Машиностроение. Металлургия



жүктеу 0.5 Mb.
бет1/3
Дата08.07.2016
өлшемі0.5 Mb.
  1   2   3






Раздел 2



Машиностроение. Металлургия




УДК 621.74


Проявление золотого сечения
в рецептуре формовочной смеси



А.З. ИСАГУЛОВ, д.т.н., профессор, проректор по ИиУМР,
В.Ю. КУЛИКОВ, к.т.н., доцент, зав. кафедрой ММиН,
Т.В. ЧУДНОВЕЦ, магистрант кафедры ММиН,
Д.А. ИСАГУЛОВА, докторант кафедры ММиН,
Е.П. ЩЕРБАКОВА, докторант кафедры ММиН,
Карагандинский государственный технический университет



Ключевые слова: формовочная смесь, золотое сечение, рецептура, формуемость, прочность, газопроницаемость, непригораемость, податливость.

П

ринцип золотого сечения – высшее проявление структурного и функционального совершенства целого и его частей в искусстве, науке, технике и природе.

Золотое сечение – это такое пропорциональное деление отрезка на неравные части, при котором весь отрезок так относится к большей части, как сама большая часть относится к меньшей; другими словами, меньший отрезок так относится к большему, как больший – ко всему.

Из точки В восставляется перпендикуляр, равный половине АВ. Полученная точка С соединяется линией с точкой А. На полученной линии откладывается отрезок ВС, заканчивающийся точкой D. Отрезок AD переносится на прямую АВ. Полученная при этом точка Е делит отрезок АВ в соотношении золотой пропорции.

Отрезки золотой пропорции выражаются бесконечной иррациональной дробью AE = 0,618..., если АВ принять за единицу, ВЕ = 0,382... Для практических целей часто используют приближенные значения 0,62 и 0,38. Если отрезок АВ принять за 100 частей, то большая часть отрезка равна 62, а меньшая – 38 частям.

Одним из возможных проявлений золотого сечения является соотношение частиц крупной и мелкой фракций песка в формовочной смеси. В серии экспериментов наиболее оптимальным с точки зрения механических и технологических свойств смеси явилось соотношение, близкое к 62:38.

Заданные свойства формовочной смеси (формуемость, прочность, газопроницаемость, непригораемость, податливость и др.) обеспечиваются определённым сочетанием входящих в нее материалов. Основным компонентом является кварцевый песок, а также различные связующие, в частности, пульвербакелит [1].

Использование в смеси песков одной фракции при повышении давления приводит к параллельному повышению прочности смеси. При смешаных фракциях вначале большую прочность имеют пески с более крупной фракцией, а при давлении свыше 0,45 МПа несколько большую прочность на разрыв и на изгиб имеют смеси с наполнителем меньших фракций (рисунок 1). Это связано с более полным удалением внутрипорового воздуха и тем, что пески меньших фракций более плотно («монолитнее») прилегают друг к другу при данном давлении, придавая смеси большую прочность.

Рисунок 1 – Влияние использования песков разных


фракций на прочность смеси
В зависимости от прилагаемой нагрузки определяли оптимальный зерновой состав песков по газопроницаемости. В целом газопроницаемость оболочковых форм в несколько раз выше газопроницаемости песчано-глинистых смесей. Для проверки газопроницаемости песчано-смоляной смеси (ПСС) применяли методику испытания песчано-глинистых смесей на образцах диаметром 10 мм, которые изготовляли с помощью копра в гильзе. Газопроницаемость ПСС определяли на образце для определения газопроницаемости смеси. Определено (рисунок 2), что состав фракций песка в соотношении 1К0315-70 %+1К02-30 % соответствует величине технологической газопроницаемости. Эксперименты показали, что оптимальным является давление на смесь 0,2…0,25 МПа, при повышении которого наблюдается плотная укладка зёрен песка для всех испытываемых составов песков.

