7і,95(3*159,7)=0,59 ҒеS
FeS айырылады:1 ,2*87,92(3*159,7)=0,59
Сульфидтердің және шоғырдың гематитпен тотығуының диссоциациялану салдарынан не бары мынадай күкірт бөлінеді: 3,63+0,08=3,71 кг
Осыдан десульфуризация дәрежесі мынадай болады: Д=(3,7117,5)*100=21,2%
Конвертерлі шлакты магнетитінен балқымаға түсетін күкірттің 2%-і тотығады деп үйғарайық, онда десільфуризацияның жалпы дәрежесі балқыма кезінде:
Д-23,2 %
Күкірттің не бары 17,50,232=4,55 кг бөлінді. Күкірттер штейнге өтеді 17,5-4,55=13,4 кг
1.3.2 Штейн мен конвертерлі шлактың құрамын алдын-ала есептеу
Штеймен конвертрлік шлакты құрамымен мөлшерін құрамында 20% күкірті бар штейн жағдайы кезінде бейімді түрде табамыз. Штейннің құрамы: 13,3*10020=66,5 кг. Мыстың штейнге шығарылуын 98,5%-деп қабылдаймыз, сонда мыстың штейндегі қүрамы: 30,83*0,985=30,37 кт болады.
Мыстың штейндегі құрамы 30,3766,5*100=48,68%
Қышқылдың штейндегі құрамын 1,17% деп қабылдаймыз, сонда Ғе3О4-нің штейндегі құрамы: 1,17*231,6564=4,23%.
Ғе-нің штейндегі құрамы 16,7%, ал ҒеS-4,9%. SО2, Ғе3О4-тің
конвертерлі шлактағы құрамы: 25% пен 7,1%.
Ғе304-тің конвертерлі шлактағы құрамы штейнге қарағанда 10-20% жоғары. Fе3О4-тің шлактағы құрамы 7,71-1,18=8,16%. Басқалардың конвертерлі шлактағы құрамын 19% деп аламыз.
Конвертерлі шлак мынадан тұрады:
100-(6,75+4,9+25+8,16+19)=39,06%,
ҒеО. 39,06*55,8571,85=30,36%
ҒеО-дегі О 8,16*167,5251,35=5,9%
Fе3О4-дегі Ғе 4,9*55,8587,62=3,11% ҒеS-тегі Ғе.
Ғе-нің конвертелі шлактағы жалпы құрамы: 30,36+5,9+3,11=39,37.
Конвертелеу кезінде 66,5кт штейннен мынадай конвертерлі шлак алынады: 66,5*0,1670,3937=28,43 кг.
Конвертрлік шлакты электрлі пешке құйған кезде одан штейнді тұндыру кезінде алғашқы құрамдағыдай құрам бөлінеді. Шлакты ваннаны электрлі пеште маңызды қыздыру салдарынан электрлі балқыту кезінде мысты конвертерлі шлактан шығаруды өте жоғары -92% деп қабылдаймыз, сонда электрлі пеште 28,93кг конвертерлі шлактан мынадай штейн алады:
28,93*(0,0675*0,920,4568)=2,86кг.
Осы шлактан 1,16*(0,0675*0,920,4568)=0,22 кг штейн алынады. 100 кг шоғырға келетін штейннің жалпы мөлшері:
66,5+2,86+0,22=69,58 кг.
Шлактың жалпы мөлшері:
28,43+1,65+0,09=30,17 кг.
Осы штейндегі Ғе3О4-тің құрамы:
69,58*0,0423=2,94 кг
Конвертелі шлакта:
30,17*0,0816=2,46 кг Fе3О4
Конвертелі шлакта Рb 4% массасы бойынша -- 0,04*30,17=1,25 кг.
Шихтамен 1,45 кг қорғасын түседі. Балқымаға түскен Рb-нің жалпы мөлшері 1,25+1,45=2,7 кг.
Қорғасынның штейнге бөлінуі 40%-ден аламыз, сонда Рb-нің штейндегі мөлшері: 2,7*0,4=1,08 кг
Қорғасынның штейндегі құрамы 1,0869,58=1,35 %. Конвертелі шлакта Рb-30%, ал цинктің мөлшері: 0,03*30,17=0,91 кг.
Шихтамен 1,27 кг цинк түседі. Цингтің штейнге бөлінуі-10%. Сонда цинктің штейнге құрамы (1,27+0,91)*0,1=0,22 кг. Цинктің штейндегі құрамы (0,2269,58)*100=0,31%.
1.3.4 Электрлі пештегі шлак құрамы
Шлактағы ҒеО-ның алдын-ала есептеу мөлшерін алдында шлактағы барлық Fе*FеО түрде деп есептеп, Ғе-нің балқымадағы өнімдер мен материалдағы жалпы мөлшері бойынша табамыз. Балқымадағы түсетін Ғе-нің мөлшері -- 10,16 кг. Fе-нің конвертелі шлактағы мөлшері: 30,17*0,3906=11,76 кг.
Fе-нің штейндегі мөлшері: 69,58*0,167=11,62 кт.
Темір шлакқа өтеді: (10,16+11,78)-11,62=10,32 кг.
FеО-нің шлактағы мөлшері: 10,32*71,8555,85=13,27 кг.
SіО2-нің шоғырдағы мөлшері: 23,45 кг.
SіO2-нің конвертерлі шлактағы мөлшері: 30,17*0,25=7,54 кг.
SiO2-нің шлактағы мөлшері: 23,45+7,54=30,99 кг.
СаО-нің шоғырдағы мөлшері -- 1,2 кг.
Конвертерлі шлактағы СаО мөлшері -0,61 кг.
Шлактағы СаО мөлшері 1,2+0,61=1,8 кг.
