Цех по производству электродной массы для электродов ферросплавных печей

При изготовлении электродной массы, предназначенной для получения самообжигающихся электродов ферросплавных печей, применяют термоантрацит, доменный кокс и каменноугольный пек. Эти материалы подвергают термической подготовке, дроблению, рассеву и затем в определенных пропорциях вводят в составы шихт электродных масс в следующем соотношении:

Цехи по производству электродной массы на действующих заводах ферросплавов были спроектированы и сооружены в различное время и существенно отличаются по объемно-планировочному решению, оборудованию и производительности.

По объему производства электродной массы наиболее мощными в СНГ являются цехи НЗФ и Новосибирского электродного завода (НовЭЗ). В этих цехах установлено новое оборудование, автоматизированы и механизированы технологические процессы, решены вопросы охраны окружающей среды.

В состав цеха НЗФ входят склады шихты и пека, главный корпус с прокалочным, дозировочно-смесительным отделениями.

Склад шихты закрытого типа спроектирован с учетом возможности хранения нормативного запаса (15—30 суток) кокса и термоантрацита. На складе сооружено два ряда подземных щелевых бункеров общей емкостью 4000 м³, над которыми на нулевой отметке проходят два железнодорожных пути. Материалы поступают на склад в полувагонах, откуда через люки разгружаются самотеком на приемные металлические решетки бункеров (ячейки решеток 130 х 130 мм и 270 х 270 мм) и просыпаются в них. Для открывания люков полувагонов вдоль железнодорожных путей смонтированы эстакады. Пыль, образующаяся при разгрузке вагонов, осаждается с помощью душирующей установки. Из бункеров материалы с помощью лопастных питателей, смонтированных на передвижных тележках, подаются на ленточные конвейеры, расположенные вдоль каждого ряда бункеров, а затем — на наклоный пластинчатый конвейер, который передает их с отметки 8 м на отметку 3 м к дробилке ДДЗ-1М. Над горизонтальными и наклонным конвейерами установлены магнитные сепараторы, улавливающие металлолом из углеродистых материалов. Дробленые материалы по наклонному желобу поступают в ковши ленточного ковшового элеватора типа ЭЛГ-450 и затем передаются в печные бункеры. Кокс и термоантрацит направляются в предназначенные для каждого из этих материалов печные бункеры поочередно.

В складе пека принимают и обезвоживают твердый (гранулированный) и жидкий пек. На складе установлены три пекоприемника емкостью 500 м³ каждый и пять пекоплавителей емкостью по 150 м³. Пек поступает на склад в битумовозах. На каждой платформе устанавливают по четыре чаши вместимостью 10 т каждая. Для разогрева пека перед сливом используют паровую рубашку. После разогрева пека открывают люки пекоприемников и наклоняют чаши с помощью передвижной лебедки, установленной на параллельном железнодорожном пути. В пекоприемнике пек подогревают до состояния жидкотекучести и насосом Д-171 перекачивают в пекоплавители, где он проходит стадию обезвоживания, затем по обогреваемым паром трубам подают в расходные баки, расположенные в главном корпусе на отметке 5,4 м.

В прокалочном отделении кокс и термоантрацит дополнительно прокаливают, а затем эти материалы рассеивают на фракции. В отделении установлены две вращающиеся печи каждая длиной по 35 м с кожухом диаметром 2,2 м, зоны подсушки, разогрева и охлаждения которых футерованы шамотным кирпичом, зона прокалки — хромомагнезитовым. Толщина футеровки печей достигает 260 мм. Они работают по принципу противотока на природном газе. Каждая печь установлена на трех опорах с уклоном в сторону горячей головки. Горячая головка — съемная, что облегчает ремонт футеровки. Для предотвращения подсоса воздуха в зазоре между печью и горячей головкой имеется резиновое уплотнение. В центре головки установлена газовая горелка ГИП-9 производительностью 270 нм³/ч. Разрежение в зоне горячей головки составляет 0,4— 0,6 кПа, продукты горения отводятся в систему мокрой очистки газа.

Материалы поступают из бункеров, оборудованных вибропитателями. Перед печами установлены весоизмерители и суммирующие счетчики. Каждая печь снабжена основным приводом с четырьмя частотами вращения 0,033; 0,022; 0,017; 0,011 с^-1 и одним вспомогательным – с частотой вращения 0,0083 с^-1, который используется при ремонтах печи и в случае, когда основной привод последней выходит из строя.

Из прокалочной печи материал через вертикальный боров поступает в барабанный холодильник. Водяной пар, подаваемый в боров, используют для уменьшения подсоса воздуха в печь, при этом он охлаждает прокаленный материал. Температура материала при выходе из печи составляет примерно 1000°С. Холодильник представляет собой стальной вращающийся барабан с водяным наружным охлаждением.

Кокс из холодильника пластинчатым конвейером подается в дробилку СМ-12, затем ковшовым элеватором ЭЛГ-250 — в бункер. Из бункера через ленточные весы кокс поступает в шаровую мельницу. Термоантрацит из холодильника также попадает в дробилку, а затем на полигональное сито, где рассеивается на четыре фракции (0—4; 4—10; 10—20 и более 20 мм). Фракцию более 20 мм возвращают для повторного дробления, фракция 0—4 мм поступает на помол в шаровую мельницу, остальные фракции подаются в дозировочно-смесительные отделения для приготовления электродной массы.

На НовЭЗе и СтахФЗ углеродные материалы прокаливают в электрокальцинаторах, которые работают, как печи сопротивления. Электрокальцинатор представляет собой футерованную шахту  прокалочной печи, в которую загружается антрацит. Ток подводится к неподвижному электроду, представляющему собой набивную углеродистую подину  и к подвижному угольному электроду. Прокаленный материал по желобу подается в водоохлаждаемый барабан  и после охлаждения высыпается в бункер  на тележке. Мощность трансформаторов электрокальцинаторов СтахФЗ и НовЭЗ достигает соответственно 0,45 и 2—3 МВА. Питаются трансформаторы переменным током промышленной частоты. Температура прокалки углеродных материалов должна быть не ниже 1700°С.

В дозировочно-смесительном отделении производят дозирование и подогрев материалов, а также смешивание и формовку электродной массы. Для смешивания компонентов в отделении установлены смесители непрерывного действия СНК-300. На НовЭЗе введены в эксплуатацию более производительные смесители СНК-400. Молотые углеродистые материалы дозируются, подогреваются до 120—130°С и поступают в первую камеру смесителя, куда одновременно жидкостными дозаторами подается жидкий пек, нагретый до температуры 130—140°С. Термоантрацит фракций 4—10 мм и 10—20 мм дозируется системой тарельчатый питатель — весоизмеритель, подогревается до 110— 120°С и попадает во вторую камеру смесителя, где смешивается с компонентами массы, поступающими из первой камеры. Преимуществами смесителя непрерывного действия являются возможность автоматизации процесса смешивания, а также высокая однородность электродной массы. При этом улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. На других отечественных заводах электродную массу смешивают в прерывных смесителях емкостью 400, 800 и 2000 л с z-образными лопастями, вращающимися в противоположных направлениях.

Производство электродной массы связано с использованием в качестве связующего каменноугольного пека — продукта переработки каменноугольной смолы. Как известно, смола отнесена к токсичным продуктам. Некоторые из входящих в состав смолы и пека соединений отнесены к канцерогенным веществам.

Улавливание и очистка пылегазовых выделений, используемая в одном из новых цехов по производству электродной массы. Из вращающейся барабанной печи  для прокалки углеродистых материалов (антрацита, кокса) горячий газ поступает в циклон грубой очистки, где он охлаждается и частично очищается от грубых твердых частиц. Из циклона газ направляется в газопровод, в котором вмонтированы пять форсунок  для орошения его водой. Скруббер имеет нижний, средний и верхний орошаемые пояса в виде нескольких расположенных по кольцу форсунок. Выходящий из скруббера влажный очищенный газ в каплеуловителе отделяется от влаги. Осушенный газ через систему газопроводов, оборудованных запорной и регулирующей аппаратурой, подается в коллектор (7). Отсюда газ отсасывается вентилятором  и поступает в трубу. Очистка газа сопровождается образованием грязной воды и шлама, которые поступают в шламоотстойник. Вода после дополнительной очистки используется в оборотном цикле.