
- •А.Л. Николаев
- •Новокузнецк 2003
- •Содержание
- •5 3.3.1 Общая характеристика 58
- •Введение
- •Структура народного хозяйства и элементы технологического процесса
- •2 Природные ресурсы. Сырье и энергия в народном хозяйстве
- •2.1 Общая характеристика
- •2.2 Перерабатываемое сырье
- •2.3 Топливо
- •2.3.1 Общие сведения
- •2.3.2 Общая характеристика состава твердого топлива
- •2.3.3 Нефть
- •2.3.4 Природный газ
- •2.3.5 Сжигание топлива
- •2.4 Вода
- •2.5 Воздух
- •2.6 Энергия
- •3 Шихтовые и футеровочные материалы и их характеристики
- •4 Обогащение и окускование полезных ископаемых
- •4.1 Общие сведения
- •4.2 Подготовка к обогащению
- •4.2.1 Дробление и измельчение
- •4 2.2 Грохочение и классификация
- •4.3 Обогащение
- •4.4 Окускование концентратов и мелочи полезных ископаемых
- •4.4.1 Агломерация
- •4.4.2 Производство окатышей
- •4.5 Загрязнение окружающей среды
- •5 Металлургия
- •5.1 Общие сведения
- •5.2 Гидрометаллургия
- •5.3 Пирометаллургия черных металлов
- •5.3.1 Сырьевая база
- •5.3.2 Производство чугуна
- •5.3.2.1 Устройство доменной печи и схема производства чугуна
- •5.3.2.2 Основные процессы и продукты доменной плавки
- •5.3.2.3 Интенсификация и технико-экономические показатели доменной плавки
- •5.3.3 Сталеплавильный передел
- •5 3.3.1 Общая характеристика
- •5.3.3.2 Кислородно-конвертерный процесс
- •5.3.3.3 Электросталеплавильное производство
- •5.3.3.4 Мартеновский процесс
- •5.3.3.5 Внепечная обработка и разливка металла
- •5.3.4 Прямое получение железа
- •5.3.5 Производство ферросплавов
- •5.4 Металлургия меди
- •5.5 Металлургия алюминия
- •5.6 Утилизация вторичных ресурсов
- •6 Литейное и прокатное производство
- •6.1 Литейное производство
- •6.1.1 Литейные материалы и их плавка
- •6.1.2 Литейные формы, охлаждение и выбивка отливок
- •6.2 Обработка металла давлением
- •6.3 Утилизация отходов
- •7 Технология неорганических вяжущих веществ
- •7.1 Портландцемент
- •7.2 Строительная известь
- •7.3 Гипсовые вяжущие
- •8 Промышленность строительных материалов и изделий
- •8.1 Определение, классификация и свойства строительных материалов
- •8.2 Искусственные неорганические строительные материалы
- •8.2.1 Безавтоклавный бетон
- •8.2.2 Железобетон
- •8.2.3 Керамика
- •8.2.4 Стекло и изделия из минеральных расплавов
- •8.2.5 Волокнистые материалы
- •8.3 Естественные неорганические материалы
- •8.4 Искусственные строительные материалы на основе органических вяжущих
- •8.5 Комбинированные строительные материалы
- •8.5.1 Полимербетоны и бетонополимеры
- •8.5.2 Древесно-цементные материалы и изделия
- •8.6 Утилизация отходов в промышленности строительных материалов
- •9 Производства основной химии
- •9.1 Кислоты
- •9.2 Минеральные удобрения
- •9.3 Комплексные удобрения и микроудобрения
- •9.4 Получение газов
- •9.4.1 Разделение воздуха на азот и кислород
- •9.4.2 Получение водорода и синтез аммиака
- •9.5 Утилизация отходов
- •10 Химическое производство органических веществ
- •10.1 Коксохимическое производство
- •10.2 Переработка нефти
- •10.3 Переработка природного газа
- •10.4 Производство полимерных материалов
- •10.4.1 Химическая переработка древесины с получением целлюлозы
- •10.4.2 Пластмассы
- •10.4.3 Каучук и резина
- •10.4.4 Утилизация отходов
- •11 Промышленная инфраструктура
- •11.1 Электроэнергетика
- •11.1.1 Значение электроэнергетики и виды электростанций
- •11.1.2 Паротурбинные энергетические установки электростанций
- •11.1.3 Газогенераторы тепловых энергетических установок
- •11.1.4 Гидроэлектростанции
- •11.1.5 Передача и распределение электроэнергии
- •10.1.6 Нетрадиционная энергетика
- •11.1.7 Воздействие на окружающую среду и утилизация отходов
- •11.2 Транспорт
- •11 2 1 Железнодорожный транспорт
- •11.2.2 Автомобильный транспорт
- •11.2.3 Водный транспорт
- •11.2.4 Воздушный транспорт
- •11.2.5 Промышленный и трубопроводный транспорт
- •Заключение
- •Список ЛитературЫ
- •Николаев Анатолий Лукич
- •Тираж 500 экз. Заказ
- •654041, Г. Новокузнецк, ул. Кутузова, 56, тел. 74-09-48
5.3.2.3 Интенсификация и технико-экономические показатели доменной плавки
Методы интенсификации доменной плавки направлены на повышение производительности печей и сокращение расхода кокса, доля которого в общей стоимости чугуна достигает 50%.
Один из путей интенсификации – улучшение качества шихты: ее усреднение и применение офлюсованного сырья (агломерата и окатышей). Последнее позволяет вывести из доменного процесса известняк, разложение которого увеличивает расход кокса. В результате применения агломерата с основностью 1,3–1,4 и более расход известняка снижается с 320 до 70 кг/т чугуна и менее, расход кокса сокращается на 11%, а производительность доменной печи возрастает не менее чем на 12%.
Повышение давления газа на колошнике (до 3–4 кН/м2) сопровождается уменьшением их объема и понижением скорости, что приводит к более ровному ходу плавильного агрегата и увеличению восстановительной способности газовой фазы, уменьшает пылеунос. Повышение давления достигается установлением дополнительного сопротивления на пути движения газов на выходе из доменной печи. Подъем давления до 2,5 кН/м2 повышает ее производительность на 15–20 % и сокращает расход кокса на 5–10 %.
Значительное число мероприятий связано с улучшением качества дутья (постоянная влажность, подогрев, обогащение кислородом, комбинированное дутье).
Применение дутья постоянной влажности обусловлено тем, что колебания его естественной влажности в различные сезоны (десятые доли грамма зимой, 25–30 г/Нм3 летом) и даже в течение одних суток вызывают резкие изменения температуры дутья. При дутье постоянной влажности (около 25 г/Нм3) увеличивается содержание в горновом газе концентрации восстановителей (СО и Н2), продуктов взаимодействия паров воды с углеродом, что повышает производительность доменной печи примерно на 7%, снижает расход кокса на 2%.
Затраты тепла на разложение влаги компенсируют дополнительным нагревом дутья (9С на 1 г Н2О в 1 Нм3). Вдувание пара, не сопровождаемое соответствующим нагревом дутья, ведет к ухудшению технико-экономических показателей плавки.
Увеличение температуры нагрева дутья на каждые 100С в диапазоне 900–1200С дает экономию кокса приблизительно 3% и ведет к росту производительности печи на 2–3%.
Обогащение дутья кислородом интенсифицирует горение углерода у фурм, уменьшает количество отходящих газов, увеличивает температуру горна. При возрастании содержания кислорода в дутье на 1% производительность печи повышается в среднем на 2%.
Использование комбинированного дутья позволяет увеличить степень обогащения дутья кислородом. Для этого на каждый дополнительный 1 Нм3 О2 вдувают около 0,65 Нм3 природного газа или 0,4 кг мазута. При такой технологии обеспечивается экономия кокса 0,8 кг/Нм3, природного газа, а степень обогащения дутья кислородом можно поднять до 35–40%.
Широкое применение комбинированного дутья ограничивается дефицитностью углеводородных топлив, поэтому большее внимание уделяется вдуванию в горн доменных печей менее дефицитных и дешевых пылевидных углей. Масса пылевидного угля может достигать 260 кг/т при коэффициенте замены кокса углем 0,80–0,95. Известна практика замены кокса кусковым углем достаточной прочности.
Доменные печи имеют следующие показатели работы: продолжительность пребывания шихты в печи 6–8 часов; коэффициент использования полезного объема печи (КИПО) – отношение полезного объема печи к среднесуточной производительности – 0,35–0,45 м3/т сут.; удельный расход кокса 400–500 кг/т чугуна, рудной части – 1700–2000 кг/т чугуна, дутья 2800–3000 Нм3/т кокса, вынос колошниковой пыли 30–100 кг/т чугуна. Производительность труда на современных заводах составляет более 8 тыс. т чугуна в год на одного работающего. Основные статьи себестоимости чугуна, %: исходные материалы – 42, технологическое топливо – 50, заработная плата и амортизация – по 1,5.
Кампания доменной печи от задувки до выдувки и остановки на капитальный ремонт продолжается до 10–12 лет (обычно 5–8 лет).