МgО-нің шоғырдағы мөлшері -0,64 кг да, барлығы шлакқа өтеді. Шоғырдағы Аl2О3-565кг, оларда бөлініп шығатын шлакқа өтеді.
Рb-нің шоғырдағы мөлшері -1,45 кг.
Конвертелі шлактағы Рb мөлшері - 1,25кг.
Штейндегі Рb 1,08 кг. Шлакқа 1,45+1,25-2,7кг-1,08=1,62кг өтеді.
Цинктің шоғырдағы мөлшері -- 1,27кг.
Конвертелі шлактағы цинк мөлшері -0,91 кг.
Штейнге 0,22 кг цинк өтеді.
Шлакқа (1,27+0,91)-0,22=1,96 кг 2п өтеді.
Шлактағы Fe3О4-тің шлактағы мөлшері (52,210,9)*0,04=2,32 кг болады, мұндағы 52,21кг - шлактың негізгі шлактудырғыш бойынша массасы F.
Пештен штейн мен бөлініп шығатын шлакпен небары 2,94+2,32=5,26кг Ғе3О4 шығады.
1.3.5 Десульфуризация дәрежесінің ауырға анықталуы
Шлак пен шихтаның қабылданған құрамы үшін десульфуризация дәрежесін есептейміз.
10Ғе2О3+FеS=7 Fе3О4+ SО2 (14) реакциясы бойынша:
5,26-2,46=2,8 кг Ғе3О4 ойда болады;
2,8*32,077*23,15=0,055 кг күкірт тотығады;
2,8*10*159,77*23,15=2,76 кг Fе2О3 алынады.
(10) реакция бойынша:
3,11-2,76=0,35 кг Fе2О3 алынады
0,35*32,073*159,7=0,023 кг күкірт тотығады
барлығы 0,055+0,023=0,078 кг күкірт тотығады.
Жоғары сульфидтердің диссациалануы мен тотығуы нәтижесінің салдарынан 3,63+0,78=3,708 кг күкірт бөлінеді.
Балқыту кезіндегі десульфуризация дәрежесі: Д=(3,70817,5)*100=21,18%
Материалдың балансты есептеу нәтижелері 3 кестеге енгізілген.
3 Кесте. Алдынғы материалдың балансы
Баланс статьялары
Мөлш ері
Си
РЬ
Zn
Ғе
S
SiO2
СаО
Мg0
Аl203
О2
Басқалары
Жүктелген:
Шоғыр
100
30,8
1,45
1,27
0,16
7,5
23,4
1,2
0,64
5,5
0,36
7,64
Конв.шлак
30,17
2,05
1,25
0,91
1,78
,04
7,54
0,61
-
-
1,37
4,62
Барлығы
130,17
32,88
2,7
2,18
1,94
7,54
30,9
1,81
0,64
5,5
1,73
12,26
Алынған:
Штейн
69,58
32,3
1,08
0,22
1,62
3,83
-
-
-
-
1,73
8,72
Шлак
53,34
0,5
1,62
1,96
0,32
-
30,9
1,81
0,64
5,5
-
-
Газдар
7,25
-
-
-
,71
-
-
-
-
-
3,54
Барлығы
130,17
32,8
2,7
2,18
1,94
7,54
30,99
1,81
0,64
5,5
1,73
12,26
1.3,6 Шлактың берілген құрамына балқыманы енгізу үшін арналған флюстер мөлшерін есептеу
Балқыманың алдын-ала есептелген материалдық балансынан шлактың барлық темірін FеО-ға аудара отырып, шлактың есеп құрамын шығарамыз.
10,3256*72-13,27 кг
Алынған нәтижелер бойынша 4-ші кестені құрамыз. Шлак тығыздығын төмендету және мыс құрамын азайту үшін, шихтаға 15% СаО-дан түратын шлакты известнякты береміз. Практикада
(ҒеО, СаО, SiO2, Аl2О36 МgО)-93-96%-ті құрайды. Және де бұл сумма 95%-не тең, сонда СаО-ны есептемегенде 80% болады.
4 Кесте. Флюстеусіз шлак құрамы
Компонеттер
Кг
%
ҒеО
13,27
23,57
Si02
30,99
55,05
СаО
1,81
3,22
АІ203
5,50
9,77
Мg0
0,64
1,13
Сu
0,50
0,89
Рb
1,62
2,88
Zn
1,96
3,49
Барлық
56,25
100
Флюс ретінде құрамы кестеде келтірілген Хкг мөлшердегі әктасын қосамыз. (ҒеО+SіО2+Аl2О3+Мg0)СаО=S015 қатынасы бойынша мына теңдеуді құрамыз:
одан Х=14,3 кг табылады.
Шлакта флюсты қосқан кезде FеО,SiO2, СаО, Аl2О3, МgО суммасы бөлінген шлакпен бірге 52,21кг, ал әктаспен бірге:
(SiO2+ СаО)=1,43*0,03+14,3*0,54=61,92 кг немесе шлак тудырғыштың жалпы мөлшері 80% шлактың шығысы
61,920,8=77,8 кг-ды құрайды.
Осылай, шоғырдың 100кг қоспасына 14,3кг әк тас қосу
қажет, сонда шихтаның құрамы төмендегідей болады:
№1 шоғыр-(80114,3)*100=69,99%
№ 2 шоғыр-(10114,3)*100=8,75%
№3 шоғыр-(10114,3)*100-8,75%
әк тас-(14,3114,3)*100=12,51%
Электрлі бойынша шихтасының флюсті қосу есебінен элементарлы құрамын 5-кестеде көреміз.
