Лекция 1. Общие сведения о металлургическом производстве

Дисциплина: Основы специальности

Кафедра: ТМиО

Лекция 1. Общие сведения о металлургическом производстве

Казахстана

Металлургическое производство в Республике Казахстан является основой экономики. В последние годы доля черной и цветной металлургии в общем объеме промышленного производства составляет более 10%.

Металлургическое производство в Казахстане расположено по всей территории Республики. Черная металлургия представлена Карагандинским металлургическим комбинатом, рудной базой которого являются железорудные месторождения Костанайской области (Соколовское и Лисаковское), Карагандинской (Атасу, Каражал), уголь Карагандинского бассейна. К черной металлургии можно также отнести производство чугуна и стали на всех машиностроительных заводах Республики, а также небольшие производства стального сортового проката в г. Краганда и г. Павлодаре.

Производство меди представлено объединением «Казахмыс», в которое входят Жезказганский комбинат, Балхашский комбинат, Иртышский медеплавильный завод (пос. Глубокое, ВКО).

Производство свинца находится в Чимкенте (ЧСЗ), Усть-Каменогорске (УКСЦК), Лениногорске.

Производство цинка имеется в Усть-Каменогорске (УКСЦК), Лениногорске, Балхаше.

Производство магния и титана сосредоточено в Усть-Каменогорске на титано-магниевом комбинате (УК ТМК).

В г. Павлодаре находится Павлодарский алюминиевый завод (ПАЗ), который в настоящее время выпускает только оксид алюминия, который отправляет, в основном, на Красноярский алюминиевый комбинат.

В Казахстане находятся мощные производства ферросплавов – Актюбинский ферросплавный завод (г. Актюбинск) и Аксуйский ферросплавный завод (г.Аксу, Павлодарской обл.).

В Казахстане достаточно серьезно развито производство легкоплавких, редких, редкоземельных и драгоценных металлов. Производство редких металлов находится практически на всех крупных металлургических предприятиях, так как эти металлы извлекаются совместно с основными и их извлечение является частью общего технологического процесса. На предприятиях Республики налажено производство рения, осмия, кадмия, таллия, индия, галлия, лантаноидов и иттрия, ниобия, тантала, бериллия. Кроме того имеется производство молибденового концентрата (г. Балхаш), хромовых солей (г. Актюбинск).

Золото и серебро получают как на крупных металлургических комбинатах, так и на специализированных, расположенных по всей территории Республики.

Особое место в металлургическом производстве Казахстана занимает добыча урана. В годы СССР в этой отрасли было занято по Республики до 70 000 человек. В настоящее время Казахстан вышел на третье место в мире по добыче урана и по планам ЗАО «Казатомпром» к 2015 г. выйдет на первое место в мире. Добыча урана сосредоточена, в основном, в Кзылординской и Южно-Казахстанской областях, а его получение – на Ульбинском металлургическом заводе в г. Усть-Каменогорске.

Металлургическое производство Казахстана исторически сложилось в рамках Советского Союза и входило в единый производственный комплекс. Многие конечные технологические процессы проводили ранее на заводах за пределами Республики. Металл поставляли в виде чушек на заводы, располагавшиеся вне Казахстана, а затем там изготавливали необходимые сплавы, доводили металл до необходимого качества, изготавливали из него готовую продукцию более ценного вида (листы, трубы, прутки и т.д.). Так, до настоящего времени в Республике отсутствует производство металлического алюминия, титан получают только в виде титановой губки, отсутствует производство качественных сталей и т.д.

Конечной продукцией основных металлургических производств Республики является плоский прокат – стальной лист и жесть на ИСПАТ– Кармет (Темиртау); небольшое количество сортового проката; катанка, лист, полосы и ленты из медных сплавов на ЗАО «БЗОЦМ» (Балхаш), медная катанка - на АО «Казахмыс»(Жезказган).

В условиях современной мировой рыночной экономики главными факторами конкурентоспособности являются стоимость и качество готовой продукции. В этой связи в первую очередь встает вопрос о том, каким образом можно получить дешевый металл достаточного качества.

Литература:1 доп. [5,6 ], 2 доп. [5-12].

Контрольные вопросы

1. Каким предприятием представлена черная металлургия в Казахстане?

2. Какой удельный вес металлургии в экономике Казахстана?

3. Какие металлы производят в Казахстане?

4. Где расположены производства стали и меди?

5. Добыча какого металла занимает особое место в металлургии Казахстана?

 

Металлургии.

Первенцем черной металлургии Республики был Казахский металлургический завод в г. Темиртау. В сентябре 1944 года начал действовать литейный цех. 31 декабря 1944 года была пущена мартеновская печь. Этот день считается началом Казахстанской металлургии.

В состав Казахского металлургического завода первоначально входили три мартеновских печи емкостью по 3 5 т стали и три прокатных стана - два сортовых (среднесортный 400 и мелкосортный 280) и один листовой - 950. Впоследствии этот завод вошел в состав Карагандинского металлургического комбината в качестве сортопрокатного производства.

Из-за нерентабельной сифонной разливки стали и необходимости использования малых по объему и производительности мартеновских печей фирма Испат- Кармет, пришедшая к управлению Карагандинским металлургическим комбинатом в 1995 г., отказалась от производства сортового проката. В 1996 году старые мартеновские печи и сортовые станы 280 и 400 были демонтированы.

Строительство Карагандинского металлургического комбината было начато в 1955 г., а основные цеха построены, в основном, в 60-е годы. Комбинат предназначен для производства горячекатаного и холоднокатаного стального листа, жести с покрытием и без покрытия с общей проектной мощностью 6,3 млн. тонн. Датой рождения комбината считается день пуска доменной печи №1 объемом 1513 м³ -3, июля 1960 г. Комбинат многократно перекрывал потребности Казахстана в листовой стали и жести.

Карагандинский металлургический комбинат представлял собой металлургическое производство с полным циклом, включающим в себя рудную базу, агломерацию, коксохимию, доменный цех с четырьмя доменными печами, мартеновское и конверторное производство стали, группу прокатных цехов. Кроме того, в составе комбината находится масса вспомогательных производств, таких как две ТЭЦ, производство извести, переработка шлаков и т.д. Особенностью технологии производства стали на Карагандинском металлургическом комбинате является ведение процесса по двум параллельным технологиям: с высокофосфористыми рудами, поступавшими из Лисаковского месторождения, и бесфосфорной технологией с использованием, в основном, руд Атасуйского месторождения.

После развала Союза потребность в листовом прокате в странах СНГ резко упала, что сказалось на положении данного предприятия, находившегося в 93-95 годах на грани остановки. Поэтому Кармет комбинат был преобразован в ОАО «Испат-Кармет».

ОАО «Испат-Кармет» - предприятие с полным металлургическим циклом традиционною построения с получением чугуна в доменных печах, с отливкой крупных слитков (ВОР) Производительность по установленным мощностям составляет до 6,3 млн.т стали в год. Предприятие имеет развитую инфраструктуру и работает на сырье Республики Казахстан - железная руда, уголь, электроэнергия.

Структурно ОАО «Испат-Кармет» включает в себя:

- рудный департамент, в который входят ТОО «Оркен» (Лисаковский ГОК), ТОО «Оркен» (Атасуруда), ТОО «Оркен» (Тогайкентобе), АО «Жайремский ГОК», РУ Атансор», обеспечившие в 2002 г. поставку 4,25 млн. т руды (60,16% от общего объема);

- угольный департамент в составе 15 шахт, промышленного комплекса, включающего ряд предприятий, обеспечивающих обслуживание основного производства, углеобогатительную фабрику с проектной производственной мощностью 6 млн. т угля в год;

- стальной департамент, в который входят все подразделения бывшего Карагандинского металлургического комбината.

Объем производства Испат-Кармет в 2002 г. составил 4 млн. тонн, что перекрывает потребности Республики в листе и жести в десятки раз. В то же время, в Казахстане имеется дефицит порядка 1,2 млн. тонн в сортовом прокате, 300 тыс. тонн в высококачественных легированных сталях.

Проблема дефицита сортовой прокатной продукции в республике до настоящего времени решается путем приобретения необходимого объема металла в России и на Украине.

Современное металлургическое предприятие с полным циклом, включает все основные металлургические производства: доменное, сталеплавильное и прокатное. Готовая продукция выпускается в виде проката (листовых и сортовых профилей, труб и профилей специального назначения), а также полуфабрикатов (твердого чугуна в чушках, стальных слитков, непрерывнолитых или катаных заготовок). Полуфабрикаты направляются на заводы, не имеющие полного цикла переделов.

Структура и технологический процесс агломерационных фабрик

Агломерацией называется термический процесс окускования измельченных материалов, являющихся железосодержащей частью шихты, путем их спекания с целью придания свойств, необходимых для доменной плавки. Способ агломерации основан на горении топлива в слое спекающегося материала при непрерывном просасывании через него воздуха.

Основными компонентами агломерационной шихты являются: железорудный концентрат, мелкая сырая железная руда крупностью менее 10 мм, колошниковая пыль, возврат (побочный продукт предыдущих спеканий крупностью менее 10 мм (в количестве 15-25 % от массы шихты); флюсы -известняк фракции менее 3 мм и топливо - кокс фракции менее 3 мм (в количестве 4-6 % от массы шихты); в состав агломерационной шихты входят 7-9 % (от массы шихты) влаги.

Перед спеканием шихту смешивают, увлажняют и окомковывают во вращающихся барабанах, в результате чего из пылеватого материала образуются влажные комочки размером 0,5-5 мм, при этом слой шихты становится газопроницаемым, что благоприятно сказывается на процессе спекания.

Агломерационная фабрика состоит из следующих основных подразделений: отделения приемных бункеров, склада шихтовых материалов, корпуса дробления известняка, корпуса измельчения топлива, смесительного отделения, обжигательного корпуса, отделения охлаждения и сортировки агломерата. Транспортная связь между отделениями и отдельными машинами и агрегатами фабрики осуществляется в основном ленточными конвейерами.

При расположении агломерационной фабрики непосредственно на металлургическом предприятии имеется возможность использовать склад доменного цеха, а при производстве агломерата побочные продукты и отходы металлургического производства: колошниковую пыль, отсев агломерата и окатышей, окалину, мелкий кокс (получаемый при его сортировке в доменных и коксо­химических цехах). Отпадает также необходимость в транспортировке этих материалов. В качестве топлива для зажигания шихты можно использовать доменные и коксовые газы.

Доменный цех

В состав современного доменного цеха входят несколько печей, отделение приемных бункеров (бункерную эстакаду), систему подачи шихты к загрузочному устройству печи (скиповую яму и подъемник с машинным зданием либо наклонный ленточный конвейер), литейный двор, воздухонагреватели с воздухопроводами, систему газоочистки, отделение разливки чугуна, склад холодного чугуна, системы придоменной грануляции шлака, а также отделения приготовления огнеупорных масс и ремонта чугуновозных ковшей и воздуходувную станцию.

В процессе работы доменной печи необходимо обеспечивать требуемое соотношение основных компонентов доменной плавки. Так, например, для доменной печи производительностью 5000 т чугуна в сутки состав шихты рассчитан, исходя из 10000 т агломерата и окатышей и около 2500 т кокса. Для введения плавки в печь поступает 5000 м³/мин горячего дутья и 200-400 м³/мин природного газа. Кроме того, вместе с холодным воздухом в воздухонагреватель вдувается около 300 м³/мин кислорода. При этом производится около 2500 т шлака в сутки и около 8000 м³ /мин доменного газа.

Конвертерный цех

В состав конвертеров цеха входит главный (конвертерный) корпус и ряд отделении тесно связанных с ним единым технологическим процессом. К ним относится отделения: перелива чугуна (миксерное), шихтовое, разливочное, шлаковое и дымососное. Кроме этого цех обслуживает вспомогательное отделение – раздевания слитков, охлаждения, чистки и смазки изложниц и подготовки составов.

Машины и агрегаты электросталеплавильных цехов

В связи с тем, что основным способом выплавки стали является кислородно-конвертерный, потребляющий меньшее количество лома по сравнению с мартеновским, возникли предпосылки для более быстрого развития электросталеплавильного производства, работающего на твердой шихте. Вторая важная причина развития выплавки стали в электропечах - все возрастающая потребность в легированных сталях и чистом металле из металлизированных окатышей. Развитие электросталеплавильного способа производства стали будет идти параллельно с кислородно-конвертерным.

Прокатный цех.

Прокатным станом называется комплекс машин и агрегатов, предназначенных для осуществления пластической деформации металла в валках (собственно прокатки), дальнейшей его обработки (правки, резки и пр.) и транспортирования.

В головном прокатном цехе металлургического завода устанавливают блюминг (или слябинг) мощный обжимной стан, через который пропускается вся продукция (все слитки) сталеплавильного цеха.

Перед прокаткой на блюминге слитки подогревают в вертикальных отапливаемых газом камерах, называемых нагревательными колодцами. Число таких нагревательных колодцев в цехе блюминга достигает 32-48 (8-12 групп по 2-4 камеры в каждой); в каждом из них одновременно находятся 8-14 слитков массой от 8 до 25 т.

Прокатка слитков осуществляется в несколько пропусков. Продолжительность прокатки одного слитка на блюминге (слябинге) составляет 40-90 с. Полученные из слитков черновые заготовки разрезают мощными ножницами (усилие резания 10-20 МП (1000-2000 тс) на мерные длины и транспортируют для дальнейшей прокатки на установленные за блюмингом прокатные станы: рельсобалочные непрерывные заготовочные. Заготовка, получаемая на непрерывном заготовочном стане, поступает далее для прокатки на станы, выпускающие готовую продукцию: крупносортные, сред несортные, мелкосортные проволочные и узкополосовые (штрипсовые).

В том случае, когда в первом прокатном цехе завода установлен не блюминг, а слябинг, получаемые слябы поступают на толстолистовой стан или на непрерывный широкополосный стан, служащий для выпуска горячекатаных тонких листов или полосы в рулонах. Часть их проходит затем холодную прокатку.

Сортамент прокатных станов

Сортаментом прокатного стана называется совокупность профилей (по форме поперечного сечения), которые можно получить в результате прокатки на данном стане. Сортамент прокатываемого на различных станах металла состоит из трех основных групп, (рисунок 1)

а) сортовой прокат (простые профили: круг, квадрат, узкая полоса; фасонные профили: угловые, тавровые, балки, швеллеры, рельсы; специальные профили: обод автоколеса, шпунты, лопатки турбин и т.д.);

б) листовой прокат (лист тонкий, толстый, броневые плиты, универсальная широкополосная сталь);

в) трубы (бесшовные и сварные, круглые, овальные, ступенчатые, конические).

1- круг; 2 - квадрат; 3 шестигранник; 4 - полоса; 5 - лист; 6 - рессора; 7 - сегментная сталь; 8-овальная сталь; 9 - сталь техгранная; 10 - уголки равнобокие и неравнобокие; 11 - тавровая балка; 12 - швеллер; 13 - двутавровая балка; 14 - рельс; 15 - накладки для рельсов; 16 - подкладка для рельсов; 17 - автообод; 18 - боротовое кольцо; 19 -оконнорамный профиль; 20 - зетовый профиль; 21- шпунт; 22 - лемех; 23 - шпора тракторная; 24 - башмак гусеницы трактора; 25 - бандаж колесный; 26 - труба; 27 – колесо

Рисунок 1 - Сортамент проката

 

Литература:4 осн. [15-105], 4 осн. [235-260], 3 доп. [5-10]

Контрольные вопросы:

1. Как развивалось черная металлургия Казахстана?

2. Какие основные отделения входит в состав агломерационной фабрики.

3. Для чего применяется доменная печь?

4. Какие электросталеплавильные агрегаты существуют?

5. Какие профили прокатываются на прокатных станах?

Металлургии.

Современное предприятие цветной металлургии представляет собой более или менее большой сложный комплекс технологического оборудования и оборудования общего применения: машин и механизмов для транспортирования материалов, теплоэнергетического и электротехнического, металлорежущего, кузнечно-прессового оборудования и др. При современной технологии обогащения рудного сырья и громадном объеме производства стало рентабельным добывать и перерабатывать сравнительно бедные руды с низким содержанием в них металлов. Содержание в руде меди, никеля и свинца составляет в среднем около 1%, а олова, вольфрама и молибдена десятые и даже сотые доли процента. Поэтому производство цветных металлов связано с большими затратами труда и средств. Если для получения 1 т чугуна требуется переработать 3-4 т руды, то для получения 1 т меди надо переработать на обогатительной фабрике 120-150 т руды, а для выплавки 1 т олова или вольфрама - 1700-2500 т руды. Для экономичной, эффективной металлургической обработки требуется подать на медный металлургический завод кон­центрат, содержащий 20-40% металла, а на свинцово-цинковые заводы - 50% и более.

На обогатительную фабрику руда поступает в виде кусков различной формы и размеров: наибольшие размеры кусков, поступающих от рудников подземной добычи, достигают 300-600 мм, а от рудников открытой добычи, где применяются мощные экскаваторы с ковшами емкостью от 4,6 до 12 м³, достигают 1,5 м.

Чтобы получить металл, эти огромные куски подвергают многократному раздрабливанию и измельчению до мельчайших зернышек (пылинок) размерами 74 мкм (микронов) и менее. Только таким способом пока можно вскрыть тонковкрапленные минералы, отделить их от пустой породы и получить необходимые концентраты, пригодные, для металлургической переработки.

Руды цветных металлов содержат обычно два и более металлов, а также серу. При обогащении таких руд получают, как правило, несколько концентратов: свинцовый, цинковый, медный, никелевый и пиритный. Совершенствование процесса обогащения и обогатительного оборудования дает возможность экономично перерабатывать эти сложные по составу и бедные по содержанию металла руды.

Отечественная цветная металлургия располагает многими крупными обогатительными фабриками мощностью 30-60 тыс. т руды в сутки. Современная обогатительная фабрика представляет собой высокомеханизированное предприятие с большим числом параллельно действующих машин и механизмов. Все технологические процессы на фабрике, начиная от крупного дробления и кончая выдачей конечной продукции - концентрата, связаны конвейерами и гидротранспортом в единую механизированную систему. Комплекс технологического оборудования и транспортирующих машин и механизмов, связанных технологической цепью, должен обеспечить длительную устойчивость и непрерывность процесса. Иначе невозможна нормальная работа обогатительной фабрики, так как остановки оборудования нарушают технологический процесс, приводят к снижению степени извлечения металла из руды и тем самым увеличению потерь его отходами производства (с хвостами, песками).

Процессы обогащения руды осуществляются в водной среде (мокрые процессы). Расход воды составляет 4-5 м³ на 1 т перерабатываемой руды. Поэтому обогатительную фабрику располагают в местности, богатой водными ресурсами, и по возможности рядом с рудником. Такое расположение позволяет проводить первичное крупное дробление под землей и направлять на фабрику дробленую руду а отходы - хвосты направлять на рудник для закладки выработанного пространства. При рельефе местности с уклоном 10-25° фабрику размещают на склоне. В этом случае оборудование устанавливают ступенями (каскадно) в соответствии с последовательностью технологического процесса, что позволяет использовать самотечное (наиболее экономичное) перемещение материалов: руды, пульпы концентратов Особенно упрощается в этом случае насосное хозяйство фабрики (на крупных фабриках число насосов составляет 400-500).

Цветная металлургия - сложная, многоотраслевая промышленность. Большое число технологических процессов, т.е. для каждого получаемого металла применяется практически своя технология, что обусловливает многообразие технологического оборудования. В настоящее время в цветной металлургии насчитывается свыше 500 видов технологического оборудования, включающих несколько тысяч типоразмеров (от современных высокопроизводительных агрегатов до оборудования выпуска довоенных лет) и различное конструктивное исполнение.

Машины и аппараты обогатительных фабрик - преимущественно типовые, стандартизированные (дробилки, мельницы, классификаторы и др.), такие же как и на фабриках других отраслей промышленности: черной металлургии, горнохимической промышленности и др. Различаются машины, в которых осуществляются процессы обогащения: флотационные агрегаты, сепараторы, концентрационные столы, отсадочные машины и др.

Большое разнообразие технологических процессов на предприятиях цветной металлургии обусловливает транспортировку твердых и жидких материалов с различными физическими свойствами: дробленную руду, рудные концентраты, шихтовые материалы для металлургических переделов (известняк, кварц, кокс и др.), продукты металлургических процессов (огарок, агломерат, жидкие металлы и штейны и пр.), различные суспензии - пульпы (жидкости, содержащие твердые частицы) и растворы металлов в кислотной среде.

Технологические переделы (крупное, среднее и мелкое дробление руды) связаны между собой транспортирующими машинами непрерывного действия, наиболее рациональными при перемещении больших масс руды, достигающих 3-6 тыс. т в час. Кроме ленточных конвейеров, к машинам непрерывного транспорта относятся пластинчатые, скребковые, винтовые и вибрационные конвейеры, а также элеваторы и гидро- и пневмотранспорт.

Дробилки

Дроблением называют технологический процесс разделения твердых материалов на части. В процессе дробления под действием дробящей силы преодолеваются внутренние силы сцепления частиц и образуются новые поверхности в дробленном материале.

В зависимости от принципа действия и конструкции дробильные машины делятся следующим образом:

1) щековые дробилки, в которых материал дробится в рабочем пространстве, между двумя наклонно расположенными плитами (щеками); в этом случае раздавливание сочетается с раскалыванием и изгибом;

2) конусные дробилки, в которых дробление материала происходит в дробящем пространстве между двумя усеченными конусами в результате раздавливания, раскалывания и излома кусков с частичным истиранием дробимого материала;

3) валковые дробилки, в которых материал дробится в рабочем пространстве между двумя вращающимися валками; дробление происходит раздавливанием с частичным «истиранием (гладкие валки) и раскалыванием (зубчатые валки);

4) дробилки ударного действия, в которых материал дробится под ударами быстро вращающихся рабочих частей по свободно падающим кускам материал;

5) мельницы, в которых происходит мелкое дробление - измельчение дробящими металлическими телами или кусками горной породы внутри рабочего пространства.

Грохоты

Грохочение - технологический процесс разделения твердых частиц по классам крупности, а также отделения твердой фазы от жидкой просеиванием через подвижную или неподвижную просеивающую поверхность. Машины и устройства, служащие для грохочения (просеивания), называют грохотами.

При грохочении полезных ископаемых применяют грохоты различных конструкции, которые можно классифицировать следующим образом: неподвижные и подвижные; по форме просеивающей поверхности грохоты - плоские, дуговые, цилиндрические и конические. Наибольшее применение в цветной металлургии нашли плоские грохоты, которые бывают горизонтальными и наклонными, неподвижными и подвижными.

Классификаторы

Процесс классификации представляет собой разделение мелкозернистых материалов крупностью не более 8-10 мм на две фракции: тонкую (слив) и крупную (пески). Классификация осуществляется в восходящей струе водяной среды. Наиболее широкое распространение классификация получила на обогатительных фабриках для отделения готового продукта, вышедшего из мельницы, от недоизмельченного материала. Машины и аппараты, в которых происходит классификация материалов, называются классификаторами.

Классификаторы в зависимости от конструкции рабочего органа делятся на реечные, чашевые и спиральные.

Мельницы

Измельчением материалов завершается подготовка руды для флотационного и гравитационного обогащения.

К основным типам мельниц относятся: барабанные, вибрационные, струйные, кольцевые, бегуны и др.

В качестве измельчающих тел (среды) служат металлические шары, стержни, окатаная галька или крупные куски измельчаемого материала (руды). В зависимости от этого мельницы разделяют на шаровые, стержневые, рудно-галечные и самоизмельчения.

По форме барабана мельницы бывают цилиндрические, цилиндро- конические и конические. Цилиндрические мельницы в свою очередь разделяются на короткие и длинные или трубные.

Мельницы, измельчающие руду на обогатительных фабриках, работают исключительно в условиях мокрого измельчения, вместе с рудой поступает в барабан и вода, примерно 25-60% от массы измельчаемой руды.

Машины для обогащения руд

Процесс обогащения руд основан на использовании различий физических, минералогических и физико-химических свойств минералов (крупности, плотности, формы, коэффициентов трения, смачиваемости, магнитной проницаемости, электропроводности и др.).

Применяют несколько методов обогащения руд: ручное или рудоразборка, по крупности и по форме минералов, гравитационные способы, флотацию, а также магнитные и электрические методы обогащения. При выборе рационального способа обогащения первостепенное значение имеет характер вкрапленности минералов в рудной массе. Очень крупные включения минералов (размером свыше 20 мм) хорошо отделяются от пустых пород рудоразборкой, промывкой или магнитным обогащением. Включения минералов размером 2-20 мм отделяют методами гравитации и магнитной сепарации. Руды с включениями минералов крупностью от 0,2 до 2 мм обогащают обычно методами гравитации, магнитной и электрической сепарации. Руды с тонким включением минералов (размером 74-200 мкм) обогащаются методом флотации.

Сгустители

Сгущением называют технологический процесс отделения твердых частиц от жидкости, широко применяемый в различных отраслях промышленности. Сгущению подвергают все концентраты обогатительных фабрик. Процесс сгущения является первой стадией обезвоживания концентратов, поступающих из передела обогащения.

По расположению приводного механизма сгустители могут быть с центральным приводом и боковым (периферийным) приводом.

Сгустители изготавливаются с внутренними диаметрами от 6 до 70 м, высота от 2,2 до 7 м.

Сгуститель имеет чан деревянной конструкции, рассчитанной на работу в условиях агрессивных пульп. Перегребное устройство закреплено жестко на вертикальном валу и состоит из четырех граблин, несущих четыре гребка криволинейной формы. Граблины установлены под углом 5-12° к горизонту, их регулируют в небольших пределах растяжками.

Приводной механизм состоит из зубчатой конической передачи, редуктора и электродвигателя, расположенного на стальной раме с отдельно стоящими колоннами.

Сгуститель загружается пульпой через загрузочную воронку, внутри которой имеется решетка, предохраняющая аппарат от попадания в него случайных предметов (щепы, тряпок и др.). На гидрометаллургических заводах для этой цели устанавливают перед сгустителями специальные резервуары-шпицкастены емкостью 4-5 м³.

Осевший сгущенный материал непрерывно перегребается и перемещается гребками к разгрузочной воронке, из которой сгущенный материал подается насосами или поступает самотеком на вторую стадию обезвоживания в фильтровальную установку (концентраты влажностью примерно 50%), а кеки гидрометаллургического производства - на первую стадию фильтрации.

Фильтры

Фильтрованием называется технологический процесс, в результат которого происходит разделение суспензий (пульп) при помощи пористой поверхности (перегородки) на твердую и жидкую фракции. Твердые частицы пульпы задерживаются на перегородке, образуя осадок - кек, а жидкость проникает через поры перегородки и удаляется. Обезвоживания концентратов предназначено для снижения влажности поступающих из сгустителей концентратов примерно с 30-60% до 10-12%. Такая степень влажности позволяет складировать, погружать и транспортировать концентраты на метал­лургические заводы. При необходимости большего снижения влажности концентраты подвергают сушке, преимущественно в сушильных барабанах.

Литература:6 осн.[35-145], 7 осн.[120-140]

Контрольные вопросы:

1. Какие оборудования используются для обогащения руд?

2. Какие виды дробилок используются для дробления руд?

3. Для чего применяются спиральные классификаторы?

4. Какие виды мельниц применяются для измельчения руд?

5. Для чего применяются флотационные машины?

6. Какие бывают фильтры для обезвоживания пульпы?

Дисциплина: Основы специальности

Кафедра: ТМиО

Лекция 1. Общие сведения о металлургическом производстве

Казахстана

Металлургическое производство в Республике Казахстан является основой экономики. В последние годы доля черной и цветной металлургии в общем объеме промышленного производства составляет более 10%.

Металлургическое производство в Казахстане расположено по всей территории Республики. Черная металлургия представлена Карагандинским металлургическим комбинатом, рудной базой которого являются железорудные месторождения Костанайской области (Соколовское и Лисаковское), Карагандинской (Атасу, Каражал), уголь Карагандинского бассейна. К черной металлургии можно также отнести производство чугуна и стали на всех машиностроительных заводах Республики, а также небольшие производства стального сортового проката в г. Краганда и г. Павлодаре.

Производство меди представлено объединением «Казахмыс», в которое входят Жезказганский комбинат, Балхашский комбинат, Иртышский медеплавильный завод (пос. Глубокое, ВКО).

Производство свинца находится в Чимкенте (ЧСЗ), Усть-Каменогорске (УКСЦК), Лениногорске.

Производство цинка имеется в Усть-Каменогорске (УКСЦК), Лениногорске, Балхаше.

Производство магния и титана сосредоточено в Усть-Каменогорске на титано-магниевом комбинате (УК ТМК).

В г. Павлодаре находится Павлодарский алюминиевый завод (ПАЗ), который в настоящее время выпускает только оксид алюминия, который отправляет, в основном, на Красноярский алюминиевый комбинат.

В Казахстане находятся мощные производства ферросплавов – Актюбинский ферросплавный завод (г. Актюбинск) и Аксуйский ферросплавный завод (г.Аксу, Павлодарской обл.).

В Казахстане достаточно серьезно развито производство легкоплавких, редких, редкоземельных и драгоценных металлов. Производство редких металлов находится практически на всех крупных металлургических предприятиях, так как эти металлы извлекаются совместно с основными и их извлечение является частью общего технологического процесса. На предприятиях Республики налажено производство рения, осмия, кадмия, таллия, индия, галлия, лантаноидов и иттрия, ниобия, тантала, бериллия. Кроме того имеется производство молибденового концентрата (г. Балхаш), хромовых солей (г. Актюбинск).

Золото и серебро получают как на крупных металлургических комбинатах, так и на специализированных, расположенных по всей территории Республики.

Особое место в металлургическом производстве Казахстана занимает добыча урана. В годы СССР в этой отрасли было занято по Республики до 70 000 человек. В настоящее время Казахстан вышел на третье место в мире по добыче урана и по планам ЗАО «Казатомпром» к 2015 г. выйдет на первое место в мире. Добыча урана сосредоточена, в основном, в Кзылординской и Южно-Казахстанской областях, а его получение – на Ульбинском металлургическом заводе в г. Усть-Каменогорске.

Металлургическое производство Казахстана исторически сложилось в рамках Советского Союза и входило в единый производственный комплекс. Многие конечные технологические процессы проводили ранее на заводах за пределами Республики. Металл поставляли в виде чушек на заводы, располагавшиеся вне Казахстана, а затем там изготавливали необходимые сплавы, доводили металл до необходимого качества, изготавливали из него готовую продукцию более ценного вида (листы, трубы, прутки и т.д.). Так, до настоящего времени в Республике отсутствует производство металлического алюминия, титан получают только в виде титановой губки, отсутствует производство качественных сталей и т.д.

Конечной продукцией основных металлургических производств Республики является плоский прокат – стальной лист и жесть на ИСПАТ– Кармет (Темиртау); небольшое количество сортового проката; катанка, лист, полосы и ленты из медных сплавов на ЗАО «БЗОЦМ» (Балхаш), медная катанка - на АО «Казахмыс»(Жезказган).

В условиях современной мировой рыночной экономики главными факторами конкурентоспособности являются стоимость и качество готовой продукции. В этой связи в первую очередь встает вопрос о том, каким образом можно получить дешевый металл достаточного качества.

Литература:1 доп. [5,6 ], 2 доп. [5-12].

Контрольные вопросы

1. Каким предприятием представлена черная металлургия в Казахстане?

2. Какой удельный вес металлургии в экономике Казахстана?

3. Какие металлы производят в Казахстане?

4. Где расположены производства стали и меди?

5. Добыча какого металла занимает особое место в металлургии Казахстана?