Цех по производству плит минераловатных повышенной жесткости на синтетическом связующем ГОСТ 22950, производительностью 50 тыс. м 3 в год

 

Таблица 10

№	Наименование энергоресурсов	Единицы измерения	Расходы в
			час	смену	сутки	год
1	электроэнергия	кВ*ч	105,8	846,4	2539,2	926808,0

 

Удельный  расход электроэнергии :

где - годовой расход энергии на товарную единицу продукции;

     - годовая производительность цеха.

 

 

2.7 Контроль производства и качества готовой продукции

1. приёмку  плит производят в соответствии с требованиями ГОСТ 26281 и настоящего стандарта.

2. Объем  партии плит устанавливают в  размере не более сменной выработки. Объем выработки плит партии для проведения контроля – по ГОСТ 26281.

3. При приемно-сдаточных испытаниях проверяют размеры, правильность геометрической формы, плотность, сжимаемость, прочность на сжатие при 10%-ной деформации для плит марки П-175, содержание органических веществ и влажность.

4. Периодический  контроль проводят по следующим  показателям: 

   - теплопроводность  не реже одного раза в полугодие  и при каждом изменении сырья  (или) технологии производства;

   - сжимаемость  после сорбционного увлажнения  и водопоглощение – не реже  одного раза в месяц и при  каждом изменении сырья и (или)  технологии производства;

   - горючесть  – при изменении состава плит  и (или) технологии их производства.

5. Санитарно-химическую  оценку изделий проводят не  реже одного раза в год, а  также при постановке продукции  на производство, изменении рецептуры,  технологии производства, оформлении  гигиенического сертификата.

6. В  документе о качестве указывают  результаты испытаний, рассчитанные как средние арифметические значения показателей плит, вошедших в выработку по ГОСТ 26281 и удовлетворяющих требованиям настоящего стандарта.

 

 

 3. Расчет шихты, материального и теплового балансов доменной печи

3.1 Расчет шихты

Состав  материалов, %

Материал FeMnSP Fe₂O?FeOMn₂O; MnOSiO?Агломерат50,50,770,180,0858,2312,10-1,09,40

Зола кокса8,620,160,470,51 12,32-0,23-47,59

МатериалAl?O?CaOMgOP?O?FeSSO?ПППАгломерат5,9010,800,750,190.52-1,11Зола кокса26,308,752,451,18-1,18

Состав кокса, %

ASVCW10,41,762,1082,872,13

 

3.2.Расчет шихты (на 1 т чугуна):

А. Исходные данные для расчета:

Химический  состав сырых материалов приведен в  таб.1 (основность агломерата определена предварительным расчетом, исходная из условия полного вывода сырого флюса из доменной шихты)

Состав  чугуна, %

SiMnPSCFe0,750,60,170,034,394,20

Расход  сухого кокса без выноса 420 кг *².

Б. Расчет шихты

В чугуне содержится:

*0,942=942 кг (Fe)

*0,0075=7,5 кг (Ѕі )

*0,006=6 кг (?n)

где 1000-количество чугуна, кг;0,942 - 0,007 ,0,007-содержание в  чугуне соответственно Fe , ?n и Sі (в долях единицы).

Расход  агломерата:

а) Золы в коксе

*0,104=43,70кг.

где 0,104- это  содержание в коксе золы, доли ед;

б) вносится железа золой кокса

0,70*0,0862=3,8 кг.

где 0,0862 - содержание железа в золе кокса, доли ед.;

в) В соответствии с составом шихтовых материалов и  опытными данными принимаем выход равным 480 кг, в содержание FeO в нем 0,5%(оно обычно изменяется от 0,3 до 0,7%);

г) Переходит  железо в шлак

*0,005*56/72=1,9 кг

где 56-атомная  масса железа;72-молекулярная масса Fe O;

д) Должно быть внесено железа агломератом

+1,9-3,8=940,1 кг.

е) Расход агломерата с учетом выноски в колошник(принимаем  вынос равным 2% ,он определяет качество агломерата и технологией доменной плавки изменяется от 1 до10%) составляет

1597/0,98=1629 кг.

