Исследование процесса и разработка технологии офлюсованного агломерата с использованием в аглошихте отходов производства

• Автор: Проданов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 196 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЖТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ

УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

1.1. Образование и переработка отходов металлургического производства

1.2. Использование отходов в агломерационном и доменном производствах

1.3. Новые процессы переработки и использования отходов металлургического производства

1.4. Выводы и задачи исследований

2. ОБРАЗОВАНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ НА

НИЖНЕТАГИЛЬСКОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ КОМБИНАТЕ

2.1. Переработка доменных шлаков в цехе переработки шлаков

2.2. Переработка отвальных шлаков в цехе переработки техногенных образований
2.3. Переработка доменных и конвертерных шламов в цехе утилизации шламов
Выводы
3. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Экспериментальная установка
3.2. Методика исследований
3.3. Характеристика шихтовых материалов для проведения исследований
3.4. Разработка алгоритма программы расчета шихт с добавками отходов и экономических показателей агломерации
Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВОК В ШИХТУ ОТХОДОВ НА
ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА СПЕКАНИЯ И КАЧЕСТВО АГЛОМЕРАТА
4.1. Влияние металлопродукта
Выводы
4.2. Влияние шламов доменной и конвертерной газоочисток
Выводы
4.3. Влияние колошниковой пыли
Выводы
4.4. Поведение цинка в процессе агломерации
Выводы
5. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
5.1. Разработка технологической схемы агломерации железосодержащих отходов
5.2. Экономическая оценка агломерации отходов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Одним из условий возможности утилизации шламов является содержание в нем не более 9 % влаги, поэтому необходимо их обезвоживание. По этой технологии работают некоторые заводы в России и за рубежом, например в Наине и Бохуме (Германия), Спенсер (Англия). Однако разработанные способы отличаются повышенной энергоемкостью при обезвоживании больших объемов шлама [,]. Одним из путей повышения эффективности подготовки шлама к утилизации является использование синергического эффекта, т. Наиболее простым является способ химического обезвоживания, предусматривающий использование кальций и магнийсодержащих материалов. В мировой практике этот способ уже нашел применение и, наряду с другими технологическими операциями, входит в единый технологический процесс подготовки шламов к утилизации [,]. Использование методов химического обезвоживания позволяет устранить операции термической сушки, что значительно упрощает технологическую схему подготовки шлама к утилизации. Так, внедренная на металлургическом комбинате им. Дзержинского технология смешивания пастообразных шламов с сухими известковыми отходами позволила исключить сушку шламов в сушильных барабанах. Однако сама технологическая схема, применяемая на этом комбинате, сложна, требует наличия дисковых и ленточных вакуум-фильтров, а также раздвоения потока, что значительно удорожает технологию подготовки шламо-известковой смеси [,, ]. Химическое обезвоживание шламовой пульпы происходит по двухстадийному механизму. Выделяемая теплота идет на испарение влаги. На второй стадии обезвоживания начинается твердение смеси, вызванное пересыщением влажной смеси гидроксидом кальция. Центрами кристаллизации являются металлические частицы шлама (оксиды железа). Кристаллы гидроксида и карбоната кальция срастаются с другими оксидами, присутствующими в шламе, в сравнительно прочную и твердую массу []. Из-за малого размера частиц, шламы газоочисток не могут быть напрямую использованы в доменном и сталеплавильном производстве. К наиболее перспективным способам окускования шламов относят агломерацию, окомкование и брикетирование [8]. Вторичное использование отходов в агломерационном и доменном производствах затрудняется несоответствием их физических свойств требованиям, предъявляемым к шихтовым материалам, что ограничивает их использование без соответствующей подготовки. Широкое применение отходов в шихте ограничено также наличием в их составе вредных веществ: цинка, щелочей, серы, фосфора, хрома и др. Поэтому при разработке технологии утилизации должны учитываться требования экологии, обеспечение экономической эффективности процесса, использование имеющихся свободных мощностей, оборудования и помещений. Получаемые в результате утилизации продукты как по физическим свойствам, так и по содержанию вредных примесей должны максимально удовлетворять требованиям того производства, в котором предполагается их использование []. На различных предприятиях железосодержащие отходы существенно различаются как по массовой доле железа, так и по колеблемости этой величины. Подача отходов в шихту на различных аглофабриках осуществляется по-разному. Наилучшим способом, с целью усреднения, является совместное складирование отходов с аглорудой, после чего известкованный концентрат и смесь (отходов с аглорудой) дозируются в шихтовом отделении на сборный конвейер. Именно в этом случае значительное увеличение колебаний расхода железосодержащих отходов практически не влияет на увеличение колеблемости химического состава смеси (по массовой доле железа) из отходов и концентрата []. Концепция современной технологии доменного процесса предусматривает использование в шихте только окускованного железорудного сырья. Для интенсификации процесса применяют металлодобавки (доменный присад, сортированные отходы готового металла и др. США - до 0 кг/т чугуна []. Экономические показатели доменной плавки при металлизации шихты улучшаются благодаря сокращению затрат тепла и твердого углерода на восстановление железа, при этом расход кокса может быть снижен на 5. В качестве металлодобавок непосредственно в доменную шихту используют: отсевы металлопродукта фракции 5.