5 Кесте. Флюсті есептегендегі шихта құрамы, кг
Шоғырлар
Мөлшері
шері
Сu
Рb
Zn
Ғе
S
SiO2
СаО
МgО
АІ203
Басқа лары
№1 шоғыр
69,99
24,97
0,96
0,55
3,63
9,02
18,86
1,02
0,5
4,54
5,94
№2 шоғыр
8,75
1,74
0,20
0,44
8,17
2,84
0,52
0,06
-
0,08
0,70
№3 шоғыр
8,75
0,03
0,10
0,11
3,01
3,31
1,09
0,19
-
0,16
0,75
Әқтас
12,51
-
-
-
-
-
0,36
6,95
-
-
5,20
шихта
100
26,74
1,26
0,10
8,81
15,17
20,73
8,22
0,5
4,78
12,59
1.3.7 Шихтаның рациоанлды құрамын есептеу Шоғырға флюсті қосқаннан кейін шихтаның рационалды құрамын анықтау қажет:
Сu2S-тегі мөлшері: 26,74*0,3=8,02 кг
Сu2S -тің мөлшері: 8,02*160128+10,03 кг
Күкірттің Сu2S-тегі мөлшері: 10,03*32160=2,01 кт
Мыстың Сu5FеS4-тегі мөлшері: 26,77*0,6=16,04 кг
Сu5FеS4-тің мөлшері: 16,04*504320=25,26 кг
Күкірттің Сu5FеS4-тегі мөлшері: 25,26*128504=6,42 кг
Сu5FеS4-тегі темір мөлшері: 25,26*56504=2,81 кг
Сu5FеS4-тегі мыс мөлшері: 26,74*0,1=2,67 кг
СuFеS2 мөлшері: 2,67*184б4=7,69кг
СuFеS2-тегі күкірт мөлшері: 7,69*64184=2,67 кг
СuFеS2-тегі темір мөлшері: 7,69*56184=2,34 кг
РbS-тің мөлшері: 1,26*239207=1,45кг
Күкірт РbS-тегі мөлшері: 1,45*32239=0,19кг
ZnS мөлшері: 1,10*9765=1,64 кг
ZnS-тегі күкірт мөлшері: 1,64*3297=0,54 кг
FеS2-тегі күкірт мөлшері: 15,17-2,01-6,42-2,76-0,19-0,54=3,34 кг
FеS2 мөлшері: 3,34*12064-6,26 кг
Fе-нің ҒеS2-тегі мөлшері: 6,26*56120=2,92 кг
Fе-нің Ғе203-тегі мөлшері: 8,81-2,81-2,34-2,92=0,74кг
Fе203 мөлшері: 0,74*160112=1,06кг
Fе20з-тегі қышқыл мөлшері: 1,06*48160=0,32 кг
СаСО-тегі СО2 мөлшері: 14,68*44100=6,46 кг
Алынған нәтижелерді 6-шы кестеге еңгіземіз.
1.3.8 Десульфуризация дәрежесін дәлелдеу
Жоғарғы сульфидтері (10)-(ІЗ) реакциялар бойынша диссоциациялау салдарынан мыналар бөлінеді (2.1) реакциясы бойынша
Сu2S: 16,04*159,17*5(317,5*2)=20,1О кг
FеS: 16,04*2*87,92(2*517,2)=4,44
S: 16,04*32,07(317,5*2)=0,81 кг
FеS: 2,92*87,9255,85=4,59 кг
S-2,92*32,0755,85+1,68 кг
(2) реакциясы бойынша алынады:
СuS: 2,67*159,07127=3,34 кг
FеS: 2,67*87,92*2127=3,69 кг
S: 2,76*32,07127=0,67 кг
(1)-(З) реакциялары бойынша диссоциация есебінен не бары мынадай күкірт бөлінеді:
0,81+1,68+0,67=3,1 кг
Шоғыр 1,06 кг Ғе2О3-тен тұрады. Ол ҒеS-пен (14) реакция бойынша реакцияланады.
Осынан 1,06*64,07(3-159,7)=0,14 кг SО2 алынады.
1,06*32,07(3*159,07)=0,07 кг күкірт тотығы
1,06*7*71,65(3*159,7)=1,11 кг FеО алынады
1,06 * 87,92(3 * 159,7) = 0,19кг тұтынылады
Сульфидтердің диссоциациялануы мен шоғыр гематитпен тотығу салдарынан не бары мынадай күкірт бөлінеді: 3,16+0,07=3,23кг
6 Кесте. Шихтаның рационалды құрамы
Қосылыс
Мөлшері
Cu
Fe
S
O2
Zn
Pb
Al2O3
MgO
CO2
CaO
SiO
Басқалары
Сu2S
0,03
0,02
-
0,01
-
-
-
-
-
-
-
-
Cu5FeS4
5,26
6,0
8
0,42
-
-
-
-
-
-
-
-
CuFeS4
,69
,67
,34
,67
-
-
-
-
-
-
-
-
PbS
,45
-
-
,19
-
-
,26
-
-
-
-
-
ZnS
,64
-
,92
,54
-
,1
-
-
-
-
-
-
FeS2
,26
-
,77
,34
-
-
-
-
-
-
-
-
Fe2O3
,06
-
-
-
,32
-
-
-
-
-
-
-
CaCO3
6,68
-
-
-
-
-
-
-
-
,46
8,22
-
SiO2
0,13
-
-
-
-
-
-
-
--
-
0,73
-
Al2O3
,72
-
-
-
-
-
4,78
-
-
-
-
-
MgO
,5
-
-
-
-
-
-
0,5
-
-
-
-
Басқалары
,92
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Барлығы
00
6,7
,81
5,1
,32
,1
,26
4,78
0,5
6,46
8,22
0,7
Осыдан десульфуризация дәрежесі: Д=3,23 * 10015,56 = 20,7%
Конвертерлі шлак магнетитімен балқымаға түсетін 3% күкірт тотығада деп есептейміз. Десульфуризацияның жалпы дәрежесі 2,57%. Не бары 15,56 * 0,237 = 3,69 кг күкірт тотығады. 15,56 - 3,69 = 11,87 кг күкірт штейнге өтеді.
