CC BY
246
Material received on 12.12.16.
Ж. Мусина, В. Очередная
Арматуральщ болатты талдауын ба^ылау эд1с1
С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекетлк университетi, Павлодар к.
Материал 12.12.16 баспаFа TYCTi.
Ж. Мусина, В. Очередная
Метод контрольного анализа арматурной стали
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар. Материал поступил в редакцию 12.12.16.
¥сынылган мацалада белгiлi 6ip маркалы арматуральщ болаттын химиялыц цурамыныц бацылау ушт швмiштi сынама эдШ царастырылган.
В предлагаемой статье рассмотрен метод ковшевой пробы для контроля химического состава арматурной стали определенной марки.
УДК 669.715:658.567.1(574.25)
Д. Т. Мухаметжанова1, М. К. Бейсембаев2
:магистрант, 2к.т.н., ассоц. профессор, Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар e-mail: 1dana_psu@mail.ru
ОТХОДЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ, ИХ ПЕРЕРАБОТКА И ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
В настоящей статье автор изучив ситуацию по отходам металлургических предприятий по Павлодарской области, делает сравнительную характеристику с существующими технологиями по переработке и вторичному использованию отходов.
Ключевые слова: металлургические отходы, предприятия, Павлодарская область, вторичное сырье, переработка.
ВВЕДЕНИЕ
Значительный объем промышленных отходов в Казахстане и странах СНГ приходится на металлургические шлаки. Отвалы и свалки занимают огромные полезные площади, не говоря уже о нагрузке на окружающую среду. Основной путь сокращения объема складирования отходов - их вторичное использование.
Переработанные отходы являются ценнейшим материалом и в ряде областей уже успешно используются в производстве нерудных строительных материалов, дорожном строительстве, металлургии, сельском хозяйстве [1, с. 15].
Переработка металлургических шлаков, в отличие от добычи руды из горных пород, не требует затрат на буровзрывные работы и транспортировку, а получаемый в результате щебень заменяет природный щебень и иногда более выгоден для строительства дорог. Например, в Павлодарской области львиную долю природного щебня уже заменили щебнем из шлака. В Карагандинской области дорожникам рекомендовано применение щебня из металлургического шлака. Проведенные исследования также подтверждают, что применение щебня шлакового происхождения фракций до 70 мм в основании дорог позволяет получать монолитное долговечное полотно.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Ряд крупных металлургических комбинатов уже имеют определенный опыт переработки шлаков. Стимулом служит как ужесточение законодательной базы в части хранения отходов, так и экономический фактор. Большинство комбинатов сегодня вынуждено работать на руде с содержанием металла порядка 18 %, в то время, когда в скопившихся на их территории шлаковых отвалах содержание металла доходит до 15 %. По оценкам самих металлургов, вовлечение в производство вторичного металла, хранящегося на шлаковых отвалах, позволяет им только на собственном сырье проработать до года [2, с. 3].
Таблица 1 - Оборудование ТДСУ
Наименование Ед измерения
Производительность, 50-100 т/ч
Размер загружаемых кусков, наибольший Мм 700
Установленная мощность 300 кВт
Масса оборудования 140 т
Размер площадки под установку 40х55м
Рисунок 1 - Технологическая схема установки для переработки металлургических шлаков в щебень с отделением металла
Оборудование ТДСУ:
1. Вибропитатель ДРО-708-10 на опорной раме;
2. Агрегат сортировки ДРО-654;
3. Галтовочный барабан ДРО-655;
4. Агрегат крупного дробления ДРО-510-30;
5. Агрегат среднего дробления СМД-511;
6. Агрегат сортировки ДРО-669;
7. Конвейера на базе ДРО-904 (2 шт.);
8. Конвейер ДРО-924;
9. Конвейеры: ДРО-923; на базе ДРО-923;
10. Конвейеры на базе ДРО-914;
11. Конвейеры ДРО-914;
12. Конвейеры ДРО-912 (3 шт.);
13. Железоотделитель на опоре (4 шт.);
14. Агрегат управления У7810.4А
Основными технологическими процессами при переработке металлургических шлаков являются разборка с предварительной сортировкой и выделением скрапа; дробление шлака, в т.ч. металлосодержащего; отделение выделившегося в процессе переработки металла; сортировка промежуточная и окончательная; транспортировка. Для дробления в подавляющем большинстве случаев сегодня применяются щековые дробилки со сложным движением щеки. На сортировке продуктов дробления -трехъярусные грохоты. После каждого этапа переработки, обнажающего металл, устанавливаются металловыделяющие устройства (сепараторы электромагнитные, саморазгружающиеся железоотделители