- •4. Основы теории управления материальными ресурсами
- •4.1. Основные законы и правила управления ресурсами
- •4.1.1. Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов («закон Мальтуса»)
- •4.1.2. Правило конкурентного использования ресурсов
- •4.1.3. Закон убывающей отдачи
- •4.1.4. Правило социально-экологического равновесия
- •4.1.5. Закон падения природно-ресурсного потенциала
- •4.1.6. Закон «шагреневой кожи»
- •4.1.7. Закон неустранимости отходов и/или побочных воздействий производства
- •4.1.8. Правила меры преобразования природных систем
- •4.1.9. Качество изделий – важнейший ресурс
- •4.1.10. Закон суммирования ресурсов или интегрального ресурса
- •4.1.11. Закон лимитирующего ресурса
- •4.1.12. Закон согласования управления ресурсами и состояния окружающей среды
- •4.1.13. «Венок законов» б. Коммонера
- •4.2. Проблемы и правила суммирования ресурсов
- •4.3. Природные и техногенные ресурсы
- •4.4. Жизненный цикл изделия
- •4.5. Экобалансы и методика их расчета
- •4.5.1. Принципиальная расчетная схема и исходная информация для составления экобаланса.
- •4.5.2. Пример составления экобаланса
- •4.5.2.1. Расчет количества слябов мнлз
- •4.5.2.2. Расчет количества жидкой стали ккц и необходимого для ее производства первичного металла и лома «со стороны»
- •4.5.2.2.1. Расчет количества жидкой стали для мнлз
- •4.5.2.2.2. Расчет количества ферросплавов
- •4.5.2.2.3. Расчет расхода извести в ккц
- •4.5.2.2.4. Определение состава сталеплавильного шлака
- •4.5.2.2.5. Количество жидкого чугуна, необходимого для производства стали в ккц
- •4.5.2.3 Определение параметров производства первичного металла.
- •4.5.2.3.1 Расчет состава железорудного концентрата.
- •Химический состав исходной руды, концентрата и хвостов, % масс.
- •4.5.2.3.2. Расчет состава агломерата
- •4.5.2.3.3. Расчет параметров производства чугуна
- •4.5.2.4. Расчет количества железорудного концентрата
- •4.5.2.5. Расчет количества угольного концентрата
- •4.5.2.6. Расчет количества электроэнергии и потребности в энергетическом угле
- •4.5.2.7. Расчет потерь металлургических материалов при транспортировке
- •4.5.2.8. Определение показателей добычи железной руды, металлургических углей и флюса
- •4.5.2.9. Определение расхода энергии.
- •4.5.2.10. Расчет баланса железа
- •4.5.2.11. Расчет баланса серы
- •4.5.2.12 Расчет баланса углерода
- •4.5.2.13 Расчет выбросов пыли
- •4.5.2.14. Расчет выбросов газов
- •4.5.2.15 Схема движения основных материалов
- •4.5.3. Показатели, характеризующие структуру экобаланса.
- •4.5.3.1 Показатели расхода природных материальных ресурсов
- •4.5.3.2 Показатели энергосбережения
- •4.5.3.3 Параметры выбросов в окружающую среду
- •4.5.4. Оценка экобалансов производства проката для различных схем подготовки сырья к доменному переделу
- •4.5.5. Оценка эффективности основных технологических схем производства жидкой стали
- •4.5.6. Приложения к расчетам.
- •Продолжение табл. П 2.13
4.5.2.2.5. Количество жидкого чугуна, необходимого для производства стали в ккц
кг/т Fe проката,
где 2 – безвозвратные потери в виде пыли в ККЦ, кг/т жидкой стали (см. табл. П 2.3);
0,55 – массовая доля железа в пыли ККЦ (см. табл. П 2.3), доли ед.;
0,18 – массовая доля FeO в конвертерном шлаке (см. табл. П 2.3) , доли ед.;
89,38 – количество конвертерного шлака, кг/т жидкой стали (см. 4.5.2.2.4);
25 – количество шлама ККЦ, кг/т жидкой стали (см. табл. П 2.3);
0,55 – массовая доля железа в шламе ККЦ (см. табл. П 2.3);
8,4 – масса вносимого ферросплавами железа (см. 4.5.2.2.2), кг/т Fe проката;
1146,5 – количество получаемой жидкой стали, кг/т проката (см. 4.5.2.2.1);
0,38 – соотношение лом/чугун в ККЦ (табл. П 2.3);
100-4,52-0,50-0,04 – содержание железа в чугуне, % (см. табл. 4.10);
0,9703 – доля железа в прокате (см. 4.5.2.1).
