Производство титанового шлака

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Пермский Государственный Технический Университет Березниковский филиал РЕФЕРАТ по предмету: «Системный анализ ХТП» на тему: «Производство титанового шлака» Выполнил: ст. гр. МАХП-04 Бочков А.В. Проверил: Кулиская И.В. Березники 2007 Назначение цеха. Номенклатура продукции. Цех плавки концентратов (№ 37) входит в состав ОАО «АВИСМА», расположенного в г. Березники, Пермской области.Цех №37 плавки концентратов предназначен для производства титанового шлака, попутного металла (чугун) и титансодержащей шихты для хлорирования.

В состав цеха № 37 входят: Участок №1 – для выплавки титанового шлака из титансодержащих концентратов в руднотермических печах. Титановый шлак разливается в изложницы, где происходит формирование слитков для их последующей передачи в склад шлака.Попутный металл разливается в песчаные формы, после остывания и по мере накопления отгружается в железнодорожные вагоны для отправки на предприятия черной металлургии.

Участок №2 – принимает слитки титанового шлака с участка №1 в склад шлака: слитки остывают и разлагаются, шлак дробится и передается далее для приготовления и помола шлако-солевой смеси. Принимает углеродсодержащие материалы (уголь, антрацит, пековый кокс) в ж/д вагонах на склад восстановителей, осуществляет их выгрузку, сушку и помол на мельницах.Приготавливает титансодержащую шихту из размолотых материалов и передает ее автотранспортом для хлорирования в цех№32. Участок №1 состоит из следующих узлов и отделений: - склад концентрата; - узел дозировки компонентов при загрузке руднотермических печей; - отделение плавки; - склад шлака.

Основной продукцией цеха №37 является титансодержащая шихта для хлорирования, которая, в зависимости от соотношения в ней составляющих компонентов, выпускается трех сортов. Описание транспортно – технологической схемы.Титансодержащие концентраты на комбинат поступают в вагонах типа «ХОППЕР», разгрузка их производится в складе концентратов с эстакады железнодорожного пути № 23 в приёмные бункера (поз.4) или в траншеи (северную или южную). Под приёмными бункерами расположены камерные насосы (здесь и далее – камерные питатели, сокращённо КП) (поз. 3). Дополнительные ёмкости для концентратов на более длительный срок хранения – «силосные башни» (поз. 2) - расположены рядом с помещением основного склада концентратов.

Их всего пять – три северных и две южных.Под каждой «силосной башней» размещены камерные питатели.

Все камерные питатели по системе трубопроводов пневмо-транспорта связаны с приёмными бункерами под отм. «+22,0 м» - над руднотермическими печами. Концентрат со склада концентратов с помощью камерных питателей, из–под «силосных башен» по системе трубопроводов пневмотранспорта через осадители (поз. 16) поступает в приёмные бункера над руднотермическими печами.Отсос запыленного воздуха от бункеров осуществляется аспирационно – технологическими установками (АТУ). При необходимости концентраты могут быть поданы на участок № 1 с участка № 2 при помощи ленточных конвейеров – транспортеров (поз. 17): 152 – метрового, 52 – метрового и 80 – метрового. Уголь поступает с участка № 2 цеха № 37 в приёмные бункера участка № 1 при помощи ленточных конвейеров – транспортеров длиной 152 – 52 – 80 метров.

Из приёмных бункеров концентраты и восстановитель – уголь поступают на дозаторы (поз. 15) (отм. «+14,8 м»), с дозаторов на систему раздаточных ленточных конвейеров - транспортёров. С ленточных конвейеров концентрат и восстановитель – уголь при помощи плужковых сбрасывателей с пневмоприводом поступают в печные карманы – бункера на руднотермические печи (РТП) (поз. 8). Восстановитель – уголь поступает также через дозаторы на систему ленточных транспортеров и далее в печной карман.

Готовая шихта (смесь концентрата и восстановителя – угля) при поочередном кратковременном открывании затворов на бункерах – карманах по труботечкам загружается в ванну руднотермической печи (поз. 11), где и происходит восстановительная плавка титансодержащих концентратов.

Титановый шлак из печи – расплав – принимается в каскадно-установленные изложницы (поз. 10). После остывания слитки шлака с помощью электромостовых кранов г/п 20/5 тонн и клещей извлекаются из изложниц и грузятся в железнодорожные вагоны типа «думпкар», или при помощи платформы –слитковоза передаются на склад горячего шлака.Думпкары, загруженные слитками титанового шлака, также транспортируются для разгрузки на склад шлака.

