Оттекті-конвертерлік болат өндірісі
Тұжырым
Берілген курстық жұмыс ** беттен, *** суреттен, ** кестеден, ** пайдаланған әдебиет және 6 қосымшадан тұрады.
Курстық жұмысты HSC-5.1 металлургиялық Outokumpu компаниясында жасалған CHEMISTRY бағдарламасын пайдалана отырып, жүйедегі элементтердің және олардың қосылыстарының бөліну дәрежесін анықтауға мүмкіндік алдық.
Жұмыстың мақсаты: домна шаңының CaCl2-O2 жүйесінен түсті металдардың хлорлануына температураның (1000-1500оС) және n=0,0270; 0,0225; 0,0315; кмоль CaCl2 мөлшерінің әсер етуінен пайда болатын элементтердің және оның қосылыстарының таралу дәрежесін анықтау, сонымен қатар материалдық балансын есептеу болып табылады.
Курстық жұмыс аналитикалық шолудан, зерттеуге арналған әдістен, зерттеу нәтижелерін талқылаудан, материалдық баланстан, принципиалды технологиялық сұлбадан, қорытындыдан және пайдаланған әдебиеттен тұрады.
| |
Ны
| Тұжырым | |
| Мазмұны | |
| Нормативтік белгілер | |
| Анықтамалар | |
| Белгілеулер мен қысқартулар | |
| Кіріспе................................................................................................................. | |
| 1. Тақырып бойынша аналитикалық шолу...................................................... | |
| 1.1........................................................................ | |
| 1.2 М.................................................................. | |
| 1.3 Х п........................................................................... | |
| 1.4 | |
| 2 Зерттеу және анализ жүргізуге арналған әдістер. Бастапқы реагенттер........................................................................................... | |
| 2.1 Бастапқы заттардың сипаттамасы.............................................................. | |
| 2.2 Термодинамикалық зерттеу әдістемесі...................................................... | |
| 3 Зерттеу нәтижелері және оларды талқылау.................................................. | |
| 3.1 | |
| 3.2........................... | |
| 3.3 3.4 | |
| 4 Ұсынылатын технологиялық сызба және зерттеу нәтижелерін практикада қолданылуына кеңес беру.............................................................. | |
| Қорытынды......................................................................................................... | |
| Пайдаланылған әдебиеттер тізімі...................................................................... | |
| Қосымша А | |
| Қосымша Б |
Қосымша В
Қосымша Г
Қосымша Д
Қосымша Е
Қосымша Ж
Қосымша З
| |
Нормативтік белгілер
Бұл курстық жұмыста келесі құжаттарға сілтемелер жасалған.
МЕСТ 7.1 – 2003 Кітапханалық, баспа және ақпараттық жұмыстар бойынша стандарттар жүйесі.
СМЖ ОҚМУ ПР 7.04-2012 «Ұйымға, мазмұнға және сабақты өткізуге жалпы талаптар».
| |
Анықтамалар
Бұл курстық жұмыста келесі анықтамалар мен терминдер қолданылады:
Термодинамика – жылу туралы ғылым, химиялық термодинамика химиялық реакция энергиясының түрленуін зерттейді.
Энтальпия- 298К химиялық реакция кезіндегі жылу тиімділігі, ол өзімен бірге жылудың бөліну соммасы арасындағы айырмашылықтарға, өнімдерге және жиынтық реакцияларына рұқсат береді.
Энтропия -298К дәрежесіндегі энтропиялық реакциясы, яғни энтропия өнімінің стандартты айрмашылығы және жиынтық реакциясының шығысы болып саналады.
Белгілер және қысқартулар
∆Н-энтальпиялық реакцияның өзгеруі
∆СР - жылу сиымдылығындағы таңдаған мольді өзгерту
Kр - константа тепе – теңдігі
R – универсалды газ тұрақтылығы
∆Gр - Гиббс реакциясының энергиялық өзгеруі
pi - парциальды жиынтықтардың қысымы
∆S- энтропиялық реакция өзгерісі.
С - Термодинамикалық бос санның дәрежесі
f – фазалардың жалпы саны;
bi – шексіз і компонентінің жалпы моль саны;
Cj – эмпирикалық термодинамикалық функциясы;
Xa – а жүйесіндегі фазалардағы жалпы моль саны,
Xj/Xa – j компонентінің а фазасындағы мольдік бөлігі.
