- •Курсовой проект
- •1 Реконструкция агломерационного цеха
- •Анализ существующего агломерационного цеха
- •1.1.1 Приём сырья в агломерационный цех
- •1.1.2 Забор и подача сырья в бункера шихтового отделения
- •1.1.3 Состав и подготовка компонентов шихты
- •1.1.4 Дозировка агломерационной шихты
- •1.1.5 Смешивание, увлажнение и окомкование шихты
- •1.1.6 Загрузка щихты на агломерационную машину
- •1.1.7 Спекание шихты и готовность агломерата
- •1.2 Перечень мероприятий предлагаемой реконструкции
- •1.3 Агломерационная машина
- •1.4 Cмесительный, окомковательный барабаны
- •1.5 Чашевый охладитель
- •1.6 Грохочение охлажденного агломерата
- •1.7 Тепловая схема агломерационной машины и охладителя
1.2 Перечень мероприятий предлагаемой реконструкции
Основной задачей реконструкции аглоцеха является повышение его производительности с 3,1 до 3,8 млн.т агломерата в год с одновременным повышением качества агломерата.
Объекты, подлежащие реконструкции
Корпус агломерации:
-замена существующих агломерационных машин на более совершенные, с большей производительностью – МАК -90;
- замена существующих зажигающих горнов агломерационных машин на экономичные зажигательные горны камерного типа;
- замена окомкователя СБ – 2,8*6 на окомкователь ОБДК – 2,8*8;
- замена волковой дробилки на щековую ДАЩ3-670/60-3200;
- замена существующего грохота горячего агломерата на грохот ГСТ-61;
Корпус охлаждения агломерата:
- замена чашевого охладителя диаметром 9,8 м на чашевый охладитель диаметром 11,8 м;
- установка грохота ГСТ-91
Корпус эксгаустеров:
- замена существующих эксгаустеров на эксгаустеры HF 4S TSR;
- установка системы рециркуляции дымовых газов агломерационной машины с отбором газов из борова (дымосос ДН-15БКГМ) и подачей в укрытие над слоем.
Корпус дымососов:
- замена существующих дымососов на дымососы ДН-26;
- установка дымососов типа ДРГ-13.5 УК для отбора горячего воздуха из охладителей и подачи по трубопроводам в зажигательный горн;
Корпус сортировки агломерата:
- установка грохота ГСТ-91 с целью классификации агломерата на три фракции:
0-3 мм – холодный возврат - в корпус шихтовых бункеров;
5 – 15 мм «постель» - в корпус агломерата, в бункер «постели» агломашины;
5 – 60 мм – агломерат на шихтовый двор доменных печей.
Корпус первичного смешивания:
- замена существующего смесителя на смеситель СБ-3,2*8.
Участок обжига известняка:
- Установка дробилки молотковой реверсивной ДМР14,5х13;
- Установка грохота вибрационного для разделения извести на фракции
0...5 мм и более 5 мм с трактами подачи извести класса 0...5 мм в бункер и класса более 5 дробилку.
- организация подачи извести на накопительный склад агломерационного цеха.
1.3 Агломерационная машина
Размер основного оборудования отделения спекания определен исходя из необходимости сохранения существующих зданий цеха. В цехе возможно разместить четыре агломашины МАК-90. Её основные характеристики:
- активная площадь спекания 90 м2;
- ширин рабочей поверхности 3 м;
-длина 30 м;
-высота спекаемого слоя 450 мм;
-скорость движения тележек 1…4 м/мин;
-разрежение в вакуум-камерах 1200мм.вод.ст.
Это оборудование имеет возможность, при реализации разработанной технологии, достигнуть производительности каждой агломашины на уровне 121...140 т/ч.
1.4 Cмесительный, окомковательный барабаны
В аглоцехе ОАО «Уральская Сталь» установлено два смесительных барабана СБ-2,8Х6, из которых один находится в работе, а второй резервный. Длина барабана составляет 6 м, диметр 2,8 метра, скорость вращения 6,56 оборотов в минуту. Увлажнение осуществляется тремя форсунками с тангенциальным подводом воды расположенными равномерно по всей длине барабана. Угол наклона оси смесителя к горизонту составляет 2°, нагрузка по шихте (при работе всех агломашин) изменяется в пределах 700...800 т/ч. В этих условиях масса материала в барабане составляет 13,82 тонны при степени заполнения 27,6%. Как показывает практика, наилучшие показатели работы барабанных смесителей достигаются при степени заполнения 12.... 13%. Время пребывания материала в смесителе составляет 1минуту 26 секунд. Этого времени недостаточно для гомогенизации шихты в объеме. То есть нагрузка на смеситель превышает допустимую и не может обеспечить требуемое качество смешивания. Вывод о неудовлетворительной работе смесителя подтверждают результаты экспериментального определения качества смешивания аглошихты (таблица 3 и 4). Методика определения была следующая. После смесителя были отобраны 16 проб шихты объемом 0,805 см. Этот объем соответствует величине единичной ячейки аглошихты, содержащей все компоненты в заданном дозировкой соотношении.
Таблица 3 - Результаты определения качества смешивания шихты
№ |
Фракции (мм), % |
ρнас, т/м3 |
W, % |
|||||||
+10 |
+5 |
+3 |
+1,6 |
-1,6 |
|
|||||
1 |
14,44 |
18,6 |
16,19 |
19,04 |
31,73 |
4,47 |
1,75 |
4,3 |
||
2 |
14,14 |
17,26 |
15,8 |
19,12 |
33,68 |
4,33 |
1,84 |
4,5 |
||
3 |
14,98 |
18,75 |
15,82 |
18,99 |
31,46 |
4,53 |
1,81 |
3,6 |
||
4 |
16,1 |
18,82 |
16,1 |
23,36 |
25,62 |
4,73 |
1,69 |
4,2 |
||
5 |
12,41 |
21,84 |
18,62 |
18,62 |
28,51 |
4,53 |
1,67 |
5,2 |
||
6 |
10,72 |
19,29 |
20,15 |
19,42 |
30,42 |
4,23 |
1,79 |
2,4 |
||
7 |
10,25 |
17,78 |
15,27 |
19,46 |
37,24 |
3,92 |
1,83 |
5,3 |
||
8 |
19 |
19,21 |
15,03 |
19,62 |
27,14 |
4,99 |
1,83 |
4,4 |
||
9 |
15,32 |
19,36 |
13,19 |
15,53 |
36,6 |
4,47 |
1,8 |
6,2 |
||
10 |
9,49 |
21,1 |
15,82 |
19,62 |
33,97 |
4,08 |
1,81 |
4,4 |
||
11 |
13,89 |
19,23 |
16,03 |
17,52 |
33,33 |
4,42 |
1,79 |
3 |
||
12 |
16,32 |
19,24 |
15,69 |
18,83 |
29,92 |
4,70 |
1,83 |
5,9 |
||
13 |
16,67 |
18,35 |
16,03 |
18,57 |
30,38 |
4,69 |
1,81 |
5,4 |
||
14 |
18,33 |
18,96 |
15,42 |
19,79 |
27,5 |
4,91 |
1,84 |
2,8 |
||
15 |
14,72 |
23,79 |
15,52 |
17,94 |
28,03 |
4,81 |
1,9 |
5,3 |
||
16 |
9,87 |
17,65 |
19,96 |
20,17 |
32,35 |
4,03 |
1,82 |
6 |
||
X ср |
14,17 |
19,33 |
16,29 |
19,10 |
31,12 |
4,49 |
1,80 |
4,56 |
||
∆Х |
2,30 |
1,10 |
1,23 |
0,97 |
2,68 |
0,25 |
0,04 |
0,93 |
||
К |
0,72 |
0,89 |
0,86 |
0,90 |
0,84 |
0,90 |
0,96 |
0,66 |
Таблица 4- Химсостав компонентов шихты в смесителе
№ |
Компонент, % |
|||||
|
Fe |
SiO2 |
СаО |
S |
С общ. |
Ссв |
1 |
48,9 |
7,48 |
11,0 |
0,181 |
5,40 |
3,52 |
2 |
46,7 |
9,13 |
11,4 |
0,184 |
5,44 |
3,41 |
3 |
49,7 |
6,74 |
10,7 |
0,2 |
4,63 |
2,90 |
4 |
47,7 |
9,54 |
9,88 |
0,22 |
5,10 |
3,66 |
5 |
48,3 |
8,71 |
10,7 |
0,183 |
4,55 |
2,60 |
6 |
47,6 |
9,13 |
10,7 |
0,175 |
4,81 |
2,81 |
7 |
50,1 |
7,48 |
9,77 |
0,64 |
4,69 |
2,68 |
8 |
49,3 |
7,56 |
10,7 |
0,22 |
4,62 |
2,52 |
9 |
48,8 |
7,60 |
11,0 |
0,185 |
4,45 |
2,63 |
10 |
49,6 |
6,37 |
11,1 |
0,24 |
4,97 |
3,09 |
11 |
49,3 |
7,36 |
10,8 |
0,184 |
4,42 |
2,78 |
12 |
49,2 |
6,75 |
10,8 |
0,169 |
4,29 |
2,68 |
13 |
48,0 |
8,01 |
11,5 |
0,21 |
5,00 |
3,29 |
14 |
49,2 |
6,70 |
10,3 |
0,20 |
4,60 |
2,89 |
15 |
48,7 |
8,13 |
10,1 |
0,190 |
4,95 |
2,92 |
16 |
48,3 |
8,21 |
10,6 |
0,27 |
5,14 |
3,13 |
Хср |
48,71 |
7,81 |
10,69 |
0,23 |
4,82 |
2,97 |
∆Х |
0,71 |
0,78 |
0,35 |
0,06 |
0,29 |
0,29 |
К |
0,97 |
0,82 |
0,94 |
0,59 |
0,89 |
0,82 |
В
(1)
Как видно из представленных данных, коэффициент однородности по фракциям находится в пределах 0,72...0,96 при значении этого показателя для усредненного диаметра 0,90, а коэффициент однородности по влажности составляет 66%. Среднее значение коэффициента однородности шихты составляет 0,84. По химсоставу коэффициент однородности изменяется в пределах 0,59...0,97, при среднем 0,83. Как показывают многочисленные исследования, процесс смешивания отвечает требованиям технологии тогда, когда значение коэффициента однородности не ниже 0,95.