Попутный металл после выхода из печи отделяется в первой изложнице от титанового шлака и по сливному желобу поступает в песчаные формы. Часть попутного металла при этом остаётся в первой изложнице под слоем шлака (так называемый «негабаритный» слиток). Слитки попутного металла из первых изложниц после остывания складируются в отсек – копёр. Попутный металл из песчаных форм после его остывания извлекают с помощью электромостового или магнитно - грейферного крана и перевозят в отдельный отсек – копёр с высотой стен ограждения не ниже 4 метров.

Для того, чтобы разделить его на габаритные куски, перемычки между отдельными слитками разбивают грузом для шайбы магнитно - грейферного крана.Мероприятия для отвода и утилизации загазованности и запылённости. 1. Технологические мероприятия по устранению и сжиганию газовых выбросов. При работе РТП образующиеся реакционные газы в под сводовом пространстве печи имеют высокое содержание СО и Н2, переходит в закрытый режим из – за повышения давления под сводом печи и прекращения подсоса воздуха под свод в рабочее пространство печи. Поэтому реакционные отходящие газы дожигаются путем подачи воздуха в шахту печи при помощи радиального вентилятора и сжиганием природного газа в грелках низкого давления.

Это позволяет резко снизить выбросы СО в атмосферу и практически полностью прекратить «хлопки» в газоходах. 2. Газоочистка.Назначение: Газоочистка предназначена для очистки отходящих газов от пыли при работе руднотермической печи в полузакрытом режиме.

Расположена на открытой этажерке вне помещения участка № 1 с западной стороны здания. Процент улавливания пыли на газоочистке в циклонах СЦН – 40 при двухступенчатой очистке составляет не более 79 %; оборудование газоочисток на всех руднотермических печах одинаковое.Оборудование, размещенное на этажерке газоочистки, одинаково для каждой руднотермической печи состоит из следующих узлов: 1. Вентиляторы горячего дутья ВГД – 15,5 у (по две штуки, резервный и рабочий). 2. По шесть циклонов СЦН –40. 3. Бункера для сбора уловленной пыли (под циклонами). 4. Эжекционные аппараты со шлюзовыми питателями для транспортировки уловленной пыли. 5. Система не водоохлаждаемых газоходов Ду= 1 000 мм. 6. Выхлопной газоход – свечи – с верхней отметкой «+36,0 м». На РТП после газоочистки отходящие газы по горизонтальному газоходу направляется на фильтр очистки ФМК – 950, где проходят дополнительную очистку от пыли (степень очистки газов от пыли достигает 99 %). Газоочистки всех руднотермических печей оборудованы циклонами СЦН – 40. на линии газохода установлены два циклона диаметром 1 800 мм параллельно друг – другу и две группы по два циклона диаметром 1 200 мм каждая группа параллельно друг – другу. 3. Порядок работы газоочистки.

ПЕРВЫЙ ЭТАП. Отходящие колошниковые газы, образующиеся в процессе выплавки титанового шлака из концентратов и угля, имеют начальную среднюю запыленность до 30 г/м3 и температуру до 1400 оС. из – под свода печи газы поступают в квадратный водоохлаждаемый газоход, затем в вертикальные и наклонные водоохлаждаемые газоходы.

Здесь происходит охлаждение отходящих печных газов, тепло передается воде в водоохлаждаемых участках газоходов.

К циклонам газоочистки газы подаются по наружному не водоохлаждаемому газоходу – с помощью вентиляторов горячего дутья ВГД – 15,5 у, установленными в конце газового тракта перед вертикальными газоходами – трубами.

Температура отходящих газов перед вентиляторами горячего дутья (ВГД – 15,5 у) не должна превышать 400 оС. На каждой РТП линия газоочистки оборудована двумя последовательно собранными группами циклонов (см. схему). Первая группа – два параллельно установленных циклона СЦН – 40  1 800 мм; вторая группа – четыре параллельно установленных циклона СЦН – 40  1 200 мм. Пыль, уловленная циклонами, скапливается в бункерах – накопителях, ёмкостью V= 1 м3 каждый, установленных под циклонами СЦН –40  1 800 мм. Циклоны СЦН – 40  1 200 мм объединены попарно и на каждую группу поставлен один бункер – накопитель, V= 1 м3. пыль из бункеров – накопителей эжекционными пневмоаппаратами по системе пневмотранспортных трубопроводов подается в бункер № 7 (или в бункер № 1- резервный), под отм. «+22,0 м», участок № 1. под бункерами установлены дозаторы над главным дозировочным ленточным конвейером – транспортером, производительность дозаторов от 0 до 100 т/час. Далее пыль подшихтовывается на загрузку плавок в руднотермические печи в количестве заданном старшим мастером ОПУ № 1, но не более 10 тонн на каждую плавку, загружаемую в печные карманы – бункера РТП. Отсос бункера № 7 и бункера № 1 при перегоне пыли с газоочистками АТУ – 25 и АТУ – 28 соответственно, в составе рукавного фильтра СМЦ –166 Б и центробежного вентилятора № 8. Пыль из бункеров – накопителей под циклонами убирается ежесменно по мере их заполнения, плавильщиками, обслуживающими газоочистку.

Неводоохлаждаемые газоходы оборудованы системой пневмоуборки от осевшей пыли, представляющей собой систему перфорированных труб  57 мм, проложенных внутри газоходов по днищу, к трубам подведен через запорные вентили сжатый осушенный воздух.

На газоходах имеются люки для осмотра и чистки. ВТОРОЙ ЭТАП. Тонкая очистка от пыли газов из руднотермической печи № 2 в металлотканевых фильтрах ФМК – 950 с пневмоимпульсной системой регенерации.

Установка размещена в отдельно стоящем здании с западной стороны участка № 1. Запыленные газы от руднотермической печи № 2 после прохождения первого этапа очистки через систему циклонов СЦН – 40 на газоочистке поступают по газоходу сверху в секции фильтра (карманные блоки). При прохождении через металлическую сетку карманов происходит очистка газов от пыли. Осевшая пыль на металлической сетке (кармане) при регенерации сжатым воздухом, поступающим с установки осушки воздуха УОВ –100, стряхивается в бункера корпуса фильтра.

Очищенный коллектор и при помощи хвостового вентилятора ВВДН – 17 через вертикальный газоход выбрасывается в атмосферу. Уловленная пыль накапливается в бункерах и периодически извлекается оттуда – для дальнейшей переработки.

В конечном итоге достигается очистка от пыли отходящих газов до 99,0 %, а среднее количество пыли, выбрасываемое в атмосферу, составляет менее 2,0 кг/час и прямо зависит от крупности частиц поступающего титансодержащего концентрата. 4. Обезвреживание и рекуперация газопылевых выбросов.

В процессе восстановительной плавки образуются колошниковые газы. Отходящие газы печей, работающих в полузакрытом режиме, удаляются принудительной тягой с помощью вентиляторов горячего дутья ВГД-15.5у через систему охлаждаемых газоходов, работающих на испарительном охлаждении. Пыль, уносимая газами, частично улавливается в газоочистке, состоящей для каждой печи из шести циклонов.Уловленная пыль накапливается в сборных бункерах вместимостью 1м3 под циклонами и возвращается в расходный бункер, откуда с помощью дозатора пыль подшихтовывается на каждую последующую плавку. -эффективность отчистки; Свх,Свых- массовые концентрации примесей в газе до и после аппарата.

Более качественная отчистка отходящих газов от пыли производится установкой тонкой отчистки газов ФМК-950. При кипении расплава под сводом печи вместо вакуумметрического давления может появиться избыточное давления до 2,0 Па ( 0,2 мм вод. ст.) за счет значительного увеличения объёма реакционных газов.

Для удаления избыточных газов в период кипения расплава при достижении под сводом давления более 2,0Па необходимо немедленно открыть заслонки на свечах вертикальных газоходов. Таким образом, происходит выброс газов, не прошедших отчистку, непосредственно в атмосферу. Выбросы в атмосферу.Наименование выбросов Объёмный расход газов, приведённый к нормальным условиям, м3/ч Лимитирующие примеси Массовая концентрация пыли, г/м3 Место Отбора проб 1 2 3 4 5 1. Отходящие газы от РТП (с одной печи) не более 20000 пыль не более 20000 Газоход (свеча) после ВГД-15,5у 2. Запылённый воздух от аспирационно-технологических установок (АТУ) В соответствии с проектными показателями пыль В соответствии с проектными показателями После каждой АТУ 3. Запылённые газы после ФМК Не более 25000 пыль Не более 0,1 Газоход после ВВДН-17 Для создания мер по уменьшению неблагоприятного влияния производства на окружающую среду и здоровье человека при обеспечении соблюдения требований гигиенических нормативов в соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов устанавливаются минимальные размеры санитарно-защитных зон: для ОАО «Ависма» 2000м.