1.3.9 Штейн мен конверлі шлактың құрамы мен мөлшерін есептеу
Штейнде 21,2% күкірт бар кезде штейн мен конвертерлі шактың құрамы мен мөлшерін есептейміз. Штейннің мөлшері 11,87 * 10021,2 = 55,92. Мыстың штейнге бөлінуін 98,5% деп аламыз. Сонда штейндегі мыс мөлшері: 26,74*0,985=26,34 кг.
Штейндегі мыс құрамы 26,34*10055,92=47,1%. Штейндегі қышқыл кұрамы 1,2% - деп аламыз.
Сонда штейндегі Ре2О3 құрамы: 1,2 * 23264 = 4,35%.
Штейндегі темір құрамы 16,7%, ал ҒеО-26,6%. Конвертерлі шлактың сол құрамын аламыз.
55.92 кг штейн конвертерлеу кезінде 55,92*0,1673906=23,91 кг конвертерлі шлак алынады.
Сонда 23,91кг конвертерлі шлактан 23,91 * 0,0675 * 0,920,471 = 3,15 кт штейн алынады.
Бұл штейннен 3,15 * 0,1670,3906 = 0,08 кг шлак туады.
Штейннің жалпы мөлшері: 55,92 + 3,15 + 0,08 = 25,34 кг, бұл конвертерлі шлакта 55,28 * 0,0435 = 2,57 кт Ғе2О3 бар
Сu2S-тің штейндегі құрамы: 4,71 * 59,17127,1 = 58,98%; ондағы күкірт: 4,71 * 32,07127,1 = 11,88%.
Конвертерлі шлактағы қорғасын: 4%, ол конвертерлі шлактағы қорғасынның мөлшері: 0,04 ү 25,34 = 1,03кг. Барлық қорғасын: 1,03 + 1,26кг = 2,29 кт. Қорғасынның штейнге бөлінуі 40%, ал штейндегі қорғасынның мөлшері: 2,29 * 0,4 - 0,92 кт. Конвертерлік шлактағы цинктің құрамы 3 %, ал мөлшері: 0,03 * 25,34 = 0,76 кг. Штейнмен бірге 1,1 кг түседі. Барлығы 0,76+1,1=1,86 кг цинк түседі.
Цинктің штейнге бөлінуі 10%, штейндегі цинктің мөлшері: 1,86 * 0,1 = 0,19 кг. Штейндегі цинктің құрамы 0,19 * 10059,28 = 0,31%
Штейннің рационалды құрамы 7 кестеде келтірілген.
7 Кесте. Штейннің рационалды құрамы
Мөлшері
Cu
Zn
Fe
S
O2
Басқасы
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
%
Cu2S
32.00
8.98
6.34
7.1
,65
1,88
PbS
1.06
.79
.92
.55
,14
,24
ZnS
0.29
.49
,19
,31
,75
,7
FeS
15.77
6.6
0,02
6,9
,75
,7
Fe2O3
2.57
.35
1,79
,15
,77
,2
Басқалары
6.6
.79
,6
,79
Барлығы
59.28
00
6.34
7.1
.92
.55
,19
,31
1,81
0,05
2,64
1,99
,77
,2
,6
,79
1.3.10 Шлакты есептеу
FеО-ның шлактағы мөлшерін барлық темір шлакта FеО түрде оранласқан деп есептей отырып темірдің балқыма материалдары
мен өнімдеріндегі жалпы мөлшері бойынша табамыз.
Темірдің шоғырдағы пешке түсетін мөлшері -- 8,81 кг
Темірдің конвертерлі шлактағы мөлшері: 0,3937 * 25,34 = 9,98 кг
Темірдің штейндегі мөлшері: 59,28 * 0,167 = 9,98 кг
Шлакқа 8,81 + 9,98 - 9,98 - 8,81 кг темір кетеді.
Конвертерлі шлактагы SiO2 мөлшері: 25,34 * 0,25 = 6,34
Шлактағы SiO2 мөлшері-8,22 кг
Конвертерлі шлактағы СаО мөлшері: 25,34 * 0,02 = 0,51 кг
Шлактағы СаО мөлшері: 8,22 + 0,51 = 8,73 кг
Аl203 толығымен шлакқа өтеді - 4,78 кг
МgO шлакқа өтеді: 0,50 кг
Шихтадағы қорғасын мөлшері 1,26 кг
Конвертерлі шлактағы қорғасын мөлшері: 25,34 * 0,04 = 1,02 кг
Штейндегі қорғасын: 0,92 кг, шлакқа өтетіні 1,36 кг
Шихтадағы цинк мөлшері 1,1 кг
Конвертерлі цинк мөлшері: 25,34 * 0,03 = 0,76 кг
Штейндегі цинк - 0,19 кг, шлакқа өтетін цинк 1,67 кг.
1.3.11 Технологиялық газдар мөлшерін есептеу
Бөлініп шығатын газдарға шоғыры сульфидтері диссоциация-
лаудан элементарлы күкірт темір сульфидін магнегитпен тотықтырудан туған күкіртті газ, және әк тасты диссоцияцияланған көмірқышқыл газы кетеді.
Сульфидтерді диссоциациялау салдарынан 3,16 кг S бөлінеді. Осы күкіртті SO2-ге дейін тотықтыруға 3,16 кт немесе 3,16 кг немесе 3,16 * 22,432 = 2,21 м3 қышқыл қажет.
