- •4. Основы теории управления материальными ресурсами
- •4.1. Основные законы и правила управления ресурсами
- •4.1.1. Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов («закон Мальтуса»)
- •4.1.2. Правило конкурентного использования ресурсов
- •4.1.3. Закон убывающей отдачи
- •4.1.4. Правило социально-экологического равновесия
- •4.1.5. Закон падения природно-ресурсного потенциала
- •4.1.6. Закон «шагреневой кожи»
- •4.1.7. Закон неустранимости отходов и/или побочных воздействий производства
- •4.1.8. Правила меры преобразования природных систем
- •4.1.9. Качество изделий – важнейший ресурс
- •4.1.10. Закон суммирования ресурсов или интегрального ресурса
- •4.1.11. Закон лимитирующего ресурса
- •4.1.12. Закон согласования управления ресурсами и состояния окружающей среды
- •4.1.13. «Венок законов» б. Коммонера
- •4.2. Проблемы и правила суммирования ресурсов
- •4.3. Природные и техногенные ресурсы
- •4.4. Жизненный цикл изделия
- •4.5. Экобалансы и методика их расчета
- •4.5.1. Принципиальная расчетная схема и исходная информация для составления экобаланса.
- •4.5.2. Пример составления экобаланса
- •4.5.2.1. Расчет количества слябов мнлз
- •4.5.2.2. Расчет количества жидкой стали ккц и необходимого для ее производства первичного металла и лома «со стороны»
- •4.5.2.2.1. Расчет количества жидкой стали для мнлз
- •4.5.2.2.2. Расчет количества ферросплавов
- •4.5.2.2.3. Расчет расхода извести в ккц
- •4.5.2.2.4. Определение состава сталеплавильного шлака
- •4.5.2.2.5. Количество жидкого чугуна, необходимого для производства стали в ккц
- •4.5.2.3 Определение параметров производства первичного металла.
- •4.5.2.3.1 Расчет состава железорудного концентрата.
- •Химический состав исходной руды, концентрата и хвостов, % масс.
- •4.5.2.3.2. Расчет состава агломерата
- •4.5.2.3.3. Расчет параметров производства чугуна
- •4.5.2.4. Расчет количества железорудного концентрата
- •4.5.2.5. Расчет количества угольного концентрата
- •4.5.2.6. Расчет количества электроэнергии и потребности в энергетическом угле
- •4.5.2.7. Расчет потерь металлургических материалов при транспортировке
- •4.5.2.8. Определение показателей добычи железной руды, металлургических углей и флюса
- •4.5.2.9. Определение расхода энергии.
- •4.5.2.10. Расчет баланса железа
- •4.5.2.11. Расчет баланса серы
- •4.5.2.12 Расчет баланса углерода
- •4.5.2.13 Расчет выбросов пыли
- •4.5.2.14. Расчет выбросов газов
- •4.5.2.15 Схема движения основных материалов
- •4.5.3. Показатели, характеризующие структуру экобаланса.
- •4.5.3.1 Показатели расхода природных материальных ресурсов
- •4.5.3.2 Показатели энергосбережения
- •4.5.3.3 Параметры выбросов в окружающую среду
- •4.5.4. Оценка экобалансов производства проката для различных схем подготовки сырья к доменному переделу
- •4.5.5. Оценка эффективности основных технологических схем производства жидкой стали
- •4.5.6. Приложения к расчетам.
- •Продолжение табл. П 2.13
4.5.2.7. Расчет потерь металлургических материалов при транспортировке
Потери железорудного концентрата при транспортировке были рассчитаны ранее (см. 4.5.2.4).
Аналогичным образом рассчитываются потери концентратов энергетического и коксующегося углей (доля потерь составляет 1,5 %, см. табл. П 2.9). Количество концентратов энергетического и коксующегося углей с учетом потерь при транспортировке составит:
кг/т Fe проката,
где 151,1 – количество концентрата энергетического угля, кг/т железа проката.
кг/т Fe проката,
где 641,7 – количество концентрата коксующегося угля, кг/т железа проката.
Потери угольных концентратов соответственно 2,3 и 9,6 кг/т железа проката.
4.5.2.8. Определение показателей добычи железной руды, металлургических углей и флюса
С учетом того, что при добыче железной руды образуется около 2 т/т добытой руды вскрышной породы (табл. П 2.10), общее ее количество составит 3283,4*2=6566,8 т.
Для получения концентрата углей при указанном в табл. П 2.8 коэффициенте обогащения на тонну железа проката необходимо добыть 153,4/0,85=180,0 кг энергетического угля и 651,3/0,85=764,5 кг коксующегося угля. При этом образуется такое же количество вскрышной породы (944,6 кг/т железа проката – табл. П 2.10).
Для добычи 264,3 кг известняка необходимо извлечь из недр 132,1 кг пустой породы (табл. П 2.10).
Результаты расчета представлены на схеме движения материалов (рис. 4.8).
4.5.2.9. Определение расхода энергии.
Затраты энергоносителей на производство 1 т проката по рассматриваемой схеме производства проката складываются из коксующихся углей в количестве 764,5 кг, энергетических углей - 180,0 кг и природного газа - 145,1 м3. Таким образом, общие затраты энергии составили:
кДж или 25,4 ГДж,
где 0,83 – коэффициент полноты сгорания топлива;
6290 – низшая теплота сгорания коксующегося угля, ккал/кг;
7324 – низшая теплота сгорания энергетического угля, ккал/кг;
8284 – низшая теплота сгорания природного газа, ккал/м3;
4,18 – коэффициент пересчета в ккал в кДж.