HSC-5.1 металлургиялық Outokumpu компаниясында жасалған CHEMISTRY бағдарламасы
| |
Кіріспе
Барлық металлургиялық өндірістерде шаң түріндегі қалдықтар пайда болады, оларды қоршаған ортаны қорғау үшін сонымен қатар құрамындағы металл қоспаларын қайта бөліп алу үшін пайдаланады. Жұқа дисперсті шаңдарды ұстап жинау үшін, құрғақ және дымқыл шаң ұстағыштар пайдаланылады, нәтижесінде жиналған шаңдарды ары қарай өңдеуден өткізіледі. Мұндай металлургиялық шаңдарды пайдалану кемшілігі, олардың құрамында көп мөлшерде мырыштың, қорғасынның болуы. Бұл курстық жұмыста “АрселорМитталТемиртау” АҚ конвертерлік және домналық шаңдарының қоспаларынан түсті металдарды бөліп алу және шаңдардан түсті металдарды бөліп алуға хлорагенттің әсері қарастырамыз.
Курстық зерттеу жұмысында
Курстық жұмыстың мақсаты «Студенттің оқу-зерттеу жұмысы» пәнінен орындалатын Cu2S - ZnО - Cu2О – nNH4Cl жүйесі бойынша зерттеу жұмысын жүргізіп, түсті металдардың және олардың қосылыстарының қаншалықты хлорланып бөліну дәрежесін анықтау болып табылады. Жұмыс HSC-5.1 металлургиялық Outokumpu компаниясында жасалған CHEMISTRY кешенді бағдарламасының көмегімен алынған мәліметтерден есептелініп теориялық негізде жүргізілді.
Тақырып бойынша аналитикалық шолу
Оттекті-конвертерлік болат өндірісі
Конвертер деп іші отқа төзімді кірпішпен астарланған болат ретортаны айтады.Конвертерде болат алу әдісін 1854-1856 жылдары ағылшын ғалымы Г.Бессемер бірінші болып қолданған.Бастапқыда бұл әдіс бойынша болат алғанда,конвертерге құйылған сұйық шойынды астынан ауамен үрленген.Ауадағы оттегімен әрекеттесіп шойындағы көміртегі,кремний,марганец т.б қоспалары тотығып,бөлініп шығып шойын болатқа айналады.
Көміртегі,кремний,марганец т.б қоспалар тотыққанда,қосымша көп жылу бөлініп шығады.Сондықтан бұл әдіс отынды қажет етпейді.Қазіргі заманды ауаның орнына техникалық оттегі қолданылады.Бұл әдіс оттекті-конвертерлік әдіс деп аталады. Зауыттардың көбінде түбі жабық (үрлейтін тесік жоқ) доломит немесе хром-магнезит кірпішімен көлемі 250-400 тонналық конвертерлер қолданылады.Оттегі конвертерлерге сумен суытатын вертикаль фурма арқылы беріледі. Фурма сұйық шойын деңгейінен 1200-2000 мм-ге жоғары орналасқан.Яғги оттегі екі әдістегіндей шойын қабатынан өтпей тек қана үстіңгі бетіне беріледі.
Конвертер корпусы(1) қалыңдығы 100 мм дәнекерленген болат жаймаларынан жасалған. Корпус цилиндрлі ортаңғы бөліктен, бітеу түбтен және тарылған симметриялы мойнындықтан (2)құралған. Мойындық негізінде балқытылған болатты ағызатын тесік (3)орналасқан. Оның осылай орналасуы болатты шығару кезінде қождан бөлінуін жақсартуға және фосфордың тотықсыздану қаупін азайтуға мүмкіндік береді. Конвертердің балқыту кеңістігі шайыр доломитті отқа төзімді материалдармен, ал болат ағызу тесігі – магнезит блоктарымен қапталған. Тірек белдіктерінде орналасқан цапфалар (4)арқасында конвертер вертикальді жазықтықта бұрыла алады.
Оттегі, әдетте, жоғарыдан сумен салқындатылатын фурма (5)арқылы беріледі. Жоғарыдан беру оттегіні металға енгізген жерде жоғары температуралы реакциялық аймақтың пайда болуымен және конвертер түбінің футеровкасын сақтау қажеттілігімен түсіндіріледі. Фурма жоғары-төмен қозғала алады. Оттегіні үрлеген кезде ол ванна бетінен 300-800 мм қашықтықта орналасады. Оттегі 0,8-1,0 МПа қысыммен беріледі. Оның шығыны конвертер сыйымдылығы мен үрлеу қарқынына байланысты және минутына 2,5-4,0 м3/т құрайды. Қазіргі заманғы конвертерлерде болат балқыту ұзақтығы 35-50 минут.
Сурет 1. Оттекті конвертер құрылысының сұлбасы
Домна пеші
Домна пеші – шахта типтес тік пеш. Қазіргі заманғы домна пештерінің жалпы биіктігі 80 м-ге дейін, пайдалы көлемі (жұмыс кеңістігінің көлемі) 5600 м3-ге дейін жетеді.
Шикі материалдар өздігінен аударылатын вагондарда пеш линиясына параллель орналасқан кен ауласына әкелінеді. Көпірлі кран материалдарды домна пештерінің қабылдау шанаптарына тиейді, әрі қарай олар таразы-вагондар (1) көмегімен шанап (2) арқылы жүктеу вагоншалары – скиптерге (3) тиеледі. Скипті көтергіш үстімен екі вагонша жүретін көлбеу рельсті көпір түрінде болады. Скип болат канатпен рельстік көпірдің жоғарғы нүктесіне жетіп, аударылады. Түсіргіш құрылғы (4) арқылы шикіқұрам домна пешіне беріледі. Пеш мойындық (5), шахта (6), пешқазан (7), иықша (8) және көріктен (9) тұрады.
Мойындық цилиндрлі пішінге ие. Ол материалдарды жүктеуге және газдарды шығаруға арналған. Мойындық шамот кірпіштерімен қаланған және ішінен болат плиталармен қорғалған.
Төменге қарай кеңейетін конустық шахта материалдардың түсуі мен пеш қимасы бойынша газдардың біркелкі таралуын жеңілдетеді. Шахтаның шамоттық қалауында салқындатушы су айналатын тоңазытқыштар бар. Шахтада темір оксидтерінің тотықсыздану және оның көміртектену үрдістері жүреді.
Шахтадан төмен домна пешінің ең кең цилиндрлік бөлігі – пешқазан орналасқан. Мұнда бос жыныс пен қождама балқып, қож түзіледі. Бұл үрдіс пішіні төменге қарай кішірейетін конус тәріздес иықшадааяқталады..
Иықшалардан төмен орналасқан көрік цилиндрлі пішінге ие. Көрік пен иықшалардың қалаулары плиталық мұздатқыштармен салқындатылады. Мұнда кокстың жануы жүреді, ал көріктің төменгі бөлігіндегі пеш табанында (10) балқыған шойын мен қож жиналып, периодты түрде арнайы тесік – ағынөзектер арқылы шығарылып отырады. Шойын ағынөзегі пеш табанынан 0,5 м, ал қож ағынөзегі – 1,5 м жоғары орналасқан.
Домна пеші бірнеше ауа қыздырғыштар – кауперлермен жабдықталған. Әдетте олардың саны үштен кем емес (көбінесе төртеу): біріншісі бөлінген газдармен қыздырылады, екіншісі салқын ауаны қыздырады, ал үшіншісі резервте тұрады. 2-суретте тек екі ауа қыздырғышы көрсетілген. Ауа үрлеу машинасы салқын ауаны бірінші қыздырғышқа (11) береді, мұнда ауа қыздырылған салма арқылы өтіп 1200-1300оС-ге дейін қызады да, фурма арқылы домна пешіне жеткізіледі. Ауа қыздырғыштың салмалары (12) тазартудан өткен (13) домна және табиғи газдардың жануынан бөлінген жылу есебінен қызады. Жану өнімдері түтін мұржасы (14) арқылы кетеді. Бірінші ауа қыздырғыштың (11)салмасы суыған кезде, ал екінші ауа қыздырғыштың (12) салмасы қызған кезде, олардың автоматты ауысуы жүзеге асады. Ауаны қыздыру домна үрдісін айтарлықтай қарқындатуға мүмкіндік береді.
Сурет 1. Домналы балқыту процесінің