Производство какого металла является наиболее энергоемким

Обновлено: 05.07.2024

Мировой индекс цен на электроэнергию и топливо по сравнению с другими промышленными ресурсами увеличивается намного быстрее, поэтому в современных условиях энергетическая экономичность промышленных процессов, в том числе и при выплавке стали, относится к важнейшим показателям производства. Анализ уровня и структуры энергозатрат на получение стали позволяет наметить перспекгивные энергосберегающие технологические схемы и пути снижения энергоемкости металлопродукции.

Энергоемкость, т.е. затраты первичной энергии на получение стали, представляет собой сумму затрат потенциальной тепловой энергии как в собственно сталеплавильном производстве, так и на всех предшествующих этапах получения материалов, использованных на плавку, в том числе на энергоносители (топливо, электроэнергию), а также затраты энергии на добычу сырья, его транспортировку, подготовку производства.

Проанализируем энергоемкость углеродистой стали, выплавленной разными процессами: конвертерным с долей лома в шихте 25 - 30 %, мартеновским скрап-рудным с долей лома 45 %. мартеновским скрап-процессом с долей лома 65 %. электросталеплавильным с долей лома 100 %, электросталеплавильным с подогревом лома в шахтном подогревателе конструкции фирмы "Фукс Системтехник" с долей лома 70 и 100 %. топливно-дуговым процессом и в агрегате EOF с долей лома 50 % .

При расчетах энергоемкость материалов принималась по литературным данным, при этом учитывались основные технологические энергозатраты на: металлошихту, топливо и электроэнергию, кислород, огнеупоры, известь, графитированные электроды и газоудаление.

Максимальный уоовень энергозатрат характерен для процессов с высокой долей чугуна в шихте (конвертерный, мартеновский и EOF). Доля энергозатрат на чугун достигает при этом 53 - 91 % от общих затрат энергии на выплавку стали, Затраты первичной энергии при выплавке стали в дуговой сталеплавильной печи (ДСП), работающей на 100 % лома, и электроэнергии в 1.8 - 2.3 раза меньше, чем в указанных выше процессах. Применение 30 % чугуна в шихте ДСП приводит к увеличению энергозатрат на выплавку электростали в 1,5 раза.

Анализ показывает, что электросталеплавильный процесс при 100% лома в шихте является наиболее эффективным по энергозатратам. Важнейшим резервом снижения энергоемкости стали является, кроме повышения доли лома в шихте, экономия топлива is энергии при получении стали.

Рассмотрим на примере ДСП основные направления энергетической оптимизации электроплавки:

1) минимальное использование электроэнергии — наиболее дорогого энергоносителя, применение которого связано с наибольшими затратами первичного топлива. На получение 1 кВт*ч электроэнергии расходуется 3,1 - 3.3 кВт - ч топлива:

2) использование в ДСП максимально возможных количеств относительно дешевого органического топлива. преимущественно угля;

3) наиболее полное использование тепла отходящих газов для предварительного высокотемпературного нагрева лома.

Количество энергии, вводимой с топливом, при широком использовании на современных ДСП топливно-кислородных горелок (ТКГ), обычно не превышает 50-70 кВт*ч/т, что сокращает расход электроэнергии на 35-50 кВт*ч/т.

За рубежом топливо отходящих газов ДСП используют для нагрева лома в загрузочных бадьях. Однако из-за ограниченой стойкости бадей среднемассовая температура подогрева лома обычно составляет 300-350°С. Такой подогрев обеспечивает снижение расхода электроэнергии на 25-35 кВт*ч/т.

Совместное использование ТКГ и подогрева лома в бадьях позволило уменьшить расход электроэнергии до 400-430 кВт*ч/т, а расход првичного топлива, рассчитаного только по энергоносителям, до 1700-1800 кВт*ч/т. Дальнейшее сокращение этих расходов требует значительного увеличения количества топлива, используемого взамен электроэнергии, и перехода к высокотемпературному подогреву отходящими газами всей массы лома.

