Хімічна промисловість України

уть процесу полягає в тому, що металеву шихту в мартенівські печі завантажують завалочними машинами. При скрап-процесі спочатку завалюють брухт і вапняк, потім чавун, при скрап-рудному процесі - спочатку залізну руду та вапняк, а потім рідкий чавун. Чавун заливають з ковша по жолобу, що встановлюється у завальному вікні. Залежно від величини печі і ступеня механізації завалка триває від 2 до 3 годин. Одночасно з завалкою шихти в піч подають паливо і повітря (поперемінно через праві і ліві головки печі).

Підігрівання продуктів горіння забезпечує при згорянні палива в робочому просторі температуру близько 2000°С. При роботі на рідкому паливі регенератори підігрівають тільки повітря, а нафта або мазут подаються форсунками, що встановлені в каналах головок печей.

Процес одержання сталі в мартенівській печі поділяють на три періоди.

Перший період - плавлення - починається незабаром після початку завантаження. Після закінчення завантаження розплавлення відбувається інтенсивніше, бо зменшуються втрати тепла.

Під час плавлення треба вводити в піч якнайбільшу кількість тепла. Це захищає метал від розчинення в ньому газів і надмірного окислення.

Період плавлення характеризується окисними реакціями: окислюється кремній, марганець, залізо, фосфор. Одночасно утворюється велика кількість закису заліза FеО, який є основним окислювачем домішок - кремнію, марганцю, фосфору.

Другий період - окислення - характеризується енергійним окисленням вуглецю за рахунок FеО. Це окислення відбувається за реакцією

FеО + С = Fе + СО - Q

Гази, що утворюються при цьому, намагаючись вирватися з ванни, приходять у стан кипіння, тому другий період плавки називається періодом кипіння. Вигоряння вуглецю триває 2-3 год. Після одержання потрібного проценту вуглецю закінчується другий період плавки.

Третій період - розкислення. Мета розкислення та сама, що і при конверторному способі, і застосовуються ті самі розкислювачі: феросиліцій, феромарганець, алюміній. Важчі розкислювачі завантажують прямо у піч, легші - у жолоб або в ківш. Іноді для перевірки розкисленості сталі роблять пробу. Застиглий розжарений кусок сталі кують; при поганій розкисленості виникають тріщини. Коли в мартенівській печі виплавляють леговану сталь, після розкислення в неї вводять легуючі елементи: феротитан, ферохром, висококремнистий феросиліцій та ін. Щоб одержати нікелеву сталь, вводять чистий нікель, феронікель чи нікелевий брухт.

Після закінчення плавки сталь випускають у ківш. Процес плавлення триває 5 - 8 год., при швидкісному сталеварінні строки зменшуються до 4,5 - 5,5 год. Найважливішим фактором підвищення продуктивності мартенівських печей є впровадження нової прогресивної технології, насамперед застосування кисню в мартенівській плавці.

Кисень вводять при плавці двома способами: а) збагачуючи факел полум'я в період завалки і розплавлення шихтових матеріалів; б) продуваючи рідку ванну в період вигоряння вуглецю.

Застосування кисню підвищує продуктивність мартенівської плавки на 15-25%. Особливо ефективних результатів досягають у печах великої ємкості.

У мартенівських печах виплавляють якісну вуглецеву конструкційну та інструментальну сталь, а також низьколеговапу і середньолеговану. Сталь, виплавлену в мартенівських печах, застосовують для виготовлення прокату та поковок. З неї роблять рейки, ресори, балки та інші деталі машин. Отже, головною перевагою мартенівського процесу є його універсальність, а недоліками є велика тривалість процесу та значні витрати палива.

Досвід показує, що більш прогресивним способом виробництва сталі є киснево-конверторний. У зв'язку з цим в нашій країні та за її межами зупинено будівництво нових мартенівських цехів та печей, а нові заводи по виробництву сталі створюються шляхом будівництва киснево-конверторних цехів з агрегатами великої одиничної садки та високої річної продуктивності.

Для футеровки кисневих конверторів використовуються основні вогнетриви. Переробний чавун та залізний брухт так само, як і в мартенівському процесі, є головними складовими металевої шихти для киснево-конверторного процесу. В залежності від кількості потрібного залізного брухту, якості флюсуючих матеріалів, інтенсивності продувки, способу розливання та інших факторів проводиться вибір оптимального хімічного складу переробного чавуну.

При продувці чавуну киснем в конверторі утворюються дві зони: зона продувки, в якій окислюється більше заліза, і вдуваний кисень безпосередньо стикається з рідким металом; зона циркуляції, в якій відбувається окислення домішок за рахунок кисню, що потрапляє в метал в результаті розчинення в ньому окису заліза. Головним джерелом тепла киснево-конверторної плавки є тепло, що виділяється при окисленні вуглецю і кремнію: 40-45% хімічного тепла вноситься за рахунок окислення вуглецю та 25-30% - за рахунок окислення кремнію. В тепловому балансі першого періоду продувки (перші 5 хв.) основним джерелом тепла є тепло, що отримується від окислення кремнію (70-75%). При підвищених витратах металевої шихти, коли внаслідок значного переохолодження ванни окислення вуглецю уповільнюється, роль кремнію як основного теплоносія ще збільшується.