Күкіртті тотықтыруга кететін 3,16 кг қышқылмен бірге үрдіске ауа құрамымен мыншама азот кетеді:
3,16 * 7223 = 10,58 кгнемесе 10,58 * 22,428 = 8,463.
Күкіртті тотыруға барлығы 3,16 + 10,58 = 13,74 кг немесе
2,21 + 8,46 = 10,67м3 ауа қажет
Темір сульфиді магнитпен (13) реакциясы бойынша толықтыру нәтижесінде 0,14 кг SО2 пайда болады немесе 0,07 кг күкірт тотығады.
Пеште барлығы 6,32 + 0,14 = 6,44 кг немесе 6,44 * 22,464 = 2,25м3 S02 пайда болады.
Әк тасты диссоциациалау кезінде 6,46 кг СО2 немесе 6,46 * 22,444 = 3,29м[3] СО2 туады.
Есеп берілгендері бойынша 8 кестені құрамыз.
8 Кесте.
Баланс статиялары
Мөлшері
Сu
Fe
S
O2
Zn
Pb
Al2O3
MgO
CaO
SiO2
O2
Басқалары
Жүктелген
Шихта
00
7,7
,81
5,17
,32
,1
1,26
,78
,5
,22
0,73
,46
5,91
Конв.Шлак
5,34
,72
,98
,69
,34
,76
1,02
,51
,34
3,08
Ауа
3,74
,16
0,58
Барлығы
39,08
8,4
8,7
5,58
,82
,86
2,28
,78
,5
,73
7,07
,46
0,58
9,89
Алынған
Штейн
9,28
8,0
,89
2,34
,6
,19
0,92
6,7
Шлак
6,32
,42
,9
,67
1,36
,78
,5
,73
7,07
3,19
Газдар
3,48
,22
,22
,46
0,58
Барлығы
39,08
8,4
8,7
18,86
,82
,86
2,28
,78
,5
,73
7,07
,16
0,58
9,89
І.4 Үрдістің жылу балансын есептеу, шихтаның жылу тұтынулығын анықтау
Шихтаның жылу тұтынулығын анықтау үшін шихтаны балқыту үрдісінің жылу баланс теңдеуін құрамыз. Бастапқы 100 кг шихтаны өңдеуге балқытудың жылу баланстарының жеке статьяларын есептейміз.
1.4.1 Шихтаның физикалық жылуы
Шихта құрамында шоғырлар мен флюстер кіреді, шихтаның мөлшері 100кг, ол пешке 20°С температура кезінде қыздырылмаған күйде беріледі.
Құрамдастардың бөлікті жылу сиымдылығы, Со
Сu2S 0,169кДж
FеS2 0,194 кДж
SiO2 0619 кДж
СuFеS2 0,13қДж
РbS 0,05 кДж
Zn 0,41 кДж
СаСОз 0,33 кДж:
Орташа бөлікті жылу сыйымдылығын мына формула бойынша анықталады:
(15)
Шихтамен бірге енгізілген жылу мөлшері мына формула
бойынша анықталады:
(16)
Q1 Сұйық конвертерлі шлактың физикалық жылуы.
Берілгендер бойынша шлактың пешке құю кезіндегі
температурасы Тшл=1150°С-қа тең. Шлактың жылу құрамы осы
температурада С=1288,7 кДж. Конверлі шлакпен енгізілген жылу
мөлшері мына формуламен анықталады:
Q2 = 128867*26633=33931 кДж
Бөлініп шыққан шлактың физикалық жылуы.
Шлакты шығару температурасы 1450 °С-қа тең. Электрлі балқыту шлагының жылу құрамын 1151,6 кДж деп аламыз. Шлакпен алынған жылу мөлшері мына формула бойынша анықталады:
Q4= Ср*m Q4=1151,6*50,94=58662 кДж
Штейннің физикалық жылуы.
Электрлі балқыту кезіндегі штейн температурасы Тшт=1200°С Штейннің осы температурадағы жылу құрамы 919,6 кДж.
Жылу мөлшері мына формуламен анықталады:
Q5=919,6-59,37=54597 кДж.
Газбен бірге алынған жылу.
Бөлініп шығатын газдар температурасы 400 °С. Құраушылардың орташа бөлікті жылу сыйымдылығын 1,068 кДж (кг. °С) Газбен бірге алынған жылу мөлшері.
Q=1,068*400*23,48=10030 кДж.
1.4.2 Экзотермиялық пен эндотермиялық реакциялар жылуы
(6) реакция бойынша тотығатын FеS-тің мөлшері =0619 кт. Реакцияның жылу тиімділігі 23708 кДж.
Реакция бойынша сіңірілген жылу:
Q=23708*0,1988*4,18=214 кДж
FеО+SiO2-2FеО*SіО2 реакциясы бойынша шлактың барлық темірі (ҒеО) фаялитке байланысқан деп есептейміз.
Балқымадан кейінгі шлактағы FеО мөлшері: -11,33 кт Конвертерлі шлактағы FеО мөлшері-10,28 кг FеО мөлшері SiO2-мен реакцияланады: 11,33-10,28=1,05 кг
(18) реакциясының жылу тиімділігі - 10900*ккалмоль
Реакциядан бөлінетін жылу.
Q=10900*1,05(2*72)*4618=333 қДж СаО+ SіО2=СаО* SiO2 (19) реакциясы бойынша:
Алғашқы шоғыр мен конвертерлі шлакта СаО силикатқа байланысқан, сондықтан да флюстен шлакта өткен тек СаО-ны ескереміз, яғни әк тасты.СаО-ның мөлшері -- 12,17 кг.
