Черная металлургия

Традиционная схема Руда доменный процесс чугун литейныйферросплавный передельный мартен конвектор электропечь сталь агломерация

сталь Прокатный цех горячий холодный листовой фасонный

Черные металлы Железо +примеси S, N, P, Si, и др. +специальные добавки По содержанию углерода: - чугуны (более 2,14%) - стали (менее 2,14%) Чугуны: -Белые (передельные) -Серые (литейные) -модифицированные

Руды По содержанию железа: -Бедные до 30% -Средние 30-50% -Богатые (св. 50%) По форме содержания железа: -Магнетитовые (магнитный железняк) -Гематитовые (красный железняк) -Бурый железняк -Сидерит (шпатовый железняк)

1. Предварительная стадия 1.1. обогащение руды - размол - пульпа - отсадка - магнитная сепарация (пыль, шум, ЭМП)

1.2. коксование ИСТОЧНИКИ: - ОТОПИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА - СИСТЕМА ЗАГРУЗКИ - БАШНЯ ТУШЕНИЯ СУХОЕ ТУШЕНИЕ: 1.ОБЪЕМ ВЫБРОСОВ СОКРАЩАЕТСЯ 2.ПАР 3.ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ 4.РАСХОД ВОДЫ 5.УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОКСА МОКРОЕ ТУШЕНИЕ : H2S NH3 C6H5OH СМОЛЫ 3,4 БЕНЗ(А)ПИРЕН СОДЕРЖАНИЕ ПРИМЕСЕЙ В ТЕХНИЧЕСКОЙ ВОДЕ ½ ТЕПЛА УХОДИТ В АТМОСФЕРУ

ФЕНОЛЬНЫЕ СТОКИ ДО 2 Г/Л ФЕНОЛА РОДОНИДЫ ЦИАНИДЫ NH3 СМОЛЫ МАСЛА

2. АГЛОМЕРАЦИЯ 2.1. ДРОБЛЕНИЕ ШИХТЫ: 1/3 ПЫЛИ ВСЕГО ЗАВОДА 3-20 КГ ПЫЛИ / 1 Т АГЛОМЕРАТА: Fe, Fe2O3, SiO2, Al2O3, CaO, MgO, MnO, P2O5, S, C, As

2.2. спекание шихты Агломерационные газы: 1. токсичность AsO, ZnO 2 CO 3. SO2 – 60% от завода 12 кг/1 т агломерата

3.1. окисление углерода кокса С+O2=CO2 С+СO2=2CO В конце процесса температура падает до гр 2 СО=СО2+С (сажа) 3. Доменный процесс – три процесса:

3.2 восстановление Fe Fe2O3+CO=Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2

3.3. флюсы убирают примеси Флюсы способствуют спеканию пустой породы и золы топлива Пустая порода от железной руды содержит много кремнезема (SiO2) A флюсы СаСО3 (известняк, доломит) способствуют отшлаковыванию S и F

III потока загрязнения III.1. шлак 95% общей массы образовавшихся отходов: % SiO % СаО % Al2O % MgO -По 0,5 – S, Fe, MnO На 1 т чугуна: ЗСМК – кг Мир – 270 Минимум - 180

III.2. выбросы: III Колошниковый газ: SO2, CO – 30%, NO H2S, 1-2% H, CH4 III Колошниковая пыль 50 (агломерат) – 150 (сырая руда)/1т чугуна Пыль шихтоподачи Пыль литейного двора 50% улавливается 15% расходов по переделу На участке от летки до скиммера 50-70% пыли – возгоны - металл с воздухом - желоба канцерогенной пековой связки

«Лисьи хвосты»

Г. Липецк

Желобная масса содержит: 64-69% углерода 34-39% SiO % Al2O3 3-3,2% Fe2O3 Замена кокса

III. 3 стоки – 2-6 тыс. куб. м/час

4. Выплавка стали 4.1.мартен 1.скрап-процесс – металлолом + 30% чугунные чушки 2.скрап-рудный процесс – 2/3 жидкий чугун, % скрап, остальное железная руда 3.Рудный – только чугун 4-12 часов До 700 тонн в 1 плавку Регенераторы сжигают мазут

1.Поверхность окисляется печными газами – образование закиси железа FeO - окалины 2. Растворяется в металле и опускается вниз 3. Она окисляет примеси, превращая их в шлак: FeO+Mn= Fe+ MnO FeO+Si= Fe+ SiO 4. Закись + углерод из чугуна FeO+C= Fe+ CO 5. «Кипение стали» 6. Скачивание шлака 7. Введение ферросплавов Шихта – чугун+ скрап+флюсы для удаления серы и фосфора

Загрязнение от мартена атмосферное От сжигания топлива: 1-3 кг/тстали NOx – 30% завода От разложения: При окислении углерода шихты СО Плавильная пыль 15 кг/т стали

водное Мокрая очистка газов 4000 куб м /час шлаки

4.2. Кислородный конвертор Жидкий чугун миксируют Нормализуют Заливают в ковш (с верхним или нижним дутьем тонн Продувают техническим кислородом 95,5% 2000 м куб в мин мин плавка (12-15 мин) Примеси окисляются с выделением тепла

4.2. Кислородный конвертор. Загрязнение атмосферное: Большое количество конверторных газов из-за выгорания шихты: CO, SO2, NOx Пыль зависит от: 1/ состава шихты 2/ организации подачи кислорода стоки мокрая очистка газов 1 цех= 3 конвертора* тонн= куб.м./час стоки

4.3. электропечь 1.Период окислительный (все примеси окисляются кислородом шихты, кроме S) 2.Восстановительный на пов-ть металла наводят основной шлак (коксик, известь, плавиковый шпат ) Шлак перекрывает доступ воздуха - Щелочная среда - S Слой шлака – сопротивление 90% скрапа 10% - чугуна Незначительный доступ Воздуха создает восстановительную среду ГРАФИТ

4.3. электропечь. Загрязнение 1. наибольший выброс твердых веществ (пыль, коксик) 2. технологические газы CO, NOx, цианиды – от хлоридов шихты Шлаки сталеплавления трудно использовать, т.к. непостоянный физико-химический состав

5.1. Фасонный прокат 5.2. Листовой прокат

5. Прокат загрязнение связано: 1.Травление окалины (Fe2O3 Ni2O CrO) HNO3 HNO3 +H2SO4 NO NO2 + соли металлов Темп 80 гр 2. Гидравлическая транспортировка окалины 3. Охлаждение подшипников и валков 4. В стоках смазочные масла и эмульсии стоки 8-12 куб.м/т проката 5. Горячий прокат – сжигание топлива

Новые методы ПВЖ Гидрометаллургия Процесс руда-сталь Плазменная плавка