Характеристика основного и вспомогательного
Оборудования комплексов
3.1 Система подготовки и загрузки шихты
Подготовка шихты для печи ПВ-2 осуществляется в штабельном шихтарнике. Используемый при плавке уголь подается со складов непосредственно в бункера печи.
В шихтарнике имеется три секции для закладки штабелей емкостью 11000-13000 т каждая. Для разработки штабеля используются три усреднительные машины типа УБ-120-3 с производительностью 140 м3/час. Усреднительные машины могут перемещаться из одного отсека в другой с помощью траверсной тележки во вспомогательном пролете шихтарника.
После усреднительной машины шихта с помощью скребкового транспортера подается к лопастному питателю, который перегружает ее на ленточные конвейеры Л-113, Л-114, Л-115. Затем шихта транспортируется по двум параллельным линиям, состоящим из ленточных конвейеров Л-116, Л-117, Л-118, Л-119, Л-9, Л-10, Л-11, Л-12 на подвижные реверсивные конвейеры ЛП-13 и ЛП-14. С помощью последних осуществляется загрузка шихтой бункера печи ПВ-1, ОП-3, ОП-4 и далее с помощью реверсивных конвейеров ЛП-15 и ЛП-16 в ПВ-2 и транспортировка шихты в отражательный участок.
Загрузка шихты в печь производится из четырех шихтовых бункеров емкостью по 50 м3. Загрузка шихты в «головные» течки производится из четырех бункеров. Под каждым бункером расположен тарельчатый питатель с регулируемой скоростью вращения. Шихта загружается в течки печи ПВ-2 с помощью транспортера Л-122 из бункеров №№ 3 и 4 (ПВ-2) и с помощью транспортера Л-123 из бункеров №№ 1 и 2 (ПВ-2). Для контроля количества загружаемой в печь шихты на транспортерах 122, 123 установлены весоизмерители.
Система загрузки угля в печь состоит из одного угольного бункера емкостью 40 м3 с двумя дозаторами, подающими уголь на транспортеры Л-1, Л-2. Кусковый уголь подготавливается в ПУУ и транспортируется в плавильный участок МПЦ на ПВ.
Печи ПВ
Одними из основных элементов комплекса по переработке медьсодержащих концентратов на БМЗ являются плавильные печи ПВ. Они предназначены для плавления медьсодержащей шихты с получением медных штейнов, отвальных шлаков и газов, содержащих диоксид серы (рис.3.1).
Печь шахтного типа имеет горн, выложенный огнеупорным кирпичом, в котором во время работы печи накапливается штейн. Высота горна - 1,1 м. Кладка располагается на подовых плитах, которые установлены на железобетонных фундаментах.
Боковые стенки печи выполнены из медных водоохлаждаемых кессонов, с развалом в верхней части. Между кирпичной кладкой горна и нижним ярусом кессонов находятся подкессонные плиты, компенсирующие взаимную подвижку кирпичной кладки и медных кессонов.
Рисунок 3.1 Продольный разрез печи ПВ
Таблица 3.1 Характеристика основных параметров печей ПВ
| 1. | Назначение | Переработка сульфидных концентратов способом плавки в жидкой ванне (способ Ванюкова) |
| 2. | Тип печи | ПВ-2050 |
| 3. | Производительность по шихте (сухой), т/сут. | 1920-2880 |
| 4. | Удельный проплав по шихте (сухой), т/час | 80-120 |
| 5. | Влажность шихты, % не более | |
| 6. | Режим работы печи | Непрерывный |
| 7. | Размеры зоны плавления в области фурм: | |
| - длина, м | 17,40 | |
| - ширина, м | 2,10 | |
| - площадь, м2 | 30,13 | |
| 8. | Высота установки фурм от подины в зоне плавления, мм | |
| 9. | Количество фурм в зоне плавления, шт. | |
| 10. | Количество мазутных форсунок, шт. | |
| - в штейновом сифоне | ||
| - в шлаковом сифоне | ||
| - в камере дожигания | ||
| - в штейновом миксере - система МНУ | ||
| 11. | Топливо | Мазут |
| 12. | Расход, приведенный к нормальным условиям по ГОСТ 2939-63, м3/час.: | |
| - кислорода технологического | ||
| - воздуха на фурмы | ||
| - кислородно-воздушной смеси на горелки в камере дожигания | ||
| 13. | Выход отходящих газов, нм3/час. | ~36000 |
| 14. | Давление, кПа (кгс/см2): | |
| - технологического кислорода | 120 (1,20) | |
| - воздуха на фурмы | 120 (1,20) | |
| - воздуха на горелки | 25 (0,25) | |
| - кислородно-воздушной смеси | 120 (1,20) | |
| 15. | Концентрация, %: | |
| - кислорода в дутье | 70,0-93,0 | |
| - диоксида серы в отходящих газах | 30-35 | |
| 16. | Расход оборотной химочищенной воды на охлаждение, м3/час. | ~1200 |
| 17. | Давление химочищенной воды, кПа (кгс/см2) | 600 (6) |
| 18. | Перепад температуры охлаждающей воды, 0С | 7 ±3 |
| 19. | Температура, 0С: | |
| - расплава | ||
| - отходящих газов | 1250-1350 | |
| - воды на выходе из охлаждающих элементов, не более | ||
| 20. | Разрежение в аптейке печи, Па | мм в.ст. 0,5-2 |
| 21. | Запыленность отходящих газов, г/м3 не более | |
| 22. | Выпуск шлакового и штейнового расплава | Сифонный |
| 23. | Аварийный выпуск расплава | Через шпуровые отверстия |
С торцов плавильная зона печи ограничена штейновой и шлаковой перегородками, выполненными из двух рядов медных глиссажных водоохлаждаемых кессонов. Водоохлаждаемые перегородки защищены со стороны сифонов кладкой из огнеупорного кирпича толщиной 460-690 мм. Нижние части перегородок для исключения возможностей попадания штейна на водоохлаждаемые элементы перегородок до 1100 мм от подины выложены огнеупорным кирпичом. В нижней части шлаковой и штейновой перегородок имеются арочные отверстия высотой от подины соответственно 1050 и 500 мм. Эти отверстия служат для выпуска соответственно шлака и штейна из плавильной зоны в шлаковый и штейновый сифоны.
Сверху плавильная часть печи перекрывается водоохлаждаемыми сводовыми кессонами с подъемом свода от головной части печи к аптейку. В сводовых кессонах оформлены отверстия диаметром 360 мм для загрузки шихты в печь.
Для заливки расплава в печь предусмотрено отверстие в торцевой стенке печи выше штейнового сифона. Расплав заливается в отверстие из ковша краном по желобу, расположенному над штейновым сифоном.
Шлаковый сифон служит для непрерывного выпуска шлакового расплава из печи при постоянном уровне расплава в плавильной зоне и первичного обеднения шлака от крупных включений штейна.
Шлаковый сифон конструктивно является продолжением плавильной зоны и примыкает к наружной части шлаковой перегородки. Стенки сифона и подина выполнены из огнеупорного кирпича. На уровне расплава футеровка охлаждается закладными кессонами. Сверху шахта сифона перекрывается сводовыми водоохлаждаемыми кессонами. В боковых стенках сифона имеются три отверстия. Два окна для выпуска шлака - одно рабочее для выпуска шлака в миксер и одно резервное, третье отверстие предназначено для мазутной форсунки, обогревающей шлаковый сифон. Высота порога шлакового окна определяет высоту расплава в плавильной зоне печи. Для аварийного выпуска расплава из сифона имеются расположенные на различной высоте шпуровые отверстия. Шлаковый расплав перетекает из сифона в шлаковый миксер по переточному водоохлаждаемому желобу. Расплав в желобе обогревается газами от мазутной форсунки, проходящими из сифона в шлаковый миксер.
В своде шлакового сифона имеется отверстие для замера уровней штейновой и шлаковой ванны, а также для определения наличия промежуточного слоя и настыли.
Штейновый сифон служит для обеспечения непрерывного выпуска штейнового расплава из печи без колебаний уровня штейна в плавильной зоне печи. Сифон примыкает к печи со стороны штейновой перегородки и является продолжением плавильной зоны. Боковые и торцевые стенки штейнового сифона выполнены из огнеупорного кирпича. Свод, как и над плавильной зоной и шлаковым сифоном, состоит из сводовых водоохлаждаемых кессонов.
Для выпуска штейна в торцевой стенке сифона имеется штейновое окно, расположение порога которого определяет высоту штейновой ванны в плавильной зоне печи, также выпуск может осуществляться в ковши через резервное штейновое окно или через шпуровые отверстия, расположенные на различной высоте в торцевой стенке штейнового сифона, через шпуровое отверстие в плавильной части печи.
Сифон обогревается мазутной форсункой, расположенной в специальном отверстии выше уровня расплава в боковой стенке напротив основного штейнового окна. Штейновый желоб футерован огнеупорным кирпичом и обогревается газами от форсунки.
При строительстве ПВ-2 был выведен из огневой зоны котел-утилизатор (охладитель газа) с целью исключения случаев попадания воды в печь при образовании свищей в трубопроводах.
Аптейк
Для сопряжения печи ПВ-2 с охладителем газа (ОГ) запроектирована и смонтирована новая конструкция аптейка.
Новая конструкция аптейка представляет из себя шахту прямоугольного сечения 7100х4000 мм с верхней отметкой 19020 мм. Шахта смонтирована на основании ранее эксплуатировавшегося котла-утилизатора, представляет собой кирпичную кладку с рядами закладных кессонов, связанную мощным металлическим каркасом, воспринимающим весовую нагрузку огнеупоров и кессонов. Водяная разводка охлаждения кессонов аптейка вынесена в самостоятельную циркуляцию.
Сверху аптейк закрыт подвесным сводом из хромомагнезитового кирпича марки ХПТ № 5 (см.чертеж ХМ-126793-2).
Электромиксер шлака
Электромиксер шлака предназначен для совмещения непрерывного выпуска шлака из печи ПВ-2 и периодической разгрузки шлака в шлаковозы.
Электромиксер представляет собой прямоугольную шестиэлектродную электропечь с футеровкой из периклазохромитового, хромомагнезитового и шамотного кирпича. С внешней стороны на уровне расплава кладка дополнительно охлаждается прикладными медными водоохлаждаемыми кессонами. Миксер имеет металлический каркас, состоящий из продольных и торцевых рам, стянутых сверху и снизу тягами с пакетами тарельчатых пружин, обеспечивающих самокомпенсацию теплового расширения. Миксер опирается на поперечные и продольные металлические балки, расположенные на колоннах бетонного фундамента.
Свод арочного типа из периклазохромитового кирпича имеет шесть отверстий диаметром 650 мм для ввода графитовых электродов и отверстие для присоединения газохода диаметром 850 мм. Перепуск и наращивание электродов производится с помощью монорельса Q = 16/3,2 т.
Шлак поступает в миксер через специальное окно в боковой стенке из шлакового сифона по желобу. Желоб обогревается газами, проходящими из сифона в миксер.
Шлак из миксера выпускается через две летки. По мере накопления из миксера выпускается штейн. Для этого имеется шпуровое отверстие с желобом со стороны конвертерного пролета, а также для выпуска штейна с правой стороны в шлаковый пролет.
Таблица 3.2 Характеристика шлакового электромиксера
| Наименование параметров | Единица измерения | Величина |
| Номинальная мощность двух трансформаторов | кВа | |
| Напряжение на высокой стороне | В | |
| Напряжение на низкой стороне | В | 89-178 |
| Максимальный ток электродов | А | |
| Диаметр электродов | мм | |
| Удельный расход электроэнергии на тонну шлака Количество электродов | кВтч/т шт. | 40-80 |
| Рабочая глубина шлаковой ванны | мм | |
| Максимальная глубина шлаковой ванны | мм | |
| Площадь пода миксера | м2 | 51,5 |
| Емкость миксера | м3 | |
| Уровень расплава рабочий | мм | |
| Расчетный расход воды на охлаждение | м3/час | |
| Удельный расход электродов | кг/т | 0,67 |
Для всех шести электродов применяется реечная система перемещения. Питание к электродам подается от двух трехфазных трансформаторов мощностью по 4,5 МВт.
Штейновый миксер
Штейновый миксер предназначен для приема и накопления штейна, выпускаемого из штейнового сифона печи Ванюкова. При использованияиштейнового миксера создается возможность выдачи штейна из ПВ при соблюдении постоянного уровня расплава в печи.
Штейновый миксер представляет из себя металлическую бочку (по типу бочки 40-тонного конвертера), футерованную изнутри в два оката огнеупорами: наружный окат (230 мм) изготовлен из шамота, внутренний окат миксера – из хромомагнезитового кирпича (230 мм). Торцы миксера футерованы также в два слоя: наружный – шамот, а внутренний – из хромомагнезита.
Миксер установлен горизонтально на катки и имеет возможность поворачиваться вокруг продольной оси.
Штейн подается в миксер по заливному желобу через отверстие в торцевой стенке, через горловину штейн заливается в ковши, которые транспортируются тележкой и при помощи крана сливаются в конвертера.
С целью поддержания температуры штейна в миксере он отапливается мазутом.
Мазут подается в миксер при помощи форсунки, расположенной в торцевой части бочки под углом 150 к горизонту.
Расход мазута для поддержания температуры в миксере 1200о С составляет 160-200 кг/час. Распыление мазута производится сжатым воздухом давлением 1,5-3,0 атм, расход которого равен 10% от необходимого для горения. Остальной воздух подается от вентилятора с давлением 100-150 мм Н2О.
На миксере горение мазута контролируется приборами КИПиА.
Рисунок 3.2Штейновый миксер