автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.04, диссертация на тему:Совершенствование технических средств и оптимизация процесса гранулирования шихтовых материалов в экологически чистом безобжиговом производстве шламосодержащих окатышей

о 4,11 7 Ч

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ЗАПОРОЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи САВВИН Александр Витальевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ГРАНУЛИРОВАНИЯ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОМ БЕЗОБЖИГОВОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ ШЛАМОСОДЕРЖАЩИХ ОКАТЫШЕЙ

Специальность 05.26.04 — Технические средства зашиты ок-

ружающей среды

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Запорожье -1997

Диссертацией является рукопись.

Работа выполнена в Государственной металлургической академии Украины.

Научный руководитель — кандидат технических наук, доцент

БОБЫЛЕВ ВИТАЛИЙ ПЕТРОВИЧ

Официальные оппоненты: — доктор технических наук, профессор

ЦАТЖО ВАЛЕРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

— кандидат технических наук, доцент

ОСИПЕНКО ВАЛЕРИЙ ДМИТРИЕВИЧ

Ведущая организация: — Институт черной металлургии Национальной

академии наук Украины

Защита состоится " 45 " М-ОЛ- 1997 г. в-{¿часов на заседании специализированного ученого совета К.08.03.02 при Запорожской государственной инженерной академии по адресу: 330600, г. Запорожье, пр. Ленина 226, ауд. 417.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗГИА. Автореферат разослан " 44 " 1997 г.

Ученый секретарь специали зированного ученого совета

А. УКРАИНЕЦ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В Украине ежегодно вовлекается в хозяйственную деятельность 1,3 - 1,5 млрд.т природных веществ. В основном, это продукция горнометаллургических, химических и машиностроительных комплексов. В процессе их переработки значительная часть остается в отходах. Ежегодно объем загрязнения отходами, которые приходятся на 1 км2 площади Украины, в 6,5 раза выше, чем в США, и в 3,2 раза - чем в странах ЕЭС. Эти данные относятся к твердым отходам и не учитывают вредных выбросов минеральных отходов в атмосферу и в водную среду.

Основными отходами металлургического комплекса являются шламы, открытое складирование которых наносит значительный ущерб водному и воздушному бассейнам. Наличие в шламах от 37 до 52 % железа и более 6.5 % углерода позволяет их рассматривать как ценное металлургическое сырье. Утилизация таких шламов традиционными методами (агломерация, получение обожженных окатышей) не решает экологическую проблему, а в определенном плане даже ее усложняет. Одним из перспективных направлений является получение безобжиговых окатышей с использованием недорогих связующих компонентов.

Цель работы. Теоретические и экспериментальные исследования процесса грануляции многокомпонентных смесей сыпучих материалов, разработка оборудования и эколого-технологическая оптимизация процесса получения шламосодержащих окатышей.

Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность окомкования мелкодисперсных шламосодержащих шихт в устройствах рециркуляционного типа с направленными динамическими воздействиями и селективным отбором кондиционных гранул. С использованием методов рационального планирования многофакторных экспериментов получены математические модели процесса гранулирования и уста-

новлены закономерности воздействия режимных и технологических параметров на прочность и структуру шламосодержащих окатышей.

Решена задача эколого-технологической оптимизации процесса гранулирования шламосодержащих шихт в рециркуляционном окомкователе. Проведен большой объем экспериментальных исследований, анализ результатов которых подтвердил достоверность теоретических выводов и позволил разработать технологию и оборудование для получения шламосодержащих окатышей заданного качества.

На защиту выносятся следующие основные положения:

• теоретическое обоснование процесса окомкования поликомпонентных мелкодисперсных шламосодержащих шихт путем рециркуляционного гранулирования с направленными динамическими воздействиями и селективным отбором кондиционных фракций;

• результаты исследований основных закономерностей движения материала в рециркуляционном окомкователе;

• технологическая схема и аппаратурное оформление процесса окомкования шламов;

• исследование и отработка оптимальных режимных и эколого-технологических параметров гранулирования шламосодержащих шихт;

• оценка металлургической ценности получаемого продукта.

Практическая ценность и реализация научных результатов. Основные результаты, полученные в работе, использованы при выдаче технико-экономического обоснования и технического задания на проектирование рециркуляционного гранулятора.

Спроектированный и изготовленный опытно-промышленный образец разработанного гранулятора позволил изготовить партию шламосодержащих окатышей и произвести их промышленные испытания в кислородно-конвертерном производстве в качестве металло-утлеродсодержащих добавок.

Разработанный рециркуляционный гранулятор заложен в проект автоматизированного модуля утилизации шламов путем их безобжигового окомко-

вания. Его внедрение позволит решить экологическую и ресурсосберегающую проблемы по канал}' утилизации твердых металлургических отходов. Ожидаемый эколого-экономический эффект от внедрения .модуля в условиях АП ДМЗ имени Петровского составляет 1092.55 тыс. грн./год.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены и обсуждены на: Всеукраинской научно-практической конференции "Теория и практика решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургической промышленности" (Днепропетровск, 1993); Международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию А.Д.Готлиба (Днепропетровск, 1995); Международной конференции по экологизации промышленного и сельскохозяйственного производства (Днепропетровск, 1995); 1-й Украинской научно-методической конференции "Экологическое образование специалистов технического профиля" (Днепропетровск. 1995), Второй международной научно-практической конференции "Теория и практика решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургической промышленности" (Днепропетровск, 1995); Международной конференции 'Экология и теплотехника - 1996" (Днепропетровск, 1996); Международной научно-практической конференции "Экологизация производства и управление отходами" (Днепропетровск, 1996).

Публикации Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 14 печатных работах, получено решение на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы из 134 наименований, 2 приложений, 28 рисунков, 8 таблиц. Общий объем работы - 173 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрено образование металлургических шламов, последствия их открытого складирования и существующие способы их утилизации.

Шламы завода с полным металлургическим циклом можно разделить на три группы: доменные, сталеплавильные и прокатные.

Проведенные комплексные исследования по определению физико-химического состава шлама Днепропетровского металлургического завода имени Петровского показали, что: их открытое складирование приводит к пы-леобразованию и миграции этих аэрозолей на значительные расстояния под воздействием климатических факторов, так как это мелко-дисперсная система, содержащая 5,05 % фракции 0-11.9 мкм; 24.29 % фракции 11.9-45 мкм и 24.18 % частиц 45-46 мкм; в сочетании с тем, что в состав шламовой пыли, помимо окислов железа и углерода, входят окислы Бг, А1 и других металлов, ее миграция приводит к экологическому дисбалансу водоемов, почв, отрицательно влияет на атмосферу селитебных зон.

Причина неудовлетворительного использования шламов заключается в отсутствии простого и экономически выгодного процесса их утилизации.

Во второй главе рассмотрены особенности окомкования и упрочнения безобжиговых шламосодержащих окатышей.

Основная особенность гранулирования шламосодержащей шихты заключается в ее плохой комкуемости. Процесс влажной агрегации таких частиц в гранулы характеризуется образованием моноцентрических гранул с "естественными" центрами на базе крупных зерен шихты и гранул с "искусственными" центрами - на базе мелкозернистых компонентов. Из-за повышенной дисперсности шламов существенно возрастает роль второго процесса, а следовательно, возникает необходимость в интенсификации процесса образования, роста и упрочнения гранул с "искусственными" центрами.

В настоящее время известно четыре способа безобжигового упрочнения "сырых" окатышей: карбонизация, автоклавная обработка, гидратационное твердение извести и твердение цемента. Последний способ получил широкое распространение и имеет большое количество разновидностей. В Швеции он получил название "Гренгколд" и предусматривает предварительное упрочне-нне сырых безобжиговых окатышей в бункерах и окончательное упрочнение

т складах. Аналогичный способ производства безобжиговых окатышей из пихты, включающей тонкие метаплургические отходы, применен на металогическом заводе "Син Ниппон сэйтэцу" в Нагое (Япония). Фирмой Ниппон кокан" разработан способ упрочнения безобжиговых окатышей, со-(ержащих металлургическую пыль, путем пропаривания при обычном давле-ши в шахтной печи. Особый интерес с точки зрения ресурсо- и энергосбере-кения представляют методы гидратационного упрочнения с использованием ; качестве связующего шлаков доменного производства.

В третьей главе проведены исследования по разработке аппаратурного |формления процесса окомкования шламосодержащих шихт.

При анализе существующих установок для производства "сырых" окаты-зей предложено использовать окомкователь с рециркуляционным принципом ранулирования.

Исследования анализа их работы показали, что они обладают рядом ли-гитируюшнх факторов'

• наличие предельной кратности внутренней рециркуляции, которая выражается в виде уравнения третьей степени

(Чипах)' - 1,5 •^(Ьрт.О3 - (Г2-О)/(20-Л -П-у), I 1)

где Ь р тах - предельная высота подъема рециркуляционной лопатки, м; п - скорость вращения чаши, об'мин; О - производительность оком-кователя, т/час; 1" - коэффициент внутреннего трения материала; (1 -диаметр, м; у - насыпная масса шихты, т/м3; •образование гарниссажа на боковой стенке, приводящее к повышению

трения между лопаткой и боковой стенкой; •раздавливание готовых гранул при прохождении под разгрузочным рециркуляционным ножом. В работе рассмотрено движение сыпучего тела по поверхности гранули-ующего органа. Так как рабочая поверхность гранулирующего органа юпатки) представляет собой часть внутренней поверхности полого цилинд-а, то закон движения точки удобно выразить уравнениями винтовой линии:

х = г»со5[п'(1+к)]; у = -г«Бщ[п'(^к)]; ъ = иЧ+ (Ь/2) (2;

где: г - радиус внутренней поверхности гранулирующего органа; и,Ь,п,к

постоянные коэффициенты; I - независимая переменная времени. Произведя соответствующие подстановки, операции дифференцирована) и интегрирования, получим закон движения "элементарного объема"

2-Ъ

и+л/^-^+г/

(з;

С учетом лимитирующих факторов и движения сыпучего тела по поверх ности гранулирующего органа разработано новое рециркуляционное устрой ство для смешивания и гранулирования сыпучих материалов (см. рис. 1) Предлагаемое устройство не содержит традиционной боковой стенки. Бокова' стенка выполнена в виде приводного ремня из прорезиненной армированное ткани. Кроме этого, в разработанном грануляторе осуществляется селектив ный отбор готовых кондиционных гранул под действием центробежных сил.

Устройство работает следующим образом. Диск 1 приводится во враще ние замкнутой лентой 3, натянутой на его торец, охватывающей ребра 2 и ба рабан 4, связанный с приводом вращения 5.

Подлежащий грануляции материал через загрузочный лоток 11 подаю' на рабочую поверхность диска 1 и перемещают в сторону разгрузочного нож; 9. По мере движения материал орошается связующим агентом, поступающие через оросители 12, многократно происходит окатывание материала рабочим1 поверхностями гранулирующих лопаток 7, 8. На образованной замкнутой лен той 3 стенке диска не накапливается гарниссаж, т. к. лента выполнена из про резиненной армированной ткани с небольшим коэффициентом адгезии и I процессе грануляции очищается за пределами диска расположенным над кон вейером приспособлением для очистки - щеткой 13, вращающейся навстреч; движения ленты, подпружиненной упором 14.

Разгрузка готовых окатышей осуществляется с помощью разгрузочной рециркуляционного ножа 9 перемещением его с помощью механизма пере мещения 10 в горизонтальной плоскости. Кондиционные гранулы заданной

/у

Рис. 1. Рециркуляционное устройство для смешивания и гранулирования сыпучих материалов

размера и прочности (плотности) под действием центробежных сил буду! сдвигаться в сторону наружной кромки диска, где в незакрытом лентой 3 сек торе попадут на конвейер 6.

В четвертой главе произведен выбор и обоснование рациональной технической схемы окомкования шламосодержащих шихт с использованием предложенного рециркуляционного окомкователя.

Наличие большого количества управляемых факторов (коэффициент внутренней рециркуляции, частота вращения диска, количество гранулирующих органов, угол их атаки, состав шихты и т. д.) требует определения оптимальных значений режимных и технологических параметров процесса окомкования.

Для решения поставленной задачи использован экспериментально-аналитический метод. Экспериментальная часть исследования разбивалась т два этапа: предварительный и основной. Предварительный эксперимент был проведен с использованием латинских квадратов. В качестве выходной координаты, оценивающей эффективность окомкования, принят показатель У -выход годного. За годный класс принимались гранулы диаметром 8-12 мм, а I качестве материала, подлежащего окомкованию, были использованы металлургические шламы ДМЗ имени Петровского.

В качестве варьируемых факторов были выбраны: 1) число гранулирующих органов - Хь 2) частота вращения диска, об/мин - Х2; 3) время окомкования, с - Х3; 4) угол атаки гранулирующих органов, град. - Х4.

Искомые функциональные зависимости для всех четырех факторов: У, = 3.822 + 7.840'Хь У2 = -0.832 + 0.960-Х2 - 0.00670-Х22; Уз = 5.908 + 0.771 «Х3 - 0.00536«Х32; У4 = -116.50 + б.ЗЮ-Х« - 0.0680«Х42.(4)

Анализ полученных зависимостей на экстремум позволил перейти к осуществлению основного эксперимента. Для его проведения использован рото-табельный центральный композиционный план, дающий возможность независимо оценивать все коэффициенты в математической модели. Стандартное программное обеспечение РС не позволило провести обработку эксперимен-

мьных данных. Существующие математические пакеты MathCAD версий ад ДОС не позволяют обрабатывать матрицы порядка свыше 14x14, а в та-ах пакетах, как Numeri и Startgraf, отсутствует рототабелъное планирование, ассчитать коэффициенты регрессии матричным способом не удалось даже спользуя MathCAD for Windows версии 5.0 -+-, инсталированного на PC entiuin 133.

Поэтому для обработки экспериментальных данных была написана лро->амма на языке Ст'г, позволяющая рассчитывать коэффициенты регрессии гнтрального композиционного рототабельного плана второго порядка.

В результате обработки экспериментальных данных получено уравнение ггрессии, адекватно описывающее процесс окомкования шихты в предла-1емом рециркуляционном устройстве

= -173.9425 + 11.6-Z, ^ 1.082-Zj + 2.05«Z3 f 1.746-Z,+ 1.364-Z5 - 0.67-Z,2 -0.0072-Z:2 - 0.52»Z,2 - 0.0232-Z42 -0 0096-Z,2 -0.036.Z,«Z4 +0 032 *-Z5,(5) те Y - прочность окатышей, НУокатыш; Zj - влажность шихты,%; Z; - скорость вращения диска, об/мин; - кратность внутренней рециркуляции; Zt - угол атаки гранулирующих органов, град.; Zj - содержание шлама в шихте, %

Решение этого уравнения в частных производиых позволило получить тшмальные значения параметров окомкования шламосодержащей шихты в ¡циркуляционном окомкователе:

I opt = 9.873 %; Z2 opt = 75.1 об/мин; Z3 opt = 4.381; )opt = 45.29 °; Z5opt = 78.345 %. (6)

При оптимальных значениях указанных параметров прочность "сырых" сатышей составляет 21.434 Н/окатыш. Для использования окатышей в ме-ылургическом переделе необходимо их упрочнение до 1700±200 Н/окатыш.

Следующий этап исследований заключался в определении эффективно-ги использования предлагаемого устройства как окомкователя, так и смеси-шя при одно- и двухстадийном окомковании шихты.

В качестве альтернативного использовался наиболее распространенный : окомковании смесительно-гранулирующий агрегат барабанного типа.

Результаты исследований, проведенных на укрупненной лабораторное установке, показали, что наиболее рациональной оказалась схема, по которо] окомкованный в барабане материал подвергается дополнительному механи ческому упрочнению в рециркуляционном окомкователе.

В пятой главе исследовано влияние эколого-технологических и режим ных параметров окомкования шламосодержащей шихты на свойства окаты шей, упрочненных безобжиговыми методами. Для нахождения оптимальны: режимных и технологических параметров окомкования шихты в рециркуля ционном окомкователе, для получения максимальной прочности гидратиро ванных окатышей и минимального отрицательного воздействия на окружаю щую среду в качестве критерия оптимальности процесса с экологической точ ки зрения была выбрана минимизация пылевыделения, оцененная по запы ленности рабочего пространства (У;) рециркуляционного устройства при за данных ограничениях по показателю механической прочности окатышей (Уг)

Эксперимент проводился на установке безобжигового окомкования, в со став которой входили следующие узлы: гранулирования, безобжигового уп рочнения и физико-химических испытаний окатышей. Узел гранулировали; состоял из шаровой мельницы, гладкостенного барабана диаметром 0,6 м 1 длиной 1,5 м, укомплектованного элементом изменения наклона в диапазон! 0 — 15 0 и системой регулирования скорости вращения в диапазоне 5-5( об/мин. Кроме этого, в узел гранулирования входит и рециркуляционное уст ройство.

В процессе исследований реализовывалось двухстадийное окомкование Шихту загружали в барабан, смешивали, окомковывали, подвергали дополни тельному окомкованию в рециркуляционном устройстве, режимные парамет ры которого стабилизировались на определенном уровне в соответствии ( планом эксперимента.

Y, - 36,20(1)- 0,184(3)-Z, - 1,75 • Z2 + 0,63 • Z3 - 2,80(2)• Z4 + 0,0016 • Z]2 + 0,07(1 )*Z42 + 0,017(3)• Zi (7)

Y2 = -13305,527 + 82,65 «Z,+ 1490,5 *Z2+ 605 ^,+558,(2)^ - 0,66 »Z^ -- 88 • Z22-63 • Z32 - 24,(4) • Z42 т- 2,7 • Zi • Z2, (8)

где Yi - запыленность, мг/м'; Y2 - прочность окатышей, Н/окатыш; Z\ -скорость вращения диска; Z2 - содержание влаги в шихте; Z3 - кратность внутренней рециркуляции материала; Z4 - содержание ишака в шихте.

В области допустимых по технологии значениях Zi и при заданной прочности 1730 - 2000 Н/окатыш (см. рис. 2) были получены следующие оптимальные значения:

U opt = 74.0143 об/мин; Z3opt = 4.718 ; Z2opt = 11.0721 %; Z4opt = 10.0552 %.(9)

Для оптимальных значений запыленность составляет 7.034 мг/м3 при заданном значении прочности 1730 < Y; <2000.

Проведенные исследования по оценке металлургической ценности Полуниных окатышей показали, что окатыши имеют химический состав, указаний в таблице 1 и обладают следующими свойствами: диаметр окатышей 8 -12 мм; прочность 1500 — 1900 Н/окатыш; пористость 33.63 %; плотность 5360 кг/м3; насыпная масса 2230 кг/м3, восстановимостъ 73-78 %.

Таблица 1

Химический состав безобжиговых окатышей.

Fe06m. Fe203 FeO СаО MgO Si02 Л120., МпО

40.35 -42.10 50.62 6.32 12.49 1.10 8.82 1.42 0.60

Р205 S С Р^мет п.п.п.

0.036 0.35 5.97-6.48 0-1.75 10.83

2000

1800

1600

о л н о о

1400

Ш

ч

т*/

№

1

<5

гл

15 1

Л

н и О Ж

я к ч 3

С <

СП

9

ЮОО1-

7,4 а;7 ю 11,!) 12.6

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ, об/мин

2000, ,13

«

й

I «

о л н и о

2 3 А 5 6

КРАТНОСТЬ РЕЦИРКУЛЯЦИИ, Кр

12ОД

1000

4 (— N \ х

л \ *

[

14 12 10 8

7.5 8,5 9,510,511,5

ВЛАЖНОСТЬ шихты, % 16

€

м о

«

л

и о

л н О

о

1200 40001

1

/ г

/ к

/

\ 1г

/ ч ;—*

У

л Й

14 12 10

6

5,5 7 10 11,5

СОДЕРЖАНИЕ ШЛАКА, %

Рис. 2. Влияние параметров окомкования шламосодержащей шихты на про ноеть готовых гранул и пылевыделение рециркуляционного устройсп

Петрографический анализ подтвердил отсутствие зональности и равномерное распределение по всему телу окатыша оксидов железа, кокса, кремне-¡ема и т. д.

Используя теорию подобия и размерностей при моделировании процессов как в барабашгом окомкователе, так и в рециркуляционном, были получе-ш масштабные коэффициенты, позволяющие рассчитать значения парамет-)ов опытно-промышленной установки окомковагптя тпламосодержащей ших-

•ы.

В шестой главе рассмотрено аппаратурное оформление и технология типизации шламов в промышленных условиях. Исследованы и воспроизвести основные процессы, предусмотренные технологией безобжигового жомкования для условий ДМЗ имени Петровского.

С учетом положений критерия подобия и размерностей, а также экспе-шменталыю-аналитических исследований оптимальных режимов работы юорудования окомкования шламосодержаших шихт получены следующие (араметры агрегатов и их режимы работы. Барабан окомкователь. производи-ельность - 5 тч; степень заполнения - 15-17 %; длина - 3,0 м; диаметр - 1,2 м; корость вращения - 10-15 об/мин. Рециркуляционное устройство: производи-ельность - 5 т/ч; наружный диаметр - 5,0 м; ширина замкнутой ленты - 1,0 м; [астота вращения диска - 7-12 об/мин; кратность внутренней рециркуляции -,1.

Полученные данные явились исходными для выполнения проектных ;редложений по разработке и строительству опытно-промышленного модуля типизации шламов путем их рециркуляционного безобжигового окомкова-ия, производительностью 40000 т окатышей в год, предназначенных для ис-ользования в качестве металлургического сырья в кислородно-конвертерном ;ехе завода имени Петровского.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Открытое складирование металлургических шламов, учитывая их высокую степень дисперсности и наличие металлов различной степени окислен-ности, наносит большое отрицательное воздействие на окружающую среду, дестабилизирует равновесие в воздушной, водной и почвенной средах.

2. Наличие в шламах от 37 до 52 % железа и более 6.5 % углерода позволяет рассматривать их как ценное металлургическое сырье. Одним из перспективным путей утилизации шламов является получение безобжиговых окатышей, так как традиционные методы окускования (агломерация, производство обожженных окатышей) характеризуются значительным отрицательным антропогенным воздействием на окружающую среду.

3. При утилизации шламосодержащих шихт существенно возрастает роль процесса окомкования из-за их относительно низкой комкуемости.

4. На основании анализа современных представлений о механизме формирования гранул полидисперсных материалов и распределения напряжений, возникающих в гранулах под воздействием внешних нагрузок, сформулированы основные требования к организации процесса окомкования шламосодержащих шихт и на их базе разработано новое устройство для смешивания и гранулирования сыпучих материалов, реализующее рециркуляционное оком-кование с направленным отбором кондиционных гранул.

5. Исследованы основные закономерности движения материала в рециркуляционном окомкователе. Установлено, что в рециркуляционном окомкова-теле интенсивное образование, рост и упрочнение гранул достигается при последовательном расположении гранулирующих органов, установленных под углом 45,29 ° к направлению движения потока шламосодержащей шихты.

6. Разработана технологическая схема получения окатышей из смеси шламов доменного, конвертерного и прокатного производств, предусматривающая двухстадийное окомкование. На первой стадии шихтовые материалы смешиваются и окомковываются в барабане, на второй стадии осуществляет-

;я процесс стабилизации и упрочнения гранул в рециркуляционном устройст-5е. Исследования предложенной технологии показали, что однородность гра-тул на выходе из рециркуляционного устройства выше, чем у шихты, окомко-занной последовательно в двух барабанах, в среднем на 16,84 %, прочность ранул повышается на 3,80 %, а выход кондиционной фракции увеличивается ¡а 35,53 %.

1. Исследование влияния новой технологии подготовки шламосодержа-цей шихты на показатели процесса гидратации и качество готовых гранул, фоведенное с использованием планирования многофакторного эксперимента, юзволило математически описать процесс и найти оптимальные значения >ежимных и технико-экологических параметров окомкования. Применение еории подобия и размерностей в приложении к рециркуляционному окомко-1энию обеспечило возможность разработки и проектирования промышленно-

0 образца рециркуляционного устройства.

8. На базе укрупненной лабораторной установки проведены испытания ;сех основных элементов, входящих в технологию утилизации шламов. Вычтена опытная партия (более 2-х тонн) шламосодержаших окатышей, по ехнологии использующей недорогие связующие компоненты - отходы про-[зводства. Проведенные петрографические исследования, расчет пористости

1 комплексные исследования по определению прочности окатышей при их осстановлении, степени восстановления по Линдеру и барабанной пробы, а аюке промышленные испытания в кислородно-конвертерном цехе завода мени Петровского подтвердили металлургическую ценность безобжиговых шламосодержаших окатышей.

9. Разработанное рециркуляционное устройство заложено в проект эко-огически чистого автоматизированного модуля утилизации шламов произво-ительностыо 40 тыс. т/год.

10. Использование модуля на ДМЗ имени Петровского позволяет не олько оздоровить экологическую обстановку в районе завода, расположенно-о в центре города Днепропетровска, но и составляет 1092.55 тыс. грн./год

прироста прибыли по заводу за счет использования вторичного сырья. Cpoi окупаемости модуля для завода 4.7 года. Унификация модуля позволит решить задачу экологизации по каналу утилизации шламов не только отдельны? предприятий, но и горно-металлургического комплекса Украины.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ

1. Бобылев В.П.,Саввин A.B. Исследование процесса производства шла-мосодержащих окатышей в рециркуляционном окомковате-ле//Приднепровский научный вестник,-1997. -N8(19).- С. 7-10.

2. Бобылев В. П., Саввин А. В. Исследование физико-химического состава железосодержащих шламов // Приднепровский научный вестник. - 1997,- M 4(15).-С. 5-7.

3. Bobylev V., Sawin A., Zragevsky A. Working out an ecologically clean metallurgical ladles monolithic pouring refractory lining drying technology // Stahl und eisen. - 1996. - October (Special). - P. 37 - 40.

4. Теоретические и экспериментальные исследования по обоснованию рациональной технологии и аппаратурного оформления утилизации металлургических шламов / Бобылев В.П., Зражевский А.Д., Саввин A.B., Бей-мо А.Г. // Материалы международной конференции "Экологизация производства и управление отходами". - Днепропетровск, 1996. - С. 41 - 42.

5. Теоретическое и экспериментальное обоснование создания экологически чистых автоматизированных модулей утилизации металлургических шламов / Бобылев В.П., Саввин A.B., Зражевский А.Д. и др. // Экология и творчество.: Сб. тез. докл. Международной конф. по экологизации промышленного и сельскохозяйственного производства Приднепровья и Причерноморья,-Днепропетровск, 1995. - С. 141 - 142.

6. Исследование процесса окомкования шламосодержащих шихт для кислородно-конвертерных плавок / Бобылев В.П., Кулагин Г.Ф., БобчакЕ.Ф..

ин А.В. // Теория и практика кислородно-конвертерных процессов. Тез. VII Международной науч.-техн.конференции,- Днепропетровск, 1994 -6-118.

7. Исследование образования и миграции аэрозолей металлургических лов под воздействием климатических факторов / Бобылев В. П., Бабен-. В., Беймо А.Г., Саввин А В., Пионтковский О.Д. // Сб. тез. докладов II дународной науч.-практ. конференции. - Днепропетровск, 1995.- С. 59.

8. Структурная схема автоматизированной системы управления процес-получения безобжиговых окатышей / Бобылев В.П., Зражевский АД., ин А.В., Беймо А.Г. // Теория и технология аглодоменного производства. ,ы Междунар. науч.-технич. конф., посвященной 100-лет. А.Д.Готлиба. -фопетровск, 1995. - С. 135-136.

9. Bobylev V..Sawin A., Beimo A. Research of ecological clcan process of iction of dust-bearing pellets as an object of automation /V International erence "Ecology and heat technology - 1996". - Ukraine, Dnepropetrovsk,

. - July, 2-5. - P. 182.

10. Безобжиговое упрочнение шламосодержащих окатышей / Бобы-I.П., Бабенко Л.В., Волович А.П., Косенко П.А., Саввин А.В. // Сборник окл. Всеукраинской научно-практической конференции "Теория и прак-решений экологическггх проблем в горнодобывающей и металлургиче-промышленпости". - Днепропетровск, 1993,-С. 129-130.

11. Дифференциально-термический анализ безобжиговых шламосодер-гх окатышей / Бобылев В.П., Васюченко А.И., Галатов Ю.Н., Каркадол-И . Саввин А В., Романеев И.С /7 Сб. тез докладов 11 Международной -практ. конференции - Днепропетровск, 1995. - С 65 66.

12. Бобылев В.П., Саввин А.В., Беймо А.Г. Исследование и анализ воз-гостей промышленного извлечения металлов из шламов вторичного ме-/ргического передела П Экологическое образование специалистов техни-;го профиля: тез. док. I Укр.науч.-методич.конф,- Днепропетровск,1995.-

13. Эколого-технологическая модель процесса получения безобжиговь шламосодержащих окатышей / Бобылев В.П., Зражевский А.Д., Саввин A.I Беймо А.Г. // Теория и технология аглодоменного производства. Труды Ме; дунар. науч.-технич. конф., посвященной 100-лет. А.Д. Готлиба. - Днепропе ровск, 1995. - С. 134- 135.

14. Исследование процессов термохимических упрочнений безобжиговь шламосодержащих окатышей для кислородно-конвертерных плавок / Боб] лев В.П., Кулагин Г.Ф., Бабенко Л.В., Пионтковский О.Д., Саввин A.B. // Те рия и практика кислородно-конвертерных процессов. Тез. док. VII Междун родной науч.-техн.конференции.- Днепропетровск,1994,- С. 118-119.

15. Бобылев В.П., Саввин A.B. Устройство для смешивания и гранулир< вания сыпучих материалов. Заявка на изобретение N 96093441, дата приор тета 3.09.96. Госпатент Украины.

АННОТАЦИЯ

Саввин А. В. Совершенствование технических средств и оптимизавд процесса гранулирования шихтовых материалов в экологически чистом бе: обжиговом производстве шламосодержащих окатышей,- Диссертация на с< искание ученой степени кандидата технических наук по специальное! 05.26.04 - "Технические средства защиты окружающей среды". Запорожскг государственная инженерная академия, г. Запорожье, 1997 г.

Показана возможность решения проблемы безобжигового окомкования вовлечения в металлургический передел мелкодисперсных шламосодержащи шихт. Разработано устройство для смешивания и гранулирования сыпучи материалов с изменяемой кратностью внутренней рециркуляции, оценена ег эффективность в технологической цепи экологически чистого модуля упш зации шламов. Найдены оптимальные параметры процесса рециркуляционнс го гранулирования шламосодержащих шихт.

АН0ТАЦ1Я

in O.B. Удосконалення техшчних 3aco6iB та огшмзащя процесу ання шихтових матер!ал1в з еколопчно чистому безвипалювалыюму TBi окатшшв 13 bmictom шламу. - Дисерташя на здобуття наукового андидата техшчних наук за фахом 05.26.04 - "Техшчш засоби захис-титттнього середовшда". ЗапорЬька державна шженерна академ1я. сжя, 1997 р.

зана можливють виршення проблеми безвипалювального огрудку-¡алучення до металурпйно'1 переробки др1бнодисперсних шихт ¡з 1ламу. Розроблено пристрш для зм1шування i гранулювання сипучих j i3 змшнгао кратшстю внутршньоГ рециркулянн, дана ощнка його

эсп в технологичному ланцюгу еколопчно чистого модуля утилЬаци найдеш оптималып параметри процесу рециркуляшйного гранулю-ет 13 bmictom шламу.

ANNOTATION

in A. Improvement of technical means and optimization of charge rrannlation process at the ecologically clean cold bound production of dust jellets. - The candidate dissertation of technical sciences research on the 05.26.04 - Technical means of the environment protection is represented, 'e State Engineer Academy, Zaporozhye, 1997.

jossibility of the decision of fine dust cold bound pelletizing problem and 1 metallurgical production was shown. The unit of mixing and granulating stances with changeable internal recycling was elaborated. Its efficiency ited at the ecologically clean utilization dust module. Optimum parameters recycling process of dust bearing charge were found.

Кшочов! слова: охорона навколишнього середовища, вщходи виробниц тва, шлами, шлаки, безвипалювальне рециркуляцише огрудкування, опта мальш параметр и гранулювання, металургшна переробка.