Введение к работе
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 комплектов. 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 сьшучих 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 каналу 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.