Реакцияның жылу тиімділігі 19700 ккалмоль.
Реакция бойынша бөлінетін жылу:
Q=19700*1261756*4618=17895 кДж.
Ол сулъфидті диссоциациалау реакциясы. Пеште борнитті диссоциациалайды, борнитті жылу эффектісі:
Q=22720-4232= -19800 ккалмоль.
Сu5FеS4 пен FеS2-ні диссоциациалау кезінде 9,03 кг FеS алынады.
Сульфидтері диссоциациалау реакциясының нәтюкесінде сіңірілетін жылу:
Q = 19800*9,03188*4,18=15580 кДж.
СаС03 - СаО + СО2 (20) реакциясы бойынша: 10,09 кг СаО алынады.
Реакцияның жылу эффектісі (-49500) ккалмоль.
Реакция бойынша 3,23 кг элементарлы күкірт бөлінеді. SО2-ні алудың жылу эффектісі -- 70960 ккалмоль.
Реакция кезінде бөлінетін жылу:
Q = 70960 * 3,2332 * 4,18 = 29939 кДж.
Эндотермиялық реакция жылуы:
Q энд=9800+37280=47080 кДж.
Эндетермиялық реакция жылуы:
Q нез=214+29339+14913+333=45399кДж.
1.4.3 Шихтаның жылу тұтынулығын есептеу
Жылу келудің негізгі статьялары:
-Шихтаның жылу тұтынулығын өтеуге кететін сыртқы жылу:
q болу кДжт, шихта мөлшері 100 кг- 0,1, шихтаның жылу тұтынулығы 0,1 q болу;
-шихтаның физикалық жылуы 1674 кДж;
-конвейірлі шлактың физикалық жылуы 33931 кДж;
-эндотермиялық реакциялар жылуы 45185 кДж.
Келіс =0,1q балу+1674+33931+45185=О,1q балу+80790
Жылу шығынының негізгі статьялары:
-штейннің физикалық жылуы 54597 кДж;
-шлактың физикалық жылуы 58662 кДж;
-газдардың физикалық жылуы 10030 кДж;
-эндотермиялық реакциялар жылуы 47294 кДж. Шығын=54597+58662+10030+47294=17058 3кДж. Жылу балансының теңдеуін құрамыз:
О,1q болу + 80790=170583 және шихтаның жылу тұтынулығын табамыз: q болу-897930 кДжт.
Электр энергияға есептегенде Gбалқ=897930(860*4,18)-249,7кВт*са ғТшихта.
1.4.4 Электр энергияның меншікті шығынын анықтау
Меншікті шығынды мына формула бойынша анықтайды:
W=1,1(gбал+Q2+Qn-Qэл)860; кВт*сағТ (22)
электр энергияның бөлікті шығынын табу үшін жылудың бөлініп шығатын газбен шығынын Q2 электродтардың жану жылуын Qэл сыртқы орта жылуының шығынын білу қажет.
Пештің шамалы өлшемдерін анықтау. Электрлі пештің мыс шоғырларын балқыту үшін бөлікті өнімділігі пеш астындағы ауданның квадрат метріне 4,5 тонна қүрайды.
Штейнде 160000т мыс алу үшін жылына құрамында 28,04*10059,28=47,4% 160000*0,74=253164т немесе 25316*125,3459,28=535283т шихта кезіндегі штейндегі қайта өңдеу қажет.
Электрпештің жылына 340 күн жұмыс істеген кезіндегі тәуліктің өнімділігі 535283т340=15б2 ттәу немесе 781 ттәул бір пеште құрайды. Пеш астының ауданы тәуліктің өнімділігінде Ғпод=7814,5=168м2
Тікбұрышты түрдегі пеш үшін қатынас ҺВ=41 болады, яғни Һ=4В, сонда астынғы аудан мына формула бойынша анықталады:
Ғпод=h * B=4B2 (23)
B = 168,4 =7м, h = 1687 = 24м.
Қабырғаның орташа қалыңдығы 0,75м-ге тең деп аламыз.
Пештің сыртқы өлшемдері:
һ-24+0,75*2=25,5м
В =7+0,75*2-8,5м
Fсв =25,5*8,5=216,75м[2]
Пештің орташа температураларын аламыз.
Ванна деңгейіндегі қабырға 600°С, газды кеңістік 600°С. Пештегі ашық тесіктердің ауданының күмбез ауданын екі процентке тең аламыз, әрі қарай 216,75*0,02=4,34м2. Пеш футеровкасын келесідегідей аламыз. Ванна денгейіне қабырға: ішкі беті -магнезит 580мм, сыртынан шамот 230мм. Ванна денгейінен жоғары қабырға барлық қалыңдықта шамот 700мм. Пеш астынан күмбезге дейін 4 метр, ванна терендігін 2,3 метр қылып аламыз.
Электродтар жануының жылуы. Өзінше пісірілетін электродтардың электродты массасының шығынын балқыма кезінде шихтадан 4кгт немесе 100 кг шихтадан 0,4 кг қылып қабылдаймыз.
Реакцияның жылу эффектісі:
S+О2=SО2 (24)
94050 ккалмольге тең.
Электродтардың жану жылуы:
94050*0,412*4,18=13104 кДж
Өзінше пісірілетін электродтардың қаптамасы үшін болаттың шығыны электродты масса шығынынан бес процентті құрайды.
0,4*0,05=0,02кг
Ғе+12О2-FеО (25)
Реакцияның жылу эффектісі 6700ккалмоль.
Темірдің тотығу жылу:
63700*0,0256*4,18=95 кДж.
Электродтардың жану кезіндегі жылудың барлығы:
13104+95=13199қЦж
Ішкі орта бойынша жылу шығыны. Құлама арқылы шығынды
мына формула бойынша есептейміз: Q=R*ҒҚYenЛі (16)
Мындағы: R пеш құламасы арқылы жылу шығынының тәжірибелі коэффициенті, ккалм2 сағ.
i уақыт, сағ.
Fkyл -құлама уадан, м[2]
100кг шихтаны өқцеу уақыты: i=100*24(781*1000)=0,003сағ.
-суық құлама үшін R=5000ккалм сағ;
-құлама арқылы жылу шығыны: 5000*0,003*168*9,18=10533кДж; - қабырғаның төменгі бөлігі арқылы жылу шығынының мына формуламен есептейміз: (27)
SМ=0,58 м, Sш=0,23м.
Қабаттың орта температураларын аламыз, магнезиттікі -1200°С; шамоттікі - 300 °С.
= 0,582,54+0,230,76=0,531м[2]сағкк ал*4,18-2,22 кДж. Қабырғаның төмендегі бөлігінің ішкі бет температурасы 14500С. График бойынша q=2400ккалм[2] сағ табамыз. Қабырғаның төменгі бөлігінің жалпы беті бүйірлі және тарцты қабырғаларды есептегенде:
Ғп.ст=2*2,3(25,5+8,5)=156м2 Қабырғаның төменгі бөлігінің жылу шығыны;
Q=2400*150*0,003*4,18-4694 кДж. Қабырғаның жоғарғы бөлігі арқылы жылу шығыны:
І=; SМ=0,7 м.
Қабаттың орташа температурасын 25°С деп аламыз:
= 0,70,73=0,96м[2]ккал*4,18-4,01 кДж.
Қабырғаның жоғарғы бөлігінің сыртқы бетінің температурасы
Т-600 °С, q =300ккалм[2]сағ. Қабырғаның жоғарғы бөлігінің жалпы беті: 300*216,75*0,003*4,18=815қДж.
Күмбез арқылы шығыны:
=0,350,75=0,467м[2] сағккал*4,18=1.95кДж
Күмбездің сыртқы бетінің температурасы 600 0С, q=900ккалм2 сағ
Күмбез арқылы жылу шығыны:
900*0,003*4,18*216,75=2446,3 кДж.
Жылу өткізгіштің жылуының жалпы шығыны:
2446,3+815+4694+10533=18488,3 кДж.
Бөліну жылуының шығыны. Пештегі тесіктің жалпы ауданы=4,34м2. Тесіктердің диофрагмирлеу коэффициенті 0,4 бойынша. Пештің газданған кеңістіктегі температурасы-600 0С.
Бөліну жылуының шығынын мына формула бойынша есептейміз:
Qбөл=(4696*Ф*Fтес*Т100)4*2 (28)
Qбөл=4,96*0,4*4,34*64*2=22318,7 кДж.
Сыртқы орта бойынша жалпы шығындар:
Q=18488,3+22318,7=40807кДж.
Аяқты жылу балансын құрып, 9-шы кестеге енгіземіз.
Электр энергиясының бөлікті шығынын анықтау. Жылу балансының статиялары (22) формуласы бойынша есептеу негізінде электр энергиясының бөлікті шығынын есептейміз:
сағт.
Электір энергиянікі: 0,1*389*860*4,18=139837 кДж.
9 Кесте. Электірлі пештің жылу балансы
Кіріс
Шығыс
кДж
Дж
Электр энергия жылуы
139837
9,8
Штейіннің физикалық жылуы
4597
3,3
Тв-шихтаның физ-қ жылуы
1674
,72
Бөлінген шлактың физ-қ жылуы
8662
5,08
Конв. Шлактың физ-қ жылуы
33931
,4,5
Бөлінген газдың жылуы
0030
,29
Электр.ң жану жылуы
13199
,67
Сыртқы орта б-ша жылу шығыны
0807
7,47
Экзотерм. Реакция жылуы
45185
9,3
Эндотер-қ реакцияның жылуы
7284
0,26
Барлығы
233826
00
Барлығы
11380
0,04
Тұтқырлы есім
2446
Барлығы
33826
Арнайы бөлім
2.1 Электр балқыту үрдісінің басқару объектісі ретінде сипаттамасы
Мыс шоғырларын электрлі балқымасы кенді термиялық пештерде металл бөлінетін шлак пен бөлініп шығатын газдарды алумен жүзеге асырады.
Балқыма үшін алғашқы материалдар шихтаны даярлау цехтарының блогынан түседіде, ұсақталған шихтаны (гранулалар), қатты жабдықтар мен шихталанған материалдарды (әқ тасы, пиритті шоғыр) қосады.
Шихта штабельді шихтарникте дайындалады. Ұсақтауға түседі бір штабель 4-6 тәулікте салынады.
Электр пештерде электрлі физикалық, физика-химиялық және жылуалмасу үрдістері өтеді: жылу бөліну, шихтаның балқуы, шлак тудырғыш реакциялары, штейнмен шлактың бөлінуі.
Шихтаның балқу өнімділігі бір қатар айнымалыларға тәуелді; жүктелетін шихта құрамына, электродтағы электр қуатына, электродтардың тереңдетілуіне (жылу бөлінудің шартты аймағының күйі).
Шлак пен штейн құру реакциялары балқыма сульфидтері мен тотықтырудың өзара қозғалысымен анықталады да, балқымадағы компонеттер температурасы мен құрамына тәуелді. Балқыма өнімдерінің бөліну жылдамдығы бөлініп шығатын газдармен шығынына әсер етеді және балқыма тұтқырлығы мен оның конвективті қозғалыс интенсивтігіне тәуелді.