Количество лома «со стороны» определяется по разнице между общим требуемым количеством лома и количеством собственной обрези прокатного производства и МНЛЗ:
кг/т Fe проката,
где 859,8 – количество чугуна, поступающего в ККЦ, кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.5);
0,38 – соотношение лом/чугун в ККЦ, (см. табл. П 2.3);
15 – количество обрези прокатного производства;
68 – количество обрези МНЛЗ (см. табл. П 2.1);
1030,6 – количество производимого проката, кг.
4.5.2.3 Определение параметров производства первичного металла.
4.5.2.3.1 Расчет состава железорудного концентрата.
В отличие от предыдущих, этот расчет ведется на 100 кг получаемого концентрата. При этом дополнительно принимаются следующие допущения:
постоянство соотношения Fe2O3/FeO в исходной руде и получаемом концентрате обогащения;
остальные компоненты (включая все виды примесей) распределяются пропорционально выходу концентрата и хвостов.
Первое допущение хорошо согласуется с практическими данными. При использовании второго допущения возможны коррективы. Например, для магнетитовых кварцитов при расчете содержания фосфора в получаемом концентрате обогащения необходимо вводить поправочный коэффициент, равный (100/к-1), что по результатам работы отечественных ГОКов соответствует среднему значению 1,56; аналогичный коэффициент для серы равен (1,5*к/к), а среднее значение – 3,65 (здесь к – выход концентрата из исходной руды, %; к – извлечение железа в концентрат, %). Вышеперечисленные параметры следует учитывать при проведении расчетов для конкретных предприятий.
Итак, в нашем случае расход руды на 100 кг концентрата составит:
кг,
где к = 36,6 – выход концентрата обогащения из исходной руды, % (см. табл. П 2.6).
Количество хвостов обогащения составит:
кг,
где 273,2 – количество руды, необходимое для получения 100 кг концентрата.
Содержание железа в концентрате:
% масс.,
где к = 76 – извлечение железа в концентрат, % (см. табл. П 2.6).
Fe = 33,51 – содержание железа в исходной руде (см. табл. 2.3);
Содержание железа в хвостах обогащения:
% масс.,
Вычитая из количества хвостов массу оксидов железа, получаем массу пустой породы в хвостах:
кг,
где 173,22 – количество хвостов обогащения руды, кг;
12,69 – содержание железа в хвостах обогащения, % масс.;
33,32 – содержание Fe2O3 в исходной руде (см. табл. 2.3);
13,10 – содержание FeO в исходной руде (см. табл. 2.3);
72 – молекулярная масса оксида FeO;
56 – атомная масса железа;
160 – молекулярная масса оксида Fe2O3.
Содержание FeO в концентрате:
% масс.,
где 69,58 – содержание железа в концентрате, % масс.;
33,32 – содержание Fe2O3 в исходной руде (см. табл. 2.3);
13,10 – содержание FeO в исходной руде (см. табл. 2.3);
112/160 – массовая доля железа в оксиде Fe2O3.
Содержание Fe2O3 в концентрате:
% масс.,
где 27,20 – содержание FeO в концентрате, % масс.;
33,32 – содержание Fe2O3 в исходной руде (см. табл. 2.3);
13,10 – содержание FeO в исходной руде (см. табл. 2.3).
Как уже было сказано выше, состав пустой породы хвостов рассчитывается пропорционально соотношению компонентов в исходной руде, а состав пустой породы получаемого концентрата – по разнице между количеством компонента, пришедшим с рудой, и количеством компонента, перешедшим в хвосты. Например, содержание SiO2 в концентрате рассчитывается следующим образом. Определим количество пустой породы в исходной руде:
100-33,32-13,10=53,58 % масс.,
где 33,32 – содержание Fe2O3 в исходной руде, % масс., (см. табл. 2.3);
13,10 – содержание FeO в исходной руде, % масс., (см. табл. 2.3);
Количество пустой породы концентрата:
100-69,18-27,20=3,62 % масс.,
где 69,18 – содержание Fe2O3 в концентрате, % масс.;
27,20 – содержание FeO в исходной руде, % масс., (см. текущий раздел);
Содержание SiO2 в концентрате:
% масс.,
где 3,62 – количество пустой породы концентрата, % масс.;
53,58 – количество пустой породы в исходной руде, % масс.;
42,59 – содержание SiO2 в исходной руде, % масс.
Содержание остальных компонентов рассчитывается аналогично. В табл. 4.12 приведены химический состав исходной руды и расчетные составы железорудного концентрата и хвостов (% масс.).
Таблица 4.12