  Количество шлакообразующих

Материал Количество,кг SiO2Al?O?CaO%кг%кг%кгАгломерат15979,40150,15,9094,210,80172,50

Зола кокса43,7047,5920,792,3011,498,753,8170,9105,7176,3

Матеріал MgO%кгАгломерат0,7511,9Зола кокса2,451,113

Итого:465,90

Израсходовано кремнезема на Si, переходящий в чугун (по реакций SiO? +2C?Si+2CO),

,75*60/28*1000/100=16,10 кг.

где 28- атомная  масса кремния;60-молекулярная масса SiO?.

В шлаках переходит кремнезема

,9-12,9=158 кг.

7) Количество  серы в шлаке:

а) вносится серы материалами шихты

0,01*(1597*0,18+420*0,47)=4,85 кг.

где 1597 и 420- расход агломерата и кокса соответственно, кг; 0,18 и 1,47- содержание в них S,%;

б) Принимаем , что в шлаке переходит 85% серы, т. е.

0,85*0,85=4,1 кг.

Количество MnO в шлаке

а) Загружено  в печь марганца

0,01*(1597*0,77+43,7*1,16)=12,4 кг

б) Восстанавливается  и переходит в чугун 7 кг марганца;

в) принимает ,что в шлак( в виде MnO)переходит 46% марганца шихтовых материалов, т. е. 12,4*0,46=5,70 кг Mn.

г)Количество MnO в шлаке

- х - 5,70

Х=71*5,70/55=7,4 кг.

где 71- молекулярная масса MnO; 55- атомная масса марганца.

Улетучивается Mn?O? с колошниковыми газами.

[12,4-(5,70+6)]*229/3*55=0,97 кг.

где 229- молекулярная масса Mn?O?;55- атомная масса марганца.

Количество FeO в шлаке

0,9-56

Х-72

Х=1,9*72/56=2,44.

Количество  и состав шлака приведены в  таблице 3

Характеристика  шлака

Компоненты  шлакаКоличество кг % SiO²15833,8Al?O?105,722,6CaO176,337,8MgO132,8MnO7,41,6FeO2,440,5S4,10,9Итого:466,94100

 

Пересчитываем полученный состав шлака на три компонента (CaO, SiO?, Al?O?),наносим этот состав на соответствующие  диаграммы (плавкости, вязкости и температуры плавления) и проверяем физические свойства шлака.

Проверка  содержания фосфора в чугуне:

0,01*(1597*0,08+43,7*0,51)=1,50 или 0,15%.Содержание фосфора не выходят за допустимые пределы.

Окончательный состав чугуна(на величину разницы  в содержании фосфора в окончательном и заданном составам чугуна изменить содержание углерода),%

SiMnPSCFe0,750,600,150,034,3094,20

Расход  материалов составляет, кг:

МатериалыБез  выноса влагиС выносом влажныхКокс420424Агломерат15971629Итого20172053

Количество  влаги шихтовых материалов и пыли, выносимых из доменной печи, равно 2053-2017=36 кг

 

3.3 Расчет материального и теплового балансов доменной печи

1. Материальный  баланс:

Масса дутья

а)1 М³ дутья весит кг

где 23,8, 75,2, 1,0- содержание в дутье соответственно О?, N?, Н?О, %;32, 28, 18 -молекулярная масса  О?, N?, и Н?О соответственно;

б) Вес дутья

*1,288=1512 кг

2. Масса природного газа:

а) 1м³ природного газа весит кг

б) Масса 120 м³ природного газа

*0,89=106,8 кг

3.Масса колошникового газа:

а) 1 м³ колошникового газа весит кг

б) Колошниковый газ весит

,3*1,232=2224 кг

Материальный  баланс

Задано кг получено кг Шихтовый материал Дутья Природного газа 2053 1512 106,8Чугуна Шлака Газа сухого Влаги и пыли Влаги восстановления Mn?O?, улетуч. в колошник1000 466,94 2224 36 76,4 1

Итого3671,8Итого3658,8

Невязка составляет:

0,3%

 

3.4 Тепловой баланс доменной печи

А) Прихода  тепла

Тепло горения углерода кокса

*280,1+5250*284,2=6434580 кДж

Где 280,1 и 284,2- соответственно количество СО?, образующейся при непрямом восстановлений, и СО, образующийся при окислений углерода кокса шихтой и дутьём, за вычетом СО, расходуемой в реакциях косвенного восстановления, 17899 и 5250- Тепло, выделяющиеся при горений углерода соответственно в СО? и СО, кДж/.

