Конвертор за топене на черна мед
Технологичен процес на топене на черна мед. Технически характеристики на преобразувателя, дизайн, принцип на работа. Изчисляване и избор на оборудване в отдела. Якостни изчисления на компоненти и части. Монтаж, ремонт, смазване и поддръжка на механизма за подслон.
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
Хоствано на http://www.allbest.ru/
Обяснителната записка съдържа 66 страници, 6 таблици, 8 фигури, 24 библиографски източника.
Графичната част на проекта съдържа 9 листа формат А1, 1 лист формат А3.
Ключови думи: преобразувател, уплътняващ механизъм, задвижване, блистерна мед, мат.
В дипломния проект се разглежда конвертор с капацитет 40 тона, предназначен за топене на черна мед. Дадени са техническите характеристики на преобразувателя, разгледан е уплътнителният механизъм.
Частта за проектиране съдържа описание на конструкцията на машината, принципа на работа, основните компоненти, конструктивните предимства и недостатъците, които се появяват по време на работа. Дадена е обосновката за избора на дизайн (въз основа на въпросите за надеждност и икономичност).
Извършен е избор на стандартно оборудване по каталог. Представени са изчисления за проверка на механизма и най-износващите се части. Редица подробности се изчисляват с помощта на компютър.
Проектът обхваща въпросите на монтажа, ремонта, смазването и поддръжката на механизма за укритие, въпросите на безопасността на живота, управлението на околната среда и технико-икономическата ефективност на проекта.
Извършени са якостни изчисления на основните възли и части на машините и изчисление на задвижващата мощност. Компютрите бяха ефективно използвани при изчисленията.програми като КОМПАС, КОМПАС 3D, Excel.
Изчислени са технико-икономическите показатели на комплексната модернизация в цеха. Въпреки отрицателния икономически показател, проектът принадлежи към изпълнението в съответствие с планираното подобряване на условията на труд и премахване на заплахата за живота на персонала.
СЪДЪРЖАНИЕ
СПИСЪК НА ЛИСТИТЕ С ГРАФИЧНИ ДОКУМЕНТИ
1. Технологична част
1.1 Кратко описание на технологичния процес
1.2 Изчисляване и избор на оборудване в отдела
2. Проектна част
2.1 Описание на конструкцията на преобразувателя
2.2 Литературен преглед
2.3 Модернизация на преобразувателните блокове
3. Прогнозна част
3.1 Изчисляване на товарите и мощността на задвижването
3.2 Якостни изчисления на основните възли и части на машината
3.3 Изчисления на стандартизирани машинни части и възли
4. Експлоатация и поддръжка на оборудването
4.1 Смазване на фрикционни възли на машината, схема за смазване
4.2 Планова поддръжка, организация на ремонтите
5. Безопасност на живота на производствения персонал
6. Икономическа обосновка на взетите решения в проекта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИТЕ ИЗТОЧНИЦИ
СПИСЪКЛИСТОВЕГРАФИКИДОКУМЕНТИ
План на конверторното отделение
DP 1504 04 153 054 01 VO
Конверторно укритие с капацитет 40 тона
DP 1504 04 153 054 02 VO
Задвижване на преобразувател
DP 1504 04 153 054 03 SB
DP 1504 04 153 054 04 SB
Монтаж на висящата количка
DP 1504 04 153 054 05 SB
Монтаж на опорна ролка
DP 1504 04 153 054 06 SB
DP 1504 04 153 054 03 03
Основните решения на проекта. ПОСТЕР
DP 1504 04 153 054 08
Технико-икономически показатели на проекта
DP 1504 04 153 054 09
Конверторното преразпределение е един от прогресивните методи, както в грубата, така и в цветната металургия. След като се появи в бизнеса с топене на мед, конвертирането показа такива неоспорими предимства пред всички други методи за обработка на щейн, че се оказа извън всякаква конкуренция и оттогава е единственият универсално приет метод за получаване на метал от щейн.
През същата година Йоса и Лалетин, повтаряйки експериментите на Семеников, разработиха теоретичните основи на процеса, отбелязаха два периода при издухване на меден мат и предложиха редица съображения за практиката на преобразуване.
През 1880 г. уралският инженер Ауербах проектира конвертор с разположени отстрани фурми и за първи път получава мехурна мед. Оттогава в завода Богословски медта от техния мат започва да се получава само по този начин. В същото време, през същата 1880 г., френският инженер Пол Дейвид получава блистерна мед в конвертора.
През 1896 г. в завода в Алаверди за първи път в света процесът на конвертиране се извършва в конвертор с кварцова пета, покрита с дебел слой магнетитов череп, който предпазва петата от корозия.
В тази връзка, развитието на процеса на преобразуване в основните хоризонтални конвертори, предложено през 1909 г. от американските инженери Пиърс и Смит, не затрудни българските металурзи. Още през 1910 г. в завод Карабаш е монтиран първият в България и един от първите в света конвертор с магнезитова облицовка.
Скоро преобразуването на матове в Карабаш се оказа съвсем нормално. Продължителността на конверторната компания е надхвърлила нормата в САЩ.
В допълнение към самия конвертор, за нормалното протичане на процеса, многоспомагателно оборудване. Например: за подаване на кварцови флюси са необходими бункер и дозиращо устройство (фидер); за преместване на матова, шлакова и черна мед - кран и черпаци. Работата с кофи от своя страна изисква допълнително оборудване.
1.1 Описание на процеса на преобразуване
Реакции, протичащи в конвертора
Издухването на щейн в преобразувателя е типичен окислителен процес, извършван за производство на блистерна мед.
Общата характеристика на процеса се свежда накратко до следното [1]. Когато матът се продухва с въздух в конвертора в присъствието на кварцов поток, настъпва интензивно окисление на железен сулфид с образуването на железен оксид и серен диоксид. Железният оксид се свързва със силициевия диоксид от кварцовия флюс, за да образува шлака, а серният диоксид се отстранява с димните газове. С шлаката на желязото матът се обогатява с мед. Поради разликата в относителното тегло и ограничената взаимна разтворимост на конверторната шлака и обогатения с мед щейн, те се разделят на слоеве при спиране на конвертора. Шлаката периодично се източва от конвертора. Обработката на щейн най-често се извършва до пълно запълване на конверторния капацитет с бял камък или бял камък (Сu2S), съдържащ най-малко 75% мед и понякога само десети от процента желязо.
По време на обработката на меден мат, полученият в резултат на първия период бял мат се продухва с въздух през втория период без добавяне на кварц, за да се получи мехур, в който са концентрирани злато и сребро. През този период сярата се изгаря предимно от полусерна мед, част от която първо преминава в меден оксид и след това взаимодейства с останалата полусерна мед, за да образува метална мед.
В резултат на екзотермични реакции, протичащи по време на окисляването на сяра и железен камък, както и реакцията на образуване на шлака, в конвертора се отделя топлина, достатъчна за провеждане на процеса на преобразуване без разход на гориво.
Основните характеристики на преобразуването на меден щейн, за разлика от преобразуването на чугун, е значително по-висока степен на окисление на примесите (до 80% от теглото на оригиналния мат срещу 6-8%, които трябва да бъдат окислени по време на не-семеризацията на чугуна); по-дълго време на процеса; по-голямо производство на шлака; относително ниска температура (1200-1300 срещу 1550-1600); ограничено при условията на взаимна разтворимост на съществуващата в конвертора метална и полусерниста мед, докато бесемеровият чугун остава в конвертора като хомогенна неразделяща се стопилка, докато се рафинира; значително по-дълго време за прочистване на една операция (до два дни вместо 15-20 минути).
Скоростта на преобразуване на мат и следователно производителността на преобразувателя зависят главно от количеството подаден въздух. Последният от своя страна се определя от влиянието на първоначалното състояние на въздуха (налягане, температура), състоянието на стопилка (състав, температура), дизайна на конвертора (размери на тръбата на фурмата, капацитет на конвертора) и позицията на конвертора (дълбочина на фурмата). Въпреки че времето за преминаване на въздушните мехурчета през слоя течен мат е много кратко и се оценява на 0,13 секунди, използването на кислород от въздуха е почти пълно и обикновено е около 95%. Във всеки даден момент на продухване количеството кислород в течната баня е около сто хилядна от това, което банята може да абсорбира.
Окислителните реакции, въпреки липсата на кислород, протичат много бързо. В същото време приотносителната липса на въздух по отношение на всички налични в момента сулфиди и при висока скорост на въздушния поток, не всички сулфиди могат да бъдат окислени едновременно. На първо място протича реакцията, при която се получава най-голямата загуба на свободна енергия (изобарен потенциал). В този случай редът на окисление на сулфида в стопилката се определя не само от еластичността на дисоциация на сулфида, но и в по-голяма степен от еластичността на дисоциация на получените оксиди.
При температурата на преобразуване най-стабилният сулфид е полусерната мед, най-малко стабилният е железният сулфид. Що се отнася до оксидите, напротив, железният оксид е най-стабилен, а медният оксид е най-малко стабилен. В първия период на процеса на преобразуване протичат окислителните реакции на Сu2S и FeS с образуването на съответните оксиди.
Основните екзотермични реакции от първия период на процеса са окисляването на железен сулфид с атмосферен кислород
и шлаковане на образувания железен оксид със силициев диоксид на кварцовия флюс за образуване на фаялит
При условията на конвенционално преобразуване на меден щейн реакцията на окисление на FeS протича бързо и, обратно, реакцията на шлака, поради необходимостта от разтваряне на кварца, е бавна. При сравнително ниска температура в конвертора, както и при липса на кварцов поток, се образува магнетит.
Тази реакция е придружена от отделяне на топлина и повишаване на температурата в конвертора над 1200, което допринася за взаимодействието на магнетит с железен сулфид и кварцов поток от силициев диоксид с образуването на фаялит чрез реакцията
Като правило, в началото на продухването при ниска температура и значително образуване на магнетит, конверторните газове са обогатени с азот и съдържат малко SO2. Като загрее конвертораконцентрацията на SO2 в газовете се увеличава поради взаимодействието на магнетита с FeS. По време на "студения" ход на конвертора, поради увеличаване на количеството магнетит и намаляване на фаялит, получените шлаки ще бъдат гъсти, съдържащи много мед. Напротив, по време на „горещата“ работа на конвертора шлаките, поради преобладаващото съдържание на фаялит и малки количества магнетит в тях, ще бъдат течни и ще съдържат малко мед.
Вторият период се характеризира с окисление на полусерниста мед до меден оксид
и взаимодействието на меден оксид с останалата маса полусерниста мед
Тези две бързи реакции са придружени от почти пълно използване на атмосферния кислород (поне 90%). В същото време на 1 kg кислород се отделя един и половина пъти по-малко топлина, отколкото по време на окисляването и шлаката на железния сулфид в първия етап на процеса. През втория период обаче не се образува шлака, продухването е непрекъснато, без престой за изхвърляне на шлаката и свързаните с това топлинни загуби. Следователно през втория период температурата в конверторите се повишава и топлината на реакциите на втория период е достатъчна за нормалната работа на конвертора.