Электрлі балқыту үрдісінің ерекшеліктерінен электр пешінің ваннасын шартты түрде үш бір фазалы ванналарға бөлуге болады. Мұнадай бөліну пештің әр фазасында өтетін үрдіске қатысты оғыштығы мен келісілген: жылудың тоқтық фазада "жұлдызша" немесе "тік бұрыш" схемалары бойынша, өту тәуелділігінде ваннада бөлінуі және, әрі қарай, бір фазалы ваннаның әртүрлі жылу режимі; жылу шығындарының сыртқы орта бойынша айырмашылығы (А мен С фазалы ванналарда пештің тарцты қабырғасы арқылы жылу шығынының есебінен үлкен); берілген кернеудегі айырмашылық (кернеу сатылары әр фаза үшін жеке орнатылады).
Өзара қозғалыстың есептелінуіне берілмейтін күрделі мен үлкен саны, ағынның кіріс материалының мөлшерлі мен сапалы көрсеткіштерінің кездейсоқ тербелісі, электр режимдердің өзгерісі мен жеке агрегаттың дрейфтік сипаттама үрдісті стохастихалық түрге жатқызады.
Электрлі пеш бөлімінің негізгі тапсырмасы болып үрдістің ең жақсы технико-экономикалық көрсеткіштерін қамтамасыз ететін өнімдердің (штейн мен шлак) берілген сапалы көрсеткіштері кезіндегі штейнді шығару мен шикі затты өндеу бойынша тәуліктік жоспарды орындау болып табылады.
Кіріс пен шығыс айнымалылардың үлкен мөлшерінің бар болуы, үрдістің стационарлы еместігі, инерттілілігі электрлі балқытуды басқаруды ауырлатады да, басқару практикасында
айнымалылардың берілген технологиялық режимінен ауытқуына
әкеледі: штейннің химиялық қүрамын тұрақсыздандыру, мыстың
бөлінетін шлакпен шығынын жоғарлатау, пештің электрлі бұзады
және энергия шығындарын көбейтеді.
Электрлі балқыту үрдісін оптималды басқару есебі тандап алынған балама мәнінде үрдісті оптималды жүруін қамтамасыз ететін режімін ұстауға әкеледі.
Электрлі балқыту үрдісі үшін маңызды орынды қозғыш әсерлер мен олардың үрдіс көрсеткіштеріне әсер ету дәрежесінің жиілік сипаттарының айырмашылығы алады. Шихта даярлау үрдісінің әсерін, материалдың балқуы мен пештегі жылу бөліну, берілген үрдістің стационарлы емес қасиеттеріне байқалатын уақыт интеравалының айырмашылығын басқаруды таңдаудың қатысты бостандығы электрлі балқыту үрдісін басқару кезінде, декомпозициялық амалды қолдана отырып екі негізгі тарауды бөле алады: үрдістің технологиялық режимдеріне байланысты басқару есебі (шихтаның штабельге қаптау кезіндегі химиялық құрамын оперативті жіктеу және т.б) мен электрлі балқыту үрдісін энергетикалық режимін басқарумен байланысты есептер.
2.2 Мыс шоғырларын электрлі балқыту үрдісін басқару практикасын талдау
Қазіргі уақытта көлемі мен кендітермиялық балқыту пештерін басқару қондырғылардың үлкен жүйелері өңделген.
Кендітермиялық пештер мен басқару жүйесі мен қондырғыларын пайдалану, нақты қиыншылықтармен байланысқан: жоғарғы температурамен агрессивті орта өлшеу нүктелерінде физико-химиялық күбылыстар туралы ақпараттарды жинақтауды қиындатады; айнымалылар ретін сенімді түрде өлшеу үшін қажетті бақылау-өлшемелі аспаптары болмайды; үрдіс басқару объектісі ретінде жеткіліксіз оқытылған және т.б.
ЖМЗ шартында үрдісті басқару технологтар мен кезекші операторлар жүзеге асырады, мыстың штейнде бөлінуі шлакта тұтындылатын электр энергиясының шектелуін есептеп берілген мөлшеріне және балқыманың технологиялық пен энергетикалық режиміне тікелей әсер етеді. Балқылатын штейннің мөлшері мысты шығару бойынша жоспарлы тапсырмадан және келесі қайта балқытудың өнімділігінен анықталады.
Балқыма өнімнің химиялық құрамына қанағат тануының жасалуы металлургиялық есептеулермен кәсіп орынның жұмыс істеу тәжірибесіне қабылданған тәсілдерді есептеумен жүзеге асады. Штейін құрамына ұсынылатын негізгі талаптар болып, мыс, күкірт және қорғасынның болуы болып табылады. Шлак химиялық құрамы, тұтқырлығы, балқыту температурасы мен тығыздығы бойынша қойылатын талаптарды қанағаттандыруы тиіс.
Балансты қатынстардың негізінде технолог десульфуризация дәрежесінен жөн сілтеп және балқыма өнімдерінің берілген мөлшерлі және сапалы сипаттамалары үшін керекті шикізаттың минералогиялық құрамын біле отырып, шихта мен шихталанған материялардың қайта өңделуін белгілейтін тәулікті жоспарлы -- тапсырмаларының қалыптасуын жүзеге асырады.
Штабельдің қапталуы мен қалыптасуын басқару шихтаны даярлау цехында жүзеге асады.
Пештің энергетикалық айнымалыларын таңдау: жалпы уақытын көзбен шалып бағалау негізінде және бақылау -- өлшемді аспаптардың көрсеткіштерінің талдамасы негізіндегі кезекші мастерлермен жүргізіледі, және жалпы қуат пен оның фаза бойынша таратылу туралы шешімін қабылдайды.
Электрлі пештің жеткіліксіз дәл тандап ... 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