Рисунок 2 – Зависимость газопроницаемости от величины прилагаемой нагрузки на ПСС и фракции песка


На рисунке 3 представлены результаты экспериментальных исследований зависимости плотности от величины прилагаемой нагрузки во время формообразования оболочки [2]. При проведении экспериментов использовались смеси с различными фракциями песка в качестве наполнителя. С повышением величины давления плотность дисперсной песчано-смоляной смеси повышается по закону, близкому к параболическому. Разница в начальной насыпной плотности смеси сохраняется примерно при любом давлении.

Рисунок 3 – Зависимость плотности от величины


прилагаемой нагрузки
Прочность на сжатие образцов из песчано-смоля­ной смеси определяли при различных степенях давления при образовании оболочки. Полученные результаты представлены на рисунке 4. Прочность на сжатие увеличивается по мере повышения давления, применяемого при формировании оболочки. Но, как и в экспериментах с определением прочности на разрыв и изгиб, прочность на сжатие интенсивно растет лишь на начальных стадиях, а затем (статическое давление свыше 0,3 МПа) увеличение давления мало сказывается на прочностной характеристике оболочковой формы.

Рисунок 4 – Зависимость прочности на сжатие


от величины давления при формировании оболочки
Экспериментальное определение зависимости прочности и плотности оболочки от температуры модельной плиты показало, что с повышением величины нагрева модельной плиты прочность оболочки повышается. Однако, как известно из других экспериментов [43], значительное повышение температуры (свыше 400 °С) приводит к выгоранию связующего и, следовательно, к разупрочнению формы. Состав смеси: песок 1К0315-70 %+1К02-30 %, пульвербакелит – 7 %. Время выдержки на плите – 30 секунд. Данные этой серии экспериментов отражены на графике (рисунок 5).

пунктирная с точкой – 0,4 МПа;


сплошная – 0,3 МПа; пунктирная – 0,2 МПа

Рисунок 5 – Зависимость прочности на сжатие


от температуры нагрева в процессе формообразования при различных нагрузках
Целесообразность и оптимальный момент некоторого увеличения давления во время формообразования определяли в серии экспериментов. Время выдержки смеси под давлением – 30 секунд. Используемое начальное давление – 0,2 МПа. Увеличение происходило через различные промежутки времени. Результаты проведенных экспериментов представлены на рисунке 6. Имеет значение момент повышения давления. Рационально это делать в начале формообразования (через 10…15 секунд). Повышение нагрузки в финале формообразования не целесообразно, это

снижает прочность из-за нарушения структуры почти сформированной оболочковой формы (происходит выдавливание зерен песка из смолы). Чем больше ΔР на поздних этапах формирования оболочки, тем больше величина разупрочнения смеси [3].


пунктирная с точкой – ΔР=0,08 МПа;


точки – ΔР=0,06 МПа; сплошная – ΔР=0,04 МПа; пунктирная – ΔР=0,02 МПа

Рисунок 6 – Зависимость прочности на сжатие


от момента повышения статического давления
на дисперсную смесь
Полученная рецептура вкупе с технологией формообразования песчано-смоляной смеси при нестационарном давлении позволяет повысить прочность получаемой оболочки и снизить содержание в смеси дорогостоящего связующего. Тем самым снижается стоимость формы и получаемой в ней отливки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов Н.А. Литье в оболочковые формы. М.: Машиностроение, 1976.

2. Куликов В.Ю., Щербакова Е.П., Ковалёва Т.В. Управление газопроницаемостью дисперсных материалов // Мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. «Moderni vymozenosti vedy – 2011» (27 января – 5 февраля 2011 г.). Прага, 2011. С. 5-8.

3. Исагулов А.З., Куликов В.Ю., Щербакова Е.П., Ковалева Т.В. Способ определения реологических свойств песчано-смоляных смесей // Тр. Междунар. науч. конф. «Наука и образование – ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030» (23-24 марта 2011 г.). Караганда, 2011. Ч. 2. С. 333-335.



УДК 621.771.014


Исследование напряженно-деформированного состояния в процессе РКУ-прессования при разных углах


А.Б. НАЙЗАБЕКОВ, ректор, д.т.н., академик,
Т.С. ВАЛОВА, магистрант кафедры «Обработка металлов давлением»,
Карагандинский государственный индустриальный университет



Ключевые слова: моделирование, равноканальное угловое прессование, угол, сталь, напряженно-деформи­рованное состояние, ультрамелкозернистая структура.


