ВАНЮКОВТЫҢ БАЛҚЫТУ ПРОЦЕСІ ЖӨНІНДЕ

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 2
1. ВАНЮКОВТЫҢ БАЛҚЫТУ ПРОЦЕСІ ЖӨНІНДЕ 3
НЕГІЗГІ МӘЛІМЕТТЕР 3
1.1 Ванюков процесін БТМК-ға енгізу 4
1.2 Пешті конструкциялау негіздері және балқыту технологиясы 5
2 БАЛҚЫТУДЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ,ХИМИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ 6
2.1 Ванюков балқытуы - автогендік процесс 6
2.2 Фурмалық зонаның физикалық-химиялық процестері 7
2.3 Фурма асты зонасының процесстері 11
2.4 Құрамында шлагы бар мыстың шығыны 12
2.5 Аралық қабат пен оның пайда болуына тежеу жасайтын факторлар 17
2.6 Балқытпа ваннасын араластыру 18
ҚОРЫТЫНДЫ 22

КІРІСПЕ

Берілген технологиялық нұсқауды жасау барысында ААҚ Унипромедь және
АҚ САЦМЕ жобалық жұмыстары мен ғылыми-техникалық ізденістердің
нәтижелері, сұйық ваннада балқыту кешендерін пайдалану бойынша Балхаш ТКМК-
де жасалынған нормативтік-техникалық материалдар қолданылды. Ол сұйық
ваннада балқытудың технологиялық процесін регламентациялайтын және
суреттейтін негізгі құжаттардың бірі болып табылады. Нұсқау техналогиялық
процесті басқару, технологиялық қондырғыны іске қосу және тоқтату тәртібі
кезінде іс әрекеттердің тізбектілігін, негізгі және қосымша қондырғылардың
қауіпсіздігіне кепіл беретін пайдалануға қойылатын талаптарды
регламентациялайды. Нұсқау технологиялық процесте қолданылатын ақпарат
жөнінде мынадай материалдарды; балқытудың өнімдерінің және жартылай
өнімдерінің сипаттамасын; жұмысты қауіпсіз жүргізу үшін қойылатын
талаптарды; балқыту кезінде пайда болатын зиянды және қауіпті өндірістік
факторлар мен заттардың суреттелуі мен тізбегі, олардың қалыптасу
жағдайларын, бақылау мен қорғау жүйелерін қамтиды. Нұсқау балқыту процессін
басқаратын персонал үшін, сонымен қатар негізгі жұмыстағы персоналдың
оқытылуы мен дайындалуына арналған.
Технологиялық нұсқаудың талаптарын орындау сұйық ваннада балқыту
кешенінің инженерлік-техникалық жұмысшылары мен балқыту участогының
жұмысшылары үшін, сонымен қатар кешен дердің үздіксіз жүмысын қамтамасыз
ететін өндірістік бөлімшелеріне міндетті болып табылады. Берілген нұсқауда
көрсетілген тәртіптік параметрлер ұсынылатын, ал химиялық құрамы –
анықтамалық болып табылады.

1. ВАНЮКОВТЫҢ БАЛҚЫТУ ПРОЦЕСІ ЖӨНІНДЕ

НЕГІЗГІ МӘЛІМЕТТЕР

Сұйық ваннада сульфидтік шикізатты балқытудың теориялық негіздері
Мәскеу болат пен ерітінділер институтында профессор А.В Ванюков
басшылығымен ауыр және түсті металдардың металлургия кафедрасында
жасалынды. Жартылай өнеркәсіптік сынақтар мен процесті өнеркәсіптік игеру
Балқаш және Норильск тау-металлургиялық комбинатында, Түсті-металлургия
институтының тікелей басшылығымен Рязанск қаласының РОЭМЗ заводында жүзеге
асырылды. А.В Ванюков 1949 жылы бұл процесті ұсынды және көптеген жылдар
ішінде зерттеліп, жақсартылып отырды. 1988 жылдан бастап сұйық ваннадағы
балқыту процесі Ванюков процесі деген атқа ие болды, және оны жүзеге
асыратын пеш Ванюков пеші қысқартылған ВП деп аталды.