Тривалість продувки ванни в кисневих конверторах складає всього 12-18 хв., тому для успішного здійснення десульфурації і дефосфорації металу необхідно використовувати якісне вапно, що має високу реакційну властивість, тобто здатність швидко розчинятися в шлаку.

В кисневих конверторах виробляється вуглецева та легована сталь. Механічні і технологічні властивості такої сталі за рядом показників вищі, ніж мартенівської сталі аналогічних марок.

2.4 Виробництво паперу

Існують чотири основні хімічні способи одержання паперу: сульфатний або крафт-процес; сульфітний процес; напівхімічний процес; содовий процес. Розглянемо найбільш складні і найбільш розповсюджені з них: сульфатний і сульфітний процеси.

Однією з найважливіших технологічних операцій виробництва паперу є розмел, перед яким сухі (товарні) волокнисті напівфабрикати попередньо розпускаються водою в гідророзбивачах, далі вони змішуються між собою в певному співвідношенні в регуляторах композиції. Після цього паперова маса залежно від вимог до якості паперу може іти або на виготовлення паперу, або на додаткове введення в неї композиції проклеючої речовини, наповнювачів, барвників та інших добавок. Для осадження на волокнах у паперовій масі компонентів, що додаються, застосовують сірчанокислий алюміній, поліакриламід (ПАА) або інші речовини.

Підготовлену паперову масу регулюють за концентрацією, акумулюють в масних або машинних басейнах. Перед подачею паперової маси на паперообробну машину її розбавляють оборотною водою, очищають від вузликів та сторонніх включень і подають через спеціальні потокорозподільники в напірне устаткування і далі на рухому сітку машини. На сітці відбувається вилучення основної частини води і відлив вологого паперового полотна, яке після цього піддається пресуванню, сушінню, охолодженню, машинній обробці і намотці. В залежності від вимог до паперу він може піддаватися додатковому каландруванню на суперкаландрі. Готовий папір розрізають па рулони заданого формату, упаковують і направляють на склад готової продукції. У разі необхідності він може додатково розрізатися на бобіни або аркуші, або піддаватися крейдуванню, тисненню, гофруванню, крепуванню та іншій обробці.

Паперовий брак (вологий і сухий), що неминуче утвориться в процесі виробництва, знову перетворюється в паперову масу і в суворому дозуванні знов повертається в технологічний процес. Оборотні води, відведені від машини, містять велику кількість волокна, а також проклеючих речовин, наповнювачів та інших цінних компонентів, які вводяться в паперову масу, використовуються для розведення маси перед очисткою, для розпуску сухих напівфабрикатів і оборотного браку. Надлишкові води спрямовуються перед точкою скиду стічних вод у стік на уловлювання волокна, що також може бути використане у виробництві

Для виробництва паперу і картону застосовуються в основному волокнисті напівфабрикати різноманітних порід деревини і недеревної рослинної сировини. Разом з рослинними волокнами для спеціальних технічних видів паперу останнім часом все ширше стали застосовувати штучні, синтетичні, мінеральні та інші волокна. Однак асортимент таких видів паперу надто невеликий, тому нині і в перспективі для масових видів паперу рослинні волокна є і будуть залишатися основною вихідною сировиною, бо вони найбільш доступні, порівняно недорогі, одержуються з відтворюваної сировини і не порушують екологічної рівноваги в природі.

Целюлозні волокна - головний складовий компонент рослинних клітин; вони мають дуже цінні властивості для виробництва паперу. Ці волокна добре набухають у воді, вони здатні фібрилюватися на дрібніші волокна (фібрили і мікрофібрили), мають високу міцність та стійкість до впливу температури і хімічних речовин, легко диспергуються у воді і утворюють тривалий міжволоконний зв'язок між собою в паперовому аркуші. Що стосується інших волокон (штучних, синтетичних, мінеральних, вовняних), то вони цих властивостей не мають, тому в останньому випадку вимагається застосування різноманітних диспергуючих і зв'язуючих домішок, що робить технологічний процес виробництва паперу з цих волокон значно дорожчим та складнішим.

В залежності від способу одержання волокнисті напівфабрикати, що виготовляються навіть з однієї і тієї ж рослинної сировини, мають різні властивості. Тому виробники паперу повинні добре знати властивості цих напівфабрикатів і їх вплив на якість готової продукції.

Якість продукції залежить також від того, в якому вигляді ці напівфабрикати надходять на паперову фабрику - в сухому стані, тобто у вигляді товарного продукту, чи в рідкому вигляді з сусіднього цеху, де вони виробляються. В останньому випадку одержується більш якісна продукція і з меншими енергетичними затратами, однак це можливо лише тоді, коли паперова фабрика знаходиться в системі комбінату.

Рослинні волокна, застосовувані для виробництва паперу, відрізняються між собою як за хімічним складом, так і за анатомічною і морфологічною будовою. Найбільш цінними є волокна, одержані з хвойних порід деревини. Вони мають гарні папероутворюючі властивості і являють собою стрічкоподібні клітини рослинної тканини, що називаються трахеїдами. їхня довжина 2,5-4,5 мм, а ширина в середньому 0,03-0,04 мм. Ці волокна можна застосовувати не тільки самостійно, але і додавати до них менш цінні коротко-волокнисті напівфабрикати, такі, як деревна маса, волокна листяних порід деревини і однорічних рослин, макулатурна маса.

Страницы: 1, 2, 3, 4