Промышленные отходы в килородно-конвертерном цехе

 

 

Содержание

 

Анализ технологии конвертерного  производства                                                                     3

Источник образования отходов  конвертерного производства                                                6            Анализ ресурсосбережения и усовершенствования технологии утилизации вторичных ресурсов конвертерного производства стали на металлургических предприятиях               8 

Вывод                                                                                                                                            12

Приложение 1 «Паспорт опасного отхода»                                                                              13

Приложение 2 «Расчет класса опасности  отхода»                                                                   14

Список использованной литературы                                                                                         17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ технологии конвертерного  производства

 

 

ПЛАВКА  В КИСЛОРОДНОМ  КОНВЕРТЕРЕ С ВЕРХНЕЙ  ПРОДУВКОЙ

1. Технология плавки

Шихтовка плавки и  организация загрузки. Шихтовку, т.е. определение расхода на плавку чугуна и лома, шлакообразу-ющих, ферросплавов и других материалов, в современных цехах проводят с помощью ЭВМ (АСУТП) на основании вводимых в нее данных о составе чугуна и других шихтовых материалов, температуре чугуна, параметрах выплавляемой стали и некоторых других. При этом расход лома, являющегося охладителем плавки, определяют на основании расчета теплового баланса плавки, увеличивая или уменьшая расход так, чтобы обеспечивалась заданная температура металла в конце продувки, а расход извести — так, чтобы обеспечивалась требуемая основность шлака (2.7—3,6).

Лом загружают в конвертер совками  объемом 20—110 м³; их заполняют ломом в шихтовом отделении цеха и доставляют к конвертерам рельсовыми тележками. Загрузку ведут (рис. 92, а) через отверстие горловины конвертера, опрокидывая совок 3 с помощью полупортальной машины 2, либо мостового крана, либо напольной (перемешающейся по рабочей площадке цеха) машины. Конвертер при загрузке наклонен примерно на 45° с тем, чтобы загружаемые куски лома скользили по футеровке, а не падали бы сверху, разрушая ее.

Жидкий чугун заливают (рис. 92, б) в наклоненный конвертер через отверстие горловины с помощью мостового крана 4 из заливочного ковша 5, который обычно вмещает всю порцию заливаемого чугуна (до 300 т и более). Заливочные ковши с чугуном доставляют к конвертерам из миксерного или переливного отделений.

Для загрузки сыпучих шлакообразуюших материалов конвертер оборудован индивидуальной автоматизированной системой. Из расположенных над конвертером расходных бункеров, где хранится запас материалов, их с помощью электровибрационных питателей и весовых дозаторов выдают в промежуточный бункер б, а из него материалы по наклонной течке (трубе) 7 ссыпаются в конвертер через горловину. При этом система обеспечивает загрузку сыпучих без остановки продувки по программе, которая разработана заранее или задается оператором из пульта управления конвертером.

 

Периоды плавки

Плавка в кислородном конвертере включает следующие периоды.

1. Загрузка лома. Стальной лом в количестве до 25—27 % от массы металлической шихты (при использовании специальных технологических приемов и в большем количестве) загружают в наклоненный конвертер (рис. 92,в) совками. Объем совков достигает 110 м³, его рассчитывают так, чтобы загрузка обеспечивалась одним-двумя совками, поскольку при большем числе возрастает длительность загрузки и плавки в целом. Загрузка длится 2—4 мин. Иногда с целью ускорения шлакообразования после загрузки лома или перед ней в конвертер вводят часть расходуемой на плавку извести.
2. Заливка чугуна. Жидкий чугун при температуре от 1300 до 1450 °С заливают (рис. 92, б) в наклоненный конвертер одним ковшом в течение 2-3 мин.
3. Продувка. После заливки чугуна конвертер поворачивают в вертикальное рабочее положение, вводят сверху фурму и включают подачу кислорода, начиная продувку (рис. 92, в). Фурму в начале продувки для ускорения шлакообразования устанавливают в повышенном положении (на расстоянии до 4,8 м от уровня ванны в спокойном состоянии), а через 2—4 мин ее опускают до оптимального уровня (1,0—2,5 м в зависимости от вместимости конвертера и особенностей технологии).

В течение первой трети длительности продувки в конвертер двумя—тремя порциями загружают известь; вместе с первой порцией извести, вводимой после начала продувки, дают плавиковый шпат и иногда другие флюсы (железную руду, окатыши, боксит и др.). Расход извести рассчитывают так, чтобы шлак получался с основностью от 2,7 до 3,6; обычно расход составляет 6—8 % от массы стали.

Продувка до получения заданного  содержания углерода в металле длится 12—18 мин; она тем больше, чем меньше принятая в том или ином цехе интенсивность подачи кислорода в пределах 2,5—5 м³/(т • мин).

В течение продувки протекают следующие  основные металлургические процессы:

а) окисление составляющих жидкого металла вдуваемым кислородом;   окисляется   избыточный   углерод,   а   также   весь кремний, около 70% марганца и немного (1-2%) железа. Газообразные продукты окисления углерода (СО и немного СО_а) удаляются из конвертера через горловину (отходящие конвертерные газы), другие оксиды переходят в шлак;

б) шлакообразование. С первых секунд продувки начинает 
формироваться основной шлак из продуктов окисления сос 
тавляющих металла (Si0₂, MnO, FeO, Fe₂0₃) и растворяющей 
ся в них извести (СаО), а также из оксидов, вносимых мик- 
серным шлаком, ржавчиной стального лома и растворяющее ~ 
футеровкой. Основность шлака по ходу продувки возрастает 
по мере растворения извести, достигая 2,7—3,6;

в) дефосфораиця и десульфураиця. В образующийся основ 
ной шлак удаляется часть содержащихся в шихте вредных 
примесей- большая часть (до 90%) фосфора и немного (до 
30%) серы;

г) нагрев металла до требуемой перед выпуском темпера 
туры (1600-1660 °С) за счет тепла, выделяющегося при про 
текании экзотермических реакций окисления составляющих 
жидкого металла;

д) расплавление стального лома за счет тепла экзотер 
мических реакций окисления; обычно оно заканчивается в 
течение первых 2/3 длительности продувки;

е) побочный и нежелательный процесс испарения железа в 
подфурменной зоне из-за высоких здесь температур (2000— 
2600 °С) и унос окисляющихся паров отходящими из конвер 
тера газами (подробнее см. п. 7 § 4), что вызывает потери 
железа и требует очистки конвертерных газов от пыли.

4. Отбор проб, замер температуры, ожидание анализа, корректировка. Продувку необходимо закончить в тот момент, когда углерод будет окислен до нужного в выплавляемой марке стали содержания; к этому времени металл должен быть нагрет до требуемой температуры, а фосфор и сера удалены до допустимых для данной марки стали пределов.

Момент окончания продувки, примерно соответствующий требуемому содержанию углерода в металле, определяют по количеству израсходованного кислорода, по длительности продувки, по показаниям ЭВМ. Окончив продувку, из конвертера выводят фурму, а конвертер поворачивают в горизонтальное положение. Через горловину конвертера отбирают пробу металла, посылая ее на анализ, и замеряют температуру    термопарой    погружения. Если по результатам анализа и замера температуры параметры металла соответствуют заданным, плавку выпускают. В случае несоответствия проводят корректирующие операции: при избыточном содержании углерода проводят кратковременную до-дувку для его окисления; при недостаточной температуре делают додувку при повышенном положении фурмы, что вызывает окисление железа с выделением тепла, нагревающего ванну; при излишне высокой температуре в конвертер вводят охладители — легковесный лом, руду, известняк, известь и т.п., делая выдержку после их ввода в течение 3—4 мин. По окончании корректировочных операций плавку выпускают.

На отбор и анализ проб затрачивается 2—3 мин; корректировочные операции вызывают дополнительные простои конвертера и поэтому нежелательны.

5. Выпуск. Металл выпускают в сталеразливочный ковш через летку без шлака; это достигается благодаря тому, что в наклоненном конвертере, (рис. 92, д,) у летки располагается более тяжелый металл, препятствующий попаданию в нее находящегося сверху шлака. Такой выпуск исключает перемешивание металла со шлаком в ковше и переход из шлака в металл фосфора и FeO. Выпуск длится 3-7 мин.

В процессе выпуска в ковш из бункеров 9 вводят ферросплавы для раскисления и легирования. При этом в старых цехах загружают все ферросплавы так, чтобы обеспечивалось раскисление и получение в стали требуемого содержания вводимых элементов (Мп и Si, а в легированных сталях и других элементов). В конце выпуска в ковш попадает немного (1—2 %) шлака, который предохраняет металл от быстрого охлаждения. В новых цехах, где проводят внепечную обработку, в ковш вводят сплавы, содержащие слабоокисляющиеся элементы (Мп, Сг и иногда Si), после чего ковш транспортируют на установку внепечной обработки, где в процессе усредняющей продувки аргоном вводят элементы, обладающие высоким сродством к кислороду (Si, Al, Ti, Ca и др.), что уменьшает их угар. В этом случае в момент слива из конвертера последних порций металла делают "отсечку" шлака, препятствуя попаданию в ковш конвертерного шлака, содержащего фосфор, который может переходить в металл, и оксиды железа, которые будут окислять вводимые в металл в процессе внепечной обработки элементы. В ковше для защиты металла  от  охлаждения  и  окисления создают шлаковый  пок ров, загружая, например, гранулированный доменный шлак, вермикулит, известь с плавиковым шпатом.

6. Слив шлака (рис. 92, е) в шлаковый ковш (чашу) И ведут через горловину, наклоняя конвертер в противоположную от летки сторону (слив через летку недопустим, так как шлак будет растворять футеровку летки). Слив шлака длится 2-3 мин. Общая продолжительность плавки в 100—350-т конвертерах составляет 40-50 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник образования  отходов конвертерного производства

 

Характеристика газопылевых выбросов

 

Во избежание выбросов вредных веществ в атмосферу в виде бурого дыма за конвертером сооружают сложный и дорогой газоотводящий тракт, включающий установки для охлаждения конвертерных газов с использованием их тепла, газоочистные и дымососные установки, дымовую трубу.

Выход конвертерных газов имеет циклический характер (рис. 27.1, а) и определяется в первую очередь скоростью выгорания углерода и условиями продувки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            Рис, 27.1. Изменение количества и запыленности конвертерных газов по ходу плавки: 1/ — объем газов при работе на руде; 2 — то же, на скрапе (10—25%); 3 — температура газа

 

 

Химический состав конвертерных газов колеблется обычно в следующих пределах, %: 85—90 СО; 8—14 С0₂; 1,5—3,5 0₂; 0,5—2,5 N₂. Температура конвертерных газов на выходе из горловины конвертера по мере проведения кислородной продувки повышается от 1250—1300 °С в начале продувки до 1600— 1700 °С в середине и конце ее.

С газами из конвертера выносится мелкодисперсная пыль, количество которой резко увеличивается с ростом интенсивности продувки. По периодам плавки выброс пыли распределяется неравномерно (рис. 27.1, в). Максимальные значения запыленности отмечаются в момент подачи сыпучих (указаны стрелками).С конвертерными газами уносится до 14 % серы, содержащейся в шихте; из них 13 % содержится в пыли и 1 % в газовой фазе. Оксидов азота в конвертере практически не образуется. Однако при дожигании СО в котле-охладителе выход оксидов азота составляет примерно 100 мг/м³, или 50 г/т стали. Оксиды азота образуются также при дожигании конвертерного газа на свече в количестве 30 г/т стали.

Химический состав пыли, %: 60—70 железа и его оксидов; 5—17 извести; 0,7—3 кремния и некоторые другие компоненты. Химический состав пыли мало зависит от интенсивности продувки, но значительно изменяется по периодам плавки.

По дисперсному составу пыль можно разделить на две фракции: высокодисперсную, образующуюся из окисленного железа (<3 мкм), и более крупную, образующуюся в результате уноса частиц шлака и сыпучих (>3 мкм).

Миксерный шлак и отходы производства

Вместе с чугуном при его  заливке в конвертер поступает  немного (до 1 % от массы чугуна) шлака, имеющегося в заливочном ковше. Этот шлак часто называют миксерным; он формируется из попадающего в миксер доменного шлака и растворяющейся в нем футеровки миксера и чугуновозных ковшей. Шлак содержит, %: 35-55 Si0₂, 20-35 СаО, 3— 15MgO, 1-6 FeO, 2-10 MnO, 4-8 А1₂0₃ и до 2 % серы, а после десульфурации в ковше до 4 % серы.

Поскольку шлак содержит много серы, необходимо исключить его попадание в конвертер. В связи с этим во многих цехах организовано скачивание шлака из заливочных ковшей перед сливом из них чугуна в конвертер.

В последние годы расширяется использование в конвертерном производстве отходов ряда металлургических производств.