1.1 Ванюков процесін БТМК-ға енгізу

ВП жартылай өнеркәсіптік сынақтары бірінші рет 1974 жылы БТМК-да
(Балқаш тау-металлургиялық комбинаты) жүргізілді. Сынақты жүргізу кезінде
Мәскеу болат пен ерітінділер институтының, ҚазССР ҒА-ның металургия мен
байыту институтының, ҚазССР түсті-металлургия министрлігінің қызметкерлері
қатысты. 1974 жылдан 1979 жылдарда жүргізілген ВП сынақтары процесінде
пештің құрылысының негізгі элементтері жасалынды, және балқытудың негізгі
технологиялық сипаттамалары алынды. 1985 жылы түсті-металлургия
институтының жобасы бойынша бірінші балқыту кешені қолданысқа жіберілді, ал
1987 жылы екіншісі. ВП кешенін енгізуде Мәскеу болат пен ерітінділер
институтының, ҚазССР ҒА-ның металлургия мен байыту институтының, ҚазССР
түсті металлургия министрлігінің, энергетикалық түсті металлургия ҒЗИ, ЦЭЦМ
және басқа да ғылыми-зерттеу мен жобалық-құрылыстық ұйымдардың
қызметкерлері қатысты.
1997 жылдан бастап БТМК-да ВП кешенін модернизациялау жүргізіліп
келді. 1999 жылы шаң-тозаңды төмендету үшін ВП пешіне реконструкциялау
жасалынды, ол үшін алтейк ауданын кеңейтті және утилизатор-қазанды
Уралэнерго түсті металлургиясының жаңа конструкциясына алмастырылды. 2000
жылы ВП өнімділігін 120 тонна сағ өсіру үшін газбен жүретін трактіні
реконструкциялау жүзеге асырылды және 2001 жылы шлактың келу уақытын
арттыру үшін электромиксер реконструкциялау жүргізілді. Ол үшін
электромиксер ауданы ұлғайтылды, олардың саны алтыға жетті. Бұл шаралар мыс-
мырыш шикізатын қайта өңдеуге және жобалық көрсеткіші бар шлактарды алуға
мүмкіндік туғызды.
2003 жылы ВП кешеніне тағы бір реконструкция жүргізілді, утилизатор-
қазанды Ортаазиялық түсті металлургия энерго АҚ TPNSU УП
конструкциясының ОГ-1639 типіндегі жаңа газды суытқышқа алмастырылды.
2004 жылы ВП-2 кешені КУ- 1640 газды суытқышы бар жүйе салынды.

1.2 Пешті конструкциялау негіздері және балқыту технологиясы

Ванюков пеші газды суытқышқа түсетін технологиялық газдарды бөлу үшін
аптейктерді, шлактар мен штейндердің үздіксіз жеке іске қосылуына
қондырғыларды, тоғыспаларды, кессондардың жарылған жоғарғы қатары бар
кессондалған шахталарды бірге қарастыратын тікбұрышты қондырғы болып
табылады. Пешке шихтаны енгізу тоғыспадағы тесік арқылы жүргізіледі.
Балқытпа ваннасы шахтаның жақ дуалында көлденең бағытталған фурма арқылы
берілетін оттегісі бар үрлеушімен барботирацияланады. Фурмалық белбеу 2,5:3
жоғары жақтың төменге жоғарылылық қатынасымен жоғарылығы бойынша пештің
шахтасын екі бөлікке бөледі. Үрлеушінің балқытпаға беруі нәтижесінде
балқытпа ваннасында екі зона пайда болады: барботирацияланатын жоғарғы
бөлігі және айтарлықтай тыныш төменгісі.
Сифондардың жұмысына сәйкес пештен шлак пен штейнді шығару үшін
ыдысқа хабар беретін заң бойынша штейнның белгілі бір деңгейі пешке
қойылады, сонымен қатар оның биіктігі оттегісі бар үрлегіштің шлактік
балқытпаға бере алатындай болады. Интенсивті аралас үрлегіш шлактік ваннада
оттегісі бар үрлегіштің темір сульфидімен, күкіртпен және шихта
көміртегісімен, шлак-штейн эмульсиясын қалыптастыратын шлакта шихтаны
құратын қиын балқитын ерітінділердің арасында өзара әрекеттесуі жүреді.
Барботирацияланатын зонада шлак пен штейннің бөлінуі басталады, ал фурмалық
зонада аяқталады. Фурмалық зонда балқыту өнімдерінің тік тура бағыттағы
қозғалысы пештер шлакты штейнмен бірнеше рет тазалауды және осыған
байланысты шлакпен бағалы металдардың шығындарының механикалық көлемін
қамтамасыз етеді.