Теплосгорание природного хаза с образованием СО и Н?;

а) При сгорании 1 природного газа выделяется тепла

*0,9+6050*0,03+10121*0,01+13796*0,01*18053*0,05-12642-10806=2815,5 кДж

б) при сгорании 120природного газа выделяется тепла

,5*120=338000 кДж.

Тепло окисления водорода в реакциях косвенного восстановления железа

*95,1=1027650 кДж

Тепло нагретого дутья

а) Теплоемкость сухого воздуха при температуре дутья 1200?С - 1,4373, водяного пара 1,7672 кДж/(*?С);

б) Водяных паров в дутье содержится

1174*0,01=11,74

в) Сухого дутья  подается

-11,74=1162,26 ;

Приход  тепла

(1,4373*1162,26+1,7672*11,74)*1200=2029516 кДж

Общий приход тепла

+338000+1027650+2029516=9829746 кДж

Б. Расход тепла

На  диссоциацию оксидов и переход  серы в шлак:

а)Количество FeO,вносимое шихтовыми материалами:

Агломерат………………1597*0,121=193,24 кг

Золой кокса……………43,7*0,0862*=4,8кг

Итого:198,04 кг.

б) условно  считаем, что в золе кокса весь FеО, а в офлюсованном агломерате 10%FеО связаны в силикатных соединениях. Количество FеО, связанного в силикаты, магнетита и свободного Fе?О? составляет:

,8+193,24*0,1=24,12 кг FeOшл.

,04-24,12=173,92 кг FeO

,92-72 г/моль

Х - 160 г/моль

Х==кг(Fe2O3)

в)тепло на диссоциацию оксида железа

*(24,12-2,44)+4800*1072=6431350

где 4076, 4800, 1072 - расход тепла на разложение соответственно FеО силикатных соединений , магнитного Fе?О? и Fе?О? кДж/кг

г) Тепло на диссоциацию оксида марганца (в агломерате они находятся в виде силикатов)

(7360+532)*6=47352 кДж

где 7360, 532 - расход тепла на разложение оксида марганца и силиката на MnO , SiO? соответственно кДж/кг Mn;

д) тепло на диссоциацию кремнезема

*6=186480

где 31079 - тепло  разложения Si?, кДж/кг Si

е) тепло на диссоциацию Р?О? из фосфорно-кальциевой соли

*0,7=25029 кДж

где 35755 - тепло  разложения Р?О?, входящей в состав фосфорно-кальциевой соли, кДж/кг Р;

Ж) тепло на перевод серы в шлак

5728*6,6=37750 кДж

где 5728- расход тепла на перевод серы в шлак кДж/кг s;

З) всего по первой статье расходуется тепла

+47352+186480+25029+37750=6727961 кДж

Тепло разложения влаги дутья

,74*10806=126862кДж

где 10806 - расход тепла на разложение 1 Н?О, кДж

Тепло, уносимое чугуном, равно 1130*1000=1130000 кДж

где 1130- энтальпия  чугуна, кДж/кг

Тепло, уносимое шлаком, составляет

,94*1675=782125 кДж

а) теплоемкость при этой температуре газа 1,3858 кДж/(*?С); колошниковой пыли 0,7536 кДж/(кг*?С), водяного пара 1,5302 кДж/(кг*?С);

б) уносится тепла

,3858*1805,3*250+1,5302*(250-100)+0,7536*(36)*250= 638350 кДж

в) расход тепла  по статьям 1-6

+126862+1130000+28823+782125+638350=9434121 кДж

Тепло уносимое колошниковым газом , водяным  паро и пылью при температуре 250 ?С (в зависимости от условий работы печи температура колошниковых газов изменяются от 150 до 350?С)

-9434121=395625 кДж

Статья балансак Дж % Приход теплаСгорание: углерода643458065,5 природного газа3380003,30 водорода102765010,5Вносится дутьем202951620,6Итого9829746100Расход теплаДиссоциация оксидов Fe, Mn, Si, P и перевод серы в шлак672796168,4Разложение карбонатов1268621,3Испарение воды 288230,3Уносится: чугуном1,13000011,5 шлаком7821258,0 газом6125266,2Потери3956259,8 Итого9829746100

 

3.5 Расчет профиля доменной печи

А. Исходные данные: Суточная производительность 6400 т/сут чугуна, К.И.П.О 0,47 т. сут/м³. Полезную высоту принимаем равной 32,170 м, полную 34,930 м.

Определим полезный объём доменной печи:

V = КИПО *Р = 6400 * 0.47 = 3008м³.

Б.Определим диаметр распара, принимая коэффициент R равным 0,54:м

Принимаем относительный расход кокса 0,42 на 1 т чугуна (печь будет работать с  применением высоко нагретого комбинированного дутья и полностью офлюсованного агломерата, с высоким содержанием железа). Расход кокса составит 6400 * 0,42 = 2688 т/сут.

Принимаем по суточному расходу кокса рекомендуемую  М.А. Павловым интенсивность сгорания кокса на 1 м² сечения горна 26,4т/(м²*сут), определяем площадь горна:

/ 26,4 = 101,8 м².

Диаметр колошника определим из соотношения dк/Dp =

Принимаем это  соотношение равным 0,70, тогда

dк = 12,6 * 0,70 = 9 м.

Высоту  горна определим из условия, что  на 1 т суточной выплавки чугуна необходимо 0,062 м³ объёма горна, что вполне достаточно при частых выпусках чугуна:

hг = (6400 * 0,062) / 101,8 = 3,9 м,

где 6400 - суточная производительность печи, т чугуна.

На  основании опытных принимаем  высоту заплечиков равной 3,4 м.

Определяем  угол наклона заплечиков:

tg ? = hз /0,5* ( Dр - Dг) = 3.4 / 0.5 ( 12,6 - 11) = 10,9

? = 80? 59

На  основании опытных данных высоту цилиндрической части колошника  принимаем равной 3 м, а высоту распара - равной 2,3м.

Определим высоту шахты:

hш = 32,17 -3,4 - 3,2 - 3,9 -2,5 = 19,17

Находим угол наклона заплечиков:

tg ? = hш /0,5*(Dр  -Dк)=19,17/05*(12,6 - 9)=9,11м

? = 83? 44???

Проверяем полезный объём печи:

а) объём горна

Vг ==370м3

б) объём заплечиков

Vз = м3

в) Объём распара

Vр = * 2,5 = 312м³

г) Объём шахты

Vш м3

д) Объём колошника

Vк =м3

е) общий полезный объём

Vпол = 370 + 372 + 312 + 1772 + 203 = 3029 м³

 

Заключение

На 1 тону чугуна получилась 406 кг шлака, газа 2224кг.

 

4.Техника безопасности и охрана труда

При производстве неорганических теплоизоляционных  материалов к числу агрегатов, требующих наиболее строгого соблюдения правил техники безопасности, относится печи, особенно плавильные. При эксплуатации плавильных печей необходимо установить постоянное наблюдение за состоянием футеровки и кладки печей. Недопустимый износ грозит вытеканием горячего расплава через места повреждений наружу. Водяные рубашки и другие водоохлаждаемые детали печей следует питать очищенной от накипеобразователей водой. Накипь на стенах вызывает пережог металла с огневой стороны, может закупорить отверстия подвода и отвода охлаждающей воды и привести к взрыву вследствие значительного парообразования.

Для создания нормальных условий работы обслуживающего персонала предусматриваются  следующие мероприятия : водяное  или воздушное охлаждение печей, автоматическое регулирование температурного режима в печах, герметизация всех пылящих и выделяющих вредные газы агрегатов, местные откосы для локализации очагов пылеобразования.

При производстве минеральных изделий предусматривается разрежение в камерах волокноосаждения и тепловой обработки и герметизация ограждений камеры волокноосаждения и других установок, в которых производится обработка ваты. Аппаратура для приготовления синтетических смол также должна быть герметичной. При использовании в качестве связующего битума плавление его должно производиться в котлах с закрытыми крышками.

Значительное  улучшение условий труда может быть достигнуто за счет усовершенствования технологического процесса, главным образом за счет максимальной его автоматизации.