МЕНІҢ ДИПЛОМЫМ ДАЙЫН


ӘОК,621. 746.270:669.18.11.
Мухаметхан Е. Колошниктегі көтеріңкі қысымның пештің жүрісіне және көрсеткіштеріне әсерін пайдалану мен сараптау арқылы жылдық өнімділігі 3,3 млн тонна қайта өңделетін шойынға тең домна цехының жобасы. Дипломдық жоба. Теміртау.
РМК «ҚМИУ», 2015 ж. 107 б.
АҢДАТПА
Тақырыбы: «Колошниктегі көтеріңкі қысымның пештің жүрісіне және көрсеткіштеріне әсерін пайдалану мен сараптау арқылы жылдық өнімділігі 3,3 млн тонна қайта өңделетін шойынға тең домна цехының жобасы» дипломдық жобасы келесі бөлімдерден тұрады:
Техникалық тапсырманы талдау;
Техникалық бөлiмi;
Инновациялық бөлiмi;
Автоматтандыру бөлімі;
Жобаның экологиялығы және қауіпсіздігі;
Экономикалық бөлiмi;
Технико-экономикалық негіздеу бөлімінде металлургиялық өндірістің ерекшеліктері және жұмыс тәртібі, еңбек және өндірісті дұрыс ұйымдастырудың қажетті шарттары көрсетілген.
Технологиялық бөлiгiнде қазiргi кездегi металлургиялық тараудың болуы және озат дүниелiк тәжiрибелердi есепке ала отырып, оның дамуының мүмкiншiлiгi көрсетілген. Жобаның негiзінде тиiстi есептеу жұмыстары бойынша және технологиялық жабдықтарды таңдау бойынша ұсынылған және бiрлестiрiлген технологиялық процестiң келiсiмi ұсынылған.
Инновациялық бөлімде домна пешінің колошнигіндегі газдардың қысымын арттыру, оның тиімділіктері мен кемшіліктері көрсетілген.
Жобаның қауiпсiздiгi және экологиялылығы бөлімінде жобадағы зерттелген шешімдер, қоршаған ортаны қорғау және еңбеқ қауіпсіздігі талаптарына сәйкес берілген.
Экономикалық бөлiмiнде жобаны iске асырудағы мақсатқа сәйкестiлiгiнiң экономикалық талдау көзқарасы бойынша дәл негiздеуi нығайтылған. Бұл есептеудiң нәтижелiлiгiмен негiзделген.
Жобадағы мәлемет графикалық және суреттiк парақтарда ұсынылған. Түсiндiрме қолжабаның мазмұны 107 машинамен басылған парақтағы мәтiннен пайымдалған, 19 сурет пен 22 кесте келтiрiлген. Пайдаланылған әдебиеттер тiзiмi 31 ақпараттық дерек көздерінiң сiлтемелiк атауларынан тұрады.
УДК,621.746.270:669.18.11.
Мухаметхан Е. Проект доменного цеха годовой производительностью 3,3 млн тонн передельного чугуна в год с использованием и анализом влияния повышенного давления на колошнике на ход и показатели работы печи. Дипломный проект. Темиртау.
РГП «КГИУ», 2015 г. 107 с.
АННОТАЦИЯ
Дипломный проект на тему «Проект доменного цеха годовой производительностью 3,3 млн тонн передельного чугуна в год с использованием и анализом влияния повышенного давления на колошнике на ход и показатели работы печи» входят следующие разделы:
Анализ технического задания;
Техническая часть;
Инновационная часть;
Автоматизация;
Безопасность и экологичность проекта;
Экономическая часть.
Технико-экономическое обоснование проекта показывает достоверность и перспективу предлагаемых технических и технологических решений.
В технической части проекта рассмотрены современные перспективы черной металлургии и развитие. Произведены технологические расчеты, рассчитываются технико-экономические показатели проекта и расчеты вспомогательного оборудования.
В разделе «Инновационная часть» рассмотрено повышение давление газов на колошнике, преимущества и недостатки этого процесса.
В разделе «Безопасность проекта и экология» в соответствии с требованиями охраны окружающей среды и труда исследованы предлагаемые проектные решения.
В экономической части проекта на основании цели эксплуатации, экономического анализа приводится расчеты и его эффективность.
Пояснительная записка выполнена машинописным шрифтом 107 страниц на формате А4, в пояснительной записке 19 рисунков, 22 таблиц. Список используемых литератур состоит из 31 источников.
UDK.621.746.270;669.18.11.
Mukhametkhan Y. Project blast-furnace provide year volume productivity 3,3 mln ton repartition cast iron with the use and analysis of the influence of high pressure on the throat on the progress and performance of the furnace. Graduation project.Temirtau.
RSO «КSIU», 2015. 107 p.
ANNOTATION
The graduation project for theme “Project blast-furnace provide year volume productivity 3,3 mln ton repartition cast iron with the use and analysis of the influence of high pressure on the throat on the progress and performance of the furnace” contains the following parts:
1 Analysis of the technical requirement
2 Technical part
3 Innovational part
4 Automation
5 Safety and ecological ness of the project
6 The economic part
The section analysis of technical requirement includes feasibility study of the project and literary-patent search, reflecting practicability and perspectivness of the proposed to the realization technical and technological decisions, in accordance with study role of the lime in production of agglomeration, as intensification process.
In technical part was considered questions on projecting and technologies of production agglomeration. Here is offered motivation at the option of the technological equipment on base of corresponding to calculation.
In innovation part of the exhaust work are considered increasing the gas pressure on the throat, the advantages and disadvantages of this process.
The chapter “Safety and ecological ness of the project” touches upon the questions: safety of the project, ecological ness of the project, problems of lab our safety and protection of the environment.
The economic part consists of the motivation of practicability realization of the work from the standpoint of the economic analysis, supported by the calculation of its efficiency.
The work presented in 107 pages of graphic and illustrated material.
The explanatory note consists of pages of typescript, 22 tables and 19 pictures. The list of used literature contains 31 sources.

ГРАФИКАЛЫҚ МАТЕРИАЛДАР ТІЗІМІ
№ Материалдың аты Түсіндірме жазуы Формат
1 Цех жоспары ДЖ.050709.54-11.03.01.ЖК. А1
2 Домна пешінің қимасы ДЖ.050709.54-11.03.02.ЖК. А1
3 Конуссыз тиегіш құрылғы ДЖ.050709.54-11.03.03.ЖС. А1
4 Жану камерасы сыртқа шығарылған ауа қыздырғыш ДЖ.050709.54-11.03.04.ГС. А1
5 Дроссельдік топ ДЖ.050709.54-11.03.05.ГС. А1
6 Жобаның техникалық-экономикалық көрсеткіштері ДЖ.050709.54-11.03.06.СК. А1
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ...........................................................................................................10
1. Техникалық тапсырманы талдау...... .....................................................12
2. Техникалық бөлім ...................................................................................16
2.1. Технологиялық бөлім ...........................................................................16
2.1.1. Домналық балқыманың шикі материалдары .................................16
2.1.2. Жобаланатын цехтың шикізат базасы ............................................23
2.1.3. Жалпы бөлім .....................................................................................29
2.2. Жобалау бөлімі .....................................................................................49
2.2.1. Ожаулардың қажетті санын анықтау ...............................................49
2.2.2. Шлак тасығыштардың санын анықтау ............................................51
2.2.3. Пайдалы көлем V=3200м3 домна пешінің піші-
нің М.А. Павлов әдісімен есептеу .............................................................53
2.2.4. Материалдық - жылулық баланстарды құру
және колошник газының құрамын анықтау арқылы
домна шихтасын есептеу (Excel) ..............................................................58
3. Инновациялық бөлім ..............................................................................69
3.1. Домна пешіндегі газ қысымын арттырудың пайда
болу тарихы ..................................................................................................69
3.2. Домна пешіндегі газ қысымының өзгеруі ..........................................70
3.3. Газдардың көтеріңкі қысымының тиімділігі .....................................72
3.3.1. Көтеріңкі қысымның тотықсыздану процестеріне
тигізетін әсері ...............................................................................................74
3.3.2. Колошниктегі көтеріңкі қысымның карбонаттар-
дың ыдырауына әсері .................................................................................75
3.3.3. Көтеріңкі қысымның ағын жоғалымына әсері ................................75
3.4. Көтеріңкі қысымның артықшылықтарын іске асы-
ру жолдары ...................................................................................................75
3.5. Газдардың көтеріңкі қысымын пайдаланудың кем-
шіліктері ........................................................................................................78
3.6. Қорытынды ............................................................................................78
4. Автоматтандыру .......................................................................................79
5. Жобаның экологиялығы және қауіпсіздігі ..........................................82
5.1. Өндіріс қауіпсіздігі ................................................................................82
5.1.1. Цех ғимараты және құрылысы ..........................................................82
5.1.2. Желдету және жылыту .......................................................................82
5.1.3. Өндірісті жарықтандыру ...................................................................83
5.1.4. Тазалық-тұрмыстық бөлмелер ..........................................................83
5.1.5. Нақты қауіпті және зиянды факторларды талдау ...........................84
5.1.6. Анықталған өндірістік ортадағы нақты өндірісті
қауіпті және зиянды факторлардан қорғану әдістері …............................85
5.1.7. Өрт қауіпсіздігі ..................................................................................85
5.2 Технология және техникалық жүйелердің эколо-
гиялық жағдайы ...........................................................................................86
Өндірістік жабдықтар, көліктік құралдар, техни-
каның экологиялық жағдайын талдау .......................................................86
5.2.2 Ағымды сулар көзін талдау ...............................................................87
6. Экономикалық бөлім .............................................................................88
6.1. Домна цехының өндірістік бағдарламасын құру...............................88
6.2. Күрделі қаржының есебі ...................................................................92
6.2.1 Ғимараттар мен құрылыстар ..............................................................92
6.2.2 Технологиялық және көтергіш тасымалдағыш құ-
рылғылар .......................................................................................................93
*лш
Бет
Қолы
Күнi
Бет
ДЖ.240340.10-01.06.ТЖ.
6.3. Өнімнің өзіндік құнының есебі ..........................................................95
6.4 Жаңа пеш құрылысының тиімділігін есептеу ................................96
Қорытынды .................................................................................................98
Қосымшалар ...............................................................................................99
Қолданылған әдебиеттер тізімі .............................................................106
КІРІСПЕ
Қоғамның қазіргі даму барысындағы қара металлургияның ролі өте зор. Адам баласының техникалық цивилизациясы (мәдени дамуы) көбінесе әр түрлі материалдарды, соның ішінде ең алдымен құрылымдық, ең басты қара металдар болып саналатын, материалдарды игеру және өндіру негізінде дамуы. Біраз уақыт небәрі 7-ақ металл (алтын, күміс, мыс, қорғасын, сынап, темір) болған деп есептелінген.
Қазіргі уақытта ғылымға 80-нен астам металл белгілі, олардың көпшілігі техникада пайдаланылады.
Дүние жүзілік практикалық-іс жүзінде металдарды қара (темір және оның қорытпалары) және барлық қалғандарын қара емес немесе түсті металдар деп бөлу тарихи қалыптасқан. Осыған орай металлургия қара және түсті деп екіге жиі бөлінеді. Қазіргі кезде қара металдар үлесіне дүние жүзінде өндірілетін металл өнімдерінің шамамен 95%-ы жатады.
ХІХ ғасырдың орта кезінде ғылымға «темір дәуірі» деген термин енгізілген болатын. Осы уақыттан темірді кеңінен пайдалану басталды. Басқа құрылымдық материалдарға қарағанда темір және оның қорытпалары келесі сипаттамаларымен теңдессіз: беріктігі, арзан, біршама оңай өңделуі, өндіруі, бай шикізат көздері, жоғары мөлшері, қайта пайдалануға жарамдылығы.
Соңғы 20 жылда металдарды дүние жүзілік тұтыну және дүние жүзілік металдар қоры екі есе өсті, сөйтіп тиісінше шамамен 800 млн.тонна және шамамен 8 млрд.тонна құрады. (Адам баласының барлық тарихы бойынша, кейбір мәліметтерге қарағанда, 12 млрд.тоннадан артық темір өндірілген). Бұл оның табиғатта көп таралуына (4,4%) байланысты болуы мүмкін.
Металдарды өндіріп алу тәсілдері және оны пайдалану дүние жүзілік техникалық прогресті қамтып көрсетеді. Өндіріп алу және тұтыну жалпы ішкі өнімнің өзгеруіне әсерін береді Оның өсуі ЖІӨ-нің өсуіне, ал оның төмендеуі, тиісінше, жалпы ішкі өнімнің (ЖІӨ) төмендеуіне әкеліп соқтырады.
1980-1995 жылдары әлемдік болат өндірісінде біраз төмендеу байқалды, мысалы 1988 жылы дүние жүзілік болат өндіру 789 млн.тонна, ал 1992 жылы ол 723 млн.тонна дейін қысқарады. Қазіргі кезде металға деген сұраныстың жоғарылауына байланысты металл өнімдерінің қайта өсуі байқалып келеді. Әсіресе қазір өнімнің прогрессивті жоғары технологиясы түрлеріне сұраныс өте жоғары: жайма покат, сорттық прокат, ақ қаңылтыр, мырышталынған металл.
Өндірістің технологиясын мейлінше жетілдіру қазірдің өзінде өндірістің «кен-прокат» интеграциялануына әкеліп жеткізді.
Бүгінгі күнде болат өндірудің екі сатылы тәсілі жаппай қоданылады (кеннен, аралық өнім ретінде, шойын алады, ал одан кейін оны болатқа қайта өңдейді). Әзірше бұл тәсіл ең үнемді және өнімді тәсілдің бірі ғана болып қалады Шойынның 90-95%-ға дейін болатқа қайта өңделінеді, сондықтан барлық елдердегі металл өндірушілердің шойын өндіретін көлемі қорытып алынатын болаттың көлемінің 75%-н құрайды. Осыған байлансты домна өндірісінің темір өндірудегі ролі алдағы орында болады.
Домна өндірісінің маңыздылығы тек экономикалық түсінікте ғана емес. Домна үдерісі металлургиялық үдерістің ең бір көне, ерекше және оксидтерден темірді бөліп алуға болатын, өйткені басқа үдерістер бұл дәрежеде оны әзірше істей алмайтын, жалғыз ғана түрі.
Бұл үдерістің өте жоғары тиімділігіне жеткен, көптеген мөлшерде технологиялар жасалынған, оның одан ары дамуы мен жетілдірілуіне айтарлықтай потенциал беретін, көп көлемде эксперименталдық және теориялық жете зерттеулер жұмыстары жинақталынған.
Жаңа домна цехын жобалаған кезде алдағы технологиялық тәжірибе және соңғы технологиялық деңгейге байланысты оның экономикалық тиімділігі жоғары болады деп күтеді, ал бұл өзіндік құны өте төмен шойын алуға қолайлы жағдай жасайды.
Қазіргі домна пештері біршама оңай басқарылатын агрегаттарға жатады, шойынның жоғары сапасын және мөлшерін қамтамасыз етеді. Одан басқа, домна пешінде металдың күкіртсізденуіне қолайлы, жоғары сападағы болат, прокат өндірісіне жағдай жасалынды.
Қазіргі кезде жаңа домна пеші сыйымдылығы өте үлкен агрегат болып саналады. Мысалы, әлемде пайдалы көлемі 5000 м3-ден жоғары пештер бар және олар ойдағыдай жұмыс істейді. Арселор Митталдың домна цехындағы пештердің пайдалы көлемі 3848 м3 дейін жетеді. Олар механикаландырылған және автоматтандырылған. Домна пешіндегі үдерістерді үдету үшін қарқындатқыштар, толық флюстенген материал, жоғары температурадағы үрлеме және т.б. пайдаланылады.
ТЕХНИКАЛЫҚ ТАПСЫРМАНЫ ТАЛДАУ
Қазіргі кезде өнеркәсіптің, жеке кәсіпорындардың және олардың бөлімшелерінің бүкіл салаларының жұмыстары экономикалық аспекттермен анықталады. Кез келген кәсіпорынның ақырғы мақсаты - пайда алу, сондықтан өндірістің экономикалық шарттары шын мәнінде анықтайтын болып шықты:
шығарылатын өнімнің жоғары сапысы;
оның нарықтағы бәсекелес қабілеттілігі;
ғылымның және техниканың жаңа жетістіктерін енгізу;
қазіргі өндірістің тиімділігін көтеру мақсатымен оны қайта құру және модернизациялау;
аз шығынмен шығарлатын өнімнің көлемін арттыру;
қолданыс табатын тауарлы өнімдер шығару;
Жаңа өндіріс қуаттарын енгізумен салыстырғанда бұрынғы істеп тұрғандарды техникалық жағынан қайта жабдықтау әлде қайда тиімді болып келеді, бұл күрделі қаржылардың жоғары тиімділігімен, өндірістік қуаттардың тез игеруілімен түсіндіріледі. ТМД елдерінде 1982-1983 жылдары қара металургияның дамуына күрделі қаржының жалпы көлемінің 37% қайта құруға және техникалық қайта жабдықтауға жіберілген болатын. АҚШ-та 1977-1980 жылдары бұл цифра 73%-ға, ГФР-65%-ға жеткен болатын.
Металлургиялық өндірістерді модернизацияланған (жаңғыртқанда) әсердегі қуаттарды өсіре беруге емес, шығарылатын өнімнің сапасына көтеруге, шикізаттық және отын қорларын үнемдеуге, еңбек өнімділігі мен жалпы өндіріс тиімділігін өсіруге қолайлы жағдай жасайтын жаңа технологиялық үдерістер мен жабдықтарды енгізуге көңіл аударылады. Мысалы, 1980-ші жылдары Жапония қара металлугияда тек энергия үнемдегіш жабдықтарды енгізуге жалпы инвестициядан 20%-дан артық күрделі қаражат жұмсады. Қара металдардың дүние жүзілік нарқында және қазіргі ортақ өндірудің дағдарыс құбылысын жеңуде, дәп осындай өндіріс технологиясын іске асыру, келешекте де шешуші рольді атқаратын болады.
Бірақ қазіргі өндірісте қайта құру ТЭК (техникалық эканомикалық көрсеткіш) көтеру проблемасы негізгі түрде шешуге мүмкіндік бермейді, өйткені ескі кәсіпорынның «тар жерлері» әрдайым сақталынып қалып отырады: ескірген көмекші жабдықтар, зауыттың ыңғайсыз жерде орналасуы және т.б. Сондықтан бұл мәселе кәсіпорынның технологиялық деңгейінің көтерілуімен, қай жағынан болса да жабдықтардың ескіргендерін пайдаланудан алып тастаумен қатар шешіледі.
Сөйтіп қатарға енгізген агрегаттарды жоғары қайтарыммен қамтамасыз ететін алдағы технологияны қолдану жағдайында жаңа цехтарды салу бұрынғыдай маңызды істің бірі болып қала береді. Одан басқа жаңадан жасалынған дайындықтар мен технологиясы құрылысқа енгізу металлургиялық жаңа кәсіпорындарын жасауға шығындарды бір тәртіпке төмендетуге мүмкіндік жасады, бұл жаңа құрылыстың күрделі қаржысының орнын толтыру мерзімін едәуір төмендетті.
Осы дипломдық жобада қазіргі жаңа, жылдық өнімділігі 3,3 млн.тонна қайта өңделінетін шойынға есептелінген домна цехы ұсынылған. Бұл жобоны келесі аспекттер бойынша негіздеуге болады:
жаңа цех «Арселор Миттал Теміртау» АҚ жағдайына байланысты салынады, оның ең басты өнімі тым сұраныстағы жайма прокат және ақ қаңылтыр - тапсырыс өте жоғары металлургиялық өнім;
болжаудағы құрылыс өте қолайлы ауданда жүргізіледі: шикізаттың ірі кенорындары бар (темір кенінің, коксталынғыш тас көмірдің, әктастың, су қорының);
-шикізатты қазып алатын және даярлайтын өнеркәсптің (ТКБК-тар, агломерациялық және коксхимиялық өндірістер) дамыған тармақтары бар;
шикізаттың географиялық орналасуы, оларды тасымалдау, олардың бірі-біріне жақын орналасуына байланысты көп қаржы жұмсауды талап етпейді;
өнімдерді өткізуге болатын рыноктың болуы (Орталық және Оңтүстік Шығыс Азия, Қытай, Жерорта теңізінің елдері, Таяу Шығыс, Ресей, ішкі рынок және т.б, яғни АМТ-ның өнімдерін 30-дан астам мемлект тұтынады).
Жаңа домна цехын жобалаған кезде алдағы технологиялық тәжірибе және соңғы технологиялық деңгейге байланысты оның экономикалық тиімділігі жоғары болады деп күтеді, ал бұл өзіндік құны өте төмен шойын алуға қолайлы жағдай жасайды.
Жобалық қуат - кез келген өндірістің ең басты көрсеткіші, ал нақтылы жылдық өнімділік те осымен қатар жүреді. Цехтың өнімділігі онда орнатылған агрегаттардың өнімділігіне тәуелді болып келеді.
Сондықтан, берілген жылдық өнімді анықтау үшін, жобаланып отырған цехтағы домна пештерінің қажетті жинақ көлемін тауып алу қажет болады.
Бұл мәселені шешіп алу үшін былай жасайды:
цехтың тәуліктік өнімділігін анықтайды. Ол жылдық өнімділіктен есептелініп алынады.
Ртәу (1.1)
мұнда Ржыл - цехтың берілген жылдық өнімділігі, т;
Тк - цехтың бір жыл ішінде жұмыс істеп тұратын календарлық уақыты, тәулік;
жобаның қойылған шартына қарай Ржыл= 3.300.000 тонна, Тк – (365-9) = 356 тәулік, ал 9 тәулік профилактикалық (жоспар бойынша) жөндеу жұмыстарына белгіленетін уақыт.
Ртәу == 9270 т/тәулігіне
Домна пештерінің жұмыс істеу жағдайлары шикі материалдар мен кокстың сапасымен анықталынады. Көп жылдық тәжірибелерге сүйене отырып технологтар белгілі бір тиімділікте кез келген шикізатты өңдей алады. Бұл жайда ең басты мәселе ретінде қабылданған технология болады.
Домна пештерінің өнімділігі көлемін пропорционал болып келетіндіктен, домна өндірісінің техникалық сипаттамсы ретінде цехтың немесе жеке алынған пештің меншікті өнімділігін пештің 1 м3 пайдалы көлемінен тәулік аралығында алынатын шойын мөлшері жиі қолданады. Бұл көрсеткіш көлемі әр түрлі пештердің жұмысының нәтижелерін және тиімділігін салыстыруға мүмкіндік береді. Меншікті өнімділіктің мөлшерімен қатар домналық балқыманың ойдағыдай жүруі домна пешінің пайдалы көлемін пайдалану коэфицентімен анықталады, м3·тәулік/т.
ПКПК = (1.2)
мұндағы Vпайд – пештің пайдалы көлемі, м3;
Ртәу – пештің өнімділігі, т/тәулік.
Жобаланып отырған цех үшін теориялық және тәжірибелік негіздеріне сүйене отырып, бұл көрсеткішті 0,7 (м3·тәулік/т) деп қабылдаймыз, бұл мына меншікті өнімділікке тең болады:
=1,429 т/( м3·тәулік);
Сонымен цехтағы пештердің жинақ көлемі былай табылады, м3:
Vпайд=ПКПК·Ртәул=0,7·9270=6489 м3.
Демек, домна цехындағы пештердің жалпы көлемі 6489 м3. Ендігі жерде цехта орналасатын пештердің санын және әрқайсысының көлемін анықтаймыз. Мұндай мәселені бағалағанда бірлік қуаты үлкен металлургиялық агрегаттардың артықшылығы болады. Сондықтын қазіргі кезде пештердің көлемі үлкендеу жасау ықпалы көзге түседі; бірақта көптеген домна пештерінің көлемі 3500 м3 аспайды. Дегенмен Кривой-Рог металлугиялық зауытында және Череповец металлургиялық зауытында тиісінше пайдалы көлемі 5036 м3 және 5500 м3 үлкен салмақты пештер жұмыс істейді.
Мұндай аса қуатты пештердің тоқтап қалуы осы кәсіпорындағы металл балансының бұзылуына әкеліп соқтыратынын есептен шығармау керек. Жинақталынған тәжірибені ескере отырып пайдалы көлемі 25003500 м3 пештер ең тиімді деп есептеуге болады. Осыған орай ТМД елдерінде, соңғы кездерде салынған пештердің көлемі көбінесе, типтік пештерге жататын, 2700 және 3200 м3 құрайды.
Осы айтылған пікірді есепке ала отырып, цехтың өнімділігі 3,3 млн.тонна қайта өңделген шойын алу үшін цех құрамында пайдалы көлемі V=3200 м3 екі пеш болады деп қабылдаймыз.
Ең алдымен бүкіл шикізаттар комбинатта алдын ала домналық балқытуға даярланатынын айта кету керек, яғни кез келген шикізат қазып алынғаннан кейін тікелей домна пешіне түспейді. Бұл домна пешінің жүрісін қарқындату, технологияның тиімділігін көтеру, домналық балқытудың ТЭК жақсарту және шойынның сапасын арттыру және тағы басқалар үшін жасалынады. Шикі материалдар сондықтан мұқият ортақтандыру мен агломерациялаудан өтеді. Домна пешінің шикізаты мүмкіншілігінше саны аз компоненттерден тұратын етуге ұмтылу керек. Қазіргі жағдайларға қарай әр түрлі кенорындарының жинақталған шикізатынан домна цехын қорландырып тұратын бір ғана өнім - флюстенген (өздігінен балқығыш) агломератты алады. Сондықтан домна цехының шикізат базасы ретінде аглофабрикаға шикізат материалдарын жеткізіп беріп тұратын кенорындарының жинағы белгіленеді.
Шикі заттардың қасиеттерін нормалау шикізаттың шарттарына және қабылданған технологияға сай әр кәсіпорын үшін жеке-жеке жүзеге асырылады (үрлеменің температурасы, үрлеменің құрамы, қарқындатқыштарды қолдану және т.б.). Технологиялық параметрлердің шамасын анықтағанда домна пештерінің шихтасының құрамы тек белгіленген құрамдағы шойынды алуды ғана қамтамасыз етпей, сонымен бірге аз мөлшерде өндірістік шығындарды да аз жұмыс керек.
Өндірістің мұндай құрылымы алынатын шойынның сортаментін кеңейтуге, тоқтап қалудан болатын эканомикалық жоғалымдарды төмендетуге, жөндеу жұмыстарын тиімді жүргізуге, сонымен цехтың өнімділігін ырғақты реттеуге мүмкіндік береді.
Жаңа цехте пештердің өнімділіктерін арттыруға арналған мынандай шаралар қарастырылады:
домналық шихтаның материалдар бағанының газодинамикасын жақсарта отырып, пештің өнімділігін арттыратын КТҚ (конуссыз тиеуіш құрылғы) орнатылады;
колошниктегі қысым 2,5 атм. дейін жоғарылатылады;
жаңа тасымалданатын жану камерасы бар ауа қыздырғыштар орнатылады, олардың көмегімен үрлеу температурасын 1200-1300 0С-қа дейін арттыруға болады;
үрлеуді құрамында 25-26% дейін О2 бар оттегімен байытылады;
осы цехтағы домна пешінің жүрісіне зиян келтірместен домналық шихтадағы жұмаршақтардың көлемін 20%-ға дейін көбейтіледі;
коксты үнемдеу мақсатында қосымша отын ретінде 1 тонна шойынға 75 кг мөлшерде мазутты пайдаланылады;
толық флюстенген агломераттар мен жұмаршақтар қолданылады.
2. ТЕХНИКАЛЫҚ БӨЛІМ
Дoмнa өндipiciнiң кeлeшeктi дaмyындa дoмнa бaлқымacының шикi мaтepиaлдapынa қoйылaтын тaлaптapды жoғapылaтyғa, oлapдың caпacын түбeгeйлi жaқcapтyғa epeкшe көңiл ayдapaды, өйткeнi oлap бaлқытyдың жүpiciнiң тәpтiбiн, aлынaтын өнiмнiң caпacын, дoмнa пeшiнiң жұмыcының тexникaлық-экoнoмикaлық көpceткiшiнiң (ТЭК) жaқcapyын aлдын aлa шeшiп oтыpaды. Шикiзaтқa қoйылaтын тaлaптapғa caй тexнoлoгиялық oпepaциялapды oйдaғыдaй жүзeгe acыpy үшiн, бeлгiлi xимиялық құpaм (тeмip үлeci), тиicтi нeгiздiк (шикi әктacты пeштeн тoлық шығapaтын), бeлгiлi бip түйipлiк құpaм (пeштeгi мaтepиaлдap бaғaнacындa eң жoғapы гaз өтeмдiлiктi жacay үшiн), бaлқy жәнe жұмcapy тeмпepaтypacы жәнe т.б. тaлaптap бoлy кepeк. Қacиeттepi мeн cипaттaмaлapы тұpaқты бoлyғa тиicтi.
Шикi зaттapдың қacиeттepiн нopмaлay шикiзaттың шapттapынa жәнe қaбылдaнғaн тexнoлoгияғa caй әp кәciпopын үшiн жeкe-жeкe жүзeгe acыpылaды (үpлeмeнiң тeмпepaтypacы, үpлeмeнiң құpaмы, қapқындaтқыштapды қoлдaнy жәнe т.б.). Тexнoлoгиялық пapaмeтpлepдiң шaмacын aнықтaғaндa дoмнa пeштepiнiң шиxтacының құpaмы тeк бeлгiлeнгeн құpaмдaғы шoйынды aлyды ғaнa қaмтaмacыз eтпeй, coнымeн бipгe aз мөлшepдe өндipicтiк шығындapды дa aз жұмыc кepeк.
Cөйтiп шикiзaттың caпacы мeн құpaмы жoбaлaнғaн цex үшiн бacтaпқы мәлiмeт бoлып caнaлaды. Ocығaн opaй бeлгiлeнгeн тexнoлoгия үшiн тexнoлoгиялық жaбдықтapды тaңдaп aлy жүзeгe acыpылaды.
2.1. Технологиялық бөлім
2.1.1. Дoмнaлық бaлқымaның шикi мaтepиaлдapы
Дoмнaлық бaлқымa үшiн тeмipлi-кeндiк мaтepиaлдap (тeмip, мapгaнeц кeндepi, aглoмepaт, жұмapшaқтap), флюcтep (көбінece әктac), coндaй-aқ oтын (кoкc) шикiзaт бoлaды. Дoмнa пeштepiнiң жинaқ құpaмы шaмaмeн қopытып aлынaтын шoйынның құpaмымeн aнықтaлынaды, coнымeн шиxтaдa әp түpлi қaтынacтa әp түpлi кoмпонeнттep (cыңapлap) бoлyы мүмкiн.
Дұpыcын aйтқaндa шoйын түзiлyгe қaжeттi тeмipдi пeшкe тeмipлi-кeндiк мaтepиaлдap (oкcидтep түpiндe, aл кeйдe мeтaлдық түpдe) әкeлeдi. Кeннiң пайдaлы бөлiгi бoлып caнaлaтын тeмipлi-кeн қocылыcтapы әpдaйым бaллacт қocылыcтapмeн - мaңызcыз (бoc) жыныcпeн бipгe бoлaды. Мaңызcыз жыныc көбiнece кpeмнeзeмнaн – SiO2, шaмaлы мөлшepдe глинoзeмнaн – Al2O3, әктeн – CaO жәнe мaгнeзиядaн – MgO тұpaды.
а) Тeмip кeнiнiң кeндiк минepaлдapы тeмip oкcидтepi, тeмip кapбoнaттapы жәнe бipнeшe әp түpлi қocылыcтap бoлып кeлeдi. Oлapдың eң бacтылapынa жaтaтындap:
1. Гeмaтит – cycыз oкcид, Fe2O3, құpaмындa 70% тeмip бap. Гeмaтиттeн түзiлгeн кeндep қызыл тeмipтac дeп aтaлaды, жoғapы тeмip үлeciмeн, зиянды apaлacпaлapдaн тaзaлығымeн cипaттaлaды, coнымeн кeндepдiң eң көп тapaғaн типiнe жaтaды.
2. Мaгнeтит – мaгниттi oкcид, Fe3O4, құpaмындa 72,4% тeмipi бap. Мaгнeтиттeн түзiлгeн кeндep мaгниттi тeмipтac дeп aтaлaды. Гeмaтиткe қapaғaндa oлap кeм тapaлғaн, құpaмындa жoғapы мөлшepдe тeмipi бap, тoтықcыздaнғыштығы төмeн, мaгниттiк қacиeткe иe, бipaқ 570C-гe дeйiн қыздыpғaн oл қacиeтiнeн aйыpылaды, күкipтпeн бipгe жиi кeздeceдi.
3. Cидepит – тeмip кapбoнaты, FeCО3, құpaмындa 48,27% тeмipi бap. Cидepитпeн түзiлгeн кeн шпaттық тeмipтac дeп aтaлaды жәнe жoғapы тoтықcыздaнғыштыққa нe, мaңызcыз жыныc мөлшepi жoғapы бoлaды [1].
Тeмipлi – кeндiк мaтepиaлдapғa қoйылaтын бacты тaлaптapғa мынaлap жaтaды:
тeмip мөлшepiнiң мүмкiндiгiншe жoғapы бoлyы;
мaңызcыз жыныcтың құpaмы өздiгiнeн бaлқығыш шлaк aлyды қaмтaмacыз eтyгe тиicтi;
зиянды apaлacпaлap мөлшepi минимaл бoлyғa тиicтi;
мүмкiндiгiншe жoғapы тoтықcыздaнғыш бoлy кepeк.
ә) Флюстер. Дoмнa пeшiнe флюcтi eнгiзyдiң қaжeттiлiгi, тeмip тoтықcыздaнғaннaн кeйiн қaлғaн кeннiң мaңызcыз жыныcы, бaяy бaлқитын бoлғaндықтaн дoмнa пeшiндe көтepiлeтiн тeмпepaтypaдa бaлқи aлмaйды. Флюc қocy мaңызcыз жыныcтың бaлқy тeмпepaтypacын шұғыл төмeндeтeдi (эвтeктикaлық apaлacпaның түзiлy eceбiмeн), oл флюcпeн бipгe бaлқиды дa cұйық шлaк түзeдi.
Дoмнa өндipiciндeгi нeгiздi флюcтiң жaлғыз түpiнe әктac жaтaды. Кәдiмгi әктacпeн қaтap дoлoмиттeнгeн әктac тa кeң қoлдaныc тaбaды, oны қoлдaнy шлaктaғы MgO – ның мөлшepiн көтepy қaжeттiлiгiнeн тyaды.
Флюcтeнгeн aглoмepaт өндipy флюcтiң қacиeттepiнe қoйылaтын тaлaптapды шұғыл өзгepттi, cөйттi дe бepiк eмec, түйipлepiнiң өлшeмi кiшкeнтaй ( 3мм) ұcaтылғыш мaтepиaлдapды пaйдaлaнyғa мүмкiндiк бepдi. Ocығaн бaйлaныcты әктacқa қoйылaтын шapтқa cәйкec тaлaптap мынaндай:
CaO + MgO – ның мөлшepiнiң төмeнгi шeгi;
epiмeйтiн қaлдық (SiO2 + Al2O3) мөлшepi;
фocфop мeн күкipт мөлшepiнiң жoғapғы шeгi [1].
Дoмнa пeшiндeгi бacты үдepicтep – oкcидтepдiң тoтықcыздaнyы мeн түзiлгeн шoйын шлaктың бaлқyы – тeк жeтepлiктeй жoғapы тeмпepaтypaлapды жүpe aлaды. Мұндaй тeмпepaтypaлap oтын жaғып aлынaды. Бipaқ oтынның мaнызы мұнымeн шeктeлмeйдi – көмipтeк жәнe cyтeк тoтықcыздaндыpғыш бoлaды, aл oтынның кeyeктiлiгi шиxтa бaғaнacының гaз өтiмдiлiгiн қaмтaмacыз eтeдi.
Oтынғa кeлeci тaлaптap қoйылaды:
мaйдa фpaкциялapының бoлмayы;
жoғapы кeyeктiлiк;
жaнy жылyлығының жoғapы бoлyы;
зиянды қocындылapдың (S, P) мөлшepiнiң төмeн бoлyы;
күлiнiң төмeн бoлyы;
ұшпa зaттapының төмeн бoлyы;
өзiндiк құнының төмeн бoлyы;
Бұл тaлaптap дoмнa пeшiндe oтынның тeк aз ғaнa түpiн қoлдaнyды шeктeйдi. Дoмнa пeшiндe oтын peтiндe, қoйылғaн тaлaптapғa сәйкес көбiнece кoкc қoлдaнылaды. Кeйдe oны жapым – жapтылaй тaбиғи гaзбeн, мaзyтпeн, мaйдa көмipмeн жәнe т.б. aлмacтыpaды.
Қaжeт бoлғaн жaғдaйдa дoмнa пeшiнiң шиxтacы ретінде бұл мaтepиaлдapдaн бacқa мынандай мaтepиaлдap пaйдaлaнyы мүмкiн: мapгaнeц кeнi, тeмip күйiндici, мeтaллypгиялық өндipicтiң кeйбip қaлдықтapы.
Цexтың caлынyы Opтaлық Қaзaқcтaндa бoлaтын бoлғaндықтaн, қaзaқcтaндық пaйдaлы қaзбaлapдың кeнopындapын қapacтыpaмыз.
Қaзaқcтaн шикiзaт қopы жaғынaн ТМД eлдepiндe aлдыңғы opынның бipiн aлaды. Coңғы жapялaнғaн мәлiмeттep бoйыншa Қaзaқcтaндa тeмip кeндepiнiң, тac көмipiнiң, флютiң өтe зop қopлapы шoғыpлaнғaн.
Coңғы eceптep бoйыншa Қaзaқcтaнның тeмip кeндepiнiң бaлaнcтық қopы 14,4 млpд.т. құpaйды. Кeйбip yaқыттapды pecпyбликaдa жылынa шaмaмeн 45 млн.т. тeмip кeнi қaзылып aлынaтын. Әpинe қaзipгi кeздe oның мөлшepi көп төмeндeдi дeyгe бoлaды. Қaзaқcтaнның тeмip кeндepiнiң eң ipi кeнopындapынa жaтaтындapы: Coкoлoв – Capыбaй, Кaчap, Лиcaкoв, Aят (Opaлдың шығыc жaғындa opнaлacқaн) жәнe Aтacy, Opтaлық Қaзaқcтaндa opнaлacқaн.
Coкoлoв жәнe Capыбaй кeнopыны бipi – бipiнe жaқын opaлқтaғы Қocтaнaй oблыcының көлeмiндe opнaлacқaн, cкapндық кeнopындapының типiнe жaтaды. Oлapдың кeндiк дeнeci кapбaнaтты жыныcтapдың мeтacoмaтикaлық opын бacy нәтижeciндe түзiлгeн. Кeндep eкi типпeн бepiлгeн: шoмбaл мгнeтиттi жәнe кeндiк cкapндapмeн. Oлapдың бipiншici кeнopнының бapлық бaлaнcтық қopының 40%-ын құpaйды. Oлap мaгнeтиттeн, гeмaтиттeн, мyшкeтoвиттeн, пиpиттeн, xoлькoпиpиттeн тұpaды, oлapдың кeйбip жepлepiнe пиppaтин, apceнoпиpит, cфaлepит, гaлeнит жәнe cкapдap минepaлы қaтыcaды. Мұндaй кeндepдeгi тeмipдiң opтa мөлшepi 54,9%, күкipтi 4,3%, фocфopы 0,139%-ғa жeтeдi. Мaгнeтиттi cкapндap мaгнeтиттeн, cyльфидтepдeн жәнe cкapндық минepaлдapдaн тұpaды. Oлapғa 20 – 50 % тeмip, 2,9 – 3,2% күкipт, 0,12 – 0,14% фocфop бap. Мұндaй кeндepмeн кeнopындapының бүкiл қopының 60% бepiлгeн.
Capыбaй кeнopны мepидиaндық coзылып 45 - 60 бұpыштa құлaмa, ұзындығы 1550 – 2000 м жәнe қaлыңдығы 100 – 180 м үш қaт тәpiздi кeн түзiлiciмeн тұpaды. Түзiлicтiң құлaмa бoйындaғы бaқылaнғaн тepeңдiгi 500 – 1000 м-дi құpaйды. Бұл кeнopының бapлaнғaн қopы, opтa eceпeн құpaмындa 45,6% тeмip бap, 709 млн.тoннa құpaғaн бoлaтын. Capыбaй кeнopының кeнiндe жoғapы мөлшepдe кoбaльт, никeль, мыc жәнe дe бacқa элeмeнттep бap.
Coкoлoв кeнopны кeн дeнeciнiң жaйғacy жaғынaн Capыбaйдыкiнe ұқcac кeлeдi. Бipaқтa бұл кeнopының кeнi бaй кeлeдi (тeмipдiң opтa мөлшepi 57 – 58%, aл бapлaнғaн қopы 943 млн.тoннa құpaйды).
Coкoлoв жәнe Capыбaй кeнopнының қopындa тay-кeн бaйытy кoмбинaты (ТКБК) жұмыc icтeп тұp. Кeндi қaзып aлy aшық жәнe жapымжapтылaй жaбық тәciлдepмeн жүpгiзiлeдi. Кeдeй жәнe бoйлығы opтaшa кeндep мaгниттiк ceпapaцяның құpғaқ жәнe ылғaл әдicтepiмeн бaйтылaды. Бapлық кeндep күкipтciздeндipy мaқcaтымeн aглoмepaциялaнaды. Мaйдa үгiтiлгeн бaйытпaлap Opaлдың, Қaзaқcтaнның жәнe ТМД-ның бacқa дa өлкeлepiндeгi мeтaллypгиялық кәciпopындapын қaмтaмa cыздaндapaтын CCГПO-ғa жұмapшaқтap өндipyгe жiбepiлeдi.
Кaчap кeнopны Coкoлoв – Capыбaй кeндiк өpiciciнiң coлтүcтiгiнe қapaй 40 км жepдe opнaлacқaн. Кeнopны қaт тәpiздi жaйпaқ, қaлындығы 150 м-гe дeйiн жeтeтiн, жep бeтiнe шықпaйтын, ұзындығы 2 км, ipi үш кeн қaбaтынaн түзiлгeн. Бұлкeн opыны құpaмындa 59% тeмip бap бaй жәнe бaйытyғa тaлaп eтeтiн кeдeй мaгнeтиттi кeндepмeн бepiлгeн. Кeндepдe кoтepiңкi мөлшepдe кoбaльт, мыc, фocфop (0,28%-ғa дeйiн), күкipт (0,32 – 0,36%) бap. Кaчap кeнopының бaлaнcтық қopы шaмaмeн 1,5 млpд.тoннa, aл бapлaнғaны 1 млpд.тoннa. құpaйдa.
Лиcaкoвтың қoңыp тeмipтac кeнopны Қocтaнaй oблыcындa, Қocтaнaй қaлacының oңтүcтiк бaтыcындa 100–140 км жepдe, Тoбыл өзeнiнiң oң жaғacынa opнaлacқaн, шөгiндi кeнopындapының кoнтинeнтaльдық типiнe жaтaды. Бұл кeнopнының бaлaнcтық қopы 3,0 млpд.тoннa. құpaйды. Кeнopнындa кeндepдiң бaлaнcтaн тыc үлкен қopы (3 млp.т. apтық) (құpaмындa 30%-дaн төмeн тeмipi бap) кeздeceдi.
Кeнopны 26 қaт тәpiздi, қaлындығы 6 мeтpдeн 26 м-гe дeйiн жeтeтiн, eндiк, тay-тexникaлық шapттapынa қapaй өндipyдi aшық түpдe жүpгiзyгe қoлaйлылығымeн epeкшeлeнeдi.
Гeнeтикaлық бeлгiлepiнe қapaй кeндepi бacты eкi типкe бөлiнeдi: ooлиттi жәнe цeмeнттeлiнгeн. Цeмeнттeлiнгeн кeндepдiң xимиялық құpaмы ooлиттi кeндepгe ұқcac кeлeдi, бipaқ oлap квapцтың өтe мaйдa түйipшiктepiнiң eнбeлepiмeн гидpoгётиттi кoнкpeциялapмeн түзiлгeн. Ooлиттi кeндepдe eшқaндaй зaңдылыққa кeлмeй қaбaттacқaн, цeмeнттeлiнгeн кeндepдiң 20 – 50%-ғa дeйiнi кeздeceдi, aл бұл oлapды ceлeктивтi (cұpыптay) қaзып шығapy жәнe өңдey мүмкiндiгiн жoяды. Кeндepдe 35 – 40% тeмip, opтa eceпeн 0,03% күкipт, 0,55% фocфop жәнe 0,07% шaмacындa вaнaдий кeздeceдi. Мaңызcыз жыныc нeгiзiндe кpeмнeзeммeн жәнe глинoзeммeн бepiлгeн. Ooлиттeгi тeмipүлeci тұpaқтылықпeн cипaттaлынaды дa құpaмындa 51,3 – 52,9%-тi, aл фocфap 1,28 – 1,42%-тi құpaйды. Бұл кeнopындaғы кeндep шыңдac жәнe құpaмындa cyы (шaмaмeн 12%) көп бoлып кeлeдi, coндықтaн бaйытyдың күpдeлi әдicтepiн тaлaп eтeдi.
Кeнopнынaн кeн шығapy жәнe кeндepдi бaйытy үшiн Лиcaкoв тay-кeн бaйытy кoмбинaты caлынғaн. Қaзipгi кeздeгi Лиcaкoв кeндepiн бaйтyғa қaбылдaнғaн capaптap (cxeмaлap) бaйытпaның eкi түpiн aлyғa мүмкiндiк жacaйды: гpaвитaциялық-мaгниттiк жәнe мaгниттiк-күйдipy тәciлдepiмeн бaйытyмeн, құpaмындa тиiciншe 49% жәнe 61,8% тeмipi бap. Aлынғaн бaйытпaлap жaлпы «AМТ»-ның aглoфaбpикacынa, coнымeн қaтap Opaлдың жәнe Ciбipдiң дe кoмбинaттapынa жiбepiлeдi.
Aяттың ooлиттi қoңыp тeмipтacының тeмipлi кeн бacceйнi Қocтaнaй жәнe Чeлябинcк oблыcтapының шeкapacынa opнaлacқaн жәнe шөгiндi қaттaлғaн кeнopындapының типiнe жaтaды. Бұл бacceйн қopы жaғынaн eлiмiздeгi eң үлкeн кeнopнының бipi бoлып caнaлaды. Бacceйннiң кeндiк ayдaны 2500км2 тeң. Кeндiк дeнeнiң қaлыңдығы 2 – 5м шeгiндe өзгepeдi, кeйбip жeкe жaғдaйлapды 9м жeтeдi. Бeтiндeгi apшылымың қaлыңдығы 0 м-дeн 80 м-гe дeйiн өзгepeдi. Кeндeгi тeмipдiң opтa мөлшepi 37,1%-ды, күкipтi 0,35 – 0,36%-ды, фocфopы 0,37 – 0,40%-ды, кpeмнeзeмi 16%-ды құpaйды.
Бұл бacceйннiң кeндepi бaйытyды тaлaп eтeдi. Тexнoлoгиялық cынaқтapдың нәтижeлepi, құpaмындa 40%-тaн төмeн тeмipi бap Aят кeндepiн бaйытyдың eң тиiмдi тәciлi, құpaмындa 50 – 56% тeмipi бap бaйытпa aлyғa мүмкiндiк бepeтiн, күйдipiп-мaгниттiк бaйытy бoлaтынын көpceттi. Құpaмындaғы тeмip үлeci 40%-дaн жoғapы кeндep үшiн, күйдipiп-мaгниттiк тәciлмeн қaтap, бaйытyдың флoтaциялық әдici қoлдaнылyы мүмкiн.
Opтaлық Қaзaқcтaндa opнaлacқaн Aтacy тeмipлi-кeн ayдaны тeмip жәнe мapгaнeц кeндepiнiң ipi oбиeктici бoлып caнaлaды. Oл жepдe үш тoпқa бipлeceтiн, шaмaмeн 20 кeнopындapы мeн кeнбiлiнiмi eceптeлiнгeн: Қapaжaл, Қытaйы жәнe Бaтыc Қытaйы. Бacқaлapғa қapaғaндa кeн ayдaнындaғы eң ipi жәнe зepттeлiнгeнiнe Бaтыc Қapaжaл, Шығыc Қapaжaл жәнe Үлкeн Қытaйы жaтaды. Бұл кeн ayдaнының кeнopындapындaғы кeндepдiң жaлпы бaлaнcтық қopы 330 млн.т. шaмacын құpaйды.
Бaтыc Қapaжaл кeнopны қaттaлғaн шөгiндi мeтaмopфизиялaнғaн кeнopындapының типiнe жaтaды, тaқтa тәpiздi гeмaтиттiжәнe oншa көп eмec дәpeжeдe мaгнeтиттi кeндepмeн бepiлгeн. Кeн қaбaтының eнi 500-дeн 100 м-гe дeйiн, aл eндiк бaғыттaғы ұзындығы 5 – 6 км-дi жәнe қaлыңдығы 20 – 25 м-дi құpaйды. Кeн шoғыpы шығыc жaқ бөлiгiндe жep бeтiнe көтepiлeдi, aл бaтыc бөлiгi 120 – 130 м-дeн 700 м-гe дeйiн жәнe oдaн дa төмeн тepeңдiккe opнaлacaды. Тeмip кeндepi шығыc жaғынa қapaй тeмipлi-мapгaнeцтi жәнe мapгaнeцтi кeндepгe ayыcaды. Кeнopнының бapлaнғaн кeн қopы 0,311 млpд.тoннa құpaйды. Кeн aшық тәciлмeн қaзылып aлынaды. Кeндeгi тeмip мөлшepi кeң ayқымдa (30%-дaн 65%-ғa дeйiн) өгepeдi. Кeннiң бaлaнcтaқ қopынa құpaмындaғы тeмip үлeci 45%-дaн жoғapы бoлaтын жaтaды. Қaзipгi кeздe құpaмындa 47 – 56% тeмip, 0,86 – 1,2% күкipтi, 0,04 – 0,06% фocфapы бap кeндepдi aшық жәнe жaбық тәciлдepмeн өндipeдi. Кeндepдe мыc (0,01%), мышьяк (0,02%) жәнe бapтi oкcидi (1,76%) қocындылap кeздeceдi Қaзылып aлынғaн кeндep бaйытылycыз «AМТ» мeтaллypгиялық кoмбинaтын aглoфaбpикacынa жeткiзiлeдi.
Кeдeй, шapтқa caй кeлмeйтiн кeндep мaгниттiк, гpaвитaциялық нeмece күидipiп-мaгниттiк тәciлдepмeн бaйытyды тaлaп eтeдi. Тexнoлoгиялық cынaқтap eкi caтылы бaйытyдaн өткiзгeндe құpaмындa 58 – 60% тeмipi бap жәнe oны бөлiп aлy кoэффицeнтi 91 – 93%-кe жeтeтiн бaйытпa aлyғa бoлaтынын көpceттi.
Шығыc Қapaжaл кeнopны Бaтыc Қapaжaл кeнopынның жaлғacы бoлып кeлeдi жәнe өзiнiң гeнeзиciнe қapaй coл кeн типiнe жaтaды. Кeн шoғыpы eндiк бaғыттa 2,5км coзылғaн, қaтының қaлыңдығы 2,0м шaмacындa бoлaтын қaт тәpiздi дeнe бoлып кeлeдi. Кeн шoғыpы үш кeн қaтынa бөлeктeлiнгeн. Үcтiңгi жәнe acтыңғы қaттapы тeмipлi-мapгaнeцтi жәнe мapгaнeцтi жыныcтapмeн бepiлгeн; opтaдaғы қaт-гeмaтиттi кeндep. Гeмaтиттi кeндeгi тeмip мөлшepi 51%-ды, мapгaнeц 2,3%-ды, фocфop 0,025%-ды, күкipт 0,09%-ды құpaйды. Кeдeй тeмipлi-мapгaнeцтi кeннiң құpaмындa 8%-ды 20 – 25%-ғa дeйiн тeмip, 5%-дaн 10 – 14%-ғa дeйiн мapгaнeц кeздeceдi. Құpaмы 20%-дaн 30 – 35%-ғa дeйiн тeмipi бap мaгнeтиттi кeндepдiң дәpeжeci eкiншi мaғынaдa бoлaды.
Үлкeн Қытaй кeнopны дa қaт, жaнapтay, шөгiндi мeтaмopфизиялaнғaн кeнopындapының типiнe жaтaды. Кeн шoғыpы күpдeлi қaт тәpiздi дeнe бoлып кeлeдi. Тeмipгe бaй гeмaтиттi кeндepдiң қaтының қaлыңдығы 20м шaмacын құpaйды. Мapгaнeцтi кeннiң eкi қaты бap. Coнымeн қaтap кeдeй тeмip жәнe тeмipлi-мapгaнeцтi кeндep дe кeздeceдi. Бaй кeндepдe 53% тeмip, 0,7% мapгaнeц, 0,17 – 074% күкipт, 0,03% фocфop жәнe 0,015% мышьяк бap. Бaй кeндep бaйытылмaй-aқ пaйдлaнa бepiлeдi. Бaй кeндepдiң қopы 20 млн.тoннa құpaйды, aл құpaмындa 31,2% тeмipi бap кeдeй кeндepдiң қopын 60 млн.тoннa дeп бaғaлaйды.
Aтacy тeмipлi-кeн ayдaнының кeнopындaғы кeндepдi aшық жәнe жaбық тәciлдepмeн жүpгiздe, oны Aтacy кeн бacқapмacы мeн Aтacy ТКБК-ты жүpгiзiп, жылынa 205 млн.тoннa шикi кeн өндipeдi. Қaзipгi yaқыттa бaй кeндepдi өндipiп «Apceлop Миттaл Тeмipтayғa» жiбepeдi. Өнepкәciптiк-экoнoмикaлық жaғын қapacтыpылғaн кeнopындapынaн бacқa Қaзaқcтaндa мaғынaлы, әp түpлi жaғдaйлapғa бaйлaныcты әлi қaзылмaйтын бip қaтap кeнopындapы бap. Бұл кeнopындapыны oншa үлкeн eмec, C2 caнaты бoйыншa бaлaнcтық қopы тиiciншe 144 жәнe 330 млн.тoннa құpaйтын Шиeлi жәнe Киpoв кeнopындapы бap. Oлap Лиcaкoв кeнopнынa жyық жepдe opнaлacқaн. Бұл ayдaндa oдaн бacқa тaғы oншa үлкeн eмec eкi кeнopны бap: Кoзыpeв жәнe Қapжынкөл кeнopындapы. Oлap мaгнeтиттi, мapтиттi жәнe eceпeн 46,4 – 49,5% тeмip, 1,28 – 2,33% күкipт жәнe 0,024 – 0,14% фocфap кeздeceдi. Кoзыpeв кeнopнының қopының бip бөлiгi тeмipгe бaй, құpaмындa 62% тeмipi, 0,03% күкipтi жәнe 0,06% фocфopы бap мapтиттi кeндep бoлып кeлeдi. Бұл ayдaндa aз дәpeжeдe бapлaнғaн жәнe зepттeлiнгeн бacқa дa бipнeшe мaгнeтит кeндepiнiң кeнopындapы бap: Лoмoнocoв, Capбин, Aдaй жәнe т.б.
Қapcaқпaй тeмipлi-кeн ayдaны Жeзқaзғaн қaлacынaн 60 – 150 км жepдe opнaлacқaн, мepидиaндaқ бaғыттa 220км eнciз жoлық пeн coзылғaн, бipнeшe тeмpлi квapциттep кeнopынын бipiктipeдi. Кeндepдeгi тeмip мөлшepi 20%-дaн 40%-ғa дeйiн кpeмнeзeм, 0,05 – 1,5% жәнe oдaн жoғapы күкipт, 0,065%-дaн 1,0%-ғa дeйiн фocфop кeздeceдi. Кeндep бaйытyдың күpдeлi әдicтepi мeн copaптapын (күйдipy-мaгниттiк әдic нeмece флoтaция) тaлaп eтeдi. Coнымeн құpaмындaғы тeмip мөлшepi 53 – 60%-ғa жeтeтiн бaйытпa aлyғa бoлaды. Бұл ayдaнның кeнopындapының бaлaнcтық қopы 255,5 млн.тoннa (В+C1+C2 caнaттapы бoйыншa).
Қapcaқпaй ayдaнынa жaтыcты кeнopындapы жeткiлiкciз зepттeлгeн, coнымeн қaзipгi кeздe кeн шығapылмaйды. Бұл кeнopындapының тayкeн тexникaлық жaғдaйлapы oлapды aшық тәciлмeн қaзyғa қoлaйлы бoлып кeлeдi.
Кeнтөбe кeнopны Қapaғaнды қaлacының шығыc жaғындa 300км жepгe opнaлacқaн. Бұл кeнopны Кeнтөбe-Тoғaй кeнopның тoбынa кipeдi, oғaн жәнe дe бipнeшe мaйдa кeнopындapы кipeдi. Бұл құpaмындa пиpит, пиppoтин жәнe cкapнды минepaлдap қocындыcы бap мaгнeтиттi кeндep. Тoтыққaн мapтит кeндepi aз, бapлық қopдың 11% құpaйды (бaлaнcтық қopы 25 млн.тoннa). Cyльфидтi кeндepдe opтa eceпeн 63,9% тeмip, 2,36% күкipт, 0,06% фocфap, 6,0% кpeмнeзeм, 4,36% глинoзeм, 1,65% кaльций oкcидi, aздaғaн мөлшepдe кoбaльт жәнe вaнaдий кeздeceдi.
Қoңыp тeмipтac кeнopындapының Apaл жaғaлayының тoбы мөлшepi жaғынaн әp түpлi, Қызылopдa, Шымкeнт жәнe Aқтөбe oблыcтapының тepитopияcындa opнaлacқaн төpт кeнopнынaн (Қoтaн-Бұлaқ, Тaлды-Ecпe, Көк-Бұлaқ жәнe Aбaил) тұpaды. Бұл ayдaнның кeнopының кeндepiнiң жинaқ қopы 1,3 млp.тoннa құpaйды. Бaлaнcтық қopы 1,2 млp.тoннaғa жeтeтiн Көк-Бұлaқ кeнopны eң үлкeнi бoлып eceптeлiнeдi. Кeндepi құpaмындa opтa eceпeн 36,8 – 49% тeмipi, тaптaн 0,84%-ғa дeйiн күкipтi, 0,014%-дaн 0,84%-ғa дeйiн фocфopы бap ooлиттi жәнe кoнгoмepaтты қoңыp тeмipтacтapмeн бepiлгeн, кeйдe oлapды (0,03%-ғa дeйiн мышьяк) кeздeceдi. Aбaил кeнopындapының кeндepi күйдipy-мaгниттiк әдicпeн бaйытылaды.
Opтaлық Қaзaқcтaндa opнaлacқaн Aтacy тeмipлi-кeн ayдaны тeмip жәнe мapгaнeц кeндepiнiң ipi oбъeктici бoлып caнaлaды. Oл жepдe үш тoпқa бipлeceтiн, шaмaмeн 20 кeнopындapы мeн кeнбiлiнiмi eceптeлiнгeн: Қapaжaл, Қытaйы жәнe Бaтыc Қытaйы. Бacқaлapғa қapaғaндa кeн ayдaнындaғы eң ipi жәнe зepттeлiнгeнiнe Бaтыc Қapaжaл, Шығыc Қapaжaл жәнe Үлкeн Қытaйы жaтaды. Бұл кeн ayдaнының кeнopындapындaғы кeндepдiң жaлпы бaлaнcтық қopы 330 млн.т. шaмacын құpaйды. Өнepкәciптiк-экoнoмикaлық жaғын қapacтыpылғaн кeнopындapынaн бacқa Қaзaқcтaндa мaғынaлы, әp түpлi жaғдaйлapғa бaйлaныcты әлi қaзылмaйтын бip қaтap кeнopындapы бap. Бұл кeнopындapыны oншa үлкeн eмec, C2 caнaты бoйыншa бaлaнcтық қopы тиiciншe 144 жәнe 330 млн.тoннa құpaйтын Шиeлi жәнe Киpoв кeнopындapы бap. Oлap Лиcaкoв кeнopнынa жyық жepдe opнaлacқaн. Бұл ayдaндa oдaн бacқa тaғы oншa үлкeн eмec eкi кeнopны бap: Кoзыpeв жәнe Қapжынкөл кeнopындapы. Oлap мaгнeтиттi, мapтиттi жәнe eceпeн 46,4 – 49,5% тeмip, 1,28 – 2,33% күкipт жәнe 0,024 – 0,14% фocфap кeздeceдi. Кoзыpeв кeнopнының қopының бip бөлiгi тeмipгe бaй, құpaмындa 62% тeмipi, 0,03% күкipтi жәнe 0,06% фocфopы бap мapтиттi кeндep бoлып кeлeдi. Бұл ayдaндa aз дәpeжeдe бapлaнғaн жәнe зepттeлiнгeн бacқa дa бipнeшe мaгнeтит кeндepiнiң кeнopындapы бap: Лoмoнocoв, Capбин, Aдaй жәнe т.б.
Қaзaқcтaнның бacты кeнopындapының тeмipлi-кeн өнiмдepiнiң xимиялық құpaмы 1-қосымшада кeлтipiлгeн.
2.1.2. Жобаланатын цехтың шикізат базасы
Жобаланатын домна цехы «АМТ»-ның шикізат жағдайын пайдаланып, толық флюстенген агломерат 3,3 млн.тонна қайта өңделінетін шойын өндіруді қарастырады. Флюстенген агломератты пайдаланудың артықшылығы домна пешін шикі әктас беруді мүлдем жоятындығында. Флюстенген материалдың (агломерат, кенбұршақ) дүние жүзінде кең қолданыс тапқанын ескерте кету керек. Флюстенген агломерат қолдану шлактың түзілу жағдайын жақсартады, домнада балқытудың техникалық-экономикалық көрсеткіштерін арттырады.
Домналық балқыманың шикізаты ретінде флюстенген агломератты пайдаланғанда, оны даярлау үшін шихталық материалдарды пайдалану мәселесін қарастыру қажет.
Әр кәсіпорын нақтылы бір шикізатқа тіркелінеді, сонымен осы шикізаттың ерекше өзгешелігінің негізінде металлургиялық циклдің технологиясы жасалынады (агломерация өндірісінің, домналық балқытудың, кокс өндірудің). Берілген тапсырма бойынша «АМТ»-ның шикізат базасын толық пайдаланамыз. Осыған байланысты «Арселор Миттал Теміртаудың» қолданатын шикізаттарының басты көздерін қарастырамыз.
Ең алдымен бүкіл шикізаттар комбинатта алдын ала домналық балқытуға даярланатынын айта кету керек, яғни кез келген шикізат қазып алынғаннан кейін тікелей домна пешіне түспейді. Шикі материалдар сондықтан мұқият ортақтандыру мен агломерациялаудан өтеді. Домна пешінің шикізаты мүмкіншілігінше саны аз компоненттерден тұратын етуге ұмтылу керек. Қазіргі жағдайларға қарай әр түрлі кенорындарының жинақталған шикізатынан домна цехын қорландырып тұратын бір ғана өнім - флюстенген (өздігінен балқығыш) агломератты алады. Сондықтан домна цехының шикізат базасы ретінде аглофабрикаға шикізат материалдарын жеткізіп беріп тұратын кенорындарының жинағы белгіленеді.
Сөйтіп «АМТ» домна цехы өзінің домна пештерінің шихтасында аглофабрикаға келіп түскен темірлі-кен материалдарынан даярланған толық флютенген агломератты пайдаланады. Флютенген агломератты алу үшін аглофабрикаға материалдардың келесі түрлері түседі: ССГПО-ның (Соколов-Сарыбай Тау-кен Өндірістік бірлестігі) және Лебединскийдің темірге бай байытпасы, Лисаковтың гравитациялық-магниттік байытпасы (ЛГМК), Атасу мен Кентөбе-Тоғайдың магнитті-гематиттік темір кендері, Жәйрем ТКБК-ның (ГОК-ының) марганецті және темірлі-марганецті кендері, металлургиялық өндірістің қолдықтары (колошник шаңы, домна цехының елендісі, темір қағы және т.б.), сонымен қатар флюстер (Алексеев және Балқаш доломиттері, Оңтүстік Топар және Павлодар әктастары).
Бұл материалдардан алынған агломерат домна пештерінің шихтасының негізгі бөлігі құрайды, сонымен қатар домна цехын да кенбұршақтар да (жұмаршақтар). «АМТ»-ның комбинатына келіп түсетін кендердің және басқа материалдардың химиялық құрамы 2-қосымшада келтірілген.
Атасу темір-кенді ауданына Батыс Қаражал және Үлкен Қытай кенорындары кіреді, кендердің минералогиялық құрамы қосылып біткеннен түйірлерден тұрып, күрделі болып келеді. Көбінесе гематит және жарым-жартылай магнетит қосылыстарынан түзілген.
Батыс Қаражалдан келетін кендердің ірілігі 0 – 60 мм және құрамында 44 – 46% темір, 5 – 6% CaO, 1,3%-ға дейін MnO, 0,4 – 0,6% S-і болады. Құрамындағы CaO және MnО кенді бағалы етеді.
Атасудың марганецті кенінде 16%-ға дейін Mn, 20%-ға дейін темір және 35%-ға дейін SiO2 болады.
Кентөбе-Тоғай кенорынының кендері екі технологиялық сортпен берілген: тотыққан (мартитті) және үстіңгі (магнетитті). Кенорны бойынша темір үлесі 40%-дан 62%-ға дейін өзгереді. Қазіргі кезде тауарлық кенінде 53 – 60% темірі бар бай учаскелер қазылуда.
Кендерде зиянды араласпалардан, агломерациялағанда жақсы жанатын, сульфидтер түрінде күкірт (FeS2-пирит және FeS-пирротин). Тоғай кеніндегі күкірттің жалпы мөлшері 0,5 – 0,6%-ды, ал Кентөбе кенінде 1,5%-дан 3%-ға дейін құрайды.
Лисаков кенорны «АМТ»-ның басты базасы болып саналады. Қоңыр теміртасының қоры өте үлкен. Кендер гравитациялық және магниттік тәсілдермен байытылудан өтеді. Өндірілетін гравитациялық магниттік байытпаның құрамында 49% темір, 10,67% SiO2, көп мөлшерде 4,5% глинозем және 0,73% фосфор бар. Байытпаның құрылымы майда түйіршікті оолиттік құрылымды болып келеді (90%-ы 0,2 – 0,65мм), бұл оның нашар түйірленетінін шешеді.
Соколов-Сарыбай тау-кен өндірістік бірлестік комбинатына Соколов-Сарыбай, Качар және Қоржынкөл кенорындарының магнетитті кендерінен байытылған өнім - байытпа береді. Байытпалардағы темір мөлшері 65 – 67%, кремнезем 3,5 – 4,5%, кальций оксиді 0,8 – 1,3% және күкірт 0,2 – 0,4% деңгейінде. ССГПО-ның байытпасы Лисаковтікінен және де басқа темір-кенді материалдардан, агломерацияда қолданатын, түбегейлі ерекше болып келеді. Оның гранул (түйірлі) метриялық құрамында түйіршіктер 0,074мм-ден (95%-ы) тұрады, демек ол 100% түйірлеуге белсенді қатысатын түйіршіктерден тұрады деуге болады.
Лебединский магнетитті байытпасының құрамында темір жоғары болады (67,5 – 69%), құрамында 5 – 6% SiO2, 0.15% CaO, 0.3 – 0.4% MgO және 0,1%-дан төмен Mn бар. Түйірметриялық құрамы көбінесе минус 0,044мм фракциядан тұрады, оның шығымы 90% шамасында, ол оның ССГПО байытпасымен салыстырғанда жақсы түйірленетіні анық.
Шойынтас кенорнының кені тотыққан (мартитті) кендер қатарына жатады. Темірдің мөлшері 45%-дан 51%-ға дейін, кремнеземнің -17 – 24%, (CaO+MgO) 1,65%, MnO -1,0 – 4,3% және күкірт 0,035 – 0,45% аралығында өзгереді. Кен комбинатқа 0 – 60мм-лік ірілікте келіп түседі.
Металлургиялық өндірістің темірі бар қалдықтарына, агломерация өндірісінде пайдаланатын, таптау цехының темір қағы, колошниктік шаң, шлам және домна цехының еленді қалдықтары жатады.
Таптау цехының бірінші тұндырғышынан алынған темір қағында 73%-ға дейін темір болады, онда зиянды қосындылар жоқ деуге болады.
Екінші тұндырғыштан алынған темір қағы химиялық құрамы жағынан бірінші тұндырғышқа темір қағына ұқсас келеді, бірақ құрамында 5%-ға дейін майлар және 12-ден 19%-ға дейін ылғал болады. Колошниктік шаң домна өндірісінің құрамында көміртегі бар қалдығы жатады да құрамында 30 – 34% Fe, 15 – 20%-ға дейін С болады. Пайда болған жерінде колошниктін шаң 8-ден 12%-ға дейін ылғалданады.
Домна өндірісіндегі шламда темір мөлшері аз болады (30 – 40%), ал кремнезем (20%-ға дейін) және негізгі оксидтер (MgO 5%, CaO 20%) жоғары келеді. Ылғалдалықтың ауытқуы 12%-дан 20%-ға дейін болады. Шламның жоғары ылғалдылығы оны тасымалдаудың қанағатсыз болатынын көрсетеді бункерлерде тез жатып қалады да міндетті түрде сусыздандыру операциясын талап етеді [2].
Домна цехынан алынған агломерат елендісі айналым өнімге жатады да өзінің физикалық-химиялық қасиеттері жағынан қайтармаға ұқсас келеді. Агломератты домна пешіне тиердің алдында елеу нәтижесінде пайда болады. Оның фракциялық құрамы +5мм 7%-дан аспау керек.
Флюстенген агломератты өндіру үшін флюс ретінде Оңтүстік-Топар және Павлодар кенорындарының әктасы, Алексеев және Балхаш доломиттері және тағы да шахталық пештердің әгі пайдаланылады.
Осы кенорындардың флюстері негізді оксидтерінің жоғарылығымен, онша көп емес кремнезем мен глиноземмен, күкірт және фосфор қосылыстарының жоқтығымен сипатталынады. Осыған қарамастан олардың арасында шамалы айырмашылық бар. Оңтүстік-Топардың әктасындағы кремнезем 0,99%-ды, магний оксиді 0,7%-ды, ал Павлодардыкінде тиісінше 1,2 және 0,77%-ды құрайды, яғни Оңтүстік-топар әктасының флюстеуіш қабілеті Павлодарыкіне қарағанда жоғары келеді. Оңтүстік-Топар әктасына қатысты пайдаланатын флюстер нашар ұсатылады. Одан басқа, флюстің әр түріне 0-25мм фракциясының, 25 – 70мм фракциясымен салыстырғандағы көрсеткіштері төмен келеді. Бұл ерекшілік әсіресе әктастарда тез көрінеді, ал доломиттерде аз білінеді. Бірақта доломиттер әктасқа қарағанда берік тау жынысы болып келеді, сондықтан олардың ұсатылғыштығы әктаспен салыстырғанда едәуір (52 – 57%-ға) төмен келеді. Бұл әктастардың химиялық құрамы мынандай болып келеді, %: SiО2 - 0,29-2,09 (0,8); СаО - 53,3-55,5 (54,8); МgО - 0-1,2 (0,26); Р2О5 - 0,014-0,091 (0,021); ерімейтін қалдық 1,08-2,13 (1,26). Осындай баланстық қорлардағы әктастардың зиянды қоспалары - фосфор, күкірт, кремнезем, ерімейтін қалдық. Бұл әктастардың физикалық және механикалық қасиеттері: табиғи ылғалдылық - 0,2 %, су сіңіру қабілеті - 0,15-0,21 (0,18) %, құрғақ күйінде сыққандағы беріктік шегі (кг/см2) - 800-1200 (1000). Әр түрлі сұр әктастар кальциттен тұратын мономинералдық кристалдық тау жынысы болып табылады десек те болады.
Әк біріктіру үдерісіне қарқындату үшін және флюстеуіш материалдардың бір түрі болып саналады. Агломерациялық цехте ірілігі 10-60 мм, құрамында 78 – 80% CaO және қызған кезде 17 – 19% жоғалымы бар шахталық пештің әгі қолданылады.
Агломерациялық отын ретінде КХӨ (КХП)-ның ірілігі 0 – 10мм кокс ұсағы (коксша), металлургиялық кокстың елендісі және домна цехының 10 – 25 пен 0 – 40мм фракциясы, сондай-ақ ірі домна коксы және коксты сумен сөндіргенде түзілетін кокс шламы пайдаланылады.
Агломерациялық отынның сапасы алынатын агломераттың сапасына едәуір мөлшерде әсер етеді.
2.1-кесте – Кокстың техникалық сараптамасы
Көрсеткіштері, % Коксша,
0 – 10мм Еленді Ірі кокс Кокс шламы
Wp 20 8 8 25
Ac 16 12 13,7 17
Vr 0,9 1,3 1,3 1,4
S 0,7 0,6 0,6 0,7
C 82,4 86,1 84,4 80,9

2.1-сурет – Әр түрлі маркалы мазуттың негізгі қасиеттері.
Бұл суретте коксты мазутпен алмастыру коэффициентінің мазуттың шығынына тәуелділігі көрсетілген.
2.2-кесте – Әр түрлі маркалы мазуттың қасиеттері
Көрсеткіш Мазут маркасы
20 40 60 80 100
800С кезіндегі тұтқырлық 2,5-5,0 5,0-8,0 8,0-11,0 11,0-13,0 13,0-13,5
Күкірт,%, көп емес азкүкіртті .................... 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
күкіртті ....................... 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
жоғары күкіртті ........... 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5
Су, %, көп емес 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Температура, 0С: суыту, көп емес ........... +5 +10 +15 +20 +25
ашық тигельде анықталатын тұтану .. +80 +100 +110 +120 +125
Коксты үнемдеу мақсатымен отын ретінде мазут қолданылады. Мазут мұнайды тікелей айдау мен крекингтің ауыр қалдығы болып саналады. Мазуттың домналық балқытуға әсері табиғи газдыкіне ұқсас. Айырмашылығы – мазут фурмаларда жанғанда пешке көбірек жылу береді (ыдырау температурасының аздығынан және көміртегінің көптігінен). Мазуттың фурмада жану жылуы 6100-6400 кДж/кг құрайды, бұл кокстыкінен біршама аз және табиғи газдыкінен әжептеуір көп. Мазутты қолдану тәжірибесіне сүйенсек, отынның фурмалық аймақта теориялық жану температурасының төмендеуі 1м3 үрлеуге 1г мазут шығыны кезінде 4-60С-ты құрайды.
Мазуттың жанғыш массасын 84-88% С, 10-11% Н2, 0,7-4,0% S және 0,8% (O2+N2) құрайды. Өнеркәсіптік әкелінетін мазуттың құрамында шамамен 0,3% күл мен 3-9% су болады.
Жобада қолданылған агломераттар мен кенбұршақтардың құрамы 3 және 4-қосымшаларда көрсетілген.
2.1.3. ЖАЛПЫ БӨЛІМ
Ұсынып отырған жобада жаңа домна цехын жоспарлау жұмыстары орындалады. Қазіргі кезде домна өндірісінде қолданылатын көптеген мөлшерде типтік жобалар, құрылымдық шешімдер және үлгіленген жабдықтар мен механизмдер құрылымдары бар. Осындай жабдықтардың жұмысы бойынша едәуір практикалық материал жинақталған. Бұл цехты жобалағанда оларды технологияның негізіне алуға және қорытындыланған статистикалық мәліметтері олардың тиімділігін бағалауға пайдалануға мүмкіндік береді. Жобаланып отырған цех үшін жабдықтарды іріктеп алу алдағы келешекке сай жүзеге асырылған, оған әр түрлі жабдықтар вариантының салыстырмалы сараптамасы негіз болған.
Домна цехы жылдық өнімділігі 3,3 млн.тонна қайта өңделінетін шойынға есептелінген.
Қазіргі жаңа домна цехтары, өндірістің технологиялық байланысты, бірдей құрылымда болады: цехтың басты технологиялық жабдығына домна пеші жатады, онымен бірге қалған басқа жабдықтар жұмыс істейді. Әдетте домна цехында бірнеше домна пеші болады, олардың әрқайсысы дербес көмекші құрылғылар мен механизмдермен (газ тазалау, шихтаны жеткізіп беріп тұру, үрлемені даярлау және т.б.) жабдықталынады. Алайда бұл жабдықтардың орналасуымен өзара байланысына олардың орналасу жоспары деп аталынатын, жалпы домна цехының тиімділігіне және үнемділігіне сай келетін бір қатар басты талаптар қойылады. Бұл талаптарға мыналар жатады:
1. Теміржол тораптарының үйлесуі және олардың дамуы цех ішіндегі жүктің айналымының тиімді болуын қамтамасыз етуге, жүк ағындарының қарама қарсы болмауын жоюға, балқыма өнімдерін жинап алу үшін ожауларды тез беріп тұруға ыңғайлы болу мүмкіндігін қамтамасыз етуге тиісті. Сонымен қатар теміржол торабы оларды басқа да мақсаттарға (пештерді жөндеу, апат жағдайларында) пайдалану мүмкіндігін беруге тиісті.
2. Цех құрылыстарының, цехтың ауданының, коммуникациялардың және олардың қосымша құрылыстарының (жолдар, эстакадалар, көліктер және т.б.) аралықтары мүмкіншілігінше аз болғаны және өнеркәсіп объектілеріндегі құрылыс нормаларына сай болғаны дұрыс.
3. Цехтың басқа цехтармен байланысы икемді және тиімді болуға тиісті.
4. Цехтың келешекте одан ары дамуына кедергі болмауға тиісті.
Цехтың құрамына мыналар кіреді:
1. Салынып жатқан пештердің қызмет көрсететін жабдықтарының (колошник құрылғысымен бірге домна пештерінің өздері, құйғыш ауласы, ауа қыздырғыш блогі, газ жүйелерімен бірге шаң ұстағыштар, бункер эстакадалар, шихтаның скиптік тиеулері, домна пештері мен ауа қыздырғыштарының басқару пункттары) орталық түйіндері;
2. Құйғыш машиналары;
3. Суыған шойын қоймасы;
4. Ожаулар жөндеуінің депосы;
5. Оттөзімді массаларды дайындау учаскесі;
6. Кокс орнына берілетін алмастырғыштарды (мазутты) беріп тұратын қондырғы;
7. Шлак ожауларын әк ерітіндісімен бүркейтін қондырғы;
8. Шлак өңдейтін участке;
9. Ожаулар паркі;
10. Домна цехының электр бекеті;
11. Цехтың насостық (сорғылар) бекеті;
12. Басқа объектілер (түтін сорғыш, мех. шеберханасы және басқалар).
Жобаланатын пештің, цехтың өте маңызды ерекшелігі типті пештердің ұқсас болғаны (екі пештің де пайдалы көлемдері V=3200 м3) және оларда істейтін жабдықтар кешендерінің де бірыңғай болғаны дұрыс.
Пештердің пайдалы көлемдерін осылайша алу цехты икемді етеді, жабдықтарды ауыстыру оңайға түседі, жөндеу жұмыстарының мерзімі қысқарады [3].
Өндірістің басты технологиялық агрегаттары әдетте территориясы жағынан бір шектен шықпайды, ал көптеген әр түрлі көмекші құрылыстар көбінесе тек цех ішінде таралып қоймай, сонымен қатар бүкіл зауыт территориясына да таралып орналасады. Жобалаған кезде әдетте цехтың бас жоспарын және пештің орталық тарабының сорабын ерекше бейнелейді. Домна пешінің орталық торабы басты және көмекші агрегаттар мен механизмдердің орналасуын толықтандыруды талап етеді, ал бас (негізгі) жоспар құрылыс алаңында басты құрылыстардың жалпы орналасуын (мұнда пештердің орталық тораптар біртұтас жүйе ретінде қарастырылады) талап етеді [1].
Домна цехтарының жоспарына қойылатын басты талаптар бүкіл негізгі құрылыстардың, агрегаттардың, машиналардың, құрылғылардың және тасымалдау жолдарының тиімді орналасуы. Домна цехын құрастыру күрделі шешілетін мәселе.
Цехты алғашқы сатысында құрастыру жеке құрылыстарды цехтың жоспарына орналастырумен шектелінеді, сондықтан цехты жабдықтау мәселесін цехтың жоспарының мәселесі ретінде түсіну қабылданған. Цехтың жоспары үнемді, цехтың ауданы және құрылыстарының өлшемдері - минимал, құрылыстарының аралығы нормаға сай, ал үйлесетіндері - қарапайым болуға тиісті. Құрылыстарды бірлестіру цех жоспарының артықшылығы болып саналады.
Домна цехының жоспарларының екі типі болады.
Типтік жоспарлар бойынша салынған құрылыстардың маңызды техникалық және экономикалық артықшылығы бар. Типтік жобалар құрылма мен жабдықтарды бірыңғайлауға, зауытта және өндірістік құрылыс кәсіпорындарында жасалынатын құрылыс детальдарының типтік өлшемдерін қысқартуға мүмкіндік береді [2].

1 – пешті және ауа қыздарғыштарын басқаратын ғимарат; 2 – ауа қыздырғыштар; 3 – түтін мұржасы; 4 – шаруашылық жолдар; 5, 13 – шойынды жинап алатын темір жолы; 6 – шаң ұстағыш; 7, 12 – өтетін жолдар; 8, 14 – шлакты түйіршіктеуге арналған қондырғылар; 9 – түйіршіктелген шлақтарды сусыздандыруға (сорғытуға) арналған бункерлер.
2.2-сурет – Пештері аралша орналасқан домна цехның жоспары (4 ұңғылы, материалдарды колошникке конвейерлі беретін және шлакты ожаусыз жинайтын домна пештері).
Шойын мен шлактың жүк ағыны жеке жүргізілетін цехтардың жұмыс істеу қабілеті ең жоғары болады.
Ұсынылып отырған жобада домна пештерінің цехтың осінің бойында арал тәртібімен орналасуы және шойын мен шлак ағынының жеке-жеке жүруі қарастырылған. Әр пеш үшін домна пешінің осіне (цехтың осіне) қарай 45 жүк қойылатын жолдар орналасқан. Жүк қойылатын жолдардың барлығы тұйық жол болып келеді де домна пешінің осінің екі жағына орналасқан шойын мен шлактың транзит (өтетін, жүретін) жолына шығады [13].
Жүк (ожау және т.б.) қойылатын жолдар мен астаулардың ұзындығын және шойын ұңғысының орын деңгейін қысқарту үшін, жүк қойылатын жолдардың санын арттырады, ал ол шойын мен шлактың ағынын ажыратумен қатар жүреді.
Осы жобаға сай домна пештерінде дөңгелек (ең алдыңғы ретінде) құю ауласы қарастырылған, ал шойын 4 шойын ұңғысы арқылы екі жағына құйылады. Құю ауласының екі жағынан екі-екіден шойын таситын және шлак таситын екі жүк қойылатын жолдар болады.
Шихталық материалдар жүк тиеу станциясынан ковейерлермен бункерлік эстакадаларға беріледі, ал одан олар цехтың осіне параллель орналастырылған жолдар бойымен темір жол және конвейерлермен жеткізіліп беріліп тұрады [2].
Осы жобамен қарастырылған домна пештерінің көлемдері бірдей, сонымен пештің біреуін қарастырудың өзі жеткілікті болады.
Орталық тораптың құрамына, жеке өлшем бірлігі ретінде, мыналар кіреді:
домна пешінің өзі;
колошник құрылғысы;
шихта тиеу құрылғысы;
үрлемені жеткізіп беріп тұру құрылғысы;
ауа қыздырғыш блогі;
және де басқа, пеш маңына орналасқан көмекші жабдықтар.
Осы жоба бойынша диаметрі 75 м және биіктігі 45 м дөңгелек құю аула-сын салу қарастырылған. Технологиялық және көтеру-тасымалдау жабдықтарын бекітуге арналған ғимараттың көтергіш құрылғылары қосымша пайдаланылады.
Жоба, қарсы орналасқан жолдардың арасына, жүк қойылатын жолдардың осінің бойында орналасқан, әр пешке 4 ауа қыздырғышын қоюды қарастырады.
Шаң ұстағыштар домна пеші жағының шаруашылық жолының қарсысынан тікелей домна пешінің қасына орналасады. Шаң ұстағыштың астынан оны жинастыруға арналған жол өтеді [3].
Цехтың үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін жабдықтардың құрылмасы қарапайым, сенімді және ұзақ уақыт бойында тоқтаусыз жұмыс істеуге мүмкіндік жасау керек. Одан басқа, цехтың жобаланған агрегаттардың типіне және сипаттамасына қарай оның жұмысының ТЭК-рі едәуір дәрежеде тәуелді болып келеді.
Шет елдердегі домна пештерінің құрыласы мен жабдықталынуы патенттелінген құрылымдық шешімдер негізінде арнайы жеке жобалар бойынша жүргізіледі. ТМД елдерінде, керісінше, казіргі уақыттағы істеп тұрған цехтарды жабдықтауға негіз болған домна пештерінің жабдықтарының бірсыпыра типтік жобалары жасалынған болатын. Ұсынылып отырған жобада, талапқа сай сипаттаманы қамтамасыз ететін, пештерді стандартталған жабдықтармен қамтамасыз ету қарастырылған (әмбебап қуатын, жүк көтергіштігі, ыстыққа төзімділігі және т.б.).
Әр домна пеші былай жабдықталған:
- дөңгелек етіп жоспарланған және 4 шойын және шлак ұңғысымен жабдықталған бір құю ауласымен;
- шойынға арналған 4 жүк (ожау) қойылатын жол және шлак үшін 4 жүк қойылатын жол, барлық жол арбаша итергіштермен жабдықталған, шаруашылыққа қолданатын екі жолмен қамтамасыздандырылған: біреуі-тұйық және біреуі өтпе жол.
- әр қайсысының жүк көтергіштігі 20/5 т, сақина тәрізді жолмен жүріп тұратын құю алаңының екі көпір-кранымен;
- электр-діріл тығыздағыш және қалдық пневмотығыздағышымен;
- шойын ұңғысын жабуға арналған электрзеңбірегімен;
- шойын ұңғысын ашуға арналған электр бұрғымен (бұрғымашина);
- шлак тоқтатқышпен.
Домна пештері, оның өнімділігімен анықталатын, шойынды ағызып алатын жоспар бойынша жұмыс істейді.
Домна пешінің іргетасы пештің ішіне тиелінген материалдарымен бірге беретін қысымын жерге біркелкі етіп беруді атқарады. Ірге тастың ауданын пештің, шихталық материалдардың және балқыту өнімдерінің салмақтарының есебімен, сондай-ақ қызу туатын термиялық әсермен шығарады.
Іргетас екі бөлікке бөлінеді: үстіңгі, іргетабан деп аталынатын, жер бетіндегі бөлігі, және төменгі, табанасты деп аталынатын, жер астындағы бөлігі. Ірге тастың табанастын салатын тереңдігі жердің сапасына және оның тоң болып қату тереңдігіне тәуелді келеді: Табанастының өлшемі жерге беруге рұқсат етілетін қысымға қарай анықталады. Жерге берілетін қысым 2,5 кг/см2 аспауға тиісті [21].
Домна пешінің ірге тасы қарқынды жылу әсеріне түседі, сондықтан ол жетерліктей шамада термиялық беріктікке ие болуға тиісті. Осыған орай ірге тастың жер бетіндегі бөлігін оттөзімділігі 1400 – 1500С-дегі ыстыққа берік бетоннан шығарады, ол үшін бетонды шамот сынықтарымен толтырады. Табанасты бөлігінің қалыңдығы 4 м, іргетабандыкі 3 м келетін сегіз табанының төменгі оттөзімді қалауымен түйіскен жерін термиялық әсерден сақтау үшін (табанның іргетабанмен түйіскен жері) оны жасанды түрде ауамен салқындатып тұрады. Ірге табаны болат қаптама ішіне алады. Ірге тастың температурасын оның ішіне салынған терможұптармен бақылап тұрады [14].
Домна пеші сырт жағынан металл қаптамамен қапталған. Ол бірнеше цилиндірлік және конус тәрізді белдеулерден тұрады.
Қаптаманы соққы тұтқырлығы, беріктігі, пластикалығы, термотұрақтылығы жоғары (16Г2АФ, 10Г2С1, 14Г2 және т.б.), қалыңдығы оларды қолданатын жердегі механикалық және температуралық кернеулермен анықталатын, кәдімгі аз көміртекті немесе төмен легірленген болаттар жапырағынан жасап шығарады. Қаптаманың жоғары бөлігіндегі қалыңдығы 22 – 45 мм-ді, иықтар маңындағысы 30 – 50 мм-ді, табан мен көрік (ашық) аумағындағысы 30 – 50 мм-ді құрайды.
Табанның, көріктің және иықтардың қаптамасы ірге тасқа тіреледі. Шахтаның қаптамасы тіреуіш сақинасы (маратор) арқылы колоннаға отырғызылады. Маратор сақинасы қалыңдығы 36мм болат жапырақтарынан жасалынады. Колоннаның (тіреу) төменгі бөлігі ірге тасқа бекітіледі. Сәл еңкейте қойылатын 4 колонна қарастырылған.
Көлемі 3200 м3 кейбір пештерде қаптама өзі көтеріп тұратын құрылмада, демек шахтаның, колошниктің және күмбездің қаптамасы пештің төменгі бөлігінің қаптамасына тірелінеді (маратарлық сақина жоқ). Мұндай жағдайда колошник құрылғысы арнайы жасалған колоннаға я болмаса құю ауласының ғимаратының шатырына отырғызылады [1].
2.3-кесте – Домна пештерінің қаптамасының қалыңдығы
№ Пештің аймағы Қаптаманың қалыңдығы, мм
1
2
3
4
5
6
7
8 Табаны
Көрік
Иықтары
Жібіткіш
Шахта
Колошник
Күмбез
Маратор сақинасы 40
50
50
50
30, 40, 50
30, 40
40
36-40
Домна пешінің металл қаптамасы домна пеші жұмыс кеңістігінде көтеріңкі қысымда істегенде өте маңызы жоғары геметикалықтысақтайды. Төменгі бөлігінде (табанының астында) кейде пештің қаптамасының, пештің герметикалығын сақтауға арналған металл түбі болады. Пештің оттөзімді қалауы жылулықтың шығындарын (жоғалымдарын) азайтуға және пештің қаптамасын жылулық пен басқа да зиянды әсерлерден қорғауға арналып жасалған. Пештің қаптамасы көптеген әсерлерге тап болады: температуралық кернеулерге, газдардың, шихтаның, балқыманың сұйық өнімдерінің қысымына, химиялық әсерге, төмен қарай жылжыған материалдың абразивтік және жоғары көтерілген, өзімен бірге көп мөлшерде шаң айдайтын газдың әсеріне тап болады.
Пештің әр бөлігіндегі оттөзімді қалауға әсер ету әр түрлі, сондықтан иніштің материалын және пештің жеке бөліктерінің құрылымын осы әсерлерді ала отырып таңдау қажет.
Жылулықтың, газдардың қысымы, шихтаның және балқыманың сұйық өнімдерінің әсерлері жоғарғы аймақтардан төменге қарай арта түседі. Температураның жоғарылауына қарай оттөзімді материалдардың қосынды-лармен қанығуы күшейе түседі. Олар оның, тіпті балқығанға дейін (оттөзімдінің шлактануына дейін), оттөзімділігін төмендетеді.
Пештің қалауы әрдайым сұйық шойынмен шайылып тұрады, үлкен гидростатикалық қысымға түседі және температуралық кернеулерге тап болады. Олар қалауды беріксіздендіреді. Табанның тұрақтылығын жоғарылыту үшін қалауын саңылаулары өте кіші және үлкен өлшемді кірпіштерден (блоктардан) жасайды.
Иықтар тікелей жану ошағының қасына орналасқан, жоғары температура дамиды, шойын мен шлактың ағыстарымен шайылып тұрады. Сөйтіп, термиялық кернеуден басқа газдардың, сұйық шлактың және шойынның химиялық әсеріне түсіп, өте қыйын жағдайда жұмыс істейді.
Шахтаның төменгі бөлігіндегі қабырғасы өте күшті жылулық кернеуге және шлактың химиялық әсеріне түседі, шихтаның кесектерімен және жоғары көтерілген газ ағынындағы шаңның түйіршіктерімен аз үйкеліске түседі. Жоғары бөлігінде, керісінше, жылулық кернеу күшті емес, химиялық әсер жоқ, ал материалдардың және газ ағынының абразивтік әсері күштілеу болып келеді.
Шахтаның орта және жоғары бөліктеріндегі оттөзімді қалаудың қирауы жіктері мен сызаттарында көміртек (ІІ) оксидінің келесі реакциясының нәтижесінде түзілетін күйе көміртегінің отыру себебінде жүреді:
2COCО2+Cкүйе (2.1)
Күйе көміртектің шөгуі оттөзімді кірпіштің құрылымының өзгеруін, сонымен қалаудың қалыңдауын тудырады. Күйе көміртектің өте көп шөгуі 500 - 600С-дегі температураның аралығында жүреді.
Домна пешін иніштеуге шамот, жоғары глиноземді және көміртекті кірпіштерді қолданады. Жоғары глиноземді кірпіштерге құрамында 45%-дан кем емес глиноземі (Al2O3) бар оттөзімділер жатады.
2.4-кесте – Кірпіштердің құрамы мен қасиеттері
Көрсеткіш К І Р П І Ш
Шамоттық Жоғары глиноземді Көмір-текті
А
класы Б
класы ДВ-1
ДВ-2 ДВ-5
ДВ-6 Химиялық құрам, %
Al2O3+TiO2, төмен емес 39 35 45 62 -
Fe2O3 артық емес 1,6 1,6 1,5 1,5 -
SiO2 55 59 53,5 36,5 -
RO+R2O, артық емес 4,4 4,4 - - -
C, артық емес - - - - 92
Күл, артық емес - - - - 8
Оттөзімділік, С, төмен емес 1730 1700 1750 1800 -
Салмақ астында дефор-мациялану басталуы-ның температурасы, С, (2ОН/см2), төмен емес 1400 1360 1400 150 -
1400С-де қосымша шөгу, артық емес 0,2 0,3 0,2 0,2 -
Көрінетін тығыздық, % артық емес 18 19 17 15 24
Беріктіктің сыққандарғы шегі, кН/см2, төмен емес 4,0 5,5 5,0 6,0 2,5 – 3,0
Пеш құрылмасының бөліктерінің жеке-жеке болуы оттөзімді қалауға әр түрлі әсер береді. Табанның оттөзімді қалауы, үлкен мөлшерде гидростатикалық және температуралық кернеулерге түсіп, жоғары оттөзімділікті талап етеді. Пештің табаны көміртекті (сыртқы стақаны) және жоғары глиноземді (ішкі стақаны) материалдардан қаланады. Оның төменгі бөлігі көміртекті немесе графиттелінген блоктардан жасалынады.
Көрік табаннан бастап шлак ұңғысының деңгейіне дейін көміртекті блоктардан немесе өлшемді кірпіштерден, ал шлактық ұңғының деңгейінен иықтарға дейін шамот кірпішпен қаланады. Көріктің оттөзімді қалауы бүкіл периметрі бойынша екі қатар тік, тақта тәрізді, тегіс мұздатқыштармен салқындатылады.
Жұмсартқыш пен шахта тығыздығы жоғары жоғарыглиноземді блоктардан немесе шамот кірпішінен қаланады. Жұмсартқыш мұздатқыштармен салқындатылады. Шахтаның биіктігінің 2/3 бөлігі кронштейнді мұздатқыштармен салқындатылады.
Іргетабан мен түптің арасын ауамен салқындатуды қолданады. Бұл диаметрі 140 мм, қалыңдығы 180 мм келетін, ішімен өнімділігі 45мың м3/сағ желдеткішпен айдалынатын ауа жүріп тұратын құбыр [21].
Шойын ұңғысы табанның деңгейінен 1700мм биіктікке орналасады. Шойын ұңғысының саны 4 дана, ал шлактың ұңғы – 1. Олар қос-қосымен бірі-біріне 80 және 100-та орналасады. Шойынды ағызып алу бекітілген кесте бойынша белгілі бір бірізділікте жүргізіледі. Шойын ұңғысының құрылғысы 2.3-суретте көрсетілген.

1 – оттөзімді қоспа; 2 – оттөзімді иніш; 3 – рама; 4 – мұздатқыш.
2.3-сурет – Шойын ұңғысы.
Шлак ұңғысы шойын ұңғысының деңгейінен 1400 – 1900 мм биіктікке орналасады. Көлемі 3200 м3 және одан жоғары, төрт шойын ұңғысымен жабдықталған пештерде, шлактың едәуір мөлшері шойынмен бірге ағызылады. Сондықтан ұсынылып отырған пеште (V=3200 м3) 4 шойын және 1 шлак ұңғысы қарастырылады.
Шлак ұңғысы шлактық аспаппен жабдықталынған (2.4-сурет).

1,2 – су беріп тұруға және ол ағып кетуге арналған құбырлар; 3,4 тіреуіштер; 5 – тойтармалар; 6 – фланец; 7 – амбразура; 8,9 – тоңазытқыштар; 10 – фурма.
2.4-сурет – Шлактық ұңғының арматурасы.
Шлак ұңғысы телескопты қосылыстағы бірнеше бөліктерден тұрады: штампталған мыс немесе құйма, қуыс сумен салқындатылатын, шлакты ағызатын, диаметрі 50 – 65 мм фурмадан 10 қуыс, мыстан құйылған, салқындатылатын тоңазытқыштан 9, шойын тоңазытқыштан 8 және ішіне салқандату үшін шығыршық түтіктер құйылған амбразура 7.
Аспап көрік қабырғасындағы тесікке орнатылады. Шойын амбразура, көріктің қаптамасына тойтармалармен 5 бекітілген фланецке 6 кіргізіледі. Аспаптың деталдары остік ауытқудан, пештің ішіндегі қысымнан туатын, тіреуіштермен 4 бекемделінеді. Салқындатылуға берілетін су құбыр 1 бойымен беріліп, құбыр 2 бойымен шығарылып кетеді. Аралық мұздатқыштың тіреуіші 3 де сумен салқындатылады. Шлак аспабының ішкі дағы оттөзімді қосындымен толтырылады. Ол тоңазытқыштар мен амбразураны сұйық шлактың әсерінен қорғайды [3].
Ол пештегі жану үшін ауа беруге арналған. Фурмалық аспаптар үшін көріктің үстіңгі бөлігінде, 500мм қашықтықта тесіктер жасалынады. Тесік үш деталдан тұрады: амбразурадан, тоңазытқыштан және фурмадан (2.5-сурет).

1 – басып тұратын құрылғы; 2 – ілмек; 3 – келте құбыр; 4 – фланец; 5 сақина тәрізді ауа құбыры; 6 – штуцер; 7 – үрлеменің шығынын өлшеуге арналған тесік; 8 – қозғалмайтын иін; 9 – фланец; 10 – болттар; 11 – амбразура; 12 – тоңазытқыш; 13 – фурма; 14 – сопло; 15 – сақина тәрізді сай; 16 – қозғалмалы иін.
2.5-сурет – Үрлемені беруге арналған құрылғы.
Фурмалардың саны, көріктің диаметріне қарай, мына формула бойынша анықталады:
n=3dk+8(2.2)
мұндағы dk-көріктің диаметрі, м
Домна пешінің тиегіш құрылғысы материалдарды домна пешіне тиеуді және таратып салуды атқарады.
Механикалық түрде шихта тиеудің алғашқы (ХІХғ 50 жылдары) аспабында Парри-Воронкасы және конус болады. Одан кейін оны Мак-Ки жетілдіріп тостағанды белгілі бір бұрышқа айналатын етіп жасады, енді осы аппарат біздің күнге дейін жетті. Өткен 150 жыл ішінде құрылымына көптеген өзгерістер енгізілді, бірақ оның жұмыс істеу ұстанымы әлі өзгерген жоқ. Тиегіш құрылғыға қамтамасыз ету жағынан келесі талаптар қойылады: шихталық материалдады колошниктің қимасы бойына таратып салу қажеттілігі; газды жоғалтпау үшін герметикалылығы; термиялық ауытқулар шұғыл өзгергенде беріктігін сақтауы; тиегіш аппарат пен колошник астындағы кеңістікте газ жарылғанда соққының жүктемесіне шыдауы; оның жеке детальдарын және түйіндерін тез ауыстыру мүмкіндігi [2].
Материалдарды қабылдауыш тостағанына беріп тұру, материалдарды жеткізіп беретін скиптармен жүзеге асарылады, материал одан кейін кіші конусқа, ал ол төмен түскенде үлкен конустың воронкасына түседі. Кіші конус бірнеше рет төмен түскенде үлкен конус, кіші конус жабық тұрғанда, шихтаны пеш ішіне түсіреді.
Осыған байланысты тиеуіш аппараттың құрылымында екі бағытта даму алды – қазіргі екі конусты аппаратты жетілдіру барысында тиеуіш аппараттың жаңа құрылымдары жасалынды. Осы бағытқа мыналар жатқызылыды:
тостағаны айналмалы тиеуіш аппараттар;
материалдарды таратып салғанда тиеуіш құрылғысының диаметрін өзгерту үшін колошнигінің жылжымалы бөлігі бары (ФРГ, Франциф, Бельгия, Люксембург, Жапония);
көлемдері 4000 м3 және одан үлкен пештерге орнатылған Исикавед-зина фирмасының газ тығыздағыш клапандармен жабдықталынған екі конусты аппараты;
шихталық материалдарды орталықтан тиейтін құрылғы (ФРГ);
үш конусты тиеуіш аппараттар (СССР);
төртконусты тиеуіш аппараттар (Жапониядағы көлемі 3000 және 4197 м3 пештерде);
таратып тиейтін құрылғысы пеш кеңістігінде орналасқан тиеуіш аппараттар (1958ж СССР);
1972ж «Поль-Вюрт» (Люсембург) фирмасы жасаған тиеуіш құрылғы;
айналып тұратын астаудың немесе қалақтың орнына центрден тепкіш шихта таратқышы бар «Гипросталь» институтының құрылмасы;
Жобадағы пешке «Поль-Вюрт» фирмасының конуссыз тиегіш құрылғысы (КТҚ) орнатылады. Ол жылжымалы қабылдауыш тостағаннан екі бункерден және айналмалы астаудан тұрады (2.6-сурет).

1 – жылжымалы қабылдауыш тостаған; 2 – бункер; 3 – газ тығыздағыш клапан; 4 – шихталық жапқыш; 5 – айналмалы астау.
2.6-сурет – Поль Вюрт (Paul Wurth) фирмасының конуссыз тиегіш құрылғысы.
Құрылғы үстіңгі және астыңғы газ тығындағыш клапандармен және шихталық жапқышпен жабдықталған. Қабылдауыш тостаған кезекпен материалдарды олардың ішіне тиеу үшін бункердің үстіне тоқтайды. Бункер шихтамен толғаннан кейін үстіңгі газ тығыздағыш клапан жабылады да астыңғы газ тығыздағыш клапан мен шихталық жапқыш ашылады. Сонымен материал айналмалы астауға төгіледі.
Осы уақыт аралығында қабылдауыш тостаған жылжып барып екінші бункеді тиейді, сөйтіп цикл қайталанады. Айналмалы астау горизонталь осінің бойымен айнала алады және астаушаның еңкіштік бұрышын өзгерте алады, ол агрегатты пайдаланғанда қосымша артықшылықтар береді. Мұндай тиеуіш құрылғылар көрігінің диаметрі 9,5 м (ФРГ) пештерінде орнатылған. Пайдалану барысында шихтаны тиеудің тоқтап қалуы 60%-ға азайды, кокстың шығыны төмендеді және пештің өнімділігі артты.
Құю алаңы балқыту домна пешінің маңындағы балқыту өнімдерін - шойын мен шлакты жинап алуға арналған. Казіргі құю алаңы - домна пешінің көрігінің жанына орналасқан, шойын мен шлакқа арналған астауларды орналастыруға арналынып жасалған алаңша. Ұңғылардан ағып шыққан шойын мен шлак (2.7-сурет) ожаулары қарай ағады, болат төгілетін тұмсықтардың астындағы темір жол үстінде тұрады.

2.7-сурет – Сақина сақина құю ауласы.
Жұмыс алаңшасы ауа фурмаларынан 1,5 есе төмен орналасады.
Құю ауласының жұмыс алаңында шойын мен шлактың түрлі астауларынан, сонымен қатар кесіп тастайтын (үзіп, жауып, тоқтатып) құрылғылардан басқа шойын мен шлактың ұңғыларын ашуға және жабуға арналған жабдықтар орналасады.
Құю ауласында қызмет көрсетуге жүк көтергіштігі 20/5 магнитті-грейферлі көпір кран орналасады. Ол пешті айналдыра салған рельс үстімен жүріп тұрады [14].
Шойын мен шлакты құйып алуға арналған тұрақты астаулардың құрылғысы астаулардың көп тармақты болуына байланысты құю ауласының алаңында көп жер алады. Шайқалмалы немесе бұрылмалы астаулар тиімділеу келеді (3.13-сурет), мұндай тәсілмен құю тұрақты астаулардың ұзындығын 70 – 80%-ға қысқартуға, құю ауласының ауданын кішірейтуге, шойынды скрапқа (екіншілей металға) жібермеуге, астауларды жөндеу және қызмет көрсету барысындағы еңбекті көп сіңіретін жұмыстардың көлемін азайтуға мүмкіндік береді. Бұл құю ауласында жұмыс істеуді жеңілдетеді әрі жақсартады. Шайқалмалы астауды пайдалану жақын орналасқан темір жолына негізгі және көмекші құрам қоюды талап етеді. Айналма астаудың шайқалмалыға қарағанда артықшылығы көптеу.
Бұл машиналар қатарына зеңбіректер мен шлак тоқтатқыштарды жатады. Шойын ұңғысы зеңбірекпен ұңғының каналына берілетін оттөзімді қоспамен жабылады. Оттөзімді қоспа ұңғыны жапқанда оның каналын толтырады және ұңғының ауданындағы зақымдалған мезгілде беру қажет.
Қазіргі кездегі жаңа пештерде электр жетекті зеңбіректерді-электрлі зеңбіректі қолданады (2.8-сурет).

1 – лафет; 2 – қармайтын механизм; 3 – бұратын механизм; 4 – бұратын кронштейн; 5 – зеңбіректі басып ұстайтын механизм; 6 – ұңғылық қоспаны беріп тұратын механизм; 7 – тірек колонна; 8 – арбаша; 9 – зеңбірек.
2.8-сурет – Электрзеңбірек.
Электрзеңбіректеріне келесі талаптар қойылады: зеңбіректің жұмыс цилиндрінің көлемі ұңғылық қоспаны жетерліктей мөлшерде беруі қажет; поршеннің қысымы ұңғы қоспасының жылжуға көрсететін максимал кедергісінен асып және оның көріктің ішкі қабырғасына тарататын болуға тиісті; зеңбірек жұмыс орынында белгілі бір еңкіштік бұрышта орналасуға тиісті; зеңбіректің тұмсығы ұңғының құндағына кірген кезде, құндақты сындырып кетпес үшін, ол тік сызық бойымен жылжуы қажет; зеңбіректі басқару дистанциялық болу керек.
Шлак тоқтатқыш шлак ұңғысын жабуға арналған. Тоқтатқыштың жұмыс органы - шлак фурмасының тесігін жабатын, ол үшін оның фурмаға жақындағандағы жүрісінің траекториясы фурманың осіне дәл келетін тығын.
Пештерде пневматикалық жетекті иінтіректі құрылымды, дистанциялы басқарылатын шлак тоқтатқышы қолданылады. Жобаланып отырған пеште рамадан 3, топсалы параллелограм түзетін иінтректер жүйесінен 4, тығынымен бірге тоқтатқыштың 2 оқтаушасынан, кері салмақтан 5, пневматикалық цилиндрден 9 және арқан берілісінен 7 тұрады (2.9-сурет).

1 – тығыны; 2 – оқтауша; 3 – рама; 4 – иінтіректер; 5 – кері салмақ; 6 – ось; 7 – арқандық беріліс; 8 – ілгешек; 9 – пневматикалық цилиндр; 10 – жіңішке сым арқан.
2.9-сурет – Шлак тоқтатқыш.
Шлак тоқтатқыш шлак ұңғысының үстіне орналасады және рама жәрдемімен пештің металл құрылымына бекітіледі. Тығын және оқтауша сумен үздіксіз салқындап тұрады.
Шойын ұңғысын ашу екі сатыдан тұрады: бұрғы, бур-бұрғы оттөзімді қоспамен толтырылған каналды бұрғылап тесуден және ұңғының тесігінің ішкі бетінде түзілген шойын қабықты.
Шойын ұңғысын бұрғылау машинасымен және пневматикалық балғамен ашады. Машина дистанциялы тәртіпте басқарылады және олардың жұмыс органдары (бұрғы және шанышқы) тік жүрісті және шойын ұңғысының иінішпен оттөзімді қоспасын бұздырмау үшін горизантальға қарай еңкіш келеді. Ұзын бұрғы электр қозғалтқышымен айналады. Пневмо балға сығымдалған ауаның көмегімен соғу ұстанымына негізделінген.
Бұрғы-болғаны ұңғыға жеткізу үшін раманың соңына орналасқан және күймешемен шынжыр біріліспен байланысқан беру механизмі арналған. Қармау механизмі 8 бұрғылау үдерісінде осьтік жүктемеде машинаны жібермей ұстап тұруға арналған. Машина ұңғыға жақындап келген механизмнің ілгегі 9 пештің қаптамасына пісіріліп қойылған қапсырмаға ілінеді.
Машинаның бұрғы-балғасы айналма механизмен және жеке электрқозғалтқышы бөлек істейтін немесе бірге істейтін және күймешенің корпусына орналасқан дербес соққы механизмен тұрады. Ұңғы нормада жұмыс істегенде оны тек бұрғылау жолымен ашады. Соққылы механизмді бұрғы өте жоғары кедергіге түскен жағдайда ғана қосады. Ұңғының ұзындығы (тереңдігі) 1,5 – 2м-ге жетуі мүмкін, ал бұл механизмердің төзімділігін талап етеді. Ұңғы неғұрлым ұзын болса, соғұрлым жақсы болады деп саналады.
Домна пешіне берілетін ауа міндетті түрде мүмкіншілігіне дейінгі жоғары температураға қыздырылады. Жоғары өнімділікті қамтамасыз ету үшін жетерліктей мөлшерде қыздырылған ауа беру қажет. Қазіргі кезде домна пешіне оның 1м3 пайдалы көлеміне 1,8 - 2,2 м3/мин дейін ауаны үрлеуге болады. Мысалы, пайдалы көлемі 3200м3 пешке минутына 5760 – 7040 м3 ауа беріледі. Мұндай мөлшердегі ауаны беріп тұру үшін, 0,4 – 0,5 МПа қысымда ауа беруді қамтамасыз ететін, өнімділігі жоғары ауа қыздырғыштарын қолданады.
Осы дипломдық жобадағы ауа үрлегіштер ауаны 1300С-ге температураға қыздырып отырады.
Пештің көлемінің өсуіне қарай уақыт бірлігінде берілетін ауа мөлшері де арта түседі. Сондықтан оны сол температураға дейін қыздыру үшін ауа қыздырғыштарының қыздыратын беттің жинақ ауданын өсіру қажет болады, ал одан да жоғары температураға дейін қыздыру үшін оның пеш көлемінің 1 м3-не шаққан бетінің меншікті ауданын өсіру талабы қойылады.
Көлемі үлкен пештерде ауа қыздырғыштар ауаны 1400С-ге дейін қыздыруға есептелінген. Әр пештегі ауа қыздырғыштар саны 4-ке тең болады, ал қызатын бетінің меншікті ауданы 100м2/м3-пеш көлеміне дейін үлкейтілген, ал бетінің жинақ мөлшері 540000м2-ге дейін өскен. Ауаны қыздыруға арналған ауа қыздырғыштарының ішіне орналасқан жану камералары болады, ал соңғы уақыттарда салынып жатқан пештер жану камералары сыртқа шығарылған ауа қыздырғыштарымен жабдықталынады, олар үрлемені өте жоғары температураларға дейін қыздырып алуға мүмкіндік береді. Ауа қыздырғыштары, бір сызық бойына орналасады да агрегаттардың бір блогын түзгендей болады [6].
Жану камерасы ішіне орналасқан ауа қыздырғыштар үсті күмбез тәріздес, цилиндр формалы болады, ауа қыздырғыштардың биіктігі 50 – 55 м-ге жетеді, сыртқы диаметрі 9 – 13 м-ді құрайды. Саңылаусыз, герметикалы, шамот кірпішімен иніштелінеді.
Үстіңгі бөлігі мен күмбезі жоғары глиноземді және динас кірпішінен қаланып шығарылады. Жану камерасы ішкі кеңістіктің жалпы ауданының 15 – 20% алады, ал қалғаны ішкі көлемі сұғындырмамен толтырылады.
Ауаны 1200С-ге температураға дейін қыздыруға арналған ауа қыздырғыштар құрылымдық жағынан өзгеше болады. Ұсынылып отырған ауа қыздырғышның үстіңгі 1/3 қаптамасының диаметрі 900 мм-ге артық (2.10-сурет).

1 – сұғындырма камерасы; 2 – сұғындырма; 4 – күмбез; 4 – жану камерасы.
2.10-сурет – Жану камерасы сыртқа шығарылған ауа қыздырғыштың құрылғысы.
Жоғары температуралы аймақтары (күмбезі, жану камерасының ішкі қалауының қатарлары, қабырғасының үстіңгі қатарлары және сұғындырмасы) күмбезінің қалауының температурасын 1550С-ге дейін жеткізуге мүмкіндік беретін, жоғары температурада күйдірілген династан қаланған. Қабырғалармен сұғындырмасының орта бөлігі және жану камераның қабырғасының сырт қатарлары А-класындағы жоғары глиноземді және шамот кірпішінен, ал төменгі бөлігі Б-класындағы шамот кірпішінен қаланған.
Ауа қыздырғыштары циклді жұмыс істейді. Жұмыстың циклі сұғындырманы ыстық газдармен қыздырудан басталады. Қыздыру мерзімінде төменгі тесігі арқылы газ жанарғысымен домна және кокс газының араласпасы және де камерада жануға қажетті ауа беріледі. Ыстық газдар камераның бойымен жоғары көтеріледі және түтін мұржасының тарту әсерімен сұғындарманың арналарымен төмен қарай түседі. Жану өнімдері сұғындырманың бойымен жүріп отырып сұғындырма кірпішіне жылулығын береді де оны қыздырады, ал осі 400С дейін салқындап ауа қыздырғышынан түтін тесіктері арқылы түтін ызботына (боров), ал одан кейін түтін мұржасы арқылы атмосфераға шығып кетеді [6].
Бір мезгілде үш ауа қыздырғыш қызады, ал қызған төртіншісі арқылы домна пешіне ауа беріледі. Суық ауа сұғындырма арқылы өтетін жолмен (суық үрлеме) күмбез арқылы үрлеме құбырына, ал одан кейін домна пешіне барады.
Регенеративті ауа қыздырғыштарының кемістігіне олардың «үрлемедегі» жұмысындағы үрлеме температуасының алғашқы және ақырғы периодындағы тұрақсыздығы жатады. Пешке келіп түсетін үрлеменің температурасын тұрақты етіп ұстау қажет. Әр түрлі температурадағы үрлемені пешке беру оның әдеттегі жағдайда жұмыс істеуінің бұзылуын тудырған болар еді. Ол үшін суық және ыстық үрлеменің құбырларын өзара қосады. Құбырда берілген температураны ұстап тұру үшін араластыратын суық ауаның мөлшерін автоматты түрде есептеп жіберіп тұратын клапан (араластырғыш клапан) орнатылған. Ауа қыздырғыштардың жабдығының құрамына реттегіш және айырушы клапандары бар газ жанарғылары, суық және ыстық үрлеме, түтін және теңестіргіш, ауалық-жүксіздендіргіш, араластырғыш, сақтандарғыш және атмосфералық клапандар кіреді.
Әрбір ауа қыздырғышта бір-бірден реттегіш және айырушы клапаны бар газ жанарғысы, бір-бірден суық және ыстық үрлеме клапаны, екі түтін және теңестіргіш клапандар орнатылған. Клапанның қалғандары ауа құбырына жайғастарылған. Оларға жататындар:
1) айырушы - ауа құбырының бір бөлігін екіншісінен анда-санда ажыратып тастап тұруға;
2) сақтандырғыш - ауа құбырларындағы қысым рұқсат етілген шамадан асып кеткенде ауа құбырына атмосферамен байланыстыру үшін;
3) кері ағынның бір бағытта қозғалуын қамтамасыз ететін және оған кері жүргенде оның өтуіне жол бермейтін;
4) реттеуші - газ параметрлері берілген шамадан ажыратылғанда құбырдың қимасын автоматты өзгертіп тұратын;
5) теңестіргіш - басты клапандары ашардың алдында жапқыштын екі жақындағы қысымды теңестіру үшін.
Газ жүретін құбырлар болаттың ст.3 маркасынан, қалыңдығы 16 – 20 мм етіп істелінеді. Газ өтетін құбырлар қырына қойылған бір қатар шамот кірпішімен иніштелінген.
Домна газының құбырлары пештен шаң ұстағышқа дейін, газ құбырының ең жоғары нүктесіне үш данада орнатылған, диаметрі 800 мм атмосфералық қақпақтармен жабдықталған.
Домна газының газ ағынын отын орнына пайдалануға болады. 1 тонна кокс жанғанда 5000 м3 газ түзіледі. Жану жылулығы шамамен 3700 кДж/м3 құрайды. Оны домналық ауа қыздырғыштарын, кокс және қыздырғыш пештерін, қазандық қондырғыларын, тұтандырғыш көріктерді жағуға пайдалану болады.
Домна пештерінің төрт-төрттен жоғары көтерілетін газ жүретін құбырлары болады, одан кейін газ өтетін құбырлар жұптанып екі тік газ жүретін құбырға қосылады. Газ жүретін тік құбырлар горизанталь жинағыш коллекторға ойып орнатылады, одан бір ең кіші газ жүретін құбыр шаң ұстағыштың стақанына дейін келіп жетеді (2.11-сурет)

1 – домна пеші; 2 – тиегіш аппараттың тендестіргіш клапандары; 3, 4 – тиісінше тік және еңкіш газ өтетін құбырлар; 5 – шаң ұстағыш; 6, 9, 13 – газ өтетін құбырлар; 7 – жоғары қысымды скруббер; 8 – құбыр-шашыратқыш; 10 – дроссель құрылғысы; 11 – жартылай таза газ құбыры, 12 – электр сүзгілер.
2.11-сурет – Домна пешінің газ тазалау құрылысының кешені.
Домна пешінен газбен бірге едәуір мөлшерде шихталық материалдардың майда фракциялары шығады. Газдағы шаң жану жылулығын төмендетеді, осындай газды отын ретінде пайдаланатын агрегаттардың бітеліп қалуына және тозуына әкеліп соқтырады.
Шаңның теріс әсерін жою үшін газды пайдаланар бұрын алдын ала арнайы құрылғыда тазартады. Тазартудың үш сатысын ажыратады: ірі, шала және нәзік тазарту.
Ірі тазартуда шаңның мөлшері алғашқы 15 – 30 г/м3-гі ден 1 – 3 г/м3-ге дейін төмендейді. Ол цилиндр формалы, диаметрі 12 м-ге дейін жететін, қапталдары конус тәрізді, ішкі жоғары қалыңдығы 113 мм шамот кірпішімен иніштелінген тік резервуар.
Қаптамасы қалыңдығы 12 мм 12 белдеуден тұрады, ал 4-ші және 9-шы белдеулердің қалыңдығы 14 мм-ге дейін жетеді. Шаң ұстағыштардың барлығы ОГ2С болатынан жасалынған.
Газды нәзік тазарту келесі агрегаттарды пайдалану арқылы жүргізіледі: газ бен суды араластыру үшін механикалық энергияны пайдаланатын дезинтеграторларда, мата қаптарында сүзу, электр сүзгілерде және ең соңында дроссель құрылғыларында. Мұндай тазартуда газдағы шаңның мөлшері 0,005 – 0,01 г/м3-дейін төмендейді [6].
Ұсынылып отырған жобада колошниктегі газ қысымын жоғарылатуға мүмкіндік беретін дроссель тобын пайдаланамыз.
Сұйық шойын құйғыш машинасы мен болат балқыту цехтарына шойын тасығыштармен тасымалданады. Сұйық шлак шлак тасығыштарда тасымалданады.

1 – жүріп тұратын арбаша; 2 – тіреуіш цапфа; 3 – ожау; 4 – мойынның тесігі; 5 – мойын; 6 – жақ; 7 – цапфа.
2.12-сурет – Шойын тасығыш ожау.
Ожаулар миксер түрінде де болады.
Домна цехында қорытылған шойынды үзіліссіз тасымалдап тұру үшін шойын тасығыш ожаулардың қажетті мөлшерде саны болуы керек.
Бүкіл шлак шойынмен бірге ағып шығатынын есепке ала отырып, шлак тасығыш ожаулар да болуға тиісті.
Шлак тасығыш дегеніміз – тірек сақинасына алмалы-салмалы шлак ожау 6 бекітілген, өздігінен жүретін темір жол арбашасының суреті төменде көрсетілген (2.13-сурет).

1 – арбаша; 2 – лафеттер; 3 – тісті секторлар; 4 – цапфалар; 5 – тірек сақина; 6 – алмалы-салмалы шлак ожауы; 7 – тірек сақинаны бұратын механизм.
2.13-сурет – Шлак тасығыш.
Тірек сақина тісті сектормен 3 екі цапфа 4 арқылы арбашаның 1 екі лафетіне 2 отырады; винтті немесе тісті механизм 7 тірек сақинаны ожауымен бірге цапфаның осі бойында бұрылуын, сонымен сұйық шойынның ожаудан төгілуін қамтамасыз етеді. Шлактық ожауды болаттан құяды, ожаулардың көлемі 11,16 және 16,5 м3 құрайды [13].
2.2. Жобалау бөлімі
2.2.1. Ожаулардың қажетті санын анықтау
Бір реттік ағызылған шойын мен шлакты қабылдап алу үшін қажетті ожаулар саны мына формула арқылы анықталады:
(2.3)
мұндағы ожаулар саны, дана;
пештің орта тәуліктік өнімділігі немесе тиісінше шлактың шығымы, тонна;
салмағы бойынша ағызған материалдың коэффициенті, 1,2;
тәулік ішінде ағызып алу саны;
– бір ожаудың пайдалы сыйымдылығы, тонна;
үстіңгі немесе астыңғы шлактың үлесі (үстіңгі шлак үшін ол әдетте 0,6, ал астыңғы шлак үшін 0,4, шойын үшін – 1,0).
Қазіргі кезде барлық шлак шойынмен бірге шығарылады, демек шлак үшінде 1-ге тең деп ауға болады.
Домна шлагының көлемдік салмағы 1400 кг/м3.
Ожауларды қажетті жалпы саны мына формуламен анықталады:
(2.3)
мұндағы ожаулардың айналымының ұзақтығы (ожаудың бір толтырғаннан кейін келесі толтыруға дейінгі жүріс және бос тоқтап тұруының ұзақтығы), сағат;
ожаудың белгілі бір айналу ұзақтығымен бір тұтынушыға келіп түсетін шойын мен шлак ожауларының саны.
Бұл формула ожаулардың орталық паркіне жатады.
Бір мезгілде жөнделуде тұратын шойын тасығыш ожаулар саны:
(2.4)
мұнда ожаулардың айналу ұзақтығы, сағ;
– инішті суықтай жөндеудің ұзақтығы, сағ; (100 т және 140 т ожауларға сәйкесінше 8 және 10 сағ).
күрделі жөндеудің арасындағы құю сандарымен өлшенетін ожаудың тұрақтылығы;
ыстық күйде жөндеудің ұзақтығы (орташа 1,5 сағат).
ыстық күйде жөндеудің арасындағы құю саны (орташа 5).
Үлкен пештерден шойын тәулігіне 18 – 22 ағызып алынады. Ожаулардың айналымы шойын ожауы үшін 5 сағат, ал шлак ожауы үшін 4 сағат.
Ожаулардың саны (шойын ожауы).

мұнда Р пештің тәуліктік өнімділігі, т/тәулігіне;
цехтағы пештің саны, дана;
ожаудың айналу цикінің ұзақтығы, сағ;
шойынның шығуының біркелкі еместігі (1,25);
ожаудың номиналдық сыйымдылығы, т;
ожаудың шойынмен толтыру коэффициенті.

Бір мезілде жөндеуде тұратын ожаулар саны:
жөн;
мұнда және суық және ыстықтай жөндеудің ұзақтығы, сағ.
иніштің тұрақтылығы (құю саны) (350рет):
ыстықтай жөндеу саны
Сонымен:
жөн
Резервте тұратын ожаулар саны:

– ке тең деп аламыз.
Сонымен шойын ожауының жалпы саны:
30+2+5=37 ожау.
Сыйымдылығы 100 т шойын тасығыштың техникалық сипаттамасы:
1. Шойын тасығыштың ұзындығы, мм 8200
2. Максимал өлшемдері, мм
ені 3600
биіктігі 4210
3. Арбашаның базасы, мм 1524
4. Шойын тасығыштың базасы, мм 5200
5. Жүрілістің қисықтығының ең кіші радиусы, м 75
6. Жүріс жылдамды, км/сағ, артық емес 15
7. Жолдың рұқсат етілетін еңкіштігі, % 4
Салмағы, т
жүксіз 42
жүгімен 158
ожаудың инішсіз салмағы 13
ожаудың инішті салмағы 37,2
8. Дөңгелек жұбының осінен түсетін ең ауыр салмақ 39,2
2.2.2. Шлак тасығыштардың санын анықтау
Шлак тасығыштардың да саны өткен сорап арқылы анықталады, яғни шлак тасығыштар паркі анықталыныды.
Бір рет ағызылып алынған шлакқа керекті шлак тасығыштар саны:
(2.5)
мұнда шлактың шығымы
α=1,25
β=1,0
n=20
α=16,5 м3

Шлак ожауларының санын анықтау үшін жоғарыдағы шойын ожауларын анықтайтын формуланы қолданамыз:
; немесе(2.6.1)
(2.6.2)
мұндағы бір пештен тәулігіне шығатын шлак мөлшері, т (1т-ға 600кг шлак мөлшері);
цехтағы пештің саны, дана (екеу);
шлактың біркелкі шықпау коэффиценті, 1,25;
ожаудың айналу циклінің ұзақтығы, сағат (5)
шлактық ожаудың көлемі, м3 (16,5м3);
сұйық шлактың тығыздығы (1,4 – 1,6 т· м3);
ожаудың толтырылу коэффициенті,
ү және тиісінше үстіңгі және астыңғы шлактың үлесі, (ү=0,5 – 0,6), (=0,5 – 0,55), бірақ ү+=1;
Енді осы келтірілген мәліметтерді пайдаланып, айналымдағы ожаулардың санын анықтаймыз;

немесе 18
Бір мезгілде жөндеуде тұратын шлак тасығыш ожаудың саны:
жөн немесе 8.
Қазіргі норма бойынша резервтегі саны:

Шлак тасығыштың техникалық сипаттамасы:
1. Ожаудың сыйымдылығы, м3 16,5
2. Автотіркеуіштің осьтерінің ара қашықтығы, мм 7850
3. Ұзындық бірлігіне есептелінген сыйымдылық, м3/м 2,1
4. Салмақ, тонна.
ожаудыкі 20,0
шлактасығыштыкі 55,0
5. Шлактың самағынан туатын жүктеме, т 41,0
6. Шлак тасығыштың ыдысының коэффициенті, т/м3 3,3
7. Оске түсетін салмақ, т 24,0
8. Бұрылатын бұрышы, град 116
9. Жүгірткінің бір жағына жүрісі, м 0,97
10. Ожаудың аударылатын уақыты, сек 80
11. Электр қозғалтқышының қуаты, квт 29
12. Жүрісінің шектік жылдамдығы, км/сағ 20,0
13. Жебе үстіндегі жүрісінің жылдамдығы, км/сағ 5,0
14. Жолдың рұқсат етілетін еңкіштігі 0,015
2.2.3. Пайдалы көлем V=3200м3 домна пешінің пішінін М.А. Павлов әдәсімен есептеу
Әр түрлі пішіні бар домна пештерінің жұмысын сараптау нәтижесінде М.А. Павлов толық биіктіктің, жібіткіш диаметрінің және пайдалы көлемнің арасындағы тәуелділікті анықтады:
(2.7)
мұнда пішіннің цилиндрліктен ауытқуын есепке алатын коэффициент (қазіргі пештерде ол 0,52-ден 0,54-ке дейін ауытқиды).
Осы тәуелділікті пайдаланып және пештің пайдалы көлемі бір жібіткіштің диаметрі - Джіб анықтайды.
Көріктің диаметрін анықтау үшін, жанудың қарқынына тәуелді болып келетін, оның қиығының ауданын табады:
(2.8)
мұнда кокс шығыны, т/тәулік;
көріктің 1м2 ауданына есептелінге жану қарқыны, т/м2·тәулік;
А көріктің қиығының ауданы, м2
Кокстың жану қарқынын оның тәуліктік шығынына байланысты таңдайды (М.А. Павлов):
Кокс шығыны, т/тәулік Кокстың жану қарқыны, т/(м2·тәулік)
550 – 600 19,2
600 – 800 20,4
800 – 900 21,6
950 – 1100 22,8
1100 – 1250 24,0
1250 26,4
Қазіргі жағдайларда көрсетілген шамадан 10 – 15%-ға артық (демек 30,4).
Көрік диаметрінің есептелінген мағынасының дұрыстығын жібіткіштің диаметрінің көріктің диаметріне қатынасымен тексереді. Ол қазіргі домна пештерінде 1,09 – 1,14-ті құрайды. Колошник диаметрін жібіткіш диаметрінің 0,67 – 0,75-не тең етіп алуды ұсынады.
Көріктің биіктігін 1т тәуліктік өнімділіке 0,09 – 0,14м3 көрік көлемі қажет болады деп анықтайды. Қалған бөліктерінің биіктіктері тәжірибелік мәліметтерге сүйене отырып алынады.
Пайдалы көлемі 3200м3 домна ПКПК-0,7-ге тең болғанда тәулігіне 4571 т шойын береді. Пайдалы биіктігі 32,2м, толық биіктігі 35,3м деп белгілейміз.
Пештің көлемі V0 = 4571*0.7 = 3200 м3
Пештің жібіткішінің диаметрі (К=0,53)

Кокстың салыстырмалы шығыны 0,523 т/т шойынға, сонымен кокстың тәуліктік шығыны мынаны береді
т/тәулігіне
Отынның жану қарқынын Jж=26,4 т/м2·тәулігіне, бұдан көріктің ауданы.

көріктің диаметрі сонда dкөр
dкөр
Колошник диаметрі dк/Джіб=0,67 – 0,75 қатынасына анықтаймыз. Бұл қатынасты 0,67 деп қабылдаймыз, содан.

Көріктің биіктігін 1т қорытылған шойынға 0,062 м3 көрік көлемі жұмсалынады деген шарттан анықтаймыз, бұл тәулігіне 18 – 22 рет шойынды ағызып тұру жағдайына сай келеді.
Һкөр=
Тәжірибелік мәліметтерге сүйене отырып иықтардың биіктігін 3,4м деп қабылдаймыз.
Иықтардың бұрышының еңкіштігін анықтаймыз:

Тәжірибелік мәліметтерге қарай колошниктің биіктігін 3,0, ал жібіткіштің биіктігін – 2,3м-ге тең етіп аламыз.
Шахтаның биіктігі.

Шахтаның бұрышының еңкіштігі:

Пештің толық көлемі.
а. Көрік көлемі.
Vкөр=
б. Иықтардың көлемі.
Vиық=
в. Жібіткіштің көлемі.

г. Шахтаның көлемі.

д. Колошник көлемі.

Vжалпы көлем=Vкөр+Vиық+Vж+Vш+Vкол=3170,4м3 (3200м3)
Ендігі жерде осы алынған мөлшерлерді жұмыс істеп тұрған, көлем 3200м3 пештердікімен салыстыратын болсақ онда оларды толық қилысатынын көруге болады, демек есептеу жұмыстары дұрыс жүргізілген. Осылайша басқа пештердің де көлемін есептеп шығаруға болады [2].
Енді осы әдіске салып отырып пайдалы көлемі V=3200м3 домна пешінің (біздің жобада олар №1 - №2 домна пештері) пішінін есептеуге, ал біздің алған пештеріміздің көлемі бірдей.
2.5-кесте – Домна пештеріндегі бункерлердің саны және көлемі.
Параметрлердің аттары. ДП – 1 ДП – 2 ДП*
Бункерлердің саны, жалпы, дана 16 16 32
Коксқа арналған бункерлердің саны, дана 4 4 16
Кокстық бункерлердің көлемі, м3 2400 2400 2400
Кен шикізаты үшін бункерлердің саны, дана 12 12 24
Басты кендік бункерлердің көлемдері, м3 2140 1440 2140
2.6-кесте – Ауа қыздырғыштардың сипаттамасы.
Аттары ДП – 1 ДП – 2 ДП*
1. Ауа қыздырғыштарының номері 1 – 8 9 – 12 12
2. Сұғындырмасының типі блокты бір ярусты
3. Ауа қыздырғыштар блогінің қыздыру беті, м2 55560 55560 55560
4. Қыздырудың меншікті беті, м2/м3 70 – 100 70 – 100 70 – 100
5. Сұғындырмасының ұяшығының қимасы, диаметрі, мм 41 41 41
6. Жанарғылардың өнімділігі, м3/сағ 150000 150000 150000
7. Күмбезінің температурасы, С 1550 1550 1550
8. Түтіннің температурасы, С 400 400 400
2.7-кесте – Ауа үргіш машиналардың сипаттамасы.
Ауа үргіш-тердің типі Өнімді-лігі, м3/мин Ақырғы қысым, кПа Ротордың бұрыштық жылдамды-ғы, айн/мин Жұмсайт-ын қуата кВт Бу турбинас-ының типі Қуаты, кВт
К-7000-41-1* 6900 530 3360 30000 Т-30-90-I 31000*
К-5000-41-1 5500 520 3500 21800 ВКВ-22-II 22000
К-5500-42-1 4100 520 3450 16500 ВКВ-22-I 20500
К-3250-41-2 3250 450 3320 11200 АКВ-12-IV 12000
К-3250-42-1 2450 450 3290 8500 АКВ-12-V 9800
* Ұсынылып отырған жобада К-7000-41-1 ауа үргішін қолданамыз.2.2.4. Материалдық - жылулық баланстарды құру және колошник газының құрамын анықтау арқылы домна шихтасын есептеу (Excel)Балқытып алынатын шойынның құрамы
[Si] [Mn] [P] [S] [C] [Fe]
0,7 0,6 0,23 0,02 4,5 93,95
Элементтердің шойын, шлак және газ арасында таралуы
Таралу баптары Fe Mn P S
Шойынға 0,980 0,650 1,000 0,050
Шлакқа 0,020 0,350 0,000 0,850
Газға 0,000 0,000 0,000 0,100
 Жинағы 1,000 1,000 1,000 1,000
Шлактың негіздігін қабылдаймыз
Шлактың негіздігі 0,9 5. Үрленетін мазуттың және оның құрамының мөлшерін қабылдаймыз
QРН, ккал/кг CГ HГ SГ OГ+NГ AР WР Qыдыр
9370,402 87,800 10,700 0,700 0,800     500
Жұмыстық қоспа, % 83,410 10,165 0,665 0,760 0,000 5,000  
Мазут шығыны, кг/100кг шойынға 7,500 6. Ыстық үрлеменің температурасын қабылдаймыз
Ыстық үрлеменің температурасы, °С 1300
7. Колошник газының температурасын қабылдаймыз 200-450°С)
Колошник газының температурасы, °С 250 8. Балқытудан шыққан сұйық өнімдердің жылу сыйымдылығы, ккал/кг
("Металлургия чугуна" кітабы, Е.Ф.Вегман, 2004, 770-б, 5-қосымша)
Шойынның жылу сыйымдылығы 280
Шлактың жылу сыйымдылығы 430
9.Мазуттың әсерінсіз туралай және жанама тотықсызданудың даму дәрежесі пештің жұмыс істеу шартымен анықталады
Ri 0,62
Rd 0,38
10. Үрлеменің ылғалдылығын қабылдаймыз (0,6-1,1%)
Үрлеменің ылғалдылығы,% 1,000
(f) (көлемдік ылғалдылық) 0,001244
11. Құрғақ үрлеменің құрамы
Қосымша үрлеген отынның шартына сай, О2 26,00
12. Тотықсыздандырғыш үдерістерінде сутекті пайдаланудың дәрежесін қабылдаймыз (0,3-0,7бірл.)
Сутекті пайдалану дәрежесі 0,35 СО-ны пайдалану дәрежесі 0,40 13. жылу жоғалымдарын қабылдаймыз (300-500, ккал/кг кокс көміртегіне)
Жылу жоғалымдары 500
Домна шихтасынның құрамын кокссыз есептеу
Агломерат+кенбұр. шығыны X
Темір кенінің шығыны Y
Марганец кенінің шығыны Z
Алғашқы материалдардың химиялық құрамы
  Үлесі Fe Mn P S SiO2 Al2O3 CaO MgO MnO P2O5 SO3 FeO Fe2O3 п.п.п ∑
Агломерат 0,8 52,25 0,56 0,15 0,05 8,33 2,67 10,39 2,08 0,73 0,34 0,12 10,47 64,44 0 99,56
    53,48 0,57 0,15 0,05 8,37 2,68 10,44 2,09 0,73 0,34 0,12 10,51 64,72 0 100,0
Кенбұр-шақтар 0,2 62,28 0,19 0,01 0,06 3,35 1,35 4,28 0,80 0,25 0,03 0,15 1,86 86,91 0,34 99,97
    62,30 0,19 0,01 0,06 3,35 1,35 4,28 0,80 0,25 0,03 0,15 1,86 87,93 0,34 100,0
Аглом. + Кенбұршақ 55,24 0,49 0,12 0,05 7,50 2,42 9,20 1,83 0,64 0,28 0,13 8,78 69,16 0,07 100,0
Темір кені   46,11 0,39 0,03 0,55 15,90 1,84 5,75 0,73 0,51 0,06 1,38 10,47 54,24 8,12 98,99
    46,58 0,40 0,03 0,56 16,06 1,86 5,81 0,74 0,52 0,06 1,39 10,58 54,79 8,2 100,0
Марганец
кені   54,03 4,82 0,02 0,02 10,64 2,26 0,33 0,28 6,23 0,04 0,06 0,64 76,48 2,01 98,96
    54,60 4,87 0,02 0,02 10,75 2,28 0,33 0,28 6,29 0,04 0,06 0,65 77,28 2,03 100,0
Кокс күлі   4,12 0,00 0,36 0,00 52,53 27,64 4,02 1,32 0,00 0,82 0,00 0,00 5,88 0 92,2
    4,46 0,00 0,39 0,00 56,97 29,98 4,36 1,43 0,00 0,89 0,00 0,00 6,38 0 100,0
Кокс   0,57 0,00 0,05 0,48 7,24 3,81 0,55 0,18 0,00 0,11 0,00 0,00 0,81 0  
Кокстің күлділігі 12,7   H2 CH4 CO2 Кокс көміртегі 81,86   Күкірт 0,48 0,500 0,4 0,3 0,3 Ұшпалар 0,96 1,00 Ылғал 4,00   0,38 0,29 0,29 Шихта компоненттерінен шойынның шығу жөніндегі теңдеуді құрастыру
"ш" шамасын есептеу 4-кестеде келтірілген Шамалар Агломерат + кенбұршақ Темір кені Марганец кені Кокс
Fe*ηFe 54,139 45,649 53,506 0,555
Mn*ηMn 0,320 0,259 3,166 0,000
P*ηP 0,122 0,025 0,017 0,050
A 54,580 45,933 56,688 0,605
100-B 94,780
ш 0,576 0,485 0,598 0,006
0,576*Х + 0,485*Y + 0,598*Z = 100 Марганецтің балансы бойынша теңдеу құрастыру
Шамалар Агломерат + кенбұршақ Темір кені Марганец кені Кокс
Mn*ηMn 0,320 0,259 3,166 0,000
[Mn]*ш 0,346 0,291 0,359 0,004
±Mn -0,026 -0,032 2,807 -0,004
-0,026*Х-0,032*Y+2,807*Z = 0
Шлактың негіздігі белгіленген негізді және қышқыл оксидтердің балансы бойынша теңдеу құрастыру
Шамалар Агломерат + кенбұршақ Темір кені Марганец кені Кокс
RO 2,892 -8,929 -10,308 -9,194
2,892*Х-8,929*Y-10,308*Z = 0
Кокс бірлігінің күлін шлактауға кететін агломерат+кенбұршақ шығыны:
X' = 3,179
Барлық кокс күлін шлактауға кететін агломерат+кенбұршақ шығыны:
XК = 3,179*К
Теңдеулер жүйесінің шешімі
-247650-190500,576*Х + 0,485*Y + 0,598*Z = 100
-0,026*Х-0,032*Y+2,807*Z = 0
2,892*Х-8,929*Y-10,308*Z = 0
2.6-кесте – Кокс шығының есептеу
Компоненттер Колошник газының құрамы
H2 CO CO2 CH4 N2, О2 Н2О
Мөлшері, % 3,900 26,012 18,170 0,500 51,418 1,000
Энтальпия Тк=250 °С , ккал/нм3 76,050 77,620 109,450 109,550 78,400 91,600
Энтальпия Тд=1200 °С, ккал/нм3         373,700 459,800
WtдК.Г. 84,819
2.7-кесте – Шихта есебі
Элемент не тотық q шамасы, ккал/кг Аглом. + кенбұр. Темір кені Марганец кені Кокс күлі
Cф 3205,2863 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Cd 2202,5677 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Ca2SiO4 430,0000 39,5780 24,9773 1,4339 18,7471
SiO2 817,0000 61,2509 131,2284 87,8419 465,4452
Al2O3 616,4000 14,8880 11,4575 14,0770 18,7535
Mg2SiO4 430,0000 7,8743 3,1710 1,2166 6,1418
S св. 2260,8000 0,0000 12,5613 0,5483 0,0000
2.7-кестенің жалғасы
CaSO4 7829,1000 3,9907 0,0000 0,0000 0,0000
P2O5 6115,7187 7,4314 1,5445 1,0506 23,8775
MnO 1698,0845 8,3556 6,7714 82,7022 0,0000
FeO 967,1761 66,0801 79,5640 4,860 0,0000
Fe2O3 1239,8011 600,2003 475,5111 670,6645 55,3300
[Si]*ш 43,0313 27,7800 20,8543 25,7373 0,0349
H2O 1344,3622 0,0000 110,2760 27,3055 0,0000
кокс -2111,6315        
мазут 1999,6640        
∑   639,6849 715,6984 715,0802 737,7309
Кокс шығыны 1331,762
Аглом+кенбұршақтың жалпы шығыны 470,542
Шойын толық шығымы 2546,791
Материал Шығыны
Агломерат+кенбұр. 171,610
Темір кені 1,656
Марганец кені 0,068
Кокс 52,292
2.8-кесте – Шойын құрамы
Шихтаның компонент-тері және элементтер балансы Шығын, кг Fe Mn P S Si C
% кг % кг % кг % кг Агломерат + кенбұршақтар 171,610 55,243 94,803 0,492 0,844 0,119 0,209 0,051 0,087 Темір кені 1,656 46,580 0,771 0,399 0,007 0,025 0,000 0,556 0,0092 Марганец кені 0,068 54,598 0,037 4,870 0,003 0,017 0,000 0,024 0,000 Кокс 52,292 0,567 0,296 0,000 0,000 0,050 0,026 0,480 0,251 Жинағы   95,908 0,854 0,235 0,348 Шлакқа   0,020 1,918 0,350 0,299 0,000 0,000 0,850 0,296 Газға   0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,100 0,035 Шойында қалатыны   93,990 0,555 0,205 0,017 0,7 4,5
Жинағы 99,997 2.9-кесте – Шлак құрамы
Шихтаның компонент-тері және элементтер балансы Шығын, кг SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO MnO S
% кг % кг % кг % кг Агломерат + кенбұр-шақтар 171,61 7,497 12,866 2,314 4,145 9,204 15,795 1,831 3,143 Темір кені 1,656 16,062 0,266 1,859 0,031 5,809 0,096 0,737 0,012 Марганец кені 0,068 10,752 0,007 2,284 0,002 0,333 0,000 0,283 0,000 Кокс 52,292 7,235 3,783 3,807 1,991 0,554 0,290 0,181 0,095 Жинағы 16,922 6,168 16,181 3,250 Шойынға 1,500 Шлакта қалатыны, кг 15,422 6,168 16,181 3,250 2,466 0,386 0,148
Шлак құрамы, % 35,034 14,011 36,758 7,38 5,602 0,877 0,336
Жинағы, кг 44,021 Шлактың негіздігі 0,09 болды.
2.10-кесте – Колошник газының құрамын анықтау
Баптар кг м3
Шихталық материалдармен келетін оттегінің мөлшері: 40,2348 28,1643
Темір оксидтерінің оттегі 38,8607 27,2025
Марганец оксидтерінің оттегі 0,1617 0,1132
Фосфор оксидінің оттегі 0,3028 0,2120
Кремний оксидінің оттегі 0,8000 0,5600
Ұшпалар оттегі 0,1095 0,0767
Туралай тотықсыздану көмертегі 11,4513  
Фурмаларда, үрлемеде жанатын көміртегі 33,1105  
Фурма маңында, С жағуға қажетті оттек мөлшері 4,7926 30,6548
Ылғал үрлеме бірлігіндегі О2 0,3749 0,2624
Ылғал үрлеме бірлігіндегі азот 0,9158 0,7326
Ылғал үрлемені қажетті мөлшері 150,8793 116,8248
Үрлемедегі ылғалдың мөлшері 0,9388 1,1682
Құрғақ үрлеме 149,9405 115,6566
Құрғақ үрлемедегі оттек 42,9582 30,0707
Құрғақ үрлемедегі азот 106,9823 85,5859
Колошник газының метаны 0,1506 0,2108
Гидратты судың пешке беретін сутегісі 0,0000 0,0005
Тотықсыздануға жұмсалынған сутек 0,3882 4,3480
Колошник газының сутегі 0,7210 8,0749
Сутекті шихтадан алған оттегінің мөлшері 3,1057 34,7844
Шихта көміртегінің шихтадан алған оттегінің мөлшері 15,2684 10,6879
Түзілген СО мөлшері 103,9775  
СО мен әрекеттескен шихта оттегінің мөлшері 21,8058 15,2641
Шихтаның оттегісімен әрекеттескен СО мөлшері 38,1602  
Колошник газындағы СО мөлшері 65,8173 52,6538
Колошник газындағы СО2 мөлшері 59,9661 30,5282
Колошник газындағы азот мөлшері 107,0108 85,6087
2.11-кесте – Газдардың құрамы мен мөлшері
2.12-кесте – Колошник газының құрамы
Құрамын анықтау Газдағы мөлшер, %
СО2 CO N2 H2 CH4 ∑
Масса бойынша, кг 59,966 65,817 107,011 0,721 0,151 233,666
Көлем бойынша: м3 30,528 52,654 85,609 8,075 0,211 177,076
% 17,240 29,735 48,346 4,560 0,119 100,000
16,354 28,2074 4,5 49,062 49,0618
Жанама тотықсыздану дәрежесін тексеру 0,615 0,620
Тура тотықсыздану дәрежесін тексеру 0,385 0,380
СО-ны пайдалану дәрежесі, % 36,700 2.13-кесте – Балқытудың материалдық балансы
Кіріс кг % Шығыс кг %
Аглом. + Кенбұр. 171,610 44,690 Шойын 99,997 26,073
Темір кені 1,656 0,431 Шлак 44,021 11,478
Марганец кені 0,068 0,018 Колошник газы 233,666 60,926
Кокс 52,292 13,617 Су буы 5,840 1,523
Мазут 7,500 1,953      
Коксты жағуға арналған үрлеме 150,879 39,291      
∑ 384,005 100,000 ∑ 383,524 100,000
Қиыспаушылық, % 0,125 2.14-кесте – 1 кг шойынға балқытудың жылулық балансы
Жылу кірісі ккал % Жылу шығысы ккал %
Фурма маңында С-ның жануынан 777,255 30,81 Fe2O3 ыдырауы 1482,292 58,75
Тура тотықсыз. С-ның тотықсыз-дануынан 268,814 10,65 FeO ыдырауы 53,881 2,14
Көміртек (ІІ) оксидінің С (4) оксидіне жануынан 925,308 36,68 MnO ыдырауы 9,809 0,39
Сутегі тотығуынан 10,051 0,40 P2O5 ыдырауы 14,049 0,56
Үрлеменің физикалық жылуынан 541,526 21,46 SiO2 ыдырауы 52,126 2,07
      Күкірттің шлакқа өтуі 23,080 0,91
      СО2 бір бөлігінің ыдырауы 0,883 0,04
      үрлеме ылғалы ыдырауы 30,245 1,20
      шойынмен кеткен жылу 279,993 11,10
      шлакпен кеткен жылу 189,291 7,50
      гигроскоптық ылғалдың булануы, гидраттық судың бөлінуі мен булануы 0,139 0,01
            колошник газымен кеткен жылу 147,772 5,86
      ∑ 2283,560  
      Жылу жоғалымдары 239,394 9,49
∑ 2522,954 100,00 ∑ 2522,954 100,00
3. ИННОВАЦИЯЛЫҚ БӨЛІМ
Осы дипломдық жобада домна пештеріндегі газдардың қысымын арттыру мен оның жолдары туралы, тиімділігі мен кемшіліктері туралы баяндалады.
Домна пештерінің қарқынды жұмысының кедергілерінің біріне шихталық материалдар бағанының жеткіліксіз газөтімділігін жатқызуға болады. Үрлеме мөлшерінің өсуімен қатар пештегі газдардың жылжу жылдамдығы мен оларды көтеретін күш те өседі. Белгілі бір жылдамдық алған соң газдарды көтеретін күш шихталық материалдар бағанын теңестіруі мүмкін, осының әсерінен шихталық материалдардың төмен түсуі баяулайды.
Шихталық материалдардың бірқалыпты түсуін сақтай отырып, пештің жүрісін қарқындату үшін үрленетін ауаның мөлшерін өзгертпей пештегі газдардың жылдамдығын азайту қажет. Бұған газдардың қысымын арттыру арқылы қол жеткізуге болады. Газдардың қысымын арттыру олардың көлемін ғана емес, жылжу жылдамдығын да төмендетіп, осы арқылы үрленетін ауаның мөлшерін арттыру деген сөз.
3.1. Домна пешіндегі газ қысымын арттырудың пайда болу тарихы
Домна пештеріндегі газдардың қысымын арттырудың тиімділігін ең алғаш Г. Бессемер анықтаған болатын. Ол осы әдіспен газ тәрізді жану өнімдерінің температурасын арттырып, осыған байланысты үрлемені қыздырудан бас тарту мүмкін болады деп ойлады. Бірақ бұл жағдайдың тұрақсыздығы тәжірибеге дейін-ақ белгілі болды. 1915 ж. Ресей металлургы П.М.Есманский қысымды арттыруды газдың пеш бойына таралуы мен темір кенді материалдардың толық тотықсыздануын жақсарту үшін қолдануды ұсынды. Бұл процесс бойынша ең алғашқы өнеркәсіптік тәжірибені 1940 ж. Кеңес Одағында Петровский атындағы зауытта И.И.Коробов жасаған. Алайда бұл ұмтылыс қысымды арттыруға арналған клапандарға газдардың лас күйінде түсуі әсерінен сәтті бола қойған жоқ. Тек 1950 ж. ғана Магнитор металлургиялық комбинатының бір пешіне жартылай таза газ келіп түсетін клапанды құрылғының орнатылуымен газдардың қысымын арттыру жүзеге асырылды [1].

3.1-сурет. Петровский зауытындағы пештің колошнигіндегі әлемдегі ең бірінші колошниктегі көтеріңкі қысыммен жұмыс істеуге арналған редукциялық құрылғы.
3.2. Домна пешіндегі газ қысымының өзгеруі
Домна пешінде ең жоғарғы статикалық қысым көрікте фурмалар маңында байқалады және газдардың шихталық материалдар арқылы өтуі ауа үрлеу машинасының жұмысымен пайда болатын қысымның әрекетінен жүзеге асырылады. Газдардың көріктен колошникке дейін жылжуы кезінде статикалық қысым төмендейді, себебі газдардың шихтаның кесектеріне үйкелуімен қысымның жоғалуы (ағынның жоғалуы) орын алады, басқаша айтқанда қысым шихталық материалдар қабатының кедергісін өту кезінде жоғалады (5).
Қысымның шихта бағанында жоғалу шамасы немесе колошник пен көрік арасындағы қысым айырмасы (∆p) шихтаның газөтімділік қасиетіне, пеш биіктігіне сай шихта бағанының биіктігіне мен газдардың пеште жылжу жылдамдығына тәуелді. Газдардың жылжу жылдамдығы олардың шихтамен үйкелуінің жоғарылауына тікелей әсер етіп, ∆p қысымның жоғалу шамасын арттырады [1].
Бақыланып отыратын ∆p шамасы аумалы қысым айырмасы (∆pаум) деп аталатын шектен аспауы тиіс. Шихта қабатының биіктігі мен шихтаның қасиеттері (кедергісі) тұрақталынып отыратын пештерде бұл шек үрлеменің шығынына байланысты. Үрлеменің шығынын өсіру пештегі газдардың жылдамдығын өсіреді және белгілі бір жылдамдыққа жеткенде үйкеліс күштер артып, шихтаның кесектерінің төмен түсуі ақырындайды. Бұл шихта қабатының біркелкі түсуінің бұзылуы мен тиісінше, пештің жұмысының бұзылуына әкеледі. Үрлеме шығыны мен газдардың жылжу жылдамдығының максимал мәніне осы айтылып отырған аумалы қысым айырмасы ∆pаум сәйкес келеді [25].
Осыған сәйкес, үрлеменің шығынын қысым айырмасы ∆p аумалы мәннен аспайтындай етіп ұстап отырады. Газдардың жылжуын бағалау үшін жылдамдықты емес қысымды қолдану газдардың көтерілу жылдамдығы пештің көлденең қимасындағы әр түрлі аймақтарында әр қалай болуымен түсіндіріледі, сондықтан қысымды өлшеу оңайлау түседі. Балқыту барысын бақылауды жақсарту үшін тек көрік пен колошник арасындағы жалпы қысым айырмасын ∆p ғана емес, сонымен қатар жоғарғы (колошник пен шахтаның орта тұсы арасы) және төменгі (шахтаның орта тұсы мен көрік арасы) қысым айырмалары да өлшенеді [5].
Пештің әр түрлі аймақтарындағы қысымдар шамасы өзара байланысқан. Көріктегі қысым (фурмалардағы үрлеменің қысымы, рф) шамасы колошниктегі қысымға рк мен қысымдар айырмасына ∆p байланысты болып келеді:
рф = рк + ∆p (3.1)
Көріктегі газдардың қысымы шихталық материалдар бағанының жасайтын кедергілерімен анықталады: неғұрлым қабатта газ ағынының жоғалуы көп болса, осы кедергіден өту үшін көрікте газдың қысымы соғұрлым жоғары болуы тиіс. Сондықтан көріктегі газ қысымы келесі факторлармен анықталады:
үрлеме мөлшері мен температурасы, олардың өсуі қысымның артуына әкеліп соғады;
пештегі шихталық материалдардың биіктігі, биіктіктің артуы көрікте газдардың кедергісі мен қысымының артуымен қатар жүреді;
шихталық материалдардың сапасы мен оларды жүктеу тәсілі; ұсақ фракциялар мен жұмсақтау кокс кедергіні көбейтеді, сондықтан пеш осындай шихтамен жұмыс істегенде көріктегі қысым көтеріңкі болады; пештің кейбір бөліктеріне газөтімділігі жоғары материалдар орналасатындай етіп жүктеу режимдерін пайдалану газдар қысымын төмендетеді;
бірінші реттік және аралық шлактардың мөлшері мен тұтқырлығы, көріктегі газдардың жылжуына кедергі артып, тиісінше қысым да артады. (ЕФ)
Көтеріңкі қысыммен жұмыс істейтін пештердегі колошниктегі қысым мөлшері ~ 0,2-ден 0,3-0,33 МПа (3,2 атм.) дейінгі аралықтарда болады (қалыпты қысым рк = 0,106-0,112 МПа); қысымдар айырмасы шамасы ∆p = 0,11-0,19 МПа тең болады [1].

3.2-сурет. Колошникке дейін тік зондтау бойынша газ қысымының айырмасы.
Бұл суретте колошник пен шахта арасындағы газ қысымы айырмасының өзгеруі көрсетілген.
3.3. Газдардың көтеріңкі қысымының тиімділігі
Домна пешінің жұмыс аймағында газдардың жоғары қысымымен жұмыс істеуінің негізгі технологиялық артықшылықтары Бойль-Марриот заңының шарттарына (P1V1=P2V2) тәуелді және келесі түрде болады:
Қысымды арттырғандағы газдар мен үрлеменің көлемінің азаюы және тығыздығының артуы шихтаның белсенді салмағы мен пештің түзу жұмысының сақталуы жағдайында пештің өнімділігін қысымның шығынынсыз өсіруге мүмкіндік береді.
Пештің өнімділігінің артуы шойынның бірлік бөлігіне жылу шығынын азайтады, тиісінше шойынды балқытуға кететін кокс мөлшері де төмендейді.
Газдың көп шығынының артуынсыз қысымның жоғарылауы газдың көлемі мен шихталық материалдар бағаны арқылы өту жылдамдығын төмендетеді, сонымен қатар бұл газдардың темір кенді материалдармен соғысу уақытын өсіріп, газдардың жылулық және химиялық энергиясын тиімді пайдалану дәрежесін арттырады.
Қысымның артуы кезіндегі пеш шахтасында газдардың жылжу жылдамдығының төмендеуі шаңның шығуын айтарлықтай төмендетеді.

3.3-сурет. Домна пештерінің өнімділіктерінің колошниктегі газдардың қысымына тәуелділігі.

3.4-сурет. Колошниктегі газ қысымының пеш көлеміне тәуелділігі.
Бұл суретке сәйкес осы дипломдық жобадағы 3200 м3 көлемді пештердің колошниктеріндегі көтеріңкі қысым 180 кПа (1,76 атм.) маңайында болады.

3.3.1. Көтеріңкі қысымның тотықсыздану процестеріне тигізетін әсері
Қысымды арттырғанда фурмадағы үрлеу ағынының кинетикалық энергиясы төмендейді:
E=Gv22g=Gv02P02T22gP2T02 (3.2)
мұндағы E – үрлеу ағынының кинетикалық энергиясы, 1 фурмаға кгм/сек;
v және v0 – үрлеу ағынының фактылы және 00С мен 7600 мм.сын.бағ. келтірілген жылдамдықтары, м/сек;
G – үрлеменің шығыны, 1 фурмаға кг/сек.
Осы формулаға сәйкес колошниктегі қысым 0,12-ден 0,8 атм-ға дейін өскенде, үрлеменің қысымын 1,35-тен 1,7 атм-ға дейін арттырып, кинетикалық энергияның P2P02=1+1.721+1.352=1.32 рет төмендетеді, осының әсерінен көріктің тереңіндегі жану аймағының ұзақтығын да төмендетуі тиіс [8].
Пеш колошнигіндегі қысымның артуы домна газының құраушыларының, соның ішінде тотықсыздандырғыш газдардың (СО мен Н2) және реакция өнімдерінің (СО2 және Н2О) парциал қысымын көтереді, бұның арқасында тотықсыздану реакцияларының жылдамдығы өзгеруі қажет. Тотықсыздану реакцияларының жылдамдығы тотықсыздандырғыш газдың парциал қысымына тікелей байланысты.
Тотықсыздану реакциясының адсорбционды механизмі нәтижесінде көтеріңкі қысымның жанама тотықсыздану жылдамдығына әсері бір қарағаннан жеңіл сияқты көрінгенімен, айтарлықтай күрделі болып келеді. Мысал үшін, лимонит текшесінің тотықсыздануы кезінде көтеріңкі қысым сутегімен тотықсыздануды 40%-ға, көміртегі тотығымен тотықсыздануды - 20%-ға екі есе өсірді. Алайда дәл осы зерттеу жұмысында құрамында 8,2% СО2 бар газдың қысымын өсіру тотықсыздану процесін баяулататыны айтылады. Ірілігі 1,4-6,7 мм болатын 27,7% СО және 11,9% СО2 құрамды 8500 гематит рудасының тотықсыздануында қысымды 1-ден 5 атм дейін көтеру кезінде тотықсыздану жылдамдығы мен газ мөлшері қатар артқан.
Домна пеші шарттарында 2СО = CO2 + C + 37710 жоғарғы шектерде оңға және төменгі шектерде солға жүруі мүмкін. Колошниктегі көтеріңкі қысым бұл реакцияның тепе-теңдігін СО2 көп жағына қарай жылжытады, бұл жағдай көміртегінің бөлінуі, тура тотықсыздану аймағының қысқаруы мен температуралық аймақты үлкейтеді. Қысымның 5-15 атм дейін артуы тұндырылатын көміртегінің бөліну дәрежесін айтарлықтай көбейтетінін өткізілген тәжірибелер көрсетіп отыр. СО мен СО2-нің қатынасы 1,26-ға тең газдарда өткізілген тәжірибелер қысымның 0,695 атм-ға өскенінде көміртегінің бөлінуі өлшеу нақтылығы шегінде өзгертіні туралы мәліметтер береді. Барлық осы келтірілген мәліметтерді түйіндей келе колошникте қысымның артуы көміртегінің ыдырауымен байланысты қиындықтар туғызбайтынын айтуға болады [8].
3.3.2. Колошниктегі көтеріңкі қысымның карбонаттардың ыдырауына әсері


Қысымның көтерілуі әктастың ыдырауының басталу температурасы мен белсенді ыдырау температурасын 20-300-қа жоғарылатып, ыдырауға қол жеткізілетін шектерінің орналасуын төмендетеді.
3.3.3. Көтеріңкі қысымның ағын жоғалымына әсері
Шихтаның тұрақтылығы мен таралуы үшін ағынның жоғалымы колошниктегі газ қысымына кері пропорционал. Бұған келесі жағдайлар себеп болады:
ұқсастық критерийі (Reсл) мен шихта қабатының кедергі коэффициенті (λш) қысымға тәуелді емес;
бір арнада газдың меншікті көлемі мен қозғалу жылдамдығы қысымға кері пропорционал;
газдың меншікті салмағы қысымға тура пропорционал;
ағынның жоғалымы газдың қозғалу жылдамдығы мен меншікті салмағына тура пропорционал.
3.4. Көтеріңкі қысымның артықшылықтарын іске асыру жолдары
Қысымды көтерудің артықшылығының негізгі мүмкіндіктері ағын жоғалымын азайтумен байланысты. Ағынның көп жоғалуы пешке үрленетін ауа мөлшері мен жанғыш заттар шығынының азаюын шектейтіндіктен ағын шығынының азаюы не үрлеме мөлшерін арттыруға не кокс шығынының азаюына немесе кейбір жағдайларда екеуіне де жұмсалуы мүмкін.
Колошниктегі газдың қысымының қысым айырмасына нақты әсерін анықтау мақсатымен отандық және шетел домна пештерінің көтеріңкі қысымға он түрлі ауысу тәжірибелерінің нәтижелері сарапталды. Нәтижесінде кейбір пештерде колошниктегі көтеріңкі қысымның әсері есептелгенге жақын, ал кейбіреулерінде есептелінгеннен әлдеқайда өзгеше болып келеді.
Колошниктегі көтеріңкі қысымның қысымдар айырмасына әр түрлі әсер ететіні пеш жұмысы шартының әр түрлілігімен түсіндіріледі, әсіресе бұл кендік жүктемелердегі ұсақтардың мөлшеріне байланысты [14].
3.1-кесте – Әр түрлі зауыттардың домна пештерінде колошниктегі қысымды көтерудің нәтижелері
Зауыт немесе
комбинат Колошник-тегі қысым, атм Өнімді-ліктің
өсуі, % Коксты үнемдеу, % Шаң шығудың азаюы, % Кокстың жану қарқынды-лығының өсуі, %
«Азовсталь» 0,6 7,5 2,1 20,0 5,5
Дзержинский атындағы комбинат 0,5 8,5 0,5 48,0 6,0
Криворог комбинаты 0,5 8,0 1,2 40,0 6,0
КМК 0,55 7,2 1,5 44,5 5,5
Макеев 0,5 6,0 2,5 21,0 5,6
НТМК 0,6-0,7 5,6 1,3 20,0 5,4
Челябинск 0,7-0,75 5,6 1,7 21,5 4,5
Арселор Миттал Теміртау 1,5 11,0 4,0 43,5 -
Колошниктегі газдардың көтеріңкі қысымын тиімді пайдалану шикізат жақсы дайындалу арқылы жүзеге асырылады. Колошниктегі газдың көтеріңкі қысымын қолдану нашар дайындалған шихтаны балқытқанда да тиімді болады деген көзқарас дұрыс емес болып есептелінеді.
Колошниктегі көтеріңкі қысымға газдың домна пешінен шығу жолына қосымша кедергілер келтіру арқылы қол жеткізуге болады. Қосымша кедергінің алдында газды сығудың арқасында газдың қысымы колошникте ғана емес, бүкіл пеш көлемі бойынша артады, бұл пешке үрлеудің қысымын арттыруды да талап етеді. Колошниктегі газдың көлемін 110-нан 250 кПа дейін арттырғанда қысымдар айырмасы 10-дан 70 кПа дейін төмендейді.
Осы айтылғандар бойынша колошниктегі көтеріңкі қысым қазіргі жағдайларда домна пештерінің өнімділіктерін шектейтін пештің газодинамикасына шешуші әсер береді.
Жобалантын цехтағы домна пештерінде газдарды шаңнаң қосымша нәзік тазарту үшін қажетті дроссельдік құрылғы пайдаланылады (3.5-сурет). Олардың негізгі қызметі – пеште газдың көтеріңкі қысымын тудыру. Дроссельдік құрылғыда 2 фланец болады, олардың арасында газ өткізуге арналған әр түрлі диаметрдегі 5 параллель тұратын патрубкалар орналасады. Диаметрі 750-1000 мм үш патрубкалар мен диаметрі 400 мм патрубкаларға дроссельдер – эклектр қозғалтқыш пен редуктордан тоқ алатын айналдырғыш дисктер орнатылған, ал ең кіші патрубкаға дроссель орнатылмайды.
Дисктерді белгілі бір бұрышқа бұрып, газ өтетін патрубкалардың қимасын үлкейтіп не кішірейтіп отырады; қиманы кішірейту пештегі қысымның жоғарылауына әкеледі. Үш үлкен дроссельдер газ қысымын қатаң реттейді, ал редуктормен байланысқан диаметрі 400 мм патрубканың дросселі домна пешіндегі тұрақты газ қысымын ұстап отырады [19].
Газ қысымын реттеуге арналған дроссельдік құрылғының құрылымы 5-қосымшада көрсетілген.
Осы дипломдық жобада колошниктегі газдардың көтеріңкі қысымын тиімді пайдалануды жүзеге асыру үшін жобаланатын цехтағы домна пештеріне соңғы уақытта көптеген домна пештеріне энергиялық ресурстарды үнемдеу мақсатымен орнатылатын компрессорсыз қайта өңдеу газ турбиналарын қойылады. Олар домна газының көтеріңкі қысымының энергиясынан электр энергиясын алуға арналған. Ішке келіп түсетін көтеріңкі қысыммен домна газы электр энергиясын алатын электр генераторының жетегі болып табылатын турбиналарды айнауды қамтамасыз етеді; газдың қысымы турбиналарда атмосфералық қысымға дейін төмендейді. Турбиналар үрлемені сығуға кеткен энергияның 40%-ын қайтаруға мүмкіндік береді, тіпті бұл жағдайда электр энергиясының бағасы зауыттың жылу энергетика орталығында өңдегендегіге қарағанда екі есе кем болады. Компреесорсыз қайта өңдеу газ турбиналарын газ тазалау құрылғыларынан соң дроссельдік құрылғыға параллель етіп орналастырады. Олар арқылы газ өткенде дроссельдік топ жабық күйде болады, ал колошниктегі газдардың қысымы турбиналардағы диафрагмалармен реттеледі.
3.5. Газдардың көтеріңкі қысымын пайдаланудың кемшіліктері
Колошниктегі газдардың көтеріңкі қысымын пайдаланудың кемшіліктерінің біріне құрылғылардың, әсіресе жүктеу құрылғысының төзімділігінің төмендеуін жатқызуға болады [19].
Одан басқа қысымды арттыруға кететін үлкен көлемдегі энергияның колошник газымен бірге жоғалуы да бұл қарқындату тәсілінің кемшіліктерінің бірі болып табылады.
Колошниктегі көтеріңкі қысыммен жұмыс істеу уақытын көбейту үшін және құрылғылардың төзімділігін арттыру үшін қазіргі уақытта домна пешінің құрылымы мен балқыту технологиясы жүйелі түрде жетілдірілуде.
3.6. Қорытынды
Ағынның жоғалуы колошниктегі газдардың қысымына кері пропорционал. Осы тәуелділіктен ауытқу шаң шығуды азайту, шихта бағанасын өзгерту және материалдар мен газдардың пеш бойына таралуын өзгерту арқылы іске асырылады.
Шихта бағанының тұрақты таралуы мен күйі жағдайында колошник газының қысымының біргелкі өсуі теориялық түрде шихтаның түсуін анықтайтын шектің жоғары орналасуы және алғашқы қысымның төмен кезінде тиімдірек болады.
Пеште қалатын ұсақтардың мөлшерінің көбеюі көтеріңкі қысыммен жұмыс істеудің тиімділігін төмендетеді, сондықтан көтеріңкі қысым жағдайында жұмыс жасағанда шихтаның түсуін анықтайтын пеш зоналарының тұрақтылығын сақтап отыру қажет.
Қысымды арттыру арқылы қол жеткізілетін артықшылықтары пештің жұмыс режимін, әсіресе жүктеу параметрлерін өзгерткенде іске асырылады.
Колошниктегі газдардың көтеріңкі қысымының нәтижесінде шихта қозғалысының жеңілдеуі басқа да мүмкіндіктерді толық пайдалануға бағытталған шараларды жүзеге асыруға мүмкіндік беріп отыр.
Жоғарыда айтылғандарды түйіндей келе мынандай қорытынды жасауға болады. Колошиктегі газдардың қысымын арттыру арқылы біз кокстың меншікті шығынын азайта отырып, пештің өнімділігін арттыра аламыз.
Газ қысымын реттеуге арналған дроссельдік құрылғының құрылымы 5-қосымшада көрсетілген.

4. АВТОМАТТАНДЫРУ БӨЛІМІ
Осы дипломдық жобада жалпы қысым айырмасының орнына жеке қысым айырмаларын өлшеу жүргізілетін және сол жеке айырмалардың мәндеріне сәйкес қысым шамасын қайта қалпына келтіру үшін әлдебір күш берілетін реттеу жүйесін енгізу қарастырылады.
Бірқатар металлургиялық комбинаттардағы зерттеулер әр алуан фактрлардың қысым айырмасына деген келесідегідей әсерлерін көрсетті. Пештің бірқалыпты жүрісі кезінде шихтаның орта тұсы мен колошник арасындағы, яғни жоғарғы аймақтағы қысым айырмасы конусты ашу кезінде айырма күрт өсетін үлкен конустың бір ашылуынан екінші ашылуына дейінгі (қысым айырмасының орташа мәні шамамен 0,5 атм) диаграмма бойынша қисық сызықтың баяу бұрылуымен сипатталады. Фурмалар деңгейінен шахтаның орта тұсына дейін, яғни төменгі аймақтағы қысымдар айырмасы пештің бір қалыпты жүрісі кезінде үлкен конустың бір ашылуынан екінші ашылуына дейінгі қисық сызықтың аздаған бұрылуымен сипатталады (шамамен 0,76 ат). Конустың ашылуы кезінде қысым айырмасы біршама азайып, кейін аздап артады. [5].
Арналық газ таралуы мен пештің тұрақсыз жылулық күйінде туындайтын шихтаның жоғарғы бөгелулері жеке қысым айырмаларының шектен тыс тұрақсыздығына әкеліп соғады.
Жоғарғы айырманың азаюына шеткі аймақтарды жеңілдететін әперістерді қолдану, сонымен қатар колошниктегі газдардың қысымын арттыру көмектеседі.
Жүктеу жүйесінің өзгеруі төменгі аймақтарда 3-4 сағаттан кейін, ал жоғарғы аймақтарда 1-1,5 сағаттан кейін білінеді. [9]. Шеткі аймақтарды жеңілдететін әперістерді қолдану алдымен жоғарғы айырманы төмендетіп, содан соң төменгіні арттырады. Пештің көлемін толығымен шеттік әперістермен толтырғанда, осының алдында әдетте тұрақты болатын жалпы айырма төмендейді.
Үрлеменің ылғалдылығы мен температурасын өзгерту төменгі айырмаға айтарлықтай әсер етеді, температураның төмендеуі не ылғалдылықтың артуы кезінде азаяды.
Үрлеменің шығынын өзгерту екі қысым айырмасына да күрт әсер етеді — шығынның азаюымен қысымдар айырмалары да төмендейді. Үрлеменің шығынын өзгерту қалыптасқан газ легін бұзатындықтан бұл реттеу тәсілі көп жағдайларда қолданыс таба бермейді.
Төменгі айырма пештің жылулық күйінің өзгеруіне тез әсер етеді, тіпті бұл реакция басқа белгілерден анықтауға дейін 1,5-2 сағат бұрын байқалады [9].
Жеке қысымдар айырмаларының өзгеруі бойынша алынған мәліметтер негізінде Сібір металлургиялық институты мен Магниторгор металлургиялық комбинатының жұмысшылары жеке қысымдар айырмаларымен домна пешінің жүрісін реттеудің автоматтандырылған сызбасын жасап шығарды.
Үрлеу режимін жеке қысымдар айырмаларымен реттеу сызбасы келесі түрде жұиыс істейді. Егер жоғарғы айырма берілген мәннен асып кетсе, онда бөлуші түйін арқылы алдымен колошниктегі газдардың қысымын арттыруға, содан соң үрлемені азайтуға пәрмен беріледі.
Егер реттеуші колошник газын түзетіп болып, қысымдар айырмасы қайта қалпына келмесе, онда үрлеменің шығынын өзгертпес бұрын біраз уақыт үзіндісін жасайды, осыдан кейін 5-7 мин уақыт аралығымен 4 рет үрлеменің шығыны реттеледі [9].
Үрлеменің шығынын жоғарғы айырманы реттеушімен толық реттегенде автоматты түрде төменгі айырманы реттеуші қосылады, ол тиісінше үрлеменің температурасын не ылғалдылығын және шығынын түзетеді. Егер төменгі айырма қалыпты болса реттеушіге үрлеменің шығыны беріле бастайды. Егер де төменгі айырма берілгеннен жоғары болса, онда алдымен мөлшерлес реттеу аймағының шамасына сәйкес температура реттеушісімен түзету жүргізіледі, әрі қарай айырма өскенде 5-7 мин уақыт аралығымен ылғалдылықты реттеушімен түзету жүргізіледі [23]. Бұл жағдайда айырма қайта қалпына келмесе, онда 5-7 мин уақыт аралығымен 4 рет үрлеменің шығынын реттеуге берілу өзгертіледі. Айырма қалпына келтірілген соң үрлеменің шығынын реттеушіге берілу де қайта қалпына келтіріледі. Одан әрі температура немесе ылғалдылықты реттеушіге берілу де қайта қалпына келтіріледі. Егер айырма төмендесе, онда берілу температураны арттыру немесе ылғалдылықты төмендету бағытына өзгертіледі, содан соң ауа үрлегіш машина арқылы үрлеменің шығынын арттырады..
Өнеркәсіптік зерттеулер аталған автоматты жүйенің жарамдылығын көрсетіп отыр [23]. Бұдан бөлек, жеке айырмаларды диаграммаға түсіріп отыру пештің жүрісін автоматты түрде де және қолмен реттеу кезінде де пешті бақылауды әжептәуір жеңілдетеді.
Бұдан бөлек осы дипломдық жобада колошниктегі газдардың көтеріңкі қысымын тиімді пайдалануды жүзеге асыру үшін соңғы уақытта көптеген домна пештеріне энергиялық ресурстарды үнемдеу мақсатымен орнатылатын компрессорсыз қайта өңдеу газ турбиналары енгізіледі. Компреесорсыз қайта өңдеу газ турбиналарын газ тазалау құрылғыларынан соң дроссельдік құрылғыға параллель етіп орналастырады.
Олар арқылы газ өткенде дроссельдік топ жабық күйде болады, ал колошниктегі газдардың қысымы турбиналардағы диафрагмалармен реттеледі. Турбиналар тоқтап қалған жағдайда газды дроссельдік құрылғылардан өткізеді, осы арқылы домна пешінің көтеріңкі қысыммен жұмыс істеуін қаматамасыз етеді [5].
Осылайша, дипломдық жобамен ұсынылып отырған автоматты реттеу жүйесі мен компреесорсыз қайта өңдеу газ турбиналары пештің тұрақты жұмысын қалыптастыру үшін тиімді қысым береді, сонымен қатар осы құрылғылар арқылы пештің өнімділігі артады, коксты үнемдеу де арта түспек, осы арқылы шойынның сапасы жақсарады, ал пеш бір қалыпты жұмыс атқаратын болады.

1 – уақыт релесі; үрлеудің шығынын (2), ылғалдылығын (3) және температурасын (4) реттегіштер; 5 – төменгі аймақтың дифманометрі; 6 – таратқыш; 7 – колошниктегі газ қысымын реттегіш; 8 – жоғарғы аймақтың дифманометрі; 9 – ауа қыздырғыш; 10 – орындау механизмі; 11 – шаң ұстағыш; 12 – скруббер; 13 – клапан; 14 – ауа үрлеу; 15 – ылғал өлшегіш; 16 – ауа үрлеудің реттегіші.
4.1-сурет – Пештің үрлеу режимін жеке қысымдар айырмалары бойынша реттеу сызбасы.
ЖОБАНЫҢ ҚАУІПСІЗДІГІ ЖӘНЕ ЭКОЛОГИЯЛЫЛЫҒЫ
5.1 Өндіріс қауіпсіздігі
5.1.1 Цех ғимараты және құрылысы
Толық өндірісті циклді металлургиялық кәсіпорын құрамына кіретін домна цехы негізінен ағымды бағытты жүктерді тасымалдау және жүк ағымының бір-біріне кедергі жасамайтындай етіп орналастырылады. Домна цехының құрылыс бөлігі келесі жағдайларды ескере отырып таңдалған:
1) Құрылыс орны Қазақстан Республикасының Қарағанды облысы климаттық аудан бойынша 1В жатады.
2) 4-ші географиялық аудан бойынша желдің жылдамдық екпіні 48 кг/м2.
3) Қар жамылғысының салмағы 200 кг/м2.
4) Қалыпты қату тереңдігі минус 1,9 метр [11].
СанПиН ҚР 2.2.02.1.1.587-99 «Тазалық-қорғаныс аймағы және кәсіпорынның, құрылыс және т.б. нысандардың тазалық жіктемесі» бойынша тазалық нормаларының талаптарына сәйкес домна цехы қоршаған ортаға зиянды өнеркәсіп қалдықтарын бөлетін кәсіпорын болып саналады және тұрғын үйлерден жеке бөлек орналасқан тазалық-қорғанысты ені 1000 метрден (1 класс) кем емес аймақта орналасуы керек. Домна цехының құрылымы, домна пештерінің өлшемдеріне және оның құрамына енетін қосымша ғимарат және құрылысқа байланысты күрделі. Цех құрамына келесі ғимараттар және құрлыстар кіреді: бункерлі эстакада, ауақыздырғыштар ғимараты, құю машиналары, механикалық және электрожөндеу шеберханалары, шлакты ожауларды жууға арналған қондырғылар, отқа төзімді массаны дайындау үшін қалыптарды тығындауға арналған сазилегіш және шағын қосымша бөлмелер.
Жобаланып отырған домна цехының негізін әртүрлі өлшемді және көлемдері 3200 м3 конфигурациялы екі домна пеші құрайды.
Желдету және жылыту
Домна цехында шаңның және газдың мөлшері жоғары болады. Олармен күресу мақсатында желдеткіштер орнатылады, желдеткіштер табиғи (аэрация) және механикалық (жасанды) болады. Табиғи желдеткіштер ғимараттың ішіндегі және сыртындағы температураның әртүрлі болуының есебінен не желдің әсер етуі арқылы жұмыс жасайды. Аэрация ғимарат көлеміне қатысты ауа айналымының жоғары еселігін қамтамасыз етеді, өте тиімді. Аэрация былайша жүзеге асырылады, ауа айналымы кезінде жұмысшы аймағының барлық участктері қамтылады. Осы мақсатта соратын фонарлар ең жоғарғы бөлікте, ал ауа ағымына арналған саңылау ғимарат қабырғасының төменгі жағында орнатылады. Ғимараттан қызған және ластанған ауаны жою үшін цех ағымды және соратын желдеткіштермен жабдықталған. 4.02-05-2001 СНиП «Жылыту және желдету» талаптарына сәйкес тікелей домна пеші орналасқан ғимаратта механикалық ағымды-соратын желдеткіш орнатылған. Пештің ұзын бойымен берілген ауаны ғимарат ауасымен араластыратын өнімділігі 15000 м3/сағ 6 ЦА-70-16 желдеткіштері орнатылған.
Өндірісті жарықтандыру
Домна цехында табиғи және жасанды жарықтандыру қолданылады. Табиғи жарықтану жарық ойықтары (бүйірдегі) және ғимарат төбесіндегі жарық фонарлары арқылы жүзеге асырылады. Жарықтану мөлшері және қор коэффициенті «Қара металлургия зауыттарындағы негізгі цехтарды жасанды жарықтандырудың салалық нгормалары», СНиП 2.04-05-2002 «Табиғи және жасанды жарықтандыру» талаптарына сәйкес алынады. Сонымен қатар табиғи жарықтану коэффициенті домна цехындағы жұмыс жағдайы үшін жоғарғы және аралас жарықтандыру кезінде 20%, ал бүйірден жарықтандыру кезінде 5% құрайды. Зауытты электрмен қамтамасыз ету сүлбесіне сәйкес, жалпы жарықтандыру желісіндегі кернеу 380/220 вольтты, жарықтандыруды жөндеу желісіндегі кернеу – 36 вольтты құрайды [18].
Тазалық-тұрмыстық бөлмелер
Тұрмыстық бөлмелерге жұмыс уақытында жұмысшылардың тұрмыстық және тазалық қажеттлігін қанағаттаныру үшін қолданылатын бөлмелер жатады. Оларға асхана, киім ілетін, дәретхана, жуытанын бөлмелер, жұмысшылар дем алатын бөлме және ауыз сумен қамтамасыз ететін бөлмелер жатады. Тұрмыстық бөлмелер желді жақта орналасады. Цехта жұмысшы алаңда дем алатын орын бар, ол жер салқындатылған не концентирленген ауамен, сонымен қатар ауыз суымен не газдалған тұздалған сумен қамтамасыз етіледі.
Берілетін ауыз суының температурасы 8-200С, ауыз суын беру үшін суағар, жабық бактарда су ағатын әртүрлі саптамаларорнатылған.
Тазалық бекеттері дәрі-дәрмекпен, бірінші дәргерлік көмек көрсетуге арналған құралдармен жабдықталған.
Нақты қауіпті және зиянды факторларды талдау
Домна өндірісіндегі қауіпті өндірістік факторларға, зиянды аймақтарға мыналар жатады:
теміржол көлігі;
арнайы рельсті көлік;
жүккөтеретін механизмдер құрылымы және механизмдер
газдар;
жалын;
балқыған металл, қызған шлак;
Жабдықтардағы технологиялық операциялар кезіндегі қауіпті факторлардың әрекеті 5.1-кестеде келтірілген.
5.1-кесте –Нақты өндірісті қауіпті және зиянды факторларды талдау
Техноло-гиялық үрдіс операциясы Агрегат, жабдық және басқа қондыр-ғылар Өндірісті қауіпті және зиянды факторлар Пара-метрдің норма
мәні Мүмкін болатын өндірістік әсер ету
Домна пешіне материал-дарды тиеу Шихтаны конвейер-мен беру, скипті көтергіш Жұмысшы орында шу деңгейі жоғары 103 дБ жүйкенің бұзылуы, жартылай есту қабілетінің төмендеуі
қорғалмаған өндірісті жабдықтардың жылжымалы элементтері механикалық бүліну
жоғары деңгейлі шаңдану 4 мг/м3 өкпе ауыруы
Қорыту үрдісі және
шойынды құю Домна пеші, шойын тасымал-дағыш, крандар жоғары температура жоғары деңгейдегі газдану 5мг/м3 жоғары деңгейдегі шаңдану 4мг/м3 жұмыс орнындағы шу деңгейі жоғары 103 дБ Анықталған өндірістік ортадағы нақты өндірісті қауіпті және зиянды факторлардан қорғану әдістері
Зиянды өндіріс факторларына жасалған талдаудан кейін олардың орналасу орындары анықталлғаннан кейін олардан қорғану әдістерін жетілдіру қажеттілігі туындайды, ол жайлы деректер 5.2-кестеде келтірілген.
5.2-кесте – Зиянды өндірістік факторлардан қорғануға арналған инженерлік шаралар
Қауіпті не зиянды өндірістік фактор Қорғаныс қондырғысы, оның типі Қорғаныс қондырғысының параметрі Қондырғының орналасқан жері
Жұмысшы орнындағы шу деңгейі жоғары а) негізгі жетектер-дің қозғалтқышына қаптама орнату
б) жеке қорғану құра-лы ретінде қолдану Қамтама материалы – резиналы төсемді шуды өткізбейтін болатты қаптама қозғалтқыштар орнатылған жер бойынша
Өндіріс жабдық-тарының жылжы-малы қорғалмаған элементтері, қозға-латын материалдар Қоршауды ұйымдастыру Металды қоршау биіктігі 0,9 кем емес тегіс қамтамалы төменнен биіктігі 0,14м пештің ұзындығы бойынша
Жұмысшы аймақтың жеткіліксіз жарықтануы Қосымша жарықтандыру:
а) ДРЛ шамы
б) ЛБ шамы а) қуаты 400Вт;
б) қуаты 250Вт. а) цех аралығы
б) машина залы, оператор бекеті, қызмет бөлмелері
Жоғары деңгейлі шаңдану және газдану Сору пештің ұзындығы бойынша
Өрт қауіпсіздігі
«Ғимарат және құрлыстағы өрт қауіпсіздігі» СНиП 2.02-05-2002 сәйкес жарылыс қаупі және өрт қауіпі бойынша домна пешінің ғимараты Г санатына жатады. Өрт және жарылыс қауіптін тудыратын жағдайға әкеп соғатын қауіпті факторлардан қорғну шаралары: өндіріс үрдістерін механизациялау және автоматтандыру, кейбір технологиялық операцияларды басқару тетігімен дистанционды басқару, өртті сөндіретін және дабыл қағатын аппараттарды орнату [11]. Қарастырыатын участкте технологиялық үрдіс және өндірісті өнім өндіру кезінде қолданылатын өзіне тән өрт-және жарылыс қауіпін тудыратын заттар қолданылады. Олардың сипаттамасы 5.3-кестеде берілген.
5.3-кесте – Шикізат, жартылай өнімдер, дайын өнім, қалдықтардың өрт-жарылысты қасиеттері
Шикізат атауы Шикізат және өнім қасиеті Мүмкін болатын қауіпті салдар
Коксты шаң Аэроқоспалар жарылыс қауіпті Барлық ұзындық бойынша ғимараттың бүлінуі мүмкін
Шойын Өрт қауіпті Өрт 50м радиусты қамтыуы мүмкін.
Кабелді қабаттарда, галереяда, ЩСУ, КИП және автоматика ғимараттарында ДИП-2, ДИП-3, ИП 104-1 типті хабарлағыштар қолданылады. Өрт дабылын қабылдайтын қабылдау станциясы ретінде ППК-2, ППС-3, ЭПОС-004, УОТМ-М типті станциялар қолданылады. Өртті сөндіру үшін ПО-1 типті көбік түзегіш және ОВПС-250А типті стационарлы ауалы-көбікті өртсөндіргіштер қолданылады. Жаңа басталған өртті бастапқы шоғырландыру құралы ретінде ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 және ОУБ-7 типті көмірқышқылды өртсөндіргіштер қолданылады. Электрқондырғыларда ОПС-10 типті ұнтақты өртсөндіргіш қолданылады. Жобада табақты газды ысырмалы және апатты газды қырқатын және ашылатын клапандар қарастырылған [18].
5.2. Технология және техникалық жүйелердің экологиялық жағдайы
5.2.1. Өндірістік жабдықтар, көліктік құралдар, техниканың экологиялық жағдайын талдау
Шойынды өндіру кезінде қоршаған орта келесі зиянды қалдықтармен: шаңмен, газдармен және шламдармен ластанады. Шаң шихта беру трактасында, шихтаны домна пешінің қабылдау құйғышына тиеу кезінде, конус аралық кеңестікте, құю алаңдарында, шаңұстағыштарды тазалу кезінде және құю машиналарына шойынды ағызған кезде бөлінеді. Домна өндірісінің зиянды қалдықтары технологиялық және органикалық емес болып бөлінеді. Технологиялық зиянды қалдықтарға домна үрдісінің барысында түзілетін домна (оттықты) газы жатады. Оны газды тазтазалайтын қондырғыда тазалайды және одан кейін отын ретінде қолданады. Оттықты газ құрамында зиянды қалдықтар: шаң, көміртек қышқылы және шамалы мөлшердегі күкіртті газ болады. Қалыпты қысымда жұмыс жасайтын домна пешінен шаңдардың шығуыа 50-150 кг/т шойынды, ал пештен 25-75 кг/т шойынды құрайды. Шаңның біршама мөлшері конус аралық кеңестік арқылы атмосфераға бөлінеді. Шаңұстағыштарды тазалау кезінде 1 тонна шойыннан атмосфераға 0,75-1,0 г шаң бөлінеді. Шаң концентрациясының орташа (салмағы бойынша) салмағы түсру кезінде жел болмаған кезде 250мг/м3 құрайды. Сулаған кезде шаңның бөлінуі азаяды.
Жобаланатын цехтың домна пешінде конуссыз тиеу қондырғысы бар (БЗУ). Конуссыз қондырғыны орнату біршама экологиялық жағдайды жақсартуға мүмкіндік берді. Сонымен бункер аралық конуссыз қондырғыда шаңды-газды басатын жүйе жұмыс жасайды, бункерден пешке кезекті мөлшерленген материалдарды тиеу үрдісінде пеште бумен шаңмен және газдың бөлінуі жүзеге асырылады [18].
Ағымды сулар көзін талдау
Гидросфераны қалдықты ағымды сулардан қорғау ағымды суларды жинау жүйесін пайдалану және оларды шаңнан май өнімдерінен тазалауға арналған қондырғыны қолдану арқылы жүзеге асырылады.
Домна цехындағы гидросфераны нақты ластайтын коксты шаң, ол коксты және технологиялық майлау кезінде түзіледі. Шаңның атмосфераға бөлнуін төмендету үшін оны аспирационды қондырғылармен ұстайды, арнайы шаң жинайтын қондырғыларда жинақтайды, содан кейін сулайды және сумен бірге ағызылады.
5.4-кесте – Домна пешінде қолданылатын ағымды су сипаттамасы
Ағымды су көзінің атауы Ағымды судағы зиянды заттар атауы Зиянды заттардың адам ағзасына әсер ету ерекшелігі
Шаң Коксты шаң Терінің бетін тіркендіреді
Технологиялық майлау Пальма майы 6. ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
6.1 Домна цехының өндірістік бағдарламасын жасау
Жобалық (өндірістік) қуат цех, агрегат, бөлімшелер бойынша мына формуламен анықталады:
, (6.1)
мұндағы – жылдық жобалық қуат, мың. т;
– уақыт бірлігіндегі бір агрегат өнімділігінің техникалық негізделген нормасы, т;
– күнтізбелік мерзім, тәулік, сағат;
– агрегаттың жоспарланған жөндеу жұмыстарына тоқтау ұзақтығы, тәулік, сағат;
– ұқсас агрегаттар саны.
Домна цехының жобалық (өндірістік) қуаты:
ПМ = 9270.(365 - 9) = 3300120 т
Агрегаттың жұмыс уақытының қоры күнтізбелік, номиналды және нақты жұмыс уақыттарынан құралатын жұмыс уақытының балансы негізінде анықталады. Жоспар жылындағы агрегаттардың барлық эксплуатациялық мерзімін күнтізбелік жұмыс уақыты деп атайды. Ағымдағы тұрып қалулар дегеніміз – агрегаттардың қысқа мерзімді тіркеулі тоқтаулары [31]. Құрылғының үздіксіз жұмыс кестесі үшін:
тәулік;
; (6.2)
, (6.3)
мұндағы – күнтізбелік уақыт;
– күрделі жөндеу жұмыстарына тоқтап қалулар;
– жоспарлы алдын алу жөндеу жұмыстарына тоқтап қалулар;
– номиналды уақыт қоры;
– ағымдағы тоқтап қалулар, номиналды уақыт қорының %-ы;
– пештің нақты жұмыс уақыты.
Жаңа домна пеші үшін:
тәулік;
тәулік;
тәулік.
Домна цехтарындағы есептеу көрсеткіштері болып мына көрсеткіштер табылады:
а) жалпы цех бойынша және әрбір пеш бойынша қайта өңделінетін шойынға қайта есептегендегі шойынның шығымы;
б) ілеспе өнімдерді цех пен әрбір пештің өндіруі (шлак пен домна газы);
в) жалпы цех бойынша да, пеш бойынша шойынды балқыту көлемі.
Домна цехының жылдық жобалық қуаты мен өндіріс жоспарларын есептеуді нақты уақыт бойынша емес, номиналды уақыт бойынша жүргізеді, себебі ағымдағы тоқтаулар жоспарға кірмейді және олардың саны өте аз. Жөндеу жұмыстарының мерзіміне, кезеңділігін, құрамы мен көлеміне байланысты домна пешінің күрделі жөндеу жұмыстарының I, II және III сатылы түрлері болады. 1-сатылы күрделі жөндеу жұмыстары 25-50 тәулікке созылады, 12-16 жылда бір рет жасалады, 2-сатылысы 15-30 тәулікке жалғасып, 5-8 жылда бір рет өтеді және 3-сатылы күрделі жөндеу жұмыстары 1-3 жылда бір жасалып 3-7 тәулікті қамтиды. Ағымдағы жөндеу жұмыстары – жеке бөлімшелерді қалпына келтіруге арналған аз көлемді жөндеу жұмыстары [24].
Жоспардағы пештің тәуліктік өнімділігі өндіріс процессінің «тар» жерлерін есепке алады (жөндеу жұмыстарынан бұрын және кейін өнімділіктің төмендеуі, шойынның бір түрінен екінші түрін балқытуға ауысқан кездегі өндіріс жоғалымдары). Пештің тәуліктік өнімділігін келесі формуламен есептейді:
(6.4)
мұндағы ПКПК – пештің пайдалы көлемін пайдалану коэффициенті. Есептеулер бойынша ПКПК 0,7-ге тең.
Тәуліктік өнімділік 9270 тонна шойынға тең. 4.1-кестеде көрсетілген пеш бойынша балқытуды есептейміз.
Бұл жағдайда келесі факторлар есепке алынады:
- жаңа пештер мен күрделі жөндеу жұмыстарынан өткен пештер 15 тәуліктің ішінде құйылатын шойын балқытады;
- жоспар кезеңінде домна пештерін шойынның бір түрінен екінші түрін балқытуға ауыстыру орынсыз, себебі біршама сапасыз шойын алынып, өімділік төмендейді.
Балқытуды қайта өңделетін шойынға қайта есептеу үшін келесі ауыстыру коэффициенттері қолданылады: қайта өңделетін шойын үшін - 1,0; құйылатын шойын үшін - 1,26 [12];
Жөндеу жұмыстарының жоспарлы тізіміне сәйкес, әрбір пеш бойынша номиналды және нақты уақыттар анықталады. Физикалық тоннаждағы шойынның түрлері бойынша балқыту мөлшерін тәуліктік өнімділікті номиналды жұмыс күніне көбейту арқылы табады (номиналды метро-тәуліктерді жоспардағы ПКПК-ға бөлу арқылы есептеуге де болады).
Пештің құйылатын шойындағы тәуліктік өнімділігі:
9270/1,26 = 7357 т.
Құйылатын шойынның бір жылда балқытылатын мөлшері:
15 ∙ 7357 ∙ 0,9 = 99,32 мың т.,
мұндағы 0,9 – жаңа пештің өнімділігінің 10%-ға төмендеуінің коэффициенті;
15 – пештің құйылатын шойындағы жұмыс уақыты, тәулік.
Қайта өңделінетін шойынның бір жылда балқытылатын мөлшері:
335 ∙ 7357 + 15 ∙ 7357 ∙ 0,9 = 3231 тыс. тонн,
мұндағы 335 – қалыпты өнімділік кезіндегі пештің қайта өңделінетін шойындағы жұмыс уақыты, сутки;
15 – жаңа пештің аз өнімділікпен қайта өңделінетін шойындағы жұмыс уақыты, тәулік [4].
Қайта өңделінетін шойынға қайта есептегендегі балқытылатын шойын мөлшері:
3231 + 99,32 ∙ 1,26 = 3345 ≈ 3300 мың т.
Домна газының басқа мекемелердің цехтарына бағытталған көлемі ғана алынады. Сондықтан домна газының жалпы шығымынан оның жоғалымдарын (3-5%) және үрлемені қыздыру үшін жұмсалған бөлігін (25-35%) алып тастаймыз.
Шлактың жалпы шығымы:
0,41 ∙ 3231 + 0,47 ∙ 99,32 = 1371,39 мың т.
мұндағы 0,41 мен 0,47 – на 1 т қайта өңделетін және құйылатын шойынға шлактың шығымдары, т.
Түйіршіктегіш құрылғыларында шлактың 82%-ы қайта өңделеді:
1371,39 ∙ 0,82 = 1124,54 мың т.
6.1-кесте – Пеш бойынша шойын балқытуды есептеу
№ Көрсеткіштер 1 Пайдалы көлем, м3 3200
2 Күнтізбелік уақыт, тәулік 365
3 Күрделі жөндеу жұмыстары, тәулік 9
4 Номиналды уақыт, тәулік
а) қайта өңделетін шойынға
б) құйылатын шойынға 365
350
15
5 Тәуліктік өнімділік
а) қайта өңделетін шойында
б) құйылатын шойында 9270
7357
6 Бір жылда балқытылатын шойын, мың т.
а) қайта өңделетін
б) құйылатын 3231
99,32
7 Қайта өңделінетін шойынға қайта есептегендегі шойын мөлшері 3300
8 Номиналды метро-тәуліктер 1168
9 ПКПК 0,7
10 Ағымдағы тоқтаулар, % 0,6
1 т коксқа газдың шығымы 4630,5 м3 құрайды. Қолданылатын кокстың жалпы мөлшері:
0,523 ∙ 3300 = 1725,9 мың т.,
мұндағы 0,523 – кокстың меншікті шығымы, т (материалдық баланстан)
Газдың жалпы шығымы:
4630,5 ∙ 1725,9 = 7991,78 млн. м3.
Бұның 5%-ы домна пешінің білтелеріне, газ құбырлары мен тазалауға кетеді, ал 30%-ы домна цехында үрлемені қыздыру мен оданда басқа қажеттіліктерге жұмсалады. Қалған газ мөлшері өндірістік бағдарламаға енгізіліп, зауыттың басқа да цехтарына жіберіледі [29]:
7991,78 ∙ 0,65 = 5194,66 млн. м3.
Өндірістік бағдарлама 6.2-кестеде келтірілген:
6.2-кесте – Цехтың жылдық өндірістік бағдарламасы
№ Өнім Пеш бойынша барлық шығым Соның ішінде цехтар үшін Тауарлық өнім
1 Шойын, мың т. 3300 3300 2 Оның ішінде:
- қайта өңделетін
- құйылатын 3231
99,32 3231 -
99,32
3 Түйіршіктелген шлак, мың т. 1124,54 - 1124,54
4 Домна газы, млн м3 5194,66 5194,66 -
6.2 Күрделі қаржыны есептеу
6.2.1 Ғимараттар мен құрылыстар
«АрселорМиттал Теміртау» АҚ домна цехының құрамындағы пештің құрылысы ұсынылып отырғандықтан ғимарттар мен құрылысқа күрделі қаржы бөлінбейді.
6.2.2 Технологиялық және көтергіш тасымалдағыш құрылғылар
Технологолиялық және көтергіш тасымалдағыш құрылғыларға бөлінетін күрделі қаржыны жеке-жеке әрбір машина мен құрылғыға есептелінеді:
(7.5)
мұндағы – құрылғының бірлік құны, теңге;
– тасымалдағыш дайындау шығындарды есепке алатын коэффициент, 0,05-0,08;
– іргетастарды салуды есепке алатын коэффициент, 0,03-0,06 [31];
– құрылғыны жөндеу және игеруге кететін шығындарды есепке алатын коэффициент, 0,1-0,15;
– берілген құрылғының саны.
Бір домна пешінің құрылғыларының құнын есептеу нәтижелері 6.3-кестеде көрсетілген.
6.3-кесте – Домна пешінің құрылғыларының өзіндік құнын есептеу
Құрылғының атауы Саны Құрыл-ғының бірлік құны,
мың тг Кт, Кф, Км коэффи-циенттерді есептегендегі құрылғы құны Құрыл-ғының жалпы құны, мың тг
1. Конуссыз тиегіш құрылғы 1 208545,5 263683,7 263683,7
2. Автоматты басқару жүйесі - 284347,7 335130,3 335130,3
3. Paul Wurth фирмасының электр зеңбірегі 2 110615,9 130526,7 261053,4
4.Көміртекті және графиттелген блоктар, пештің иніші, ыстық үрлеменің газ құбырлары 1 66827,8 73795,9 73795,9
5.Колошникті қорғау тақталары 1 23390,7 27601,0 27601,0
6. Көрікті, шахтаны, иықтарды суытатын тақталар 1 64267,5 78915,6 78915,6
7. Күмбездің иніштеу тақталары 1 6027,3 7112,2 7112,2
6.3-кестенің жалғасы
8. Домна пешінің қаптамасы 1 73509,7 77541,4 77541,4
9. Фурмалық аспап 8 1603,2 1891,8 15134,4
10. Дроссельдік газ клапаны 1300 мм2 1400,1 1652,1 3304,2
11. Клапан ГД 1300 мм2 3913,2 4617,6 9235,2
12. Қанат тегершік 2500 мм2 1847,9 2180,5 4361
13. Бұрандалы тасымалдағыш 1 2023,6 2387,8 2387,8
14. Дроссель тобы 1 11572,4 13655,4 13655,4
15. Суық үрлеу клапаны 1400 мм2 3638,3 4293,2 8586,4
16. 20 м3 көлемді скип 2 8760,4 10337,2 20674,4
17. Кесу клапаны 3000 мм1 6989,5 8247,6 8247,6
18. Қалған материалдар мен құрылғылар - 42590,0 53676,2 53676,2
19. Электр фильтрлі газ тазалау жүйесі - 262703,1 330590,6 330590,6
20. Құрылыс-жөндеу жұмыстары - 178561,5 258302,5 258302,5
Жинағы 1982989,2
*Өндірістік құралдар, саймандар мен аспаптарға кететін шығындар технологиялық және көтергіш-тасымалдағыш құрылғылардың құнының 2,0-2,5%-ын құрайды [12,31].
Барлық күрделі қаржы 6.4-кестеге жазылады:
6.4-кесте – Күрделі қаржының жиынтық тізімдемесі
Шығын түрі Шығын соммасы, мың тг.
1. Технологиялық және көтергіш-тасымалдағыш құрылғылар 19872989
2. Күшті электр құрылғысы 46409,05
3. Құрал-жабдықтар және т.б. 19029,35
Жинағы 2048427,4
Негізгі күрделі қаржының пайызымен (10%) анықталатын қосымша күрделі қаржы шамасы (жалпы зауыттық шаруашылық нысандар):
мың теңге.
Домна цехына кететін жалпы күрделі қаржыны есептейміз:
2048427,4 + 204842,7 = 2253270,1 мың теңге.

6.3 Өнімнің жобалық өзіндік құнын есептеу
6.5-кесте – Өзіндік құн калькуляциясы
№ Шығын түрі Жоба
Саны, т Құны, тг Соммасы,
тг
1 2 3 4 5
1 Шикізат пен негізгі материал
- агломерат + кенбұршақтар
- темір кені
- марганец кені
Жинағы 1,7161
0,0166
0,0007
1,7334 10548
7383,67
9452,53
27384,3 18101,42
122,57
6,62
18230,61
2 Технологиялық отын
Скиптік құрғақ кокс
Мазут
Жинағы 0,523
0,075
0,598 17384,55
190,7
17575,25 9092,12
143,025
9235,145
3 Қалдықтар мен жанама өнім
Колошник шаңы
Түйіршіктелген шлак
Қиыршық тастар
Басқа цехтарға кететін домна газы
Жинағы 0,058
0,52
0,088
2,31
26,24
11,4
11,4
26,53
0,26
5,93
1,01
40,06
47,26
6.5-кестенің жалғасы
4 Қайта өңдеу шығындары 4.1 Энергия шығындары
Электр энергиясы (мың кВт*сағ)
Бу (Гкал)
Техникалық сулар (м3)
Үрлеу (мың м3)
Домна газы (мың м3)
Сығылған ауа (мың м3)
Оттегі (мың м3)
Энергия шығындарының жинағы
Қайта өңдеу бойынша шығындардың жинағы 0,022
0,049
0,04
2,73
0,50
0,101
0,091
7580
1360,05
1975,12
132,83
121,71
323,78
9213,69 166,76
66,64
79,00
362,63
60,85
32,70
838,45
1607,03
29120,04
4.2 Негізгі жалақы 85,35
4.3 Әлеуметтік сақтандыру 9,50
4.4 Жөндеу жұмыстары қоры 438,67
4.5 Тасымалдау шығындары 95,40
4.6 Негізгі құн амортизациясы 180,99
4.7 Цехтың басқа да шығындары 140,64
Тұрақты шығындар жинағы 950,55
Цехтағы барлық шығындар 31021,14
6.4 Жаңа пеш құрылысының тиімділігін есептеу
Домна пешінің құрылысына кеткен күрделі қаржының өтелу мерзімін мына формуламен есептейді:
, (7.6)
мұндағы – күрделі қаржы, мың теңге;
– базалық өзіндік құн, теңге;
– жобалық өзіндік құн, теңге;
– қайта өңделінетін шойынға қайта есептегендегі балқытылатын шойын мөлшері, мың тонна.
жыл.
6.6-кесте – Жобаның негізгі техникалық-экономикалық көрсеткіштері
№ Көрсеткіш Өлшем бірлігі Жоба
1 Жылдық өнімділік мың т. 3300
2 Пеш көлемі м3 3200
4 ПКПК м3тәу/т 0,7
5 Кокс шығыны т/т 0,523
6 Мазут шығыны т/т 0,075
6 Шойынның өзіндік құны тг/т 31021,14
7 Өзіндік құнның төмендеуі арқылы жылдық үнемдеу млн.тг 523,9
8 Күрделі қаржы млн.тг 2253,3
9 Өтелу мерзімі жыл 4,2
Осылайша, жасалған жоба экономикалық тиімді болып табылады, себебі домна пешінің құрылысына жұмсалатын күрделі қаржы максимал өтелу мерзімі – 6,67 жылмен салыстырғанда аз уақытта – 4,2 жылда өтеледі.
ҚОРЫТЫНДЫ
Осы дипломдық жобада жылдық өнімділігі 3,3 млн тонна қайта өңделінетін шойынға тең заманауи домна пешін салу қарастырылады. Жобалау барысында келесі нәтижелерге қол жеткізілді:
Жаңа цех «Арселор Миттал Темиртау» АҚ шарттарына сәйкес жобаланды;
Домналық шихтаның материалдар бағанының газодинамикасын жақсарта отырып, пештің өнімділігін арттыратын КТҚ (конуссыз тиегіш құрылғы) орнатылды;
Коксты үнемдеу мақсатында қосымша отын ретінде 1 тонна шойынға 75 кг мөлшерде мазут пайдаланылды;
Колошниктегі газдардың қысымын арттырудың домна пешінің жүрісінің қарқындату әдістерінің бірі екендігі дәлелденіп, осы тәсіл арқылы көптеген артықшылықтарға мүмкіндік ашылды.
Жобалауға жалпы 523,9 млн теңге көлемінде күрделі қаржы жұмсалды, бұл күрделі қаржының өтелу мерзімі 4,2 жылды құрады.
Қолданылған әдебиеттер тізімі.
Ефименко Г. Г., Гиммельфарб А. А., Левченко В. Е. Металлургия чугуна. - Киев: «Вища школа», 1970 , - 487 с. с ил.
Авдеев В. А., Друян В. М., Кудрин Б. И. Основы проектирования металлургических заводов: Справочное издание. - М.: Интермет Инжиниринг, 2002. - 464 с. с ил.
Авдеев Г. И. Опыт реконструкции и технического перевооружения отдельных предприятий и цехов чёрной металлургии. - М.: ин-т «Черметинформация» (Обзор по системе «Информсталь» вып. 25(240)), 1985,-29 с.
Гончаров Б. Ф., Соломахин И. С, Технико-экономические расчёты по производству чугуна. - Харьков: «Вища школа», Издательство при Харьковском ун-те, 1979, - 176 с
Бондаренко П.С. Автоматизация доменных процессов с использованием счетно-решающих устройств. – Москва: «Госэнергоиздат», 1960. - 89 с.
Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н. и др. Металлургия чугуна. - М.: «Металлургия», 1978, - 480 с. с ил.
Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. – 6 изд. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005-768 с.: 253 ил.
Стефанович М.А. Анализ хода доменного производства. – Металлургиздат, 1956. – 286 с.
Готлиб А.Д. Доменный процесс. – 2-изд. – Издательство «Металлургия», 1966. 477 с.
10.Юзов О. В., Щепилов Ф. И., Шлеев А. Г. Экономика и организация производства в дипломном проектировании. Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Металлургия, 1991, - 102 с.
11.Юсфин Ю. С, Залетин В. М. // Экология и промышленность Казахстана. 1997. С. 22—27.С.
12.Довгопол В. И., Медведев А. А., Потанина А. Н., Урявин Г. А. Экономика комплексного использования железорудного сырья.— М. Металлургия. 1992.
1З. Павлов А.М. Металлургия чугуна ІІ. – Металлургиздат. 1945, 365 с.
14. Технологическая инструкция Д-01-2009. Производство чугуна в доменных печах. – Доменный цех, 2009 г.
15.Довгопол В. И. Использование шлаков чёрной металлургии. - М.: Металлургия, 1969. 216 с. с ил.
16.Алимбаев А. А. Социально-экономические проблемы качества окружающей среды в Центральном Казахстане. // Вестник Карагандинского университета. №1 (212)/2001. с. 156-158.
17.Говоров В. А., Степанов А. Т. Общие основы охраны труда: Курс лекций для ВУЗов РК, - Алматы, 2003, - 113 с. с ил.
18.Говоров В. И. Расчёты по инженерной охране труда (методические указания по дипломному проектированию) - Алма-Ата, НМИ, 1980 г., 61 с. с ил.
19. Щедрин В.М. Теория доменной плавки под давлением. – М.: «Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии», 1962, 443-с.
20.Смирнов Н. А. Производство чугуна и стали. М.: ВИНИТИ АН СССР, 1985, т. 16 (Итого науки и техники), с. 82-141.
21.Баптизманский В. И. Известия вузов. Чёрная металлургия, 1971, №2, с.51-55.
22.Остроухов М. Я., Шпарбер Л. Я. Эксплуатация доменных печей. М.: Металлургия, 1975 - 264 с. с ил.
23.Доменный процесс по экспериментальным данным. Л.: изд. ЛПИ, 1949 (ЛПИ Сб. №2). 346 с. с ил.
24.Нурсеитов Б. Н. Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Организация и планирование на предприятиях чёрной металлургии» для специальности «Металлургия чёрных металлов». - Алма-Ата: РУМК, 1989, - 45 с.
25.Предложения по наращиванию мощностей по производству чугуна в 1955—1956 гг. на действующих печах. Арх. Гипромеза Т-3720.
26. В. П. Оноприенко, Б. Н. Старшинов и Н. Е. Сидоров. Бюллетень ЦИИН ЧМ,1956, И, с 14—22.
27. В. П. Оноприенко. Бюллетень ЦИИН ЧМ, 1957, № 13—,14, с. 32,
28. Писчиков М.М., Метс А.Ф., Щепилов Ф.И. Организация и планирование производства в черной металлургии. «Металлургия» Москва 1974, 328 с.
29.Экономика и организация производства в дипломных проектах по технологическим специальностям. / Под редакцией Геворкяна А.М – М.: Высшая школа, 1982.
30.Исмагулова Б., Ережепова Э. Қазақша – орысша, орысша – қазақша сөздік. Алматы, «Аруна» баспасы, 2002, 416 бет.
31.Турабаева М.Б. «Өндірісті ұйымдастыру және жоспарлау» пәні бойынша дипломдық жұмыстың экономикалық бөліміне арналған методикалық әдістеме.Барлық металлургиялық мамандықтар үшін, 2006 ж.

Приложенные файлы

  • docx 15646660
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий