АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Назначение анодов, требования, предъявляемые к их свойствам 10
1.2 Технологическая схема производства обожженных анодов. Требования к
сырью для анодов 13
1.3. Кинетика процесса обжига анодов 18
1.4. Влияние технологических параметров изготовления на свойства
обоженных анодов (количества пека, грансостав наполнителя, условия смешивания и прессования) 21
1.5 Влияние технологических параметров обжига на свойства анодов 23
1.6 Влияние свойств пересыпочных материалов на качество обожженных
заготовок анодов 26
1.7 Влияние режима охлаждения на свойства обожженных заготовок
анодов 29
1.8 Режим обжига изделий 30
1.9 Конструкции печей для обжига анодов 31
1.9.1 Кольцевые многокамерные печи Ридгаммера старой конструкции 31
1.9.2 Кольцевые многокамерные печи Ридгаммера открытого типа 32
1.9.3 Основные элементы конструкции печи обжига открытого типа 37
1.9.4 Система отопления печи обжига открытого типа 39
1.9.5 Работа печи обжига открытого типа 42
1.9.6 Организация работы печи обжига открытого типа 46
1.10 Футеровка печей обжига анодов 49
1.10.1 Требования к огнеупорным материалам, применяемым для печей
обжига анодов 53
1.11 Предлагаемая схема модернизации печи 54
2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 57
2.1 Технические характеристики печей 57
2.1.1 Технические характеристики печи открытого типа 58
2.1.2 Материальный баланс печи открытого типа 59
2.1.3 Технические характеристики модернизированной печи
открытого типа 60
2.1.4 Материальный баланс модернизированной печи открытого типа.... 62
2.2 Футеровка печи открытого типа со схемой модернизации 63
2.2.1 Теплотехнические расчеты огнеупорной кладки 64
2.2.2 Расчет температуры на наружной поверхности боковой (продольной)
стены печи 66
2.2.3 Расчет температуры на наружной поверхности торцевой стены
печи 71
2.2.4 Расчет температуры на наружной поверхности подины печи 72
2.3 Тепловой баланс печи с 4-х кассетной камерой 74
2.3.1 Определение условного часового расхода пересыпки 74
2.3.2 Определение количества летучих и продуктов их сгорания 76
2.3.3 Приход тепла 76
2.3.4 Расход тепла 77
2.4. Тепловой баланс печи с 3-х кассетной камерой 79
2.4.1 Определение условного часового расхода пересыпки 79
2.4.2 Определение количества летучих и продуктов их сгорания 80
2.4.3 Приход тепла 81
2.4.4 Расход тепла 82
2.5 Сводный тепловой баланс 84
3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 87
3.1 Затраты на реконструкцию печи 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 91
ПРИЛОЖЕНИЕ А 94
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 95
ПРИЛОЖЕНИЕ В 96
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 97
Применение углеграфитовой продукции в черной и цветной металлургии определяет эффективность пирометаллургических процессов в целом.
В цветной металлургии для выплавки алюминия используются обожженные анодные блоки, качество которых зависит от технологии их производства.
Одним из важнейших и завершающих переделов производства анодных блоков, определяющим качественные и экономические показатели, является обжиг. В мировой практике основными печами для обжига анодовявляются печи открытого и закрытого типаРидгаммера.
Печи для обжигадолжны обеспечивать высокую температуру обжига анодов,оптимальное равномерное распределение температуры в объеме загрузки, максимально низкий расход теплоносителя, минимальные эксплуатационные расходы, стабильное высокое качество обжигаемой продукции, высокую производительность и экологическую безопасность.
Германия является основным разработчиком конструкции и производителем печей открытого типа. Однако стоимость проекта и строительства таких печей обжига очень высока.
Обжиг анодных блоков на одном из электродных заводов России проводится в многокамерных кольцевых печах Ридгаммера открытого типа, отечественной конструкции.
Опыт эксплуатации этих печей для обжига анодов выявил целый ряд недостатков в конструкции печи:
- Имеет место высокийперепад температур (до 300°С)по высоте загрузки, что приводит к повышенному браку анодов по трещинам;
- Не достигается заданная максимальная температура обжига(1000-1100 °С), особенно в нижнем ряду камер из-за высоких теплопотерь через боковые стенки камер, что не обеспечивает требуемые физико-механические показатели анодов;
- Низкая производительность печи из-заповышенного брака заготовок;
Это значительно снижает эффективность процесса обжига, приводит к снижению физико-механических показателей обожженных анодов, увеличению брака и снижению выхода годной продукции, а также к неоправданным затратам энергетических и финансовых ресурсов в производстве анодных блоков.
В этой связи проведение работы по снижению теплопотерь путем реконструкции печи обжига, для достижения равномерного температурногополя, повышения температуры обжига анодов, улучшения качества и увеличения выхода годной продукции,а следовательно и производительностипечи является актуальной и своевременной задачей.
Цель дипломного проекта -реконструкция печи обжига путем увеличения толщины слоя боковой теплоизоляции камер для снижения теплопотерь и увеличения выхода годной продукции Задачи:
• -выполнить расчет теплового баланса печи, с расчетом теплопотерь до и после реконструкции печи
• -выполнить расчет материального баланса до и после реконструкции
• -выполнить анализ полученных результатов расчета материального и теплового балансов до и после реконструкции
• оценить экономическую эффективность реконструкции печи.
• Проведен сравнительный анализ работы действующей многокамерной печи обжига открытого типа, выявлены высокие теплопотери через стенки крайних кассет камер
• Предложен проект реконструкции печи путем уменьшения количества кассет в камере и увеличения толщины футеровки боковых стен, выбран оптимальный состав футеровки;
• По результатам расчета тепловых балансов печей обжига установлено, что после реконструкции значительно снизились температуры на границах слоев футеровки, а тепловой поток через боковые стенки камеры уменьшился на 33%
• По результатам расчет материальных балансов установлено, что снижение теплопотерь, увеличение температуры обжига, снижение брака по УЭС и увеличение выхода годной продукции позволит увеличить производительность печи на 8982 т/год по сравнению с фактической.
• Выполнен расчет основных экономических показателей; срок окупаемости проекта - 15 месяцев.
