Аннотация

Целью данной работы является исследование влияния балластного газа, введенного в дутье, на снижение пылеобразования при выплавке стали в кислородном конвертере.

В первом разделе рассмотрены механизмы пыле- дымообразования образования, факторы влияющие на количественные и качественные показатели пыли, методы уменьшения пылевыделения из конвертера.

Во второй части работы определено сокращение ущерба наносимого окружающей среде за счет выбросов сталеплавильной пыли, для чего рассчитана температура реакционной зоны и зависящая от нее интенсивность пылеобразования при ведении обычной плавки и при ведении плавки при тех же условиях, но с добавлением эффективного объема балластного газа.

Также в работе проанализированы опасные и вредные производственные факторы при работе в кислородно-конвертерном цехе и разработаны меры защиты от них; составлена смета затрат на проведение научно-исследовательской работы; построен сетевой график, с помощью которого определяются сроки выполнения работы.

Дипломная работа изложена на 90 страницах, содержит 11 рисунков, 31 таблицу, 2 приложения и список источников из 36 наименований.

Содержание

Введение 7

1 Аналитический обзор литературы 9

1.1 Экологические аспекты сталеплавильного процесса 9

1.2 Конвертерное производство как источник загрязнения атмосферы 10

1.3 Анализ механизмов образования «бурого дыма» 15

1.4 Химический и минералогический составы конвертерной пыли 18

1.5 Дисперсный состав пыли 20

1.6 Влияние технологических факторов на количественные и качественные показатели пыли 23

1.7 Технологические пути снижения температуры реакционной зоны 27

1.8 Характеристика конвертерных газов 30

1.9 Существующие схемы утилизации конвертерного газа 31

1.10 Описание схемы сбора и утилизации конвертерного газа в ОАО «НЛМК» 34

2 Расчетная часть 38

2.1 Расчет объема и состава струи 39

2.1.1 Определение количества отходящих газов по периодам продувки кислородом в конверторе 41

2.2 Расчет равновесного состава и температуры струи 45

2.3 Расчет температуры реакционной зоны 47

2.4 Определение интенсивности пылеобразования 52

2.5 Определение технико-экономических показателей плавки 55

2.6 Расчет экологической эффективности предлагаемой технологии 56

3 Безопасность жизнедеятельности 59

3.1 Санитарно-гигиеническая характеристика производственного участка 59

3.1.1 Расположение и планировка цеха 59

3.1.2 Микроклимат 59

3.1.3 Освещение 63

3.1.4 Опасность поражения электрическим током 64

3.1.5 Пожаробезопасность 65

3.1.6 Эвакуационные выходы и пути эвакуации 65

3.2 Идентификация опасных и вредных факторов на производственном участке 66

3.3 Разработка мер защиты от опасных и вредных факторов производственной среды 68

3.1 Расчет вытяжного зонта 69

4 Экономика и управление производством 72

4.1 Составление сметы затрат на проведение научно-исследовательской работы (НИР) 72

4.1.1 Расчет затрат на заработную плату 72

4.1.2 Расчет затрат на материальные ресурсы 74

4.1.3 Расчет затрат на амортизацию оборудования 75

4.1.4 Расчет накладных расходов 75

4.1.5 Расчет общих затрат на проведение НИР 76

4.2 Разработка сетевого графика 76

4.3 Расчет себестоимости стали 81

Список использованных источников 85

ПРИЛОЖЕНИЕ А 88

ПРИЛОЖЕНИЕ В 89

Введение

Металлургия является базовой отраслью промышленности, в значительной мере влияет на экономику России в целом, оборотный потенциал и политическую независимость государства. На предприятиях отрасли производится 95 % конструкционных материалов, без которых невозможны производство и технический прогресс в машиностроении, электронике, химии, атомной энергетике, оборонном комплексе, строительстве и других отраслях.

Черная металлургия занимает третье место среди отраслей промышленности, отличающихся наибольшим количеством выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, пропустив лишь вперед энергетику и цветную металлургию. На ее долю приходится около 17 % всех выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и почти 5 % сбросов загрязняющих веществ в водоёмы. Предприятия отрасли создают напряженную экологическую обстановку в таких городах. как Липецк, Магнитогорск, Нижний Тагил, Череповец и других городах. Так например, для Липецкой области вклад ОАО "НЛМК" в общей доле выбросов региона составил 88,2 %.

Все известные технологические процессы производства чугуна, стали, а также процессы, связанные с их последующим переделом, сопровождаются образованием больших количеств отходов в виде вредных газов и пыли, шлаков, шламов, сточных вод, содержащих различные химические компоненты, скрапа, окалины, боя огнеупора, мусора и других выбросов, которые загрязняют атмосферу, воду и поверхность земли. Имеются данные, что выплавка 1 т стали связана с выбросом в атмосферу 0,04 т твердых частиц, 0,003 т диоксида серы, около 0,07 т оксида углерода. Пыль содержит соединения марганца, железа, меди, цинка, кадмия, свинца и других металлов.

По имеющимся данным, загрязнение окружающей среды вокруг предприятий черной металлургии в зависимости от господствующего направления ветров ощущается в радиусе 20-50 км. На 1 км2 этой территории в сутки выпадает 5-15 кг пыли. Для очистки отходящих газов от пыли до существующих норм требуется сложная и дорогостоящая техника, что повышает себестоимость продукции /2/.

Защита окружающей среды от вредных выбросов является одной из острейших проблем современности. Загрязнение атмосферы и мирового океана уже сейчас угрожает существование растительной и животной жизни. Неизбежный рост промышленного производства и, следовательно, дальнейшее увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу могут повлечь за собой самые серьезные последствия, которые в настоящее время трудно предвидеть.

В настоящее время возможны два направления защиты окружающей среды от вредных воздействий человеческого общества. Первое направление, которое иногда называют пассивным методом защиты окружающей среды, представляет собой комплекс мероприятий по ограничению вредных выбросов и отходов промышленного и сельскохозяйственного производств с последующей утилизацией отходов. Это направление уже широко используется, хотя и не решает проблему кардинально. Оно заключается в организации очистки сточных вод от примесей, очистке газовых выбросов от вредных веществ, рассеивании вредных выбросов в атмосфере, захоронении токсичных и радиоактивных отходов.

Второе направление – разработка таких технологических процессов, которые бы в максимальной степени приближались к естественным процессам в биосфере. Примером может служить любая экологическая система, где отходы одних организмов служат пищей (сырьем) для других и где на выходе образуются те же исходные вещества (минеральные соли, диоксид углерода, кислород, вода), которые поступили в систему на входе. Фактически – это безотходное производство.

Таким образом, будущее принадлежит технологии, которая сможет использовать все получающиеся на отдельных стадиях продукты в сложных циклах производства, напоминающих циклы природных систем /3/.

Список использованных источников

1 Полторацкий Л.М., Бояринцева А.В. Состояние и развитие черной металлургии в России // Металлургия на пороге XXI века: достижения и прогнозы. Материалы научно-практической конференции. – Н., 2000.–С. 243-247.

2 Андоньев С.М., Филиппьев О.В. Пылегазовые выбросы предприятий черной металлургии. – М.: Металлургия, 1979.

3 Денисенко Г.Ф., Губонина З.И. Охрана окружающей среды в черной металлургии. – М.: Металлургия, 1989.

4 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде.Изд. 2-е, пер. и доп. -Л.: Химия, 1975

5 Меркер Э.Э. Исследование процессов и разработка технологических основ плавки стали с применением газоструйных струй: Дис. канд. наук.-М., 2001.

6 Свяжин А.Г. Механизм образования пыли при производстве стали // Сталь. 1999.-№12.

7 Кричевцев В.А., Лалетин В.Г. Концентрация, химический игранулометрический составы плавильной пыли конвертерных газов. // В сб. научн.тр. Ин-та ВНИИМТ. М.: Металлургия, 1973, №24.

8 Бережинский А.И., Циммерман А.Ф. Охлаждение и очистка газов кислородных конвертеров. М.: Металлургия, 1983.

9 Миккаул Ф.А., Вишкарев А.Ф., Явойский В.И. Влияние различных факторов на количество бурого дыма при продувке металла кислородом. // Изв.BУ30B. Черная металлургия.- 1964.- №1.

10 Троянский А.А., Клягин Г.С., Ростовский В.И. Технология рециклинга пылевыноса сталеплавильных агрегатов с извлечением цветных металлов // Сталь.- 2002.-№8.

11 Рехин А.А., Тарабрина Л.А., Сафронова Л.В. и др Разработка и внедрение технологии производства графита из конвертерной пыли. Сталь.-1999.-№11.

12 Явойский В.И., Дорофеев Г.А., Повх И.Л. Теория продувки сталеплавильной ванны. -М.: Металлургия, 1974.

13 Никифоров Б.Ф. Опыт работы 55-т конвертеров с повышенной интенсивностью продувки // Сталь.-1970.-№3

14 Исследование и приближенное измерение уровня ванны в 55-т кислородном конвертере // В.И. Явойский, В.Н. Голятин, Б.Н. Голятин и др. // Сталь.-1970.-№8.

15 Металлургия стали / В.И. Явойский, С.Л. Левин, В.П. Баптизманский и др. М.: Металлургия, 1973.

16 Квитко М.П. Совершенствование кислородно-конвертерного процесса путем его интенсификации и расширения сырьевой базы. Автореферат докторской диссертации. -М.: ЦНИИ Черная Металлургия, 1973.

17 Кричевцев Е.А. Химический состав и концентрация пыли в конвертерных газах при выплавке стали из передельного чугуна // В сб. научн. трудов института ВНИИМТ.- М.: Металлургия.- 197О.-№21.

18 Запыленность отходящих газов из ванны мартеновских печей жидким кислородом / А.Г. Нотыч, Г.А. Лозин, В.В, Мосиашвили и др. // Бюллетень ЦНИИ Черная Металлургия.-1975.-№4.

19 Злобинский К.М., Вабсидцев И.В., Говоров И.В. Влияние конвертерной п ыли на пределы воспламеняемости газовоздушных смесей // Известие вузов. Черная металлургия.-1976.-№3.

20 Свяжин А.Г.. Определение направлений способов превентивного подавления генерации твердых выбросов при производстве стали. – М.: МИСиС, 1996

21 Меркер Э.Э.. Проблемы дожигания оксида углерода и утилизации пыли в конвертере. – М.: Металлургия, 1996

22 Баптизманский В.И.. Теория кислородно-конвертерного процесса – М.: Металлургия, 1975

23 «Экологические, экономические и технические аспекты утилизации конвертерного газа», Сталь. №11, 2002г.

24 «Разработка энергосберегающей тепловой схемы использования конвертерного газа», Портнова В.И., Сталь, №7, 1993г.

25 «Проблемы и направления использования конвертерного газа при отводе его без дожигания», Труды первого конгресса сталеплавильщиков, М., Черметинформация, 1993г

26 Сизов А.М. Газодинамика и теплообмен газовых струй в металлургических процессах. – М.: Металлургия, 1987 – 256 с.

27 Явойский В.И., Дорофеев Г.А., Повх И.Л. Теория продувки сталеплавильной ванны. – М.: Металлургия, 1974.

28 Меджибожский М. Я. Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных процессов. – Киев; Донецк: Высшая школа, 1986-280 с.

29 Куликов И.С. Термодинамика оксидов. – Киев; Донецк: Высшая школа, 1974-540 с.

30 Самсонов В.М. Исследование скоростей окисления компонентов металлического расплава. Автореферат кандидатской диссертации. -М.: ЦНИИ Черная Металлургия, 1989.

31 ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Изд-во стандартов, 1989.

32 СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. – М.: ГП ЦПП Минстрой России, 1997.

33 Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / Под ред. Б.С. Мастрюкова.-М., 2003.

34 СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружения. – М.: ГП ЦПП Минстрой России, 1997.

35 Бочков Д.А., Тимофеев А.Н. Экономические и организационные вопросы в дипломном проектировании. – М.: МИСиС, 1990.

36 Разработка экономических и организационных вопросов при курсовом и дипломном проектировании: Учебно-методическое пособие // О.В. Юзов., А.М. Седых, Ф.И. Щепилов и др. – М.: МИСиС, 2001.

Примечаний нет.