Пластическая деформация является эффективным средством формирования структуры и свойств металлов. Основные закономерности формирования структуры в процессе пластической деформации определяются исходным структурным состоянием материала, температурно-скоростными условиями деформирования, а также геометрией канала инструмента.

Геометрия канала инструмента играет определяющую роль в формировании структуры и свойств материалов. Влияние процесса деформации наиболее эффективно, если геометрические характеристики рабочего пространства инструмента обеспечивают однородность напряженного и деформированного состояний по всему объему изделия. Кроме того, процесс деформации должен удовлетворять технологическим требованиям, обеспечивать экономическую эффективность и быть ориентирован на существующее оборудование. Одним из процессов, где достигается высокая равномерность деформации и реализуется схема простого сдвига, является процесс равноканального углового прессования (РКУП) [1].

Процесс РКУП заключается в неоднократном продавливании заготовки в специальной оснастке через два канала с одинаковыми поперечными сечениями, пересекающимися обычно под углом 90° (угол варьируется в пределах от 90º до 158° [2]). Для РКУП интенсивность деформирования, в основном, определяет угол стыка каналов матрицы 2θ. Именно от него зависят основные параметры исследуемого процесса: напряженно-деформированное состояние (НДС) материала, усилие прессования, величина интенсивности накопленных деформаций.

В связи с этим было решено установить оптимальное значение 2θ экспериментальной оснастки путем моделирования процесса РКУП в программном комплексе DEFORM-3D, таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение НДС по всему объему заготовки.

Исходя из диапазона применяемых значений угла 2θ, решено исследовать углы 115º, 125º и 135º. Данные значения угла 2θ обеспечивают лучшую проработку структуры металла при меньшем количестве производимых проходов.

Были разработаны виртуальные модели матриц с приведенными углами. В качестве прессуемого образца использовалась стальная заготовка длиной 80 мм с квадратным поперечным сечением 15х15 мм. При этом выбор сечения и длины заготовки осуществлялся из технологических возможностей оборудования для РКУП, находящегося в лаборатории РГП КГИУ, а также с целью обеспечения возможности проведения механических испытаний после осуществления всех процессов термической обработки и прессования в реальных условиях.

Длина входного участка составила 100 мм с целью надежного удержания заготовки в начальный период прессования, а также недопущения возникновения несоосности пуансона и заготовки в процессе деформирования. Выходной участок канала матрицы составил 60 мм, что позволит снизить усилие прессования и сократить расход энергии за счет снижения силы трения. Сопряжение каналов матрицы было принято равным 2 мм во избежание образования мертвых зон и сокращения отхода металла в процессе деформации.

Материал деформируемого образца – сталь 60. Это обусловлено тем, что в подавляющем большинстве исследований, из-за сложности проведения деформации, выбираются относительно пластичные металлы (Сu, Al, Ni) и их сплавы, а такому широко распространенному и сравнительно дешевому материалу, как сталь, внимания уделяется очень мало.

Так как углеродистая сталь 60 обладает высокой твердостью и не имеет возможности деформироваться в холодном состоянии, во избежание поломки инструмента прессования, в целях экономии электроэнергии и увеличения пластичности материала сталь необходимо нагревать до максимально возможной температуры, не превышающей порога начала процесса рекристаллизации. Производилось прессование заготовки, нагретой до температуры t=580 ºС, чтобы сохранить предварительно полученную, при помощи термической обработки, мелкозернистую структуру металла.

Результаты распределения эквивалентных напряжений σэкв, полученных в результате моделирования процесса прессования заготовок в равноканальных угловых матрицах с различными углами, представлены на рисунке 1.

Анализ распределения эквивалентных напряжений производили в очаге деформации только в данный момент времени, т.е. накопление напряжений не учитывалось. Эквивалентное напряжение σэкв при РКУП с различными углами пересечения каналов матрицы достигает одинакового значения 326 МПа. При этом наибольшие значения эквивалентных напряжений возникают в области центрированного веера. Однако в



2θ=115º 2θ=125º 2θ=135º

Рисунок 1 – Распределение эквивалентных напряжений по всему объему заготовок


матрице с углом 2θ=125º наблюдается более однородный характер распределения эквивалентных напряжений по всему объему заготовки.

