3. Горячий агломерат
Искусственный продукт после обогащения руды. Мелкие фракции, которые необходимы для разделения они не приемлемы, поэтому подвержены окомкованию – спеканию. Добавляют коксик. Более 50-60% от состава шихты доменных печей, 2ая половина – окатыши. Окатыши получают из концентратов. При обжиге окатышей все технологические газы используются для сушки, для улучшение обжига, поэтому ни каких дополнительных внутренних ресурсов процесс обжига не требует. При агломерации появляется избыточное тепло, которое используют частично на технологический процесс, а часть через котел утилизатор на выработку пара. Тепло горячего агломерата сохраняется, целесообразно его использовать. Для этого применяются различные конструкции. Охлаждение агломерата должно проводиться организовано, чтобы не разрушить его. За счет чего существенно повышается прочность агломерата. Рационально использовать путем отбора для подогрева воздуха. Обычно это тепло, которое отбирается в дальнейшем используется либо для получения воды или пары, с последующей выработкой электроэнергии. Она компенсирует работу эксгаустеров. При охлаждении агломерата суще-но улучшается экологическая обстановка. Благодаря отбору тепла удается улучшить и теплой баланс предприятия.
Схема чашевого охладителя с принудительным просасыванием
Под действием разрежения, создаваемого дымососом в воздухопроводе и надконусном пространстве, холодный воздух через жалюзийную наружную стенку бункера устремляется в межкусковые каналы слоя агломерата, пронизывая и охлаждая кольцеобразный слой материала. Далее через внутреннюю жалюзийную стенку бункера поток уже нагретого воздуха входит надконусное пространство охладителя. А затем по воздухопроводу поступает в батарейный циклон. После очистки от пыли тепло нагретого воздуха может быть утилизировано. Считается, что агломерат должен иметь температуру 150 оС – безопасная для транспорта в доменные цеха. 90 м3/тонн агломерата – расход воздуха. Меньше чем на линейном охладителе.
4. Тепло охлаждающей воды
Существует 2 системы охлаждения:
Традиционная – используют воду, и в том же состоянии она покидает пространство, нагреваясь на несколько градусов. Её особенность в том, чтобы сохранить элементы охлаждения и не допустить их разрушение, температура 30 градусов, чтобы не выпадали соли (накипь, которая приводит к повышению температуры металла).
Пароиспарительное охлаждение. Тогда все элементы охлаждения включаются в систему парового котла. Подается химически чистая вода, которая не способна вызывать отложения накипи. Эту воду можно использовать не только для охлаждения, но и для нагрева более высоких температур (более 100). Оно более экономично, позволяет также получить электроэнергию. Требуется меньшее количество воды, которая ещё и циркулирует в замкнутом контуре.
Тепловые насосы. Они позволяют использовать низко потенциальное тепло жидкостей. Нагреватель и испаритель находятся в замкнутой системе. Внутри системы находится жидкость, температура кипения которой ниже, чем температура охлаждающей среды (воды). Испаритель могут помещаться в грунт (до 4-5 метров). Жидкость типа фреона, находясь в контакте с водой – она допускает нагрев и испарение в газ. Аккумулирование тепло в парах фреона сжимается в компрессоре. Компрессор дает свою энергию и поднимает температуру. Сжатый газ при высокой температуре, происходит конденсации и тепло передается конденсатору. Холодильник работает наоборот. Таким образом, удается поднять температуру воды. Такая вода вполне может нагреть помещение. В технике применяют, так как не требуется большого расхода топлива. Затраты на компрессую составляют 1/5 часть от циркуляции фреона. Получаем 80% дармового тепла.
Принципиальная схема теплового насоса с компрессором
5. Тепло жидких шлаков
Каждая тона жидкого шлака содержит 1800 кДж тепла. А шлаков образуется в стране 30 млн. тонн. 1 тона шлака = 70 кг. Условного топлива
Схема установки по утилизации тепла жидких шлаков (поперечный разрез)
Сложности: температура, кол-во шлаков. Установка должна работать круглый год и приносить пользу. Разработка ВНИИМТ
ПО желобу поступает шлак в накопитель (ванну). Внутренняя часть бесконечная цепь пластин, которые приводятся в движение с помощью звездочек. Теплообменник использует тепло жидкого шлака для подогрева воздуха. Пластины холодные, поэтому на них намораживается шлак. Затем они выходят и поднимаются вверх (по кристаллизаторам). По время подъема происходит кристаллизация и охлаждение. Поднимаясь на горизонтальный участок, пластины попадают под воздействие бил (массивные металлические детали), за которые пластины ударяются и шлак скалывается как хрупкое вещество. В процессе кристаллизации возникают большие температурные напряжения. Этот шлак сбрасывается в динамическую решетку, которая представляет собой набор валиков. Дальше пластины опускаются вниз и охлаждаются, снова попадают в ванну. Воздух поступает через трубопровод подачи и далее разделяется на правую и левую ветви. С левой охлаждает шлак, а справа – пластины. 3ий поток через бункер и собираются вверху, уходят к потребителю тепла. Остывший шлак по конвейеру отправляются на склад.
Тепло металлопродукции
1 кг проката = 24 кг условного топлива. Нет технологий для использования этого тепла. Пытались экранировать, но организовать это очень сложно. Можно рассматривать как перспективный.
Энергия избыточного давления газа
Энергия колошникового газа
Устанавливают заслонку, чтобы снизить давление.
Схема включения ГУБТ в сеть колошникового газа
1 – 4 – очистка доменного газа. Используют газ для выработки электроэнергии. 40 % энергии возвращается на воздуходувки
Энергия природного газа
12 МПа – давление поступающее на ГРП,
Характеристика использования вторичных материальных энергоресурсов
Твердые, жидкие и газообразные.
Использование позволяет уменьшить ресурсоемкость металлопродукта.
Твердые материальные ресурсы
Металлический лом, отвальные шлаки, пыли газоочистки, огнеупорный лом и отходы.
Использование этих ресурсов позволяет уменьшить объемы извлекаемых из недр первичных ресурсов. Исключение сырья за счет некоторых технологических операций. Замещают импортируемые материалы.
Металлический лом
Все металлургические технологии предполагают металлические отходы.
Качающийся желоб.
Металлический лом формируется также на машиностроительных предприятиях и в быту. Металлический лом составляет значительную часть для выплавке металла. В конвертере до 25%, в электропечи – 100%.
Лом – использованный металл.Металлургического производства
Главные источники: потери на желобах (доменное производство), разливка стали в изложницы – усадочная раковина, прокатный стан – окалина.
Машиностроительные отходы
Механическая обработка
1 – холодная обработка на токарных станках
2 – строгальные станки (горизонтальные поверхности)
3 – фрезерные (зубчатые) для производства редукторов
4 – легковесный лом (стружка)
Литейное производство
Образование усадочных раковин. Использование ледниковых систем.
Штамповка и прессовка
Металл из шлаковых отвалов – содержит 12% металла.
2. Отвальные шлаки
Только на магнитогорском МК накоплено более 100 млн. тонн шлаков. Загрязняют окружающую среду тем, что занимают большую территорию. Сейчас принято решение использовать отвалы. Способы переработки шлаков: в твердом состоянии (доменное, сталеплавильных цехов)
На отвалах присутствует лом огнеупорных материалов, идет на производство огнеупоров.
Рисунок схема способов переработки шлаков
3.Пыль с сухой газоочистки
66 он на т выхода пыли на агломерации. Вся пыль улавливается.
Жидкие вторичные ресурсы
1. Шлаки
2.Шлам – пыль + воды, период использования обезвоживание.
3.Сточные воды – проходит очистку