Кислородно конверторный процесс

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный

технический университет»

Факультет компьютерных технологий

Кафедра  «Безопасности жизнедеятельности»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине «Экология»

Кислородно-конверторный процесс

Студент группы                                                                      

Преподаватель                                                                                   

2011

Содержание

Содержание………………………………………………………………………..2

1 Описание технологического процесса………………………………………...3

2 Характеристики загрязняющих веществ……………………………................5

3 Определение валового выброса вредных веществ……………………………6

4 Определение платы за загрязнение атмосферного воздуха……………….....7

5 Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды………….....8

Список использованных источников…………………………………………...10

1 Описание технологического процесса

Кислородно-конвертерный процесс - один из видов передела жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путём продувки чугуна в Конвертере технически чистым кислородом сверху. О целесообразности использования кислорода при производстве стали в конвертерах указывал ещё в 1876 русский металлург Д. К. Чернов

Сущность кислородно – конвертерного процесса заключается в том, что налитый в плавильный агрегат (конвертор) расплавленный чугун продувают струей кислорода воздуха. Углерод, кремний и другие примеси окисляются и тем самым чугун переделывается в сталь. Этот процесс осуществляется в конверторе. Его грушевидный корпус (кожух) сварен из листовой стали, внутри он футерован основным огнеупорным материалом ( у кожуха магнезит или хромомагнезит, внутренний- рабочий слой – доломитосмоляная масса или кирпич).

Конвертор устанавливают на опорных станинах при помощи цапф, и он может поворачиваться вокруг оси, что необходимо для заливки чугуна и других технологических операций. Вместимость современных конвертеров достигает 250 - 400 т. Перед старыми способами получения стали бессемеровский способ имел два неоспоримых преимущества - очень высокую производительность, отсутствие потребности в топливе. Недостатком бессемеровского процесса является ограниченная гамма чугунов, которые могут перерабатываться этим способом, так как при динасовой футеровке не удается удалить из металла такие примеси, как серу и фосфор, в том случае, если они содержатся в чугуне. Кислород вдувают в конвертер вертикальной трубчатой водоохлаждаемой фурмой, опускаемой в горловину конвертера, но не доходящей до уровня металла на 1200—2000 мм. Таким образом, кислород не продувается через слой металла (как воздух в старых конвертерных процессах), а подается на поверхность залитого в конвертер металла. Это дает возможность перерабатывать чугуны с различным содержанием примесей, а также не только вводить в конвертер жидкий металл, но и добавлять к нему для охлаждения скрап или железную руду .

Рисунок 1 - Схема получения стали в кислородном конвертере

а — загрузка металлолома;

б — заливка чугуна;

в — продувка;

г — выпуск стали;

д — слив шлака.

2 Характеристики загрязняющих веществ (З.В.)

3 Определение валового выброса вредных веществ

В качестве примера возьмем Днепропетровский металлургический завод.

Мощность кислородного цеха – 1230 тыс. тонн стали в год. 

Определяем валовый выброс (М) по формуле:

1т З.В – q (кг/т), где q – удельный выброс З.В

выпуск стали в год – M

Для пыли: 1т. – 8,8 кг/т

                  1230т. – M1

M1 = 1230 * 8,8 / 1 = 10836,3 кг/т

Для оксида углерода:

1т. – 51,4 кг/т

1230т. – M2

M2 = 1230 * 51,4 / 1 = 63222 кг/т

Для оксида азота:

1т. – 0,27 кг/т

1230т. – M3

M3 = 1230 * 0,27 / 1 = 332,1 кг/т

Для двуокиси азота:

1т. – 0.5 кг/т

1230т. – M4

M4 = 1230 * 0.5 / 1 = 615 кг/т

Для диоксида серы:

1т. – 0.3 кг/т

1230т. – M5

M5 = 1230 * 0.3 / 1 = 369 кг/т

4 Определение платы за загрязнение атмосферного воздуха

P = Mi * Ci * Rind.* Rэк.

Где Ci. – стоимость за выброс 1т загрязняющих вредных веществ, р.

       Rэк. = 2

       Rind. = 1,4

Для пыли: P1 = 10836,3 * 165 * 1,4 * 2 = 5006370,6 (р. в год)

Для оксида углерода: P2 = 63222* 5 * 1,4 * 2 = 885108 (р. в год)

Для оксида азота: P3 = 332,1* 275 * 1,4 * 2 = 255717 (р. в год)

Для двуокиси азота: P4 = 615* 415 * 1,4 * 2 = 714630 (р. в год)

Для диоксида серы: P5 = 369* 330* 1,4 * 2 = 340956 (р. в год)

Pобщ. = 7202781,6(р. в год)

5 Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды

Кислородно-конвертерный процесс как высокая технология останется востребованным в ближайшие десятилетия, так как на передовых предприятиях разрабатываются и внедряются установки улавливания и использования отходящих газов и работа конвертеров при утилизации конвертерного газа как топлива характеризуется экономичностью и возможностью увеличивать производство стали. При этом режим отвода конвертерного газа без дожигания монооксида углерода СО способствует снижению себестоимости стали и улучшению экологических показателей при ее выплавке.

Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды являются неотъемлемой частью данного технологического процесса. На  сегодняшний день наиболее актуальными являются следующие.

На протяжении многих лет проблема уноса шлака в ковш не находила удовлетворительного решения. Однако высокое качество стали немыслимо без ее чистоты и низкого содержания в ней фосфора и серы, достигаемого за счет отсечки шлака. Отсечка шлака позволяет сократить расход раскислителей и уменьшить рефосфорацию. Сокращается также расход огнеупоров для ковшей благодаря уменьшению массы шлака и снижению содержания FeO и МnО. Нужно использовать различные системы его отсечки — поплавковые, пневматические, с шиберным затвором.

Работа системы предотвращения выбросов шлака основана на ультразвуковом методе оценки процессов в конвертере во время продувки. Частоты звука соотносятся с характером процесса шлакообразования, в частности с образованием пенистого шлака. Анализ спектра позволяет определить вероятность выбросов и управлять ими. Управление возможно за счет перемещения фурм или изменения скорости подачи кислорода.

После охлаждения и очистки конвертерный газ может быть использован для следующих целей: в качестве топлива (котлы, промышленные печи), химического сырья, для подогрева шихтовых материалов конвертерной плавки, а также как восстановитель железорудного сырья.

Должна использоваться система улавливания конвертерного газа.

Необходимы мероприятия по замене устаревшего пылеулавливающего оборудования новым. Нужно более широко использовать техногенные и топливосодержащие отходы, что позволит сократить расходы ископаемых видов топлива и сырья и снизить выбросы СО2 в атмосферу.

Список использованных источников

1.      http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/061/515.htm

2.      Квашнин, И.М. «Промышденные выбросы в атмосферу»/ И. М. Квашин – М: АВОК-ПРЕСС – 2005 г. - 392 с.

3.      Увалов, А.Н. «Охрана окружающей среды» / А. Н Увалов – М: Наукова Думка - 2008г. – 289 с.

10