Наименование СИЗ

ГОСТ

Количество

Срок службы

Каска защитная

ГОСТ 12.4.128-83

1 шт.

2 года

Очки защитные

ГОСТ 12.4.013-97

1 шт.

До износа

Подшлемник

ГОСТ 3897-87

1 шт.

2 года

Перчатки "Хайкрон"

ГОСТ 12.4.010-75

6 пар

1 год

Костюм от нетоксичной пыли х/б

ГОСТ 29.057-91

1 комплект

1 год

Куртка ватная

ГОСТ 29335-92

1 шт.

2 года

Ботинки с металлическим подноском

ГОСТ 12.4.137-84

1 пара

1 год

Респиратор

ГОСТ 12.4.041-89

1 шт.

До износа

№ п/п

Наименование производственного фактора

Ед. измерения

ПДК, ПДУ

Фактический уровень

1

Железо

мг/м³

10,0

22,9

2

Оксид кальция

мг/м³

1,0

19,9

3

Пары щёлочи едкой

мг/м³

0,5

8,3

4

Температура воздуха

гр. С

15-22

5-27

Наименование оборудования

Техническая характеристика

Скорость движения ленты, м/с

Мощность двигателя,

кВт/ч

Длина конвейера, м

Ширина ленты, мм

Угол наклона,

град.

Вид груза

1

2

3

4

5

6

7

Ленточный конвейер № 114-1

123,392

1200

-

Рудная смесь

1,564

100,0

Ленточный конвейер № 114-1

123,392

1200

-

Рудная смесь

1,564

100,0

Ленточный конвейер № 705-1

112,530

1400

13⁰45`

Рудная смесь

2,300

315,0

Ленточный конвейер № 705-2

112,530

1400

13⁰45`

Рудная смесь

2,300

250,0

Ленточный конвейер № 705-3

124,720

1200

-

Рудная смесь

1,562

130,0

Ленточный конвейер № 705-4

28,800

1200

-

Рудная смесь

1,300

22,0

Ленточный конвейер № 705-5

36,350

1200

-

Рудная смесь

1,300

22,5

Ленточный конвейер № 705-6

64,0

1200

-

Рудная смесь

1,630

55,0

Ленточный конвейер № 705-7

64,0

1200

-

Рудная смесь

1,630

55,0

Ленточный конвейер № 706-1

205,800

1200

14⁰02`

Рудная смесь

1,562

132,0

Ленточный конвейер № 104-1

165,561

1200

2⁰10`

Концент-

рат

1,470

55,0

Ленточный конвейер № 104-2

3,970

1200

-

Концент-

рат

1,040

18,5

Ленточный конвейер № 16-а

24,200

1200

-

Концент-

рат

1,300

22,0

Ленточный конвейер № 16-б

26,180

1200

2⁰05`

Концент-

рат

1,300

22,0

Ленточный конвейер № СК-1

220,000

1200

-

Рудная смесь

1,562

100,0

Ленточный конвейер № СК-2

220,000

1200

-

Рудная смесь

1,562

110,0

Ленточный конвейер № 705-8

171,800

1400

-

Рудная смесь

1,562

132,0

Ленточный конвейер № 705-9

171,800

1400

-

Рудная смесь

1,562

132,0

Ленточный конвейер № 708-1

43,420

1400

16⁰00`

Рудная смесь

1,562

160,0

Ленточный конвейер № 708-2

43,420

1400

16⁰00`

Рудная смесь

1,562

160,0

Ленточный конвейер № 708-3

31,410

1400

17⁰00`

Рудная смесь

1,562

125,0

Ленточный конвейер № 708-4

31,410

1200

17⁰00`

Рудная смесь

1,562

125,0

Ленточный конвейер

№ 708-3-бис

22,500

1200

-

Рудная смесь

1,300

30,0

Ленточный конвейер

№ 708-4-бис

22,500

1200

-

Рудная смесь

1,300

25,0

Ленточный конвейер № 706-2

136,770

1200

0⁰06`

Рудная смесь

1,562

132,0

Ленточный конвейер № 709-1

186,798

1200

3⁰42`

Рудная смесь

1,562

200,0

Наименование агрегата

Тип двигателя

Мощность, кВт/ч

Скорость вращения, об/мин.

1

2

3

4

Тарельчатые питатели №№ 1-5; 13-17

ВРП

ДМ

15,0

18,5

750

Рисунок 1 - Схема технологических потоков приёмки аглосырья на усреднение на УУК

3. Агломерационное производство

Агломерация - это процесс окускования мелких руд, концентратов и колошниковой пыли спеканием в результате сжигания топлива в слое спекаемого материала. Для производства агломерата предназначены ленточные агломерационные машины со спеканием слоя шихты на движущейся колосниковой решетке при просасывании воздуха через шихту. Продукт спекания (агломерации) – агломерат - представляет собой кусковой, пористый продукт черного цвета; упрощенно можно характеризовать его как спеченную руду или спеченный рудный концентрат.

При агломерации удаляются некоторые вредные примеси (сера и частично мышьяк), разлагаются карбонаты и получается кусковой пористый, к тому же офлюсованный материал. По существу - это металлургическая подготовка.

3.1 Шихта агломерации и ее подготовка

Основные составляющие агломерационной шихты - железосодержащие материалы (рудный концентрат, руда, колошниковая пыль); возврат (отсеянная мелочь ранее произведенного агломерата); топливо (коксовая мелочь); влага, вводимая для окомкования шихты; известняк, вводимый для получения офлюсованного агломерата.

Кроме того, в шихту зачастую вводят известь (до 25—80 кг/т агломерата), что улучшает комкуемость шихты, повышая ее газопроницаемость, прочность агломерата; марганцевую руду (до 45 кг/т агломерата) для повышения содержания марганца в чугуне и отходы (прокатную окалину, шламы и другие материалы, вносящие оксиды железа).

Подготовку шихты, как и спекание, ведут на агломерационных фабриках. Подготовка шихты должна обеспечить усреднение, необходимую крупность, дозирование компонентов шихты, смешивание и окомкование ее. Составляющие шихты из бункеров, где они хранятся, выдают с помощью весовых и объемных дозаторов. Дозирование должно обеспечить требуемый состав агломерата.

Для обеспечения равномерного распределения компонентов по всему объему шихты необходимо осуществлять хорошее смешивание шихты, что обычно проводят во вращающихся барабанах, сначала в смесительном, а затем в окомковательном, или совместив эти две операции в одном агрегате. При подаче в барабан воды, разбрызгиваемой над поверхностью шихты, происходит окомкование ее вследствие действия возникающих между частичками материала капиллярных сил. Окомкованная шихта характеризуется более высокой газопроницаемостью. Большое влияние на комкуемость, а, следовательно, и газопроницаемость, оказывает содержание влаги в шихте. Газопроницаемость шихты возрастает по мере увеличения влажности до 6-9 %, а при превышении этой величины шихта превращается в полужидкую массу, газопроницаемость которой низка. После окомкования шихту транспортируют к спекательной машине.

3.2 Процесс спекания

На колосниковую решетку конвейерной ленты загружают так называемую "постель" высотой 30-35 мм, состоящую из возврата крупностью 10-25 мм. Затем загружают шихту (250-350 мм). Под колосниковой решеткой создают разрежение около 7-10 кПа, в результате чего с поверхности в слои засасывается наружный воздух.

Чтобы процесс начался, специальным зажигательным устройством нагревают верхний слой шихты до 1200-1300 °С, и топливо воспламеняется. Горение поддерживается в результате просасывания атмосферного воздуха. Зона горения высокой около 20 мм постепенно продвигается сверху вниз (до колосников) со скоростью 20-30 мм/мин.

В зоне горения температура достигает 1400-1500 °С. При таких температурах известняк СаСО₃ разлагается на СаО и СО₂, а часть оксидов железа шихты восстанавливается до FeO. Образующиеся СаО и FeO, а также оксиды шихты SiO₂, Fe₃O₄, Fe₂О₃, А1₂О₃ и др. вступают в химическое взаимодействие с образованием легкоплавких соединений, которые расплавляются. Образующаяся жидкая фаза пропитывает твердые частицы и химически взаимодействует с ними. Когда зона горения опустится ниже мест образования жидкой фазы, просасываемый сверху воздух охлаждает массу, пропитанную жидкой фазой, и последняя затвердевает, в результате чего образуется твердый пористый продукт - агломерат. Поры возникают в результате испарения влаги и просасывания воздуха. Продвижение через слой шихты сверху вниз зоны, в которой происходит горение топлива и формирование агломерата (т.е. спекаемого слоя), длится 8-12 мин и заканчивается при достижении постели.

Рассмотрим основные химические реакции, протекающие при агломерации. Горение топлива происходит по реакциям:

С + 0,5О₂ = СО;

С + О₂ = СО₂.

В отводимых продуктах горения отношение СО₂/СО равно 4-6, но вблизи горящих кусочков кокса атмосфера восстановительная (преобладает СО), что вызывает восстановление оксидов железа.

Большая часть непрочных оксидов Fе₂О₃ превращается в Fе₃О₄ в результате восстановления: Fе₂О₃ + СО = Fе₃О₄ + СО₂, либо в результате диссоциации: 6Fe₂O₃ =4Fe₃O₄.

Часть оксидов Fe₃O₄ восстанавливается до FeO: Fe₃O₄ + СО = 3FeO + СО₂.

Содержание FeO в агломерате обычно находится в пределах 8—17 %, оно возрастает при увеличении расхода кокса на агломерацию; одновременно уменьшается остаточное содержание Fе₂О₃.

Известняк разлагается по реакции СаСО₃ = СаО + СО₂, идущей с поглощением тепла.

При агломерации удаляется сера и частично (около 20 %) мышьяк. Сера в шихте обычно находится в виде сульфида железа FeS₂ (пирит), а иногда в виде сульфатов СаSО₄ • 2Н₂О (гипс) и BaSO₄ (барит). Пирит в условиях агломерации окисляется по нескольким реакциям, одна из них:

3FeS₂ +2О₂ = Fe₃O₄ + 6SO₂.

Гипс и барит разлагаются при 1200-1400°С по реакциям CaSO₄ = СаО + SО₃;

BaSO₄ = ВаО + SO₃.

В процессе агломерации выгорает 90-98 % сульфидной серы, а сульфатной 60-70 %. Нижний предел относится к офлюсованному агломерату, а верхний к неофлюсованному.

Протекает много реакций взаимодействия между оксидами шихты, в результате чего образуются десятки различных химических соединений.

3.3 Офлюсованный агломерат и его свойства

В настоящее время производят офлюсованный агломерат, т.е. в шихту агломерации вводят известняк, чтобы агломерат содержал СаО и его основность CaO/SiO₂ составляла 1-1,4 и более. Это позволяет работать без загрузки известняка в доменную печь.

Основные преимущества офлюсованного агломерата:

1) Исключение из доменной плавки эндотермической реакции разложения карбонатов, т.е. СаСО₃= СаО + СО₂ - Q или MgCO₃ = MgO + CO2 - Q, требующих тепла, а следовательно, расхода кокса. Этот процесс перенесен на аглоленту, где расходуется менее дефицитное и более дешевое топливо, чем кокс.

2) Улучшение восстановительной способности газов в самой доменной печи вследствие уменьшения разбавления их двуокисью углерода, получаемой от разложения карбонатов.

3) Улучшение восстановимости агломерата, так как известь вытесняет оксиды железа из трудновосстановимых силикатов железа.

4) Улучшение процесса шлакообразования, так как в офлюсованном агломерате оксиды плотно контактируют друг с другом.

5) Уменьшение числа материалов, загружаемых в доменную печь.

В конечном итоге, применение офлюсованного агломерата приводит к сокращению расхода кокса на 6-15 %.

Качество агломерата оценивают рядом параметров: он должен быть в кусках определенной крупности, должен иметь высокую прочность в холодном и в горячем состоянии, высокую восстановимость, высокую температуру размягчаемости. Агломерат не должен содержать фракций < 5 мм, поскольку мелочь сильно снижает газопроницаемость шихты в доменной печи; крупность агломерата для малых и средних печей должна составлять 5-40мм, а для крупных и сверхмощных - 15-40 мм.

Высокая холодная и горячая прочность необходимы, чтобы агломерат не разрушался с образованием мелочи, препятствующей движению газов через слой шихты в печи. Под холодной прочностью подразумевают прочность, препятствующую разрушению агломерата при его транспортировке и загрузке в печь, под горячей - препятствующую разрушению под воздействием давления столба шихты в печи при высоких температурах. Для получения стабильно высокой холодной прочности прежде всего важно соблюдение технологии подготовки шихты с поддержанием оптимального гранулометрического состава и ее высокой газопроницаемости, в том числе путем ее тщательного окомкования и добавки в шихту извести. Холодная прочность сильно снижается при очень быстром охлаждении и при наличии остатков шихты в агломерате. Для предотвращения резкого охлаждения горячий агломерат со спекательной ленты направляют в специальные охладители, где его охлаждают в течение 40-60 мин просасываемым вентиляторным воздухом. С тем, чтобы в агломерате после спекания не оставалось кусков шихты, она не должна содержать рудных частиц крупностью > 8 мм и известняка > 3 мм; необходимо также увеличивать расход топлива.

3.4 Агломерационная машина и технологический процесс производства агломерата

В состав агломерационной фабрики входят комплекс оборудования для подготовки шихты, ленточные (конвейерные) агломерационные машины и комплекс оборудования для дробления и охлаждения полученного агломерата и отсева его мелочи.

Агломерационная машина (см. рис.2) имеет в качестве основного элемента замкнутую ленту (конвейер) из отдельных спекательных тележек-паллет. Тележка - это опирающаяся на четыре ролика колосниковая решетка с продольными бортами; тележки движутся по направляющим рельсам под воздействием пары приводных звездочек. На горизонтальном участке ленты тележки плотно примыкая друг к другу, образуют движущийся желоб с дном в виде колосниковой решетки.

Под тележками рабочей ветви ленты расположено 13-26 вакуум-камер, в которых с помощью эксгаустера создают разрежение 10-13 кПа. Ширина ленты составляет 2-4 м, число тележек в ленте от 70 до 130, скорость ее движения 1,4-7 м/мин; площадь спекания действующих машин равна 50-312 м².

На движущуюся ленту питателем укладывают постель высотой ~ 30 мм из возврата агломерата крупностью 10-25 мм; она предотвращает просыпание шихты через щели решетки и предохраняет решетку от перегрева. Затем питателем загружают слой шихты высотой 250—350 мм. Далее шихта на движущейся ленте попадает под зажигательный горн, который нагревает поверхность шихты по всей ширине до 1200-1300°С, в результате чего загорается топливо. При дальнейшем движении ленты за счет просасываемого эксгаустером сверху воздуха слой горения кокса и спекания агломерата перемещается вниз, а продукты сгорания через вакуумные камеры поступают в пылеуловитель и далее выбрасываются в атмосферу через трубу. Формирование агломерата заканчивается на горизонтальном участке движения ленты; этот момент легко определяют по резкому падению температуры отходящих газов, свидетельствующему об окончании горения кокса. Готовый агломерат при огибании лентой холостой звездочки ссыпается вниз. Он попадает в валковую дробилку горячего дробления и затем на грохоты, где от дробленого продукта отсеивают горячий возврат. Далее агломерат поступает на охладитель (пластинчатый конвейер либо круглый вращающийся охладитель), где он в течение 40-60 мин охлаждается до 100°С просасываемым воздухом. Затем агломерат направляется на грохоты холодного агломерата, где отделяется постель. После этого годный агломерат конвейером транспортируют в доменный цех, а мелочь - в бункер возврата. Этот возврат, также как и горячий, вновь направляются на агломерацию. Выход годного агломерата (фракции крупностью > 5 мм) из шихты не превышает 70—80 %.

1 – бункер для шихты; 2 – питатель; 3 – ведущие звездочки;

4 – холостая ветвь; 5 – зажигательный горн; 6 – вакуум-камеры

Рисунок 2 - Головная часть агломерационной машины

4. Охрана окружающей среды

На предприятии эффективно используется очистное оборудование и предпринимается комплекс мер по охране окружающей среды.

Таблица 6 – Перечень очистного оборудования аглофабрики №2

Таблица 7 - Перечень водоохранных объектов агломерационного цеха

Наименование объекта	Тип водоочистного сооружения	Техническая характеристика	Производительность	Водоприёмник сточных вод
Аглофабрика № 2	Отстойник	Грат 85/40	240 м3/сутки	Радиальный отстойник № 4

5. Охрана труда

Безопасность производственного процесса обеспечивается комплексом проектных и организационных решений, заключающихся в выборе технологических процессов, рабочих операций и порядка обслуживания оборудования, производственных помещений и наружных производственных площадей, с целью максимально обезопасить трудовую деятельность работников предприятия.

Общие требования безопасности труда:

1. Каждый работник перед началом трудовой деятельности на предприятии должен пройти инструктаж по технике безопасности;

2. Необходимо устранить непосредственный контакт работника с вредными веществами;

3. Должна быть своевременной замена технологических процессов и операций, связанных с использованием вредных веществ, на более безопасные;

4. Обязательно применение средств комплексной защиты работающих;

5. Применение системы контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающей защиту и аварийное отключение работающего оборудования;

6. Оснащение процессов устройствами, обеспечивающими своевременное информирование о возникновении нештатной ситуации;

7. Своевременное удаление и переработка отходов производства;

8. Применение рациональных режимов труда и отдыха.

6. Контролируемые параметры агломерационного процесса

Для обеспечения максимальной производительности агломашин служат системы автоматического контроля и управления процессом спекания, выполняющие операции подготовки шихты (увлажнения и окомкования), загрузки её на агломерационную машину, контроля теплового режима и оптимизации процесса спекания. Определенное значение имеют также локальные схемы контроля и управления уровнем материалов в потоках и емкостях, а также системы управления отдельными механизмами агломерационной фабрики - дробилками, эксгаустерами, обжиговыми установками и др.

Точность дозирования компонентов шихты влияет на качество готового агломерата и ход спекания на аглоленте. Постоянство химического состава шихты достигается дозировкой шихтовых материалов системой бункеров с питателями. Дозирование осуществляется по массе материалов с учетом их химического состава. Соотношение компонентов шихты регулируют путем автоматического поддержания расхода отдельных составляющих с корректировкой по данным химических анализов и анализов влажности материалов. Качество регулирования при этом зависит от частоты отбора проб и анализа.

Для обеспечения качественной загрузки шихты спекательные тележки агломашины оборудуют промежуточным (загрузочным) бункером, который, как промежуточная емкость, сглаживает колебания разности между приходом шихты из барабана-окомкователя и расходом ее на аглоленту. Чтобы не нарушалась газопроницаемость окомкованной шихты, уровень ее в промежуточном бункере необходимо поддерживать как можно точнее.

Автоматизация управления процессами в спекательном отделении заключается в автоматическом поддержании высоты слоя аглошихты, загружаемой на машину, автоматическом регулировании уровня шихты в промежуточном бункере над агломашиной, контроле и автоматическом управлении процессом зажигания шихты и регулировании законченности процесса спекания в конце активного участка аглоленты. Отдельный узел управления составляют механизмы охлаждения и дозирования возврата.

С целью оперативного управления агломерационным процессом на аглофабрике осуществляют контроль следующих технологических параметров:

- скорость движения аглоленты;

- объемные расходы природного газа и воздуха на зажигание;

- температуры зажигания слоя шихты, отходящих газов в последних вакуум-камерах, коллекторах агломашины, перед эксгаустерами, шихты перед барабанами-окомкователями;

- разрежения в вакуум-камерах, коллекторе агломашины перед эксгаустерами;

- толщина слоя агломерата на аглоленте.

Скорость движения аглоленты необходимо контролировать, т.к. равномерное распределение шихты по ширине аглоленты является одним из необходимых условий для нормального протекания процесса спекания. Если скорость аглоленты увеличится, то температура шихты может быть выше нормы, что ухудшает качество спекаемой шихты.

Контроль объемов расхода природного газа и воздуха на зажигание важен, т.к. необходимо равномерное зажигание шихты по аглоленте. Высокая температура факела, избыток тепла для зажигания вызывает плавление поверхности слоя и ухудшение его газопроницаемости. При низкой температуре зажигания получается плохо спеченная с малой прочностью верхняя часть "пирога".

Температура регулируется в ходе всего процесса спекания, т.к. от этого зависит качество спекаемой шихты.

АСУ ТП отделения спекания агломерата является подсистемой АСУ ТП агломерационного производства. В целом АСУ ТП должна обеспечивать за счет стабилизации и оптимизации технологического процесса:

- повышение производительности агломашин;

- повышение выхода годного агломерата;

- снижение доли возврата в шихте;

- повышение качества агломерационной шихты;

- снижение удельного расхода шихты на окомкование и брак по окомкованию и спеканию;

- уменьшение числа аварийных режимов работы;

- улучшение условий труда обслуживающего персонала;

- облегчение управления объектом.

Заключение

Производство агломерата – один из важнейших этапов металлургического производства. Контроль качества должен осуществляться на каждой стадии агломерационного процесса, от подготовки шихты до выдачи готового продукта. Также должно уделяться внимание вопросам об охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности работников предприятия. На ОАО "ММК" принят комплекс мер по решению данных вопросов. Регулярно проводится усовершенствование производства агломерата, что позволяет повысить производительность аглофабрик и качество готового продукта.