4.5.2.10. Расчет баланса железа
Значения приходных и расходных статей баланса рассчитываются путем умножения содержания железа в соответствующих металлургических материалах на расходы этих материалов, определенные в вышеприведенных расчетах.
Приход железа:
- с железной рудой равен:
кг/т Fe проката,
где 3283,4 – расход железной руды, кг/т проката (см. 4.5.2.4);
33,51 – содержание железа в исходной руде (см. табл. 4.8).
- с металлоломом и ферросплавами:
8,4+240,5*0,9703=241,75 кг/т Fe проката,
где 8,4 – приход железа с ферросплавами, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.2);
240,5 – расход лома «со стороны», кг/т Fe проката, (см. 4.5.2.2.5);
0,9703 – доля железа в ломе «со стороны» (принимается равной доле железа в получаемом прокате – см. 4.5.2.1).
Расход железа:
1) выбросы в атмосферу в виде газов отсутствуют;
2) выбросы в виде пыли:
- пыль ККЦ:
21146,5/1000=2,3 кг/т Fe проката,
где 2 – количество неуловленной пыли ККЦ, кг/т жидкой стали (см. табл. П 2.3);
1146,5 – количество получаемой жидкой стали, кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.1).
- пыль ДЦ:
2859,8/1000=1,7 кг/т Fe проката,
где 2 – количество неуловленной пыли ДЦ, кг/т чугуна (см. табл. П 2.4);
859,8 – количество получаемого чугуна, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.5).
- пыль АГП:
51283,8/1000=6,4 кг/т Fe проката,
где 5 – количество неуловленной пыли АГП, кг/т агломерата (см. табл. П 2.5);
1283,8 – количество получаемого агломерата, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.3.3).
- количество пыли ГОК:
51197,2/1000=6,0 кг/т Fe проката,
где 5 – количество неуловленной пыли ГОК, кг/т железорудного концентрата (см. табл. П 2.6);
1197,2 – количество получаемого железорудного концентрата, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4).
- потери при транспортировке:
47,90,6958=33,32 кг/т Fe проката,
где 47,9 – количество потерь железорудного концентрата при транспортировке, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4);
0,6958 – доля железа в перевозимом концентрате (см. 4.5.2.3.1).
Итого по пункту 2 – 43,01 кг/т Fe проката.
3) переходит в техногенные грунты.
- с хвостами обогащения руды:
173,2101197,2/10000,1269=263,07 кг/т Fe проката,
где 173,2 - количество хвостов обогащения руды, кг/100 кг железорудного концентрата (см. 4.5.2.3.1);
1197,2 – количество получаемого железорудного концентрата, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4);
0,1269 – доля железа в хвостах обогащения руды (см. 4.5.2.3.1).
- в ЗШН:
101030,6/1000(100-14)/1000,567+251146,5/10000,55=20,79 кг/т Fe проката,
где 10 – количество замасленной окалины прокатного производства, кг/т проката (табл. П 2.1);
0,567 – массовая доля железа в окалине и шламах прокатного производства (табл. П 2.1);
14 – содержание масел в шламах прокатного производства, % масс. (см. табл. П 2.1);
1030,6 – количество получаемого проката, кг/т Fe проката (см. 2.3.1);
25 – количество образующихся шламов ККЦ, кг/т жидкой стали (см. табл. П 2.3);
1146,5 – количество получаемой жидкой стали, кг/т железа проката (см. 4.5.2.1);
0,55 – доля железа в шламах ККЦ (см. табл. П 2.3).
Итого по пункту 3 – 283,86 кг/т железа проката.
4) переходит в попутную продукцию.
-доменный шлак:
186859,8/10000,658/10056/72=0,82 кг/т Fe проката,
где 186 – количество доменного шлака, кг/т чугуна (см. 4.5.2.3.3);
859,8 – количество чугуна, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.5);
0,658 – содержание FeO в доменном шлаке, % масс. (см. табл. 4.16);
56/72 – доля железа в оксиде FeO.
- количество железа в конвертерном шлаке:
кг/т Fe проката,
где 102,5 – количество конвертерного шлака, кг/т проката (см. 4.5.2.2.4);
18 – содержание FeO в конвертерном шлаке (см. табл. П 2.3).
Итого по пункту 4 – 15,17 кг/т железа проката.
5) попадает в готовую продукцию (прокат) – 1000 кг (поскольку расчет ведется на тонну железа проката).
Баланс железа приведен в табл. 4.22.
Таблица 4.22
Баланс железа для технологической схемы "агломерат - чугун – конвертерная сталь"
Приход |
|
|
Расход |
|
|
Статья |
кг/т Fe пр. |
% |
Статья |
кг/т Fe пр. |
% |
Руда |
1 100,28 |
82,0 |
1)Выбросы в атмосферу в составе газов, |
0,00 |
0,0 |
Металлолом и ферросплавы |
241,75 |
18,0 |
2)Выбросы в виде пыли |
43,01 |
3,2 |
|
|
|
3)Переходит в техногенные грунты, |
283,86 |
21,2 |
|
|
|
в т.ч. с хвостами обогащения руды |
263,07 |
|
|
|
|
с хвостами обогащения угля |
0,00 |
|
|
|
|
в ЗШН |
20,79 |
|
|
|
|
4)Переходит в попутную продукцию, |
15,17 |
1,1 |
|
|
|
доменный шлак |
0,82 |
|
|
|
|
конвертерный шлак |
14,35 |
|
|
|
|
5)Попадает в готовую продукцию (прокат) |
1000,00 |
74,5 |
Всего |
1342,03 |
100,0 |
Всего |
1342,03 |
100,0 |