Важным фактором, оказывающим существенное влияние на эффективность структурообразования, особенно для малопластичных и труднодеформируемых материалов, является величина гидростатического давления. Наложение гидростатического давления обеспечивает высокую однородность распределения напряжений, деформаций и структурного состояния, способствует созданию благоприятных условий контактного трения, сохранению ресурса пластичности [1].

Результаты распределения гидростатического давления σср при прессовании заготовок в равноканальных угловых матрицах с различными углами представлены на рисунке 2.

Характер распределения ср показывает, что при всех значениях угла 2θ в очаге деформации, за исключением небольших зон, преобладают сжимающие напряжения. Показано, что при прессовании в заготовке, находящейся в вертикальной части канала, возрастают сжимающие напряжения, а в наклонной части, в непосредственной близости от очага деформации, увеличиваются растягивающие напряжения. Это происходит в результате упрочнения и неравномерности пластического течения металла.

Анализ распределения средних напряжений по сечению заготовки показал, что при прессовании в матрицах с углами стыков каналов в 115° и 125° сжимающие напряжения весьма интенсивны по всему объему. Они принимают значения -886 и -755 МПа соответственно. Однако величина растягивающих напряжений при 2θ=125° имеет меньшее значение 247 МПа, в отличие от угла 2θ=115°, при котором величина растягивающих напряжений достигает 353 МПа.

Показателем деформированного состояния, оказывающим наиболее существенное влияние на уровень структурных изменений, является интенсивность накопленных деформаций сдвига. Особенности структурообразования в области больших пластических деформаций открывают значительные перспективы для создания материалов с мелкодисперсной структурой, обеспечивающей повышенный уровень прочности при достаточно высоком уровне пластичности [1].

Результаты распределения эквивалентной деформации eэкв после моделирования процесса прессования заготовок в равноканальных угловых матрицах с различными углами представлены на рисунке 3.



2θ=115º 2θ=125º 2θ=135º

Рисунок 2 – Распределение гидростатического давления по всему объему заготовок

2θ=115º 2θ=125º 2θ=135º

Рисунок 3 – Распределение эквивалентной деформации по всему объему заготовок


При анализе полученных результатов выяснено, что с увеличением угла 2θ снижаются средние значения интенсивности деформации. Однако практически сходная интенсивность деформации наблюдается в матрицах с углами 115° и 125° (рисунок 3). При этом максимальные значения эквивалентной деформации при прессовании в матрицах с углами 115° и 125° близки и составляют 2,93 и 2,67 соответственно. Но при увеличении угла до 135° значение максимальной эквивалентной деформации сильно снижается до значения 1,43. По графикам изменения εэкв в очаге деформации заготовки установлено, что при 2θ=125° деформация распределяется более равномерно, чем при остальных значениях угла 2θ.

При разработке технологических процессов обработки металлов давлением и проектировании оборудования необходимо знать энергосиловые параметры процесса, в частности усилие, которое нужно приложить к деформируемому телу для преодоления сопротивления металла деформации и трения на поверхности контакта металла с инструментом. Следовательно, по результатам моделирования были построены графики изменения усилий деформирования в матрицах с различными углами (рисунок 4).

Сравнительный анализ построенных графиков показывает, что наибольшее усилие необходимо прилагать при прессовании в угловой матрице с углом стыка 115° (рисунок 4). Снижение крутизны угла поворота каналов, т.е. увеличение угла поворота до 125° – 135°, приводит к уменьшению усилий деформирования. Усилия деформирования в матрицах с углами 2θ=125° и 2θ=135° практически одинаковы и составляют 109 и 107 кН соответственно. По энергозатратам последние варианты одинаковы. Таким образом, приведенный анализ показывает, что наименее энергозатратным является способ прессования заготовок в равноканальной угловой матрице с углом 2θ=125°, предположительно, при котором будет достигаться лучшая проработка структуры металла, исходя из вышеполученных результатов (рисунок 3).

Выводы. Проведено исследование напряженно-де­формированного состояния стальных заготовок, полученных в процессе РКУП при разных углах 2θ стыка каналов матриц, в результате которого выявлено, что оптимальным углом между каналами матрицы для получения субультрамелкозернистой структуры металла и повышения его качества является угол 2θ=125°.

Для матрицы с данным углом получены достаточно высокие значения эквивалентной деформации. При 2θ=125° наблюдается более равномерное распределение эквивалентной деформации по всему объему заготовки. Прессование заготовки в матрице с углом стыка каналов в 125° является рациональным с точки зрения снижения усилия деформирования металла. Наличие высоких сжимающих напряжений гарантирует схему всестороннего сжатия по всему объему металла, что, в свою очередь, уменьшает возможность разрушения материала. Таким образом, прессование стальных образцов в матрице с данным углом, возможно, позволит интенсифицировать степень диспергирования всего объема исследуемого материала.



2θ=115º 2θ=125º 2θ=135º

Рисунок 4 – Зависимость усилия деформирования Р от 2θ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рыбин Ю.И., Рудской А.И., Золотов А.М. Математическое моделирование и проектирование технологических процессов обработки металлов давлением. СПб.: Наука, 2004. 644 с.

2. Investigations and Applications of Severe Plastic Deformation / P.B. Prangnell, A. Gholinia, V.M. Marcushev // Dordrecht: Kluwer Academic Pub., 2000. P. 65-71.


УДК 669.162.28


Характеристика твердых промышленных отходов металлургического производства


А.З. ИСАГУЛОВ, д.т.н., профессор, проректор по ИиУМР,
Г.И. СУЛТАМУРАТ, к.т.н. доцент,
А.М. ДОСТАЕВА, магистрант кафедры ММиН,
Н.Г. ЛАЙЫСОВ, магистрант кафедры ММиН,


Карагандинский государственный технический университет


Ключевые слова: утилизация, шлам, газоочистка, угольный, доменный, агломерация, обесцинкование, обезвоживание.


Ежегодно в мире образуется около 200 млн т доменных отходов, 90 млн. т отходов конвертерного производства и 50 млн т отходов дуговых печей. Рост затрат, связанных с выбросом промышленных отходов в отвалы, изменение общественного отношения к проблемам охраны окружающей среды, а также возможность извлечения ценных побочных продуктов из отходов металлургического производства – все это заставляет производителей стали пересмотреть практику удаления отходов [1, 2].

Классификация отходов производства с предписанием технических условий их переработки еще не разработана, однако ее основными признаками могут быть следующие:

а) по отраслям промышленности – черная и цветная металлургия, рудо- и угледобывающая промышленность, нефтяная и газовая и т.д.;

б) по фазовому составу – твердые (пыли, шламы, шлаки), жидкие (растворы, эмульсии, суспензии), газообразные (оксиды углерода, азота, соединения серы и др.);

в) по производственным циклам – при добыче сырья (вскрышные и отвальные породы), при обогащении (хвосты, шламы, сливы), в пирометаллургии (шлаки, шламы, пыли, газы), в гидрометаллургии (растворы, осадки, газы) [3].

На металлургическом комбинате с замкнутым циклом (чугун – сталь – прокат) твердые отходы могут быть двух видов – пыли и шлаки. Довольно часто применяется мокрая газоочистка, тогда вместо пыли отходом является шлам. Наиболее привлекательными и весомыми с практической точки зрения отходами в черной металлургии являются железосодержащие отходы – пыль, шлам, окалина. Меньшее значение имеют отходы известкового, огнеупорного и других производств, не содержащие железа.

При работе основных металлургических агрегатов (агломерационные машины, доменные и мартеновские печи, кислородные конвертеры, электросталеплавильные печи) образуется большое количество тонкодисперсной пыли, состоящей в основном из оксидов железа и различных элементов. Она улавливается газоочистными сооружениями и в зависимости от способа улавливания выдается либо в виде шлама, либо в виде сухой пыли. В существующем цикле металлургического производства сухая пыль находит применение, возвращаясь почти полностью в качестве компонента шихты агломерационного производства.

Шламы можно разделить:

а) на шламы агломерационных фабрик;

б) шламы доменного производства:

1) газоочисток доменных печей;

2) подбункерных помещений доменных печей;

в) шламы газоочисток кислородно-конвертерного процесса;

г) шламы газоочисток электросталеплавильных печей.

По содержанию железа их подразделяют следующим образом:

а) богатые (55-67 %) – пыль и шлам газоочисток мартеновских печей и кислородных конвертеров;

б) относительно богатые (40-55 %) – шламы и пыли аглодоменного производства;

в) бедные (30-40 %) – шлам и пыль газоочисток электросталеплавильного производства.

Основными характеристиками шламов являются химический и гранулометрический состав, однако при подготовке шламов к утилизации необходимо знать и такие параметры, как плотность, влажность, удельный выход и др. Следует отметить, что пыли (шламы) металлургических предприятий по химическому (и отчасти по гранулометрическому) составу отличаются друг от друга. Химический состав пылей (шламов) представлен в таблице.

Агломерационный процесс характеризуется значительным газовыделением: запыленность аглогазов колеблется в пределах 1-7 г/м3. По химическому составу шламы аглофабрик близки к агломерационной шихте (по основным компонентам). Для них характерна полидисперсность – от частиц размером 2,5 мм и более до весьма мелких (0,08 мм и менее). Удельный выход шламов в среднем составляет 2,55 %.



Шламы пылеулавливающих устройств доменной печи образуются при очистке газов, выходящих из нее, обычно в скрубберах или трубах Вентури. Перед ними устанавливаются радиальные или тангенциальные сухие пылеуловители, в которых улавливается наиболее крупная, так называемая колошниковая

Химический состав пылей (шламов) металлургического производства

Хим.
элемент %

Вид шламов

агломераци-онные

доменные
(из газочисток)

доменные (подбункерных помещений)

мартеновские

конвертерные

электрометал-лургические

Feобщ

40-50

30-50

33-35

47,5-64,2

40-65

30-55

SiO2

5-10

6-12

7-11

1,5-5

1,4-2,8

2-12

CaO

2,5-15

5-8,5

8-28

1,3-8,5

3,5-1,4

1,5-17

MgO

1,2-3

1,5-2

1-3

1,5-5,3

0,3-1,5

5-27

Al2O3

0,5-2

1,2-3

1-3

0,2-1

0,1-0,3

0,3-10

Cобщ

2,15-5,5

2,5-30

<15

0,04-1,7

0,9-3,2

-

P

0,02-0,03

0,03-0,05

0,01-0,2

0,02-0,06

0,04-0,2

0,02-0,25

Sобщ

0,14-0,8

0,2-0,9

0,15-0,4

0,3-1,2

0,16-0,3

0,02-0,5

Zn

0,01-0,09

0,05-5,3

0,01-0,02

0,002-0,006

0,2-1,5

1,2-2

MnO

0,25-0,41

0,35-0,45

0,1-1,5

0,4-0,6

0,43-1,2

1,5-5,5



пыль, которая возвращается в аглопроизводство как компонент шихты. Плотность их колеблется в пределах 2,7-3,8 г/см3, удельный выход в среднем составляет 2,75 %. Коэффициент использования этих шламов изменяется (на разных предприятиях) довольно значительно – от 0,1 до 0,8. Это довольно тонкодисперсный материал, который характеризуется следующим грансоставом: фракции > 0,063 мм до 10-13 %, 0,016-0,032 мм от 16 до 50 % и < 0,008 мм от 10 до 18 %. В настоящее время эти шламы на некоторых комбинатах после обезвоживания используются как добавка к агломерационной шихте. Сравнительно низкий уровень их использования объясняется относительно невысокой долей железа в них (Feобщ < 50 %), а также повышенным содержанием цинка (> 1 %), что требует предварительного обесцинкования шламов.

Шламы подбункерных помещений доменных печей образуются при гидравлической уборке просыпи с полов подбункерных помещений, их составной частью является также пыль аспирационных установок этих помещений. Шламы подбункерных помещений по гранулометрическому составу являются материалами средней крупности (частиц размером 0,1-0,063 мм 20-45 %). Плотность шламов подбункерных помещений колеблется в пределах 3,5-4,5 г/см3. Эти шламы обычно используются также как добавка к агломерационной шихте.

Характерной особенностью шламов газоочисток мартеновских печей является высокое содержание в них железа. Кроме того, они содержат большое количество очень мелких частиц (фракция < 0,008 мм до 45 %), поэтому плотность их достигает 4,5-5,0 г/см3. Средний удельный выход шламов составляет 1,4-1,3 % от массы шихты.

Газы, выходящие из кислородного конвертера (особенно при продувке кислородом), уносят много пыли – до 30 г/см3, а в некоторые периоды плавки до 60 г/см3. Обычно применяют мокрые методы очистки таких газов. Шламы конвертерных газоочисток богаты железом. В то же время они содержат значительное количество частиц весьма малых размеров (фракция < 0,005 мм до 40 %). Плотность их высока (до 5 г/см3), удельный выход – в пределах 1,0-3,0 % [4].

В электропечах выплавляется сталь различных марок, в том числе и высоколегированная, поэтому химический состав шламов изменяется в широких пределах. Для этих шламов характерно наличие большого количества частиц малых размеров фракций: 0,05-0,01 мм до 15-40 %; 0,01-0,005 мм до 20-40 %; <0,005 до 20-40 %.

Плотность шламов довольно высока и достигает 4,5 г/см3. Удельный выход их меняется в широких пределах (от 0,5 до 7,5 %) в зависимости от состава, применения кислорода для продувки ванны, емкости печи.

Кислородно-конвертерное производство АО «МитталСтил Темиртау» работает в несколько иных условиях, чем кислородно-конвертерное производство комбинатов стран СНГ. Прежде всего, чугун имеет повышенное содержание фосфора ~ 0,3-0,4 %. Отсюда возникает повышенный выход шлама и высокое содержание фосфора в шламе до 0,54 %.

На АО «МитталСтил Темиртау» 300-тонные кислородные конвертеры работают по схеме без дожигания оксида углерода. Некондиционные конвертерные газы после мокрой очистки поступают на свечу и при содержании в них 24 % СО сгорают до СО2 с недожогом 6 %. В период до достижения 24 % СО и перед окончанием продувки, когда содержание СО снижается, газы выбрасываются в атмосферу без дожигания [5].

Первая ступень: граневор – полый башенный противоточный аппарат высотой 35 м, диаметром 5,75 м предназначен для очистки газов от крупных фракций пыли. На граневоре выполнено четыре пояса орошения (на каждом поясе по шесть центробежных форсунок диаметром 108 мм, которые закреплены нестационарно, что дает возможность проводить их чистку). Расход воды на форсунки составляет 530 м3/ч.

Вторая ступень: соливор – аппарат высотой 48 м, диаметром 5,75 м, в верхней части которого установлен один ярус орошения из восьми центробежных форсунок диаметром 215 мм. Ниже установлена труба Вентури с кольцевым зазором (высотой 1,5 м и диаметром 5,35 м), перед которой находится завихритель. Расход воды на вторую ступень составляет 800 м3/ч. Эффективность очистки – 96 %.

При переделе фосфористого чугуна в 300-тонных конвертерах двухшлаковым процессом с промежуточным скачиванием характерно наличие большого количества вредных выбросов в атмосферу как организованных, так и неорганизованных. Как показали исследования, за период плавки через свечу выбрасывается в среднем 0,52 кг пыли и 8,32 кг СО на 1 т стали.

Образовавшаяся шламовая пульпа по трубе Вентури попадает в лоток, затем через большую распределительную камеру поступает в радиальные отстойники. Конвертерный шлам, поступая в отстойники, собирается скребками и откачивается в насосную станцию шламовой перекачки. Вода уходит самотечным коллектором в приемную камеру насосного оборотного цикла. Шлам после насосной станции отправляют в золошламонакопитель.


  1   2   3


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет