Складирование и усреднение сырьевых материалов на рудном дворе ПАО «АрсеролМиттал Кривой Рог»

Технологическая карта по дозированию моношихты  содержит следующие данные: количество подаваемой моношихты (т/ч) – 300, в том  числе руда – 200; известняк – 45; кокс – 18; колошниковая пыль – 20,3; конверторный шлак – 16,7.

Технологическая карта по укладке моношихты в  штабель содержит следующие данные:

1. Параметры формируемого штабеля:

• высота – 10 м;

• ширина – 26 м;
• длина штабеля – 210 м.

2. Скорость передвижения штабелеукладчика:

при подаче моношихты (т/ч)                              скорость (м/мин)

300       по ходу – 26, против хода – 40;

400       по ходу – 26, против хода – 40;

500       по ходу – 26, против хода – 40.

3. Количество слоев, уложенных в штабель:

подача  материала (т/ч)    количество слоев

300        1 522

400        1 142

500        913

4. Перемещение консоли при укладке слоя снизу вверх – 300 мм.
5. Емкость штабеля (т) – 48 400.

Однако  качественная подготовка моношихты  не гарантирует получения требуемых  показателей без надлежащего  ее забора из штабеля. Сформированный штабель представляет собой трехгранную  равнобедренную призму с шевронным  расположением слоев по обе стороны  гребня. Забор материала производится одновременно по всему поперечному  сечению штабеля. При этом в отгружаемой  моношихте должны присутствовать все  слои, составляющие штабель.

Объем моношихты, отгружаемой рудоусреднительной машиной, состоит из двух частей: первая – моношихта, забираемая с подошвы  штабеля непосредственно черпаками  ротора, вторая – моношихта, ссыпающаяся  под воздействием возвратно поступательного  движения бороны.

Технология  забора материала из штабеля следующая: перед пуском рудозаборной машины устанавливается  угол наклона бороны; в начале работы материал из торца штабеля поступает по системе конвейеров на повторное усреднение; после выхода бороны на полное сечение штабеля начинается отгрузка моношихты в бункера аглофабрики.

Для обеспечения  качественного усреднения угол наклона  бороны должен соответствовать углу естественного откоса моношихты. В  этом случае обеспечивается равномерное  поступление материала к основанию  штабеля. Увеличение угла наклона приводит к нарушению равномерности схода  материала, что нарушает равномерность  слоев, образующих штабель.

Следует отметить, что сезонные перемены погоды ведут к изменению угла естественного  откоса моношихты. Так, в сезон дождей угол естественного откоса увеличивается  на 3° в результате увеличения влажности  моношихты с 7 до 10 %. В связи с этим угол наклона бороны в этот период следует увеличить на 4°.

Увеличение  производительности машины регулируется скоростью надвига, однако это может  привести к обрушению материала  при несоответствии количества материала, ссыпающегося под воздействием бороны, и забора его черпаками непосредственно  из объема штабеля. Целесообразно, с точки зрения качества усреднения, увеличение глубины погружения зубьев бороны в слой материала, т. е. увеличение количества ссыпающегося материала при том же угле наклона бороны.

Несоблюдение  заданной высоты штабеля на 1 м приводит к снижению производительности рудозаборной машины на 11 %.

При эксплуатации усреднительной машины был выявлен  ряд нарушений, приводящих к снижению качества усреднения. С целью быстрого заполнения бункеров аглофабрики, машинист самовольно увеличивал угол наклона  бороны и скорость надвига. Для недопущения  подобных случаев машинист рудозабороной  машины перед началом работы стал получать технологическую карту, где  указывались параметры штабеля  и работы машины, например:

• высота штабеля – 10 м;
• ширина штабеля – 26 м;
• угол наклона бороны – 38°;
• скорость надвига – 0,96 м/мин;
• производительность – 375 т/ч.

В результате реализации на складе завода описанных  выше мероприятий по совершенствованию  технологии укладки и забора материала  степень усреднения шихты после  смесителя составила по углероду – 92 %, по кальцию – 97 %.