2 БАЛҚЫТУДЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ,ХИМИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ

2.1 Ванюков балқытуы - автогендік процесс

Мыс сульфид концентраттары қышқыл атмосфера жағдайында өте калориялы
жанармай болып табылады. Сулфидтік шикізатты пирометалургиялық қайта өңдеу
кезінде қышқылдану реакциясы нәтижесінде жанармай шығынын төмендету мен
балқыту барысында жылу тапшылығын төмендету үшін пайдалануға мүмкін болатын
жылудың белгілі бір көлемі бөлінеді. Экзотермиялық реакциялардың жылуын
пайдаланатын процестер жылу балансын ұстап тұру үшін автогендікке (жартылай
автогендік) жатады. Ванюков балқытуы осындай процестердің қатарында. Онда
балқытудың жылулық тәртібін ұстап тұру үшін сульфид қышқылдануы мен
оттегісі бар үрлегіш күкіртінің жылуы пайдаланылады.Сульфид пен оттегінің
реакциялық өзара әрекетінің тікелей жылу бөлінуі бірге жүруі есебінен
барлық бөлінген жылу балқытпаның сұйық ваннасында пайдаланылады.

2.2 Фурмалық зонаның физикалық-химиялық процестері

Фурмалық (барботирацияланатын) ВП пешінің зонасы негізгі физикалық-
хмиялық өзара әрекет жүретін жер болып табылады: шихта компонентерін
үрлегіштің оттегісімен қышқылдандыру, кварц пен шихтаны құрайтын басқада
қиын балқитындардың ерітіндісі, шлак пен штейннің қалыптасуы. Штейннің
тамшы қалыптастыратыны фурмалық зонаға кейннен түбі бар штейн фазасына
отырады. Фурмалық зонаға сульфидтік шихтаның үздіксіз түсуі және одан штейн
тамшыларының шығуы жағдайында барботаж зонасында шлак пен штейнның белгілі
бір қатынасы бар шлак-штейн эмульциясы пайда болады. Осымен қатар
эмульсиядағы тұтас фаза болып шлак пен штейн табылады. Шлак-штейн
эмульциясы шлактың 95% және штейннің 5 %-нен тұрады.
Шлак-штейн эмульциясының барботажы мен энергиялық араласуы пештің
фурмалық зонасында жылу мен салмақ алмасуының жоғары жылдамдығын қамтамасыз
етеді. Бұл балқытпаның барлық барботирацияланатын бөлігі бойынша балқытудың
өнімдерінің температурасы мен құрылымын тез теңестіруге алып келеді.
Фурмалық зонаға түсірілетін материал барботирацияланатын зонадағы
шлактың барлық көлемі бойынша тез бөлінеді. Балқытпа ваннасына түсірілетін
материалдың келіп түсуі жағдайында жоғары сульфиттердің диссоциациясы
жүреді, мысалы:

2CuFeS2 Cu2S+2FeS+12S2
(1) 6

FeS2 FeS+12S2
(2)

Төменгі сульфидтер(Cu2S, FeS) ериді және штейн тамшыларын құрайды.

Балқытпаға оттегісі бар үрлегішті жібергенде шихта мен балқытпаның
компоненттері қышқылданады. Реакцияның термодинамикалық сипаттамасына
сәйкес ең бірінші көмір жанады, оның негізгі жану компоненті көміртегі:

C+O2 CO2
(3)

Қалған оттегі күкірт пен темір сульфидін қышқылдандыруға жұмсалады:

12S2+O2 SO2 (4)

[FeS]+32O2 (FeO)+SO2
(5)

Шлакта ерітілген мыс пен темір сульфиді қышқылданады:

(FeS)+32O2 (FeO)+SO2
(6)

(Cu2S)+32O2 (Cu 2O)+SO2
(7)

Магнетитке дейін FeO жеке қышқылдануының және шлактану реакциясы
жүреді:

2FeO + SiO2 (FeO) 2SiO2

(8)

3FeO + 12O2 Fe3O4

(9)

Балқытпада және пештің фурмалық зонасында күкірт, темір және қалпына
келтірушілер сульфиттерінің болуы магнитет пен шлакты сульфидициялаудың
қалпына келтіруге мүмкіндік туғызады:

3(Fe3 O4) + [FeS] 10(FeO) + SO2
(10)

(Fe3O4) + CO 3(FeO) + CO4
(11)

2(Fe3O4) + 12S2 6(FeO) + SO2
(12)

2(FeO) + 32S2 2FeS + SO2

(13)

Магнетиттің толық қалпына келтіруді қамтамасыз ету үшін, бір жағынан
оның сульфидтермен максималды түрде қатынасы, екінші жағынан реакцияның
жүруі үшін қолайлы термодинамикалық жағдайлар жасалу қажет (10). Қатынас
мерзімі фурмалық зонадағы аралас балқытпаның көлеміне мен агрегаттың
үлестік өнімділігіне байланысты
7
және айтарлықтай дәрежеде өзгере алмайды, өйткені көптеген себептерге
байланысты (қатынас уақытын тездететін реагенттер) агрегаттың үлестік
өнімділігінің төмендеуі тиімсіз. Барботирацияланатын зонада балқытпа
көлемінің өсуі пештің конструктивті мөлшерімен шектелген. Пешті пайдалану
тәжірибесі көрсеткендей фурма деңгейінен жоғары балқытпаның тиімді биіктігі
0,4-0,8 м шеңберінде болады, және ол фурманың ~0,12-0,25 кгсм2 сызбасында
қарсы қысым туғызады. Фурма деңгейінен жоғары балқытпаның биіктігінің одан
ары ұлғаюы (0,8 м) фурмада қарсы қысымның өсуіне алып келеді және ол
тәжірибе жүзінде қиыдыққа соқтырады. Магнетиттің темір сульфидімен қалпына
келтіру реакциясын жүргізу үшін қолайлы термодинамикалық жағдай (10)
фурмалық зонада балқытпаның интенсивті араласуын қамтамасыз етеді. Бұл (10)
реакциясы жүру үшін балқытпаның жоғарғы жағында (10) реакциясында SO2
парциалды қысымының тең болуы (0,2+0,4 атм) газының балқытпасынан шығатын
қысымнан біршама жоғары болуына байланысты. (10) реакциясының жүруі үшін
балқытпа көлемінде SO2 реакциясындағы тең парциалды қысым балқытпа ішіндегі
газдың бос ауасын туғызу үшін қажетті қысымнан жоғары болу керек, яғни
1,1+1,2 атм. Осылайша, барботаж зонасынағы балқытпаның жоғары газға тоқ
болуы магнитеттің қалпына келуіне қолайлы термодинамикалық жағдайлар
жасайды.
Фурмалық зонада балқытпаның барботажы штейн тамшыларының кездесу
ықтималдығын жоғарылатады, ол өз кезегінде олардың коалесценциясы (бірігу)
үшін қолайлы мүмкіндіктер туғызады. Оның нәтижесінде эмульсиядағы штейн
тамшысының орташа көлемі ~70 мкм-нен (сульфид концентратының өлшем бірлігі)
0,5 мм-ге дейін және одан да жоғары көтеріледі. Бұл тамшылар ауырлық күші
есебінен айтарлықтай жылдамдықпен шлакта отыра бастайды, ол өз кезегінде
фурмалық зонада фазалардың толығымен бөлінуін қамтамасыз етеді.

2.3 Фурма асты зонасының процестері

Фурма асты зонасының негізгі арналымы – балқыту өнімдерін бөлу
процесін аяқтау.
Барботирацияланатын зонаға бағытталатын шлак пен штейн тура токпен
қозғалатын фурма асты зонасына келіп түседі. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.