Предварительный подогрев лома до среднемассовой температуры 1000 °С впервые реализован в агрегате ББК-Бруса. в котором объединены 36-т ДСП и расположенная над ней вращающаяся трубчатая печь. Подогрев фрагментированного лома в печи осуществляется в противотоке отходящими газами и ТКГ. При дополнительном расходе природного газа на ТКГ около 30 м3/т (280 кВт*ч/т) расход электроэнергии снизился на 220 кВт*ч/т.

В последние годы в США осваивается так называемый Констил-пропесс, в котором используется подогреватель конвейерного типа. Из-за ограниченной стойкости конвейера температура подогрева лома не превышает 600 - 750 °С. Расход электроэнергии без использования ТКГ снизился до 320 - 340 кВт*ч/т.

Однако такие подогреватели лома дороги, требуют для своего размещения больших площадей и не обладают необходимой стойкостью. В связи с этим трубчатые и конвейерные печи для подогрева лома не получили распространения. Более перспективной представляется ДСП с шахтными подогревателями лома конструкции фирмы "Фукс Системтехник" [2]. Шахтный подогреватель устанавливается на своде печи и является продолжением рабочего пространства. Большая часть лома загружается непосредственно в печь, а остальная — в подогреватель. Технологические газы удаляются из печи через шахтный подогреватель. По мере нагрева лом сходит из шахты в рабочее пространство. Печь оборудована ТКГ и манипулятором для вдувания угля. В последних конструкциях подогреватель имеет в нижней части водоохлаждаемые поворотные пальцы, что позволяет подогревать всю массу шихты. Применение шахтного подогревателя лома и применение ТКГ обеспечивает снижение энергоемкости стали по сравнению с обычной ДСП на 30 - 40 %.

Задача глубокой утилизации тепла отходящих газов для нагрева лома наиболее успешно решена в известном топливно-кислородном агрегате EOF, в котором переплавляется шихта, состоящая из жидкого чугуна и лома. Топливом служит порошкообразный уголь вдуваемый в жидую ванну вместе с кислородом. Подогреватель лома, снабженный водоохлаждаемыми разделительными решетками, устанавливается над печью. Лом загружается в подогреватель сверху отдельными порциями и по мере нагрева перемещается с решетки на решетку, а затем в ванну. Подогревается до температуры 850 °С весь лом на плавку.

Определенный прогресс наблюдается и в области совершенствования применяемых на ДСП горелок. В НИИМ разработаны поворотные ТКГ единичной мощностью 20 МВт и более, позволяющие изменять в широких пределах направления факела по ходу нагрева, в том числе горелки эркерного типа, обеспечивающие внедрение факелов в слой шихты на уровне подины. Это обеспечивает высокий КПД горелок (60 - 70 %). При расходах природного газа 16-18 м3/т и кислорода 32 - 36 м3/т энергопотребление на 100-т ДСП снижается на 120- 180кВт*ч/т. Высокая мощность и энергетическая эффективность горелок конструкции НИИМ позволили реализовать двухстадийный процесс электроплавки, когда после завалки и подвалки шихты горелки работают при отключенных дугах.

В последние годы широкое распространение получает использование порошкообразного угля на ДСП. Это подтверждается результатами освоения так называемого K-ES процесса. Для работы по технологии K-ES ДСП оборудуются донными фурмами для вдувания порошкообразного угля. кислорода, инертных и защитных углеводородных газов через подину. В стенах устанавливаются ТКГ для дополнительного нагрева лома и. главным образом, для дожигания СО, выделяющейся из ванны. При расходе угля 22 - 30 кг/т и кислорода 50 -55 м3/т сокращение расхода электроэнергии на 1 кг угля составляет в среднем 5,3 кВт*ч/кг, а расход электроэнергии на плавку сокращается до 280 - 320 кВт ч/т.

Учитывая накопленный опыт комбинированного использования в ДСП электроэнергии, газообразного и твердого топлива, а также тепла отходящих газов для предварительного высокотемпературного нагрева лома, специалисты НИИМ разработали двухстадийный топливно-дуговой сталеплавильный процесс и основные технические решения по конструкции топливно-дугового сталеплавильного агрегата (ТДСА). В ТДСА входят дуговая сталеплавильная печь и шахтный водоохлаждаемый подогреватель лома. Печь оборудована эркерными газо-кислородными горелками суммарной мощностью 40 МВт и фурмой для вдувания угля и кислорода. В стенах печи установлены также кислородные фурмы для дожигания СО.

Плавка в ТДСА проводится в две стадии. На первой стадии подогретый лом нагревается до температуры 1200 - 1400 °С только за счет топлива: природного газа и угольной пыли, которые сжигаются в кислороде. На второй стадии плавление и нагрев жидкой ванны осуществляются за счет совместного использования электроэнергии и порошкообразного угля. В конце плавки с целью гомогенизации ванны по составу и температуре вдувание угля прекращают, и плавка доводится только на электрических дугах. Длительность плавки составляет 60-65 мин. Годовая производительность 40-60-т ТДСА-250-400 тыс.т. Благодаря высокотемпературному нагреву лома отходящими газами и использованию в больших количествах топлива расход электроэнергии сокращается до 130-180 кВт*ч/т, а расход электродов – до 1,0-1,8 кг/т. При этом затраты первичной энергии на выплавку стали по сравнению с обычной ДСП снижаются в 1,5-1.6 раза.

Таким образом, анализ энергоемкости стали, выплавляемой в различных агрегатах, показал, что энергетическая оптимизация процесса получения стали обеспечивается при выплавке ее в ДСП, работающей на шихте, состоящей из 100% лома, с использованием максимально возможных количеств органического топлива, преимущественно угля, и наибольшей утилизации тепла отходящих газов для высокотемпературного подогрева лома. Снижение энергозатрат на выплавку стали не только обеспечивает повышение экономической эффективности процесса, но и улучшает экологию. Все это необходимо учитывать при выборе структуры сталеплавильного производства на предприятии как при строительстве, так и при модернизации.

Цветная металлургия

В цветной, как и в черной, металлургии самыми энергоемкими операциями являются обогащение руды с извлечением из нее полезных компонентов и плавка руды. К особенностям цветной металлургии следует отнести высокую стоимость ее основных конечных продуктов и многокомпонентность руд цветных металлов, содержащих редкие и рассеянные элементы. Для добычи и переработки таких руд в ряде случаев оказывается экономически обоснованным использование современных более совершенных, но и более дорогих технологий. Например, может найти применение метод дробления и измельчения, основанный на использовании в качестве «рабочего инструмента» высоковольтного электрического разряда в породе или в воде, в которую погружают руду перед дроблением [70, 73].

Значительный энергосберегающий эффект дает применение электротехнологии. Ее преимущество над пламенной технологией (нагрев с помощью сжигания топлива, например газа) иллюстрирует рис. 4.22 на примере производства алюминия. Для нее необходима дешевая электроэнергия.

Наиболее актуально это для производства меди, поскольку приходится перерабатывать руду при содержании меди всего около 0,2 % и получать концентрат с содержанием меди около 25 % (табл. 4.10). Как правило, такие производства стараются размещать вблизи ГЭС - источника наиболее дешевой электроэнергии.

Современный алюминиевый завод полного цикла включает производство не только алюминия, но и фтористых солей, угольных электродов, глинозема с требованием максимально возможной чистоты каждого продукта. Для производства фтористых солей (криолита и др.) используется фтористый кальций (плавиковый шпат), для изготовления анодной массы и обожженных анодных блоков - углеродистые чистые материалы (нефтяной или пековый кокс и каменноугольный пек в качестве связующего).

Рис. 4.22. Потребление энергии (темные столбики) и потери сырья (светлые столбики) при производстве алюминия двумя способами: в газовой печи и в индукционной канальной печи (ИКП)

Составляющие потерь тепловой энергии при производстве меди [21]

Плавка медных концентратов в шахтной печи:

с отходящими газами

потери в окружающую среду

Плавка медных концентратов в отражательной печи:

Кислородиофакелъная плавка медных концентратов:

В настоящее время существуют три основных способа производства глинозема из алюминиевой руды (боксита): мокрый щелочной, сухой щелочной и алюминатно-кальциевый. Мокрый щелочной способ используется при переработке бокситов, содержащих 2-5 % кремнезема. Промышленное производство алюминия основано на электролизе глинозема AI2O3, растворенного в расплавленном криолите, содержащем различные добавки. Процесс осуществляется в электролизере - электролизной ванне. При этом на катоде выделяется алюминий, а на аноде - кислород. Первичный алюминий (алюминиевый сырец), извлекаемый из электролизеров с помощью вакуумного ковша, содержит неметаллические, металлические и газообразные примеси. Расплавленный первичный алюминий поступает в литейное отделение для очистки (рафинирования) от неметаллических и газовых примесей и дальнейшей переработки в товарную продукцию. Перед разливкой алюминий-сырец выдерживают в расплавленном состоянии в электрических печах сопротивления или газовых отражательных печах. В них проводят рациональную шихтовку различных по составу порций жидкого алюминия и частично очищают его от неметаллических включений, окисных пленок и натрия. Для получения алюминия высокой частоты алюминий-сырец технической чистоты рафинируют электролитическим способом.

По энергоемкости алюминиевой продукции Россия в наименьшей степени отстает от среднемировых показателей (не более чем на 30 %). Вместе с тем усилия по снижению энергоемкости на алюминиевых заводах продолжают наращиваться из-за предельно высокой для металлургических предприятий энергоемкости этой продукции (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Динамика электроемкости производства алюминия

К основным инновационным технологиям в производстве алюминия следует отнести использование выщелачивания глинозема соляной или азотной кислотами (по технологии, близкой к обогащению урана), хлорирование, использование электротермических процессов, переход на современные энергоэффективные электролизеры. Снизить энергопотребление при производстве глинозема можно следующими приемами:

• использование в печах спекания и кальцинирования природного газа;
• применение рекуперативных холодильников;
• применение индукционных канальных печей;
• более полная регенерация тепловой энергии в установках выщелачивания и удаления кремния;
• применение водоподогревателей контактного типа;
• автоматизация технологических процессов.

Реализация энергосберегающих мероприятий позволит экономить до 20-25 % топлива и в 1,5-2 раза сократить расход тепловой энергии.

Средние удельные расходы электроэнергии на получение основной продукции предприятий цветной металлургии приведены в табл. 4.11, а на ее рафинирование - в табл. 4.12 [60].

Средние удельные расходы электроэнергии на получение некоторых видов продукции предприятий цветной металлургии

Какое производство является наиболее энергоёмким?

1) Юг Сибири является крупнейшим в стране производителем : А)алюминия Б)меди В)никеля Г)кобальта?

1) Юг Сибири является крупнейшим в стране производителем : А)алюминия Б)меди В)никеля Г)кобальта.

11. Дешёвая электроэнергия сибирских ГЭС используется заводами Братска, Красноярска для производства : 1) меди ; 2) олова ; 3) никеля ; 4) алюминия?

11. Дешёвая электроэнергия сибирских ГЭС используется заводами Братска, Красноярска для производства : 1) меди ; 2) олова ; 3) никеля ; 4) алюминия.

12. Более энерго - и водоёмким является производство : 1) пластмасс, химических волокон ; 2) серной кислоты и удобрений.

4. В каком из перечисленных регионов России агроклиматические условия наиболее благоприятны для выращивания подсолнечника, кукурузы, пшеницы?

1) Республика Калмыкия 2) Тверская область 3) Республика Коми 4) Ростовская область.

Какие горы являются наиболие старые по возрасту?

Какие горы являются наиболие старые по возрасту.

СРОЧНО?

Крупнейшие экспортеры меди, стали, свинца и цинка.

Одной из стадий производства, какого металла, является получение глинозема?

А)Медь Б)железо В)алюминия Г)Титана.

Какие металлы называютчерными, какие - цветными, а какие драгоценными?

Слова для выбора : железо, медь, алюминий, свинец, цинк, олово, серебро, золото.

Какая особенность промышленности Нижнего Приангарья делает возможным создание здесь этого энергоёмкого производства?

Какая особенность промышленности Нижнего Приангарья делает возможным создание здесь этого энергоёмкого производства?

Какие районы России являются наиболее цунамиопасными примеры?

Какие районы России являются наиболее цунамиопасными примеры.

Какой город является крупнейшим центром производства меди и никеля Восточной зоны?

Используя дополнительные источники информации выясните какие продукты химической промышленности являются в настоящее время наиболее конкурентоспособными?

Используя дополнительные источники информации выясните какие продукты химической промышленности являются в настоящее время наиболее конкурентоспособными.

Производство каких из них стоит развивать России?

Из какой тетради взят этот вопрос.

В данном регионе выделяются четыре климатических пояса, вытянутые вдоль параллелей. Под влиянием Азиатского континента в северной части Индийского океана устанавливаетсямуссонный климатс частымициклонами, перемещающимися в направлении побережий. Вы..

Львів – 24°03' сх. Д.

В Африке живут все три расы, но наиболее распространенная все же негроидная, я думаю, что в бывших европейский колониях, например, в юар.

Это довольно легко, вот держи.

Нельсон (Nelson), река в Канаде. Длина 640 км. Вытекает из озера Виннипег, впадает в Гудзонов залив. Осуществляет сток озёрно - речной системы Боу — Саскачеван — Нельсон. Площадь бассейна 1072 тыс. Км2. Порожиста. Средний расход воды в устье 23..

Вот P. S Его можно было найти в интернете)).

Приметы устойчивой, ясной, без осадков, погоды : — при ясной погоде морозы с каждым днем усиливаются, медленно повышается атмосферное давление, появляются небольшие кучевые облака рваной формы, дует северо - восточный или восточный ветер ; — температ..

Ответ - озеро. Или море.

14 А 15 Б 16 А 17 В 18 Б 19 Д 20 Б 21 Алиса 22 Брумми 23 Гавайи 24 собака 25 COP.

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Укажите производство каких трех металлов из перечисленных относится к наиболее энергоемким1 олова2 медь3 цинк4 алюминий5 титан6 магний?

Наиболееэлектроемкимиявляютсяпроизводство металлическогоалюминия, титана, магния.

В развивающихся странах представлено в основном производство : 1) меди и олова 2) олова и алюминия 3) алюминия и титана 4) титана и магния?

В развивающихся странах представлено в основном производство : 1) меди и олова 2) олова и алюминия 3) алюминия и титана 4) титана и магния.

Почему алюминий и медь составляют большую часть выплавки цветных металлов?

Какие условия способствуют развитию в г?

Какие условия способствуют развитию в г.

Кандалакше (Мурманская область) производства алюминия?

Укажите две причины.

Наиболее энергоемким в цветной металлургии является производство ?

Наиболее энергоемким в цветной металлургии является производство .

Алюминий, свинец, цинк, олово золото, относятся к магматическим полезным ископаемым?

Из каких стадий состоит производство металлов?

Из каких стадий состоит производство металлов.

Выберите наиболее энергоемкий металл, на производство 1 т которого требуется затратить 30 - 60 тыс?

Выберите наиболее энергоемкий металл, на производство 1 т которого требуется затратить 30 - 60 тыс.

КВт * ч электроэнергии

А)Алюминий Б)Магний В)Свинец Г)Титан.

К районам добычи сырья тяготеет производство : А - меди и алюминия Б - алюминия и никеля В - никеля и меди?

К районам добычи сырья тяготеет производство : А - меди и алюминия Б - алюминия и никеля В - никеля и меди.

Какое из перечисленных морей относиться к наиболее загрязнения?

Охотское Тасманово Среди земное Берингово).

Что относится к тяжёлым цветным металлам1) алюминий2)титан3)магний4)олово?

Что относится к тяжёлым цветным металлам

Вы открыли страницу вопроса Укажите производство каких трех металлов из перечисленных относится к наиболее энергоемким1 олова2 медь3 цинк4 алюминий5 титан6 магний?. Он относится к категории География. Уровень сложности вопроса – для учащихся 5 - 9 классов. Удобный и простой интерфейс сайта поможет найти максимально исчерпывающие ответы по интересующей теме. Чтобы получить наиболее развернутый ответ, можно просмотреть другие, похожие вопросы в категории География, воспользовавшись поисковой системой, или ознакомиться с ответами других пользователей. Для расширения границ поиска создайте новый вопрос, используя ключевые слова. Введите его в строку, нажав кнопку вверху.

Читайте также: