Защита и охрана окружающей среды при производстве чугуна

Реферат

 

Тема: Защита и охрана окружающей среды  при производстве чугуна

 

 

 

 

Выполнила:

Долгих Диана  Александровна,

ученица 10 «а»  класса

Уватской средней  школы

Руководитель: Лысов С.А.

 

 

 

с. Уват, 2013 год

 
Введение

 

Охрана окружающей среды и рациональное использование ее ресурсов в условиях бурного роста промышленного производства стала одной из актуальнейших проблем современности. Это связано с ухудшением качества окружающей человека природной среды в результате индустриализации и урбанизации его образа жизни. В ХХ в. человек раздвинул границы техносферы далеко за пределы биосферы – в ближний и дальний космос, в глубины земной коры, на дно океана и в субмолекулярный микромир. Вряд ли остались участки живой природы, которые не испытали бы на себе действие техногенеза.

Чугуны —  более дешевый материал, чем сталь. Содержание углерода в них больше 2,14%. Они обладают пониженной температурой плавления и хорошими литейными свойствами. За счет этого из чугунов можно делать отливки значительно более сложной формы, чем из сталей.

Литая структура чугунов  содержит концентраторы напряжений, в качестве которых могут быть многочисленные дефекты, такие, как  пористость, ликвационная неоднородность, микротрещины, отчего напрямую зависит  конструкционная прочность.

Известно, что литейные свойства сплавов тем выше, чем меньше их температурный интервал кристаллизации. Следовательно, наиболее высокими литейными свойствами обладают сплавы, испытывающие эвтектическое превращение.

Благодаря сочетанию высоких  литейных свойств, достаточной прочности, износостойкости, а также относительной дешевизне чугуны широко применяются в машиностроении. Детали машин, полученные из чугунных отливок, значительно дешевле, чем детали, изготовленные обработкой резанием из горячекатаных стальных профилей или из поковок и штамповок. Хорошая жидкотекучесть чугунов и их способность к образованию малой усадочной раковины позволяют получать из них достаточно качественные отливки сложной формы даже при малой толщине стенок.

Значительная часть выплавляемого чугуна переплавляется в сталь по классической схеме руда—чугун—сталь. В процессе переплавки из чугуна путем окисления удаляется некоторое количество серы и фосфора.

В зависимости от того, в  какой форме присутствует углерод  в сплавах, различают белые, серые, высокопрочные и ковкие чугуны.

Высокопрочные чугуны являются разновидностью серых, но из-за повышенных механических свойств их выделяют в  особую группу.

Промышленное производство чугуна и стали в России возникло в начале XVIII века с постройкой доменных печей в Тульской губернии и металлургических заводов на Урале. В 1699году был построен Невьянский завод, после чего начинается бурное развитие отечественной металлургии, затормозившееся к XIX веку в связи с истощением запасов древесного угля.

В 30-е и 40-е годы в России были построены Магнитогорский и Кузнецкий металлургический заводы, реконструированы Днепропетровский, Макеевский комбинаты, строятся заводы высококачественных сталей «Электросталь» и «Днепроспецсталь». В послевоенные годы в стране продолжается рост производства черных металлов, строятся Новолипецкий, Западно-Сибирский, и другие заводы. В металлургическом производстве начинают применяться кислородные конверторы емкостью 350 т, 900-тонные мартеновские печи, двухванные сталеплавильные агрегаты, доменные печи с полезным объемом до 5000 .

Производство  чугуна

Доменный цех  в составе комплекса ДП-1 и ДП-2 вносит немалую долю в ухудшение  экологической обстановки. Доменная печь является рудовосстановительным  агрегатом, работающим под давлением.

Железорудное  сырьё (агломерат, окатыши), добавки  и известняк, используемые для выплавки чугуна, поступают в вагонах на бункерную эстакаду и на рудный двор, на котором с помощью грейферных перегружателей складируются в штабели  и затем грузятся в вагоны для подачи на бункерную эстакаду. Кокс от коксохимических заводов прибывает в коксовозах непосредственно на бункерную эстакаду. В подбункерном помещении железорудное сырьё, добавки и известняк подаются в скипы с помощью вагон-весов. Кокс поступает в скипы через весовые воронки.

Все шихтовые материалы  подаются скипами в доменную печь через приёмные воронки и загрузочное  устройство, имеющее промежуточную  ёмкость и межконусное пространство. Для выравнивания давления, между  печью и промежуточной ёмкостью, на ДП-1 подаётся смесь доменного газа и пара, а для ДП-2, после реконструкции, используется система азотопылеподавления выбросов, практически исключающая выбросы пыли и окиси углерода.

С целью экономии кокса  и природного газа на ДП-2 вдувают  пылеугольное топливо, приготавливаемое из дешёвых угольных концентратов. Для нагрева дутья, вдуваемого в доменную печь, используются воздухонагреватели. Нагрев воздуха осуществляется доменным газом. Продукты сгорания доменного газа выбрасываются в дымовые трубы воздухонагревателей. Чугун и шлак по мере накопления в доменной печи периодически выпускаются через лётку и поступают в чугуновозные и шлаковозные ковши. Для этого на литейном дворе установлены стационарные желоба чугуна и шлака. Выпущенный из печи чугун направляется в мартеновский и литейный цеха, излишки поступают на разливочные машины. Шлак отправляется на установку грануляции в цех шлакопереработки.

Образующийся в доменных печах газ после первичной  сухой очистки в пылеуловителе  поступает в «мокрую» газоочистку и затем, очищенный, направляется к воздухонагревателям и другим потребителям завода. Уловленная в пылеуловителе колошниковая пыль грузится в вагоны и направляется на аглофабрики.

Комплекс пылеугольного  топлива (ПУТ) предназначен для приготовления  угольной пыли и её вдувания в горн доменной печи.

Доменная печь № 2 оборудована системой азотопылеподавления  выбросов от загрузочного устройства, беспылевой выгрузкой пыли из пылеуловителя, аспирацией литейного двора, для  чего на литейном дворе предусматривается:

·  одноносковая разливка чугуна и шлака за счёт установки качающихся желобов с укрытиями, от которых идёт отсос запыленного воздуха на ЦВС;

·  укрытие желобов чугуна и шлака с отсосом запыленного воздуха на ЦВС.

Для возможности укрытия главных желобов и отсоса запыленного воздуха непосредственно от лётки, на литейном дворе устанавливаются гидропушки для забивки лётки и гидроманипулятор для подъёма крышек главного жёлоба во время вскрытия и забивки лётки.

Источники выбросов и количество загрязняющих

веществ, выбрасываемых в Доменном производстве

·  приём, разгрузка, складирование и усреднение материалов. Эти процессы являются источником выбросов пыли агломерационно-доменного производства (61,148 т/год);

·  транспортировка шихты к бункерной эстакаде — процесс, в результате которого в атмосферный воздух выделяется пыль агломерационно-доменного производства (24,44 т/год);

·  пересыпка шихтовых материалов в подбункерном помещении является так же источником выбросов пыли агломерационно-доменного производства (36,676 т/год);

·  при загрузке шихтовых материалов в межконусное пространство доменных печей ДП-1 и ДП-2 в атмосферу выделяются сероводород, углерода окись (31,8 т/год), пыль агломерационно-доменного производства (0,196 т/год);

·  для нагрева дутья, вдуваемого в доменные печи, используются воздухонагреватели ДП-1 и ДП-2, работающие на доменном газе. Продукты сгорания доменного газа: двуокись азота (34,23 т/год), сернистый ангидрид (69,62 т/год) и окись углерода (296,32 т/год) выбрасываются через дымовые трубы;

·  образующийся в печи газ, содержит пыль агломерационно-доменного производства, которая улавливается пылеуловителями ДП-1 и ДП-2. При выгрузке пылеуловителей в атмосферу выделяется пыль агломерационно-доменного производства (0,68 т/год);

