Изучение конвертирования медного штейна. Курсовая работа.

Содержание Введение. 2 1.Основная часть. 4 1.1 Металлургия цветных металлов. 4 1.2 Пирометаллургический способ получения меди. 5 1.2.1 Подготовка к плавке. 6 1.2.2 Выплавка медного штейна. 6 1.2.3 Конвертирование медного штейна. 9 1.3 Описание проектируемого агрегата. 11 2.Расчетная часть. 16 2.1 Выбор и обоснование технологической схемы.. 16 2.2 Описание технологического процесса. 16 2.3 Расчет материального баланса. 21 2.3.1 Расчет десульфуризации и состава штейна. 21 2.3.2. Расчет количество флюсов для ведения плавки на заданном составе шлаков  23 2.4 Расчет теплового баланса плавки. 26 2.4.1 Расчет горения природного газа. 26 2.4.2 Расход природного газа и тепловой баланс. 27 3.Безопасность и экологичность. 32 3.1Общие положения. 32 3.2 Общие требования. 32 3.3. Уборка окалины.. 34 3.4 Блюминги и слябинги. 35 Заключение. 37 Список использованной литературы: 38 Введение Медь  - химический элемент. Один из семи металлов, известных с глубокой древности. По некоторым археологическим данным - медь была хорошо известна египтянам еще за 4000 лет до Р. Хр. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чем с железом; это объясняется с одной стороны более частым нахождением меди в свободном состаянии на поверхности земли, а с другой - сравнительной легкостью получения ее из соединений. Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum), откуда и название ее Cuprum. Особенно важна медь для электротехники. По электропроводности медь занимает второе место среди всех металлов, после серебра. Однако в наши дни во всем мире электрические провода, на которые раньше уходила почти половина выплавляемой меди, все чаще делают из алюминия. Он хуже проводит ток, но легче и доступнее. Медь же, как и многие другие цветные металлы, становится все дефицитнее. Если в 19 в. медь добывалась из руд, где содержалось 6-9% этого элемента, то сейчас 5%-ные медные руды считаются очень богатыми, а промышленность многих стран перерабатывает руды, в которых всего 0,5% меди. Медь входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата - медного купороса. В значительных количествах он ядовит, как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь совершенно необходима всему живому. Таким образом, разделение металлов на черные и цветные является условным. Обычно к черным металлам относят железо, марганец и хром, а остальные металлы к цветным. Термин цветные металлы не следует понимать буквально. Фактически существует лишь два цветных металла: розовая медь и желтое золото, а в отношении же остальных металлов можно говорить не об их цвете, а об их различных оттенках, чаще всего серебристо-серого или красного тонов. 3.4 Блюминги и слябинги 2.3.1. Для защиты работающих от отлетающих частиц окалины и шлака с боков клети блюминга (слябинга) против прорези в станине и сбоку рабочих рольгангов должно быть установлено соответствующее защитное ограждение (предохранительные щиты, сетчатое ограждение). 2.3.2. Указатель нажимного устройства клети блюминга (слябинга) должен быть доступен для регулировки и хорошо освещен. При обильном парообразовании для улучшения видимости должен быть предусмотрен отдув пара с помощью вентилят 2.3.3. Клеймение блюмов и слябов после резки должно производиться автоматически клеймовочной машиной. Управление машиной должно быть дистанционно 2.3.4. Работы по погрузке и уборке обрези должны выполняться в соответствии с требованиями технологической инструкции >При погрузке обрези в железнодорожные вагоны места погрузки должны быть ограждены Во время передвижения вагонов для установки под сбросной желоб должны подаваться звуковые сигналы. На участке погрузки должны быть установлены соответствующие знаки безопасности 2.3.5. При уборке обрези в коробки переполнять их запрещается.

2.3.6. Для наблюдения за погрузкой обрези в вагоны посты управления должны быть оборудованы телевизионными установками, а конвейер обрези - дистанционным управлением.

Заключение

В курсовой работе изучен метод конвертирования медного штейна. Конвертирование штейна окислительный пирометаллургический процесс переработки жидких штейнов медного, с целью получения чернового металла или сульфида цветного металла. Конвертирование осуществляется в конвертере путём продувки расплавленного штейна воздухом или техническим кислородом. При прохождении струи воздуха через расплав в первую очередь окисляются сульфиды тех металлов, у которых сродство к кислороду больше, чем к сере. В штейнах цветной металлургии  таким металлом является железо. Образующиеся жидкие окислы железа шлакуются кремнезёмом, добавляемым в конвертер в качестве флюса.

        Содержание SiO₂ в шлаке 21—30%, остальное — окислы железа. Конвертерный шлак, имеющий меньшую плотность, чем штейн, всплывает и периодически удаляется из конвертера.

         В медной промышленности процесс принято делить на два периода. Первый период заканчивается удалением из штейна всего железа. Оставшийся сульфид меди (белый матт) окисляется во втором периоде кислородом воздуха по реакции: Cu₂S + O₂ = 2Cu + SO₂. Конечным продуктом.конвертирования медных штейнов является черновая медь.

В работе выполнен расчет материального балансарасчет процесса конвертирования штейна.

Из теплового баланса можно сделать вывод, что к. п. д. конвертера (тепло штейна и шлака) составляет 42,59%. Основным источником потерь тепла являются отходящие газы. Использование тепла отходящих газов на производство пара и подогрев воздуха позволит повысить коэффициент использования тепла до 60-65%. Сквозное извлечение меди при переработке сырья предложенным способом составляет 74,99%.

 Список использованной литературы:

1. Архипов В. В. Технология металлов и других конструкционных материалов. М.: «Высшая школа», - 1968
2. Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка и никелевого сырья. – М.: Металлургия, 1982
3. Воскобойников В. Г. Общая металлургия. М.: - Металлургия, - 1985
4. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1977.
5. Самохоцкий А.И. Технология термической обработки металлов, М., Машгиз, 1962.
6. Пожидаева С.П. Технология конструкционных материалов: Уч. Пособие для студентов 1 и 2 курса факультета технологии и предпринимательства. Бирск. Госуд. Пед. Ин-т, 2002.
7. Технология конструкционных материалов. /под ред. Дальского А. М. – М.: «Машиностроение», - 1985
8. Технологические расчеты в металлургии тяжелых цветных металлов / под ред. Н.В. Гудимы. – М.: Металлургия, 1977
9. Лоскутов Ф.М., Цейдлер А.А. Расчеты по металлургии тяжелых цветных металлов. – М.: Металлургиздат, 1963
10. Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей ВУЗов / А.М. Дольский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под ред. А.М. Дольского. – М.: Машиностроение, 2005. – 448с.
11. Худяков И.Ф., Тихонов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С. Металлургия меди, никеля и кобальта. Т1. – М.: Металлургия, 1977