В табл. 5.17 приведены качественные показатели агломерата до и после разработки технологии подготовки моношихты.

Таблица 5.17

Качественные  показатели производимого агломерата

Показатели	Технические условия		Доля анализов, попавших   в допустимые отклонения ±, %
	%	отклонения ±, %	при пуске			после мероприятия
			0,20	0,03	1,00	0,20	0,03	1,00
Fe	53,5	0,20	35			97,5
Основность	2,1	0,03		41,5			98,1
FeO	10,0	1,00			70,8			96,7

 

Из  приведенных данных видно, что обеспечение  качественной работы аглофабрики и  доменного цеха возможно при условии  строгого соблюдения регламентов формирования и забора штабелей.

 

 

Большинство зарубежных аглофабрик работает на моношихте, подготавливаемой на усреднительных складах с емкостью штабелей 60-150 тыс. т. Поскольку полученный из моношихты агломерат имеет колеблемость по железу всего лишь ±0,2 % и по основности ±0,03 %, то отпадает необходимость иметь запас тепла в горне доменный печи, что снижает расход доменного кокса. Усреднение на складах большой емкости позволяет доменному цеху работать на шихте со стабилизированными свойствами 10-15 суток.

 

РАЗДЕЛ 7 
ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ОХРАНА ТРУДА НА УСРЕДНИТЕЛЬНЫХ СКЛАДАХ

 

В металлургической промышленности интенсивными источниками пылеобразования являются участки обработки сырья, поступающего на предприятие. Принято считать, что  потери при перегрузках и хранении железной руды в штабеле на современном  усреднительном складе сырья составляют 0,05 %. Они включают в себя не только потери от пылевыделения, но и технологические потери с момента поступления сырья до момента выдачи продукта потребителю. Следует отметить, что количество образующихся потерь сырья и выбрасываемых вредных веществ в значительной степени зависит от эффективности процесса усреднения.

Борьба с пылевыделением при  обработке сыпучих материалов является важной задачей как для защиты окружающей среды и обеспечения  надлежащих условий труда, так и  для экономии сырьевых ресурсов [¹].

Источники пылеобразования на усреднительном складе можно разделить на две  группы:

• пылеобразование в ходе технологического процесса усреднения – выгрузка, транспортировка и укладка в штабель, отгрузка;
• пылеобразование из штабелей при воздействии атмосферных явлений.

Пылеобразование при транспортировке  и перегрузке сыпучих материалов происходит в результате взаимодействия частиц сырья с воздушными потоками и зависит от крупности, влажности, плотности, аутогезионных свойств и температуры материала, условий перегрузки (высоты перепада, угла наклона течки и т. д.), способов транспортирования, конструкции укрытий и других факторов.

На аглофабриках с различными технологическими цепочками специалистами ЗАО  «ВТНПФ «КОЛО», при участии технологических  служб аглофабрик, были установлены  источники потерь на всех участках, начиная от вагоноопрокидывателя и  рудного двора и заканчивая отгрузкой  агломерата потребителю [²].

Установлено, что механические потери сырьевых материалов при приеме, разгрузочно-перегрузочных  операциях предопределяются расположением  приемных участков складских площадей, компоновкой и составом оборудования. В связи с этим был выполнен сравнительный анализ образования  потерь на складах различных типов: открытые склады напольного типа с  раздельным штабелированием сырьевых компонентов и склады типа «рудный  двор» с организацией формирования шихтовых штабелей. Прием материалов в обоих случаях осуществлялся при помощи вагоноопрокидывателей.

При выгрузке руды вагоноопрокидывателем  в приемные бункера происходит интенсивное  пылеобразование в течение 40-45 секунд. На напольном складе вагоноопрокидыватель оснащен вытяжным устройством с последующей очисткой запыленного воздуха и частичным улавливанием пылевидной части. Уловленный материал транспортируется конвейерами по складским галереям и сбрасывается на площадки под галереи с высоты 10-30 м в зависимости от наличия материала под разгрузочной воронкой. Средняя величина потерь материалов с распылом, определяемых в различные периоды года, может достигать 5 % от общего объема потерь.

На участке приема шихтовых компонентов  и подготовки шихты типа «рудный  двор» при изучении последовательности осуществляемых операций и их цикличности  были определены конкретные точки потерь материалов с пылью.

Анализ пыли, отобранной в пробоотборники после ее осаждения в районе вагоноопрокидывателя, свидетельствует, что в ней преобладают  фракции менее 40 мкм. По химическому  составу пыль несколько отличается от разгружаемого материала. Визуальные наблюдения показали, что видимая  высота пылевого облака достигает 3-6 м от уровня материала в траншее, время витания пылевых частиц – 15-60 секунд в зависимости от вида материала.

При разгрузочно-перегрузочных операциях, осуществляемых с отсевом от ДЦ-1 и ДЦ-2 ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог», выявлена интеграция тонкодисперсной  части материала как по крупности, так и по составу. Наибольшему  уносу подвержены частицы извести, не усвоившейся в процессах спекания при производстве офлюсованного  агломерата и окатышей, а также  дисперсные зерна рудных минералов  силикатной части шлаков, образовавшихся при истирании кусочков агломерата, окатышей и шлаков. Результаты расчетов показывают, что восходящим потоком  воздуха при разгрузке поднимаются  частицы менее 40-20 мкм при удельной плотности менее 3,5 г/см³. Для их выноса воздушным потоком за пределы рудного двора высота подъема частиц должна быть более 10-12 м.

Перегрузка шихтовых материалов из траншеи к месту формируемого штабеля также сопряжена с  пылением при опускании и подъеме  ковша, движении ковша к штабелю  и его разгрузке.

Следующим источником пыления и  механических потерь на рудном дворе  являются рудные штабели. Уложенный  штабель имеет плотную структуру, так как в нем находятся  значительное количество материалов, уплотненных собственным весом  при падении с высоты 2,5-3,0 м. Взаимодействие частиц между собой способствует образованию конгломератов, т. е. укрупнению частиц, поэтому выносу подвергаются лишь самые легкие частицы с верхней части поверхности штабеля.

Выполненные замеры и расчеты показывают, что  на рудном дворе при разгрузочно-перегрузочных  операциях, формировании и отработке  штабеля потери материалов могут  иметь значения, приведенные в  табл. 7.1.

Таблица 7.1

Содержание  в общем объеме потерь по различным  источникам пылеобразования

Шихтовые компоненты	Содержание, % (относительные)
Концентрат	10,0-10,8
Аглоруда	14,6-15,1
Отсев	17,0-21,0
Окалина	8,4-10,3
Шламовая смесь	17,7-20,3
Колошниковая пыль	18,5-21,0
Шлак сталеплавильный	10,7-15,6
Известняк мелкий	15,8-16,6
Известь кусковая / пыль	24,5-27,5 / 21,4-27,5
Торф	3,2-4,8

 

На действующих аглофабриках Украины  неизбежные механические потери на различных  производственных участках могут достигать  значений, приведенных в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Технологически  неизбежные механические потери сырьевых материалов

Технологические участки и производственные операции	Относительная величина потерь к общему их количеству на аглофабриках с различным  складированием исходного сырья, %
	напольный открытый склад	приемный склад сырья типа «рудный двор»
Доставка и разгрузка материалов	6,82	15,4-16,4
Складирование и забор сырьевых материалов	5,1	23,5-22,1
Разгрузочно-перегрузочные операции, транспортирование смеси
Участки шихтоподготовки, транспортирование  шихты	7,32
Накопление, дозирование возврата, первичное  смешивание	7,32	-
Вытяжные устройства корпусов	14,4	-
Неорганизованные выбросы при  разгрузке, обработке и транспортировании  агломерата	8,8	12,0-16,7
Пылеунос с технологическими газами, аспирационным воздухом	2,3	7,6-7,4
Охлаждение агломерата на линейных охладителях	14,14	-
Гидросливы аспирационных и пылеочистных аппаратов при очистке газов  и гидроунос шламов со сливами  отстойников	33,8	37,4-41,5
Всего	100,0	100,0