Достижение техники

4 года 11 мес. назад #43 от Kate
Технология OXY Cup для экологически чистого производства черных металлов

Металлургическое производство является одним из серьезных загрязнителей окружающей среды. В черной металлургии на каждую тонну произведенной продукции образуется большое количество различных отходов и побочных продуктов, как используемых в текущем производстве (оборотный скрап, сухая окалина и пр.), так и требующих дополнительных мер по утилизации (замасленная окалина, пыли и шламы газоочисток и пр.).

Полная переработка металлургических отходов на современном предприятии сталкивается с достаточно критическими проблемами, вызванными, с одной стороны, высоким содержанием вредных примесей (в первую очередь, цинка и щелочей), с другой стороны, большим разнообразием отходов по физическим свойствам (гранулометрический состав, агрегатное состояние и пр.). В связи с ужесточением требований по охране окружающей среды удаление или утилизация отходов металлургического производства становится все более затратным мероприятием.

Существует большое количество технологий, позволяющие в той или иной степени перерабатывать побочные продукты и отходы основного металлургического производства. Большинство из таких технологий обладает органическими недостатками, например, жесткие требования к подготовке сырья, ограничения по используемым энергоносителям, видам утилизируемых отходов и т.д. Традиционные технологии (например, агломерация) имеют ограничения по содержанию цинка для предотвращения его поступления в доменную печь.

Из всего разнообразия технологий переработки и утилизации металлургических материалов подавляющее большинство не вышло за рамки лабораторных или опытно-промышленных установок. Поэтому особую ценность имеют технологии, которые подтвердили свою осуществимость и экономическую значимость на промышленном уровне. Одной из таких технологий является технология OXY Cup, впервые реализованная в промышленном масштабе на заводе ThyssenKrupp Stahl в Дуйсбурге (Германия).

Пыли и шламы металлургических заводов, содержащие оксиды железа и мелкие частицы железной руды, перерабатывается после окускования в шахтной печи OXY Cup, которая представляет собой современную модификацию вагранки, с получением чугуна. Шахтная печь OXY Cup чрезвычайно привлекательна для металлургических заводов, так как одна установка способна переработать практически все трудноутилизируемые отходы и побочные продукты всего завода. В такой вагранке можно легко перерабатывать шихту с высоким содержанием цинка, составленную либо из текущих и накопленных отходов металлургического производства, либо из автомобильного лома.

Экономический эффект при использовании данной технологии достигается благодаря низ-кой стоимости сырьевых материалов и возможности концентрировать цинк в виде товарной продукции (обогащенная цинком пыль или фильтр-кек). Процесс OXY Cup позволяет также легко перерабатывать без дополнительной подготовки такие тяжеловесные возвратные отходы, как настыли или металлические фракции шлака десульфурации. Ограничения по размеру перерабатываемых материалов зависят от размеров печи и для промышленной установки достигают 600-800 мм.

Большие объемы отходов, содержащих оксиды железа, можно перерабатывать в шахтных печах OXY Cup в виде самовосстанавливающихся брикетов. Обязательным компонентом брикетов является углеродсодержащий материал, необходимый для восстановления оксидов.

В материалах, образующих железоуглеродистый брикет, последовательное восстановление FeOx и окисление углерода происходят посредством промежуточных продуктов реакции СО и СО2. Предельная скорость воcстановления окисла железа регулируется прежде всего скоростью окисления углерода в смеси СО2/СО, которая преимущественно заполняет поры между частицами брикета. Скорость окисления углерода до СО достигает заметной величины при температурах выше 1000 °С, но существенно возрастает лишь при температуре 1400°С.

При изготовлении опытных брикетов в исследовательском отделе завода TKS были опробованы различные доступные материалы. В процессе изготовления брикетов оценивали влияние отдельных факторов на их физическую прочность, пористость и простоту подготовки смеси. После упрочнения брикеты приобретали устойчивость к разрушению и могли подвергаться обработке как сыпучий материал. Отработка технологии приготовления брикетов во многом определила успех реализации технологии OXY Cup в промышленном масштабе. Была доказана возможность переработки различных видов мелкофракционных текущих и отвальных металлургических отходов в виде брикетов.

Печь OXY Cup является своего рода миниатюрой доменной печи как по исполнению, так и по технологическому процессу. В верхней части печи (колошник) располагается загрузочный бункер, ниже находится камера газоотвода. При такой конструкции исключается задымление колошника печи во время работы. Средняя часть печи (шахта) служит для предварительного нагрева шихтовых материалов и завершается зоной расплавления металла и шлака. В нижней части (горн) размещаются металлоприемник и устройство для разделения металла и шлака. В отличие от обычной доменной печи, в печи OXY Cup металл и шлак выдаются непрерывно в чугуновозные ковши или миксеры .
Нижняя часть рабочего пространства печи заполнена коксом, образующим коксовую насадку. Горячее дутье при температуре 500—620 °С и кислород вдуваются через водоохлаждаемые фурмы и сопла в слой кокса, формируя высокотемпературную зону (1900-2500 °С). При таких температурах перегрев и науглероживание капель жидкого металла происходят быстро и эффективно при тесном контакте металла с коксом. Степень науглероживания в большой степени зависит от расстояния между подом печи и уровнем размещения фурм. Горячие газы, выходящие из фурменной зоны, в режиме противотока обеспечивают теплом протекание всех процессов в слое шихты (восстановление железа из оксидов, нагрев и плавление).

В зависимости от качества шихтовых материалов и технического состояния оборудования, процесс характеризуется следующими расходными коэффициентами на 1 т. чугуна:

Расход горячего дутья - 1100-1200 нм3;
Расход кислорода - 150-200 нм3;
Расход кокса - 200-300 кг;
Применение кислорода для обогащения дутья или, что более эффективно, для вдувания через кислородные сопла обеспечивает ряд преимуществ. В частности, при переработке большого количества оксидов железа с помощью кислорода можно поддерживать необходимую температуру коксовой насадки. Для этого варианта предпочтительней использовать вдувание кислорода, чем нагрев дутья. Можно использовать каупера (в первую очередь, когда возможно использовать оборудование остановленных доменных печей). В случае экономической целесообразности использования природного газа можно устанавливать в дополнение к фурмам газокислородные горелки с энергетической заменой кокса до 30 %.
Источник: www.metalspace.ru/production-science/eco...ernykh-metallov.html
Спасибо сказали: MChernov

Пожалуйста Войти , чтобы присоединиться к беседе.

Время создания страницы: 0.095 секунд

Наши достижения


100
Открытых тем

60
Активных участников

180
Сообщений