·  по мере накопления чугуна в доменной печи, его периодически выпускают через лётки ДП-1 и ДП-2 , при этом в атмосферу выделяются сернистый ангидрид (26,561 т/год), окись углерода (177,444 т/год) и пыль агломерационно-доменного производства (112,939 т/год);

·  излишки чугуна поступают на разливочные машины ДП-1 и ДП-2, при этом выделяются окись углерода (40,174 т/год) и пыль агломерационно-доменного производства (26,782 т/год);

·  для приготовления угольной пыли и её вдувания в горн доменных печей используется комплекс пылеугольного топлива, состоящий из трёх линий пылеприготовления, в атмосферу выделяются двуокись азота(6,63 т/год), окись углерода (41,47 т/год) и пыль антрацита (7,43 т/год);

·  распределительно-дозировочные отделения № 1 и № 2 (РДО-1 и РДО-2) комплекса пылеугольного топлива являются источниками выбросов пыли антрацита при вдувании угольной пыли в доменные печи (2,132 т/год);

·  при сушке ковшей на специальной установке, использующей в качестве топлива природный газ, образуются дымовые газы, содержащие двуокись азота (0,756 т/год) и окись углерода (0,138 т/год);

·  при десульфурации чугуна на специализированной установке образуются окись углерода (0,47 т/год) и пыль агломерационно-доменного производства (2,086 т/год);

·  сброс доменного газа сопровождается выделением в атмосферу двуокиси азота (1,32 т/год), сернистого ангидрида (2,65 т/год), окиси углерода (4,97 т/год);

·  на участке ремонта чугуновозных ковшей происходит выделение пыли неорганической, содержащей SiO₂ в %: 70 — 20 (0,0494 т/год), оксид кальция (негашеная известь), оксид алюминия, карбонат кальция и пыль агломерационно-доменного производства (0,14 т/год);

Охрана окружающей природной среды

должны  представлять следующие основные направления  развития

·  сооружение установок для приготовления и вдувания в ДП ПУТ в количестве 150 — 200 кг/т чугуна и более, коксового газа вместо природного, специального отсортированного коксового орешка крупностью 10 — 25 мм с целью уменьшения расхода кокса на 200 кг/т и более;

·  капитальный ремонт и сооружение новых воздухонагревателей, кислородных блоков, обеспечивающих условия применения в доменной плавке главных заменителей кокса — ПУТ, коксового и природного газа;

·  капитальный ремонт и сооружение установок аспирации подбункерных помещений, скиповых ям, укрытий литейных желобов и чугунных ковшей с подавлением на выпусках чугуна пыли, бурого дыма и токсичных газов.

 

 

Направления природоохранной деятельности предприятий

а) очистка вредных  выбросов (установка циклонов, фильтров, аппаратов и систем для очистки газовых выбросов, очистных сооружений сточных вод), при невозможности очистить сбросы их следует обеззараживать, а также сбор, удаление и ликвидация или утилизация твердых производственных отходов и бытового мусора.

б) устранение самих причин загрязнения, что требует разработки малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для биосферы веществ. Это потребует решение целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно - технических достижений и огромных капиталовложений

в) совершенствования технологических  процессов и разработку нового оборудования с меньшим уровням выбросов примесей и отходов в окружающую среду.

г) замена токсичных химических веществ менее токсичными и опасными и запрет производства и использования  ряда опасных промышленных канцерогенов и пестицидов.

д) проведение экологической экспертизы всех видов производства и промышленной продукции в соответствии с законом РФ «Об экологической экспертизе» (1995 г.).

е) мониторинг окружающей среды  и исследование влияний экологических  условий на здоровье, и социально-трудовой потенциал людей. Система мониторинга окружающей среды состоит из трех ступеней: наблюдения, оценки состояния и прогноза возможных изменений.