Таким образом, существующий смеситель шихты работает с превышением предельной нагрузки, а качество смешивания неудовлетворительное.
Важной особенностью работы смесителей ОАО «Уральская Сталь» является то, что улучшить смешивание без замены оборудования либо установки дополнительного практически невозможно. Это связано с тем, что при существующих нагрузках нельзя обеспечить требуемое время пребывания шихты в смесителе (не менее 3 минут) при оптимальном режиме движения (степень заполнения 12... 13%). В этой связи единственным возможным техническим решением для обеспечения необходимого качества смешивания (для настоящих условий) является замена смесителя на более производительный, например СБ-3,2Х8.
Параметры работы смесителя, для обеспечения оптимального режима движения шихты следующие
угол наклона оси к горизонту 2,5о;
скорость вращения 8 об/мин.
В этих условиях степень заполнения смесителя составит 14% при времени пребывания шихты в нем 1,25 минуты. Это время смешивания недостаточно для качественной гомогенизации шихты, однако больший типоразмер смесителя в существующем здании разместить невозможно.
При проектировании необходимо предусмотреть возможность одновременной работы двумя смесителями с условием использования двух линий дозирования.
Для окомкования используются барабаны диаметром 2,8м, длиной 6м и углом наклона 1°30'. Скорость вращения составляет 6 об/мин.
Эффективность окомкования зависит от грансостава исходной шихты, режима работы окомкователя и режима увлажнения. Исходный грансостав шихты определяет ее способность к окомкованию, которая оценивается «коэффициентом скорости грануляции» Ксг:
(2)
где - плотность накатанного слоя, г/см2;
- кажущая плотность зародышей, г/см2;
-процент монофракций комкующей части шихты (> 1,6мм), %;
м -процент комкуемой части шихты (<0,4мм),%;
- средний диаметр комкующей части шихты, мм.
Усредненный грансостав исходной шихты приведен в таблице 5.
Таблица 5-Исходный состав шихты
Грансостав, мм |
+8 |
+5 |
+3 |
+1,6 |
+0,4 |
-0,4 |
Массовая доля, % |
3,3 |
19,2 |
6,1 |
13,6 |
16,6 |
41,2 |
При допущении, что коэффициент скорости грануляции равен:
Ксг= 6.1/41,2.(3,3/10+19,2/6,5+6,1/4+13,6/2,3)=1,56
Относительно высокий коэффициент Ксг создает необходимые, но недостаточные условия для окомкования шихты, на которые влияют также содержание среднего класса, способ и место подачи воды, время окомкования и т.д. Для оценки качества окомкования и определения характеристик аглошихты производился отбор проб перед окомкователем, после челнока и непосредственно с агломашины. Результаты анализа представлены в таблице 6.
Обращает на себя внимание большие колебания влаги (от 5,5 до 8%), что связано с отсутствием надежного контроля за расходом воды. В окомкователях осуществляется струйная подача воды, что неизбежно ведет к образованию переувлажненных и достаточно крупных (15-20мм) комков, которые нарушают процесс окомкования, разрушая гранулы, и, в конечном счете, сами разрушаются. Для нормализации процесса увлажнения шихты могут быть использованы пневмофорсунки УЗТМ, которые хорошо зарекомендовали себя на аглофабриках Качканарского ГОКа.
В таблице 7 приведены расчетные данные по определению степени заполнения ξ и времени пребывания шихты в барабане τ в зависимости от нагрузки G и скорости вращения n. Для обеспечения высокой эффективности работы окомкователей необходимо обеспечить время пребывания шихты в них не менее 2мин. при степени заполнения не более 13%.
Таблица 7- Расчетные характеристики работы барабанных окомкователей
G, т/ч |
Число оборотов,n |
ξ, % |
Вес шихты,кг |
Время пребывания |
Длина пути,м |
150 |
4 |
11,97 |
6221 |
2,49 |
55,61 |
6 |
7,78 |
3999 |
1,60 |
62,19 |
|
8 |
5,60 |
2911 |
1,16 |
67,79 |
|
200 |
4 |
15,96 |
8455 |
2,53 |
51,65 |
6 |
10,57 |
5476 |
1,64 |
57,38 |
|
8 |
7,76 |
3999 |
1,20 |
62,19 |
|
250 |
4 |
19,76 |
10677 |
2,56 |
48,89 |
6 |
13,28 |
6966 |
1,57 |
51,10 |
|
8 |
9,87 |
5105 |
1,22 |
58,40 |
Из таблицы 7 видно, что такие условия соблюдаются при нагрузках окомкователей не более 200т/ч. При этом сократится выход возврата и увеличится выход агломерата.
Поэтому есть необходимость замены существующих окомкователей СБ – 2,8*6 на окомкователь ОБДК – 2,8*8.
Таблица 6 - Качество агломерационной шихты в период испытаний
№ |
Место |
W, % |
ρнас , т/м3 |
t ш, °С |
Грансостав, % |
dср, мм |
Cок, % |
Химический состав ,% |
|||||||||||
+8 |
8-5 |
5-3 |
3-1,6 |
-1,6 |
Fе |
СаО |
SiO2 |
S |
С |
||||||||||
1 |
до оком. |
4,1 |
1,85 |
66 |
3,3 |
19,2 |
6,1 |
13,6 |
57,7 |
2,13 |
13,1 |
|
|
|
|
|
|||
челнок |
7,2 |
1,92 |
60 |
10,8 |
16,6 |
15,4 |
25,1 |
31,1 |
3,61 |
37,5 |
48,5 |
10,8 |
7,55 |
0,117 |
5,1 |
||||
с а/м.. |
7,1 |
1,96 |
60 |
9,7 |
25,8 |
8,8 |
16,6 |
39,0 |
3,69 |
41,9 |
|
|
|
|
|
||||
2 |
до оком. |
1,9 |
1,70 |
64 |
5,1 |
18,1 |
5,8 |
18,1 |
53,0 |
2,75 |
17,6 |
|
|
|
|
|
|||
челнок |
6,9 |
1,92 |
60 |
19,6 |
20,3 |
16,2 |
12,4 |
31,5 |
4,47 |
51,1 |
51.2 |
9,14 |
8,17 |
0,130 |
4,5 |
||||
с а/м |
7,0 |
1,95 |
59 |
20,9 |
26,4 |
13,7 |
14,4 |
24,6 |
4,88 |
47,6 |
|
|
|
|
|
||||
3 |
до оком. |
3.2 |
1,73 |
62 |
7.3 |
15,8 |
8,5 |
18,6 |
51,9 |
2,94 |
20,7 |
|
|
|
|
|
|||
челнок |
7,1 |
1,95 |
59 |
25,4 |
22,6 |
8,5 |
17,4 |
26,1 |
4,99 |
60,6 |
49,3 |
10,8 |
7,36 |
0,184 |
3,9 |
||||
с а/м |
7,2 |
1,95 |
60 |
20,6 |
21,8 |
7,7 |
19,4 |
30,5 |
4,48 |
57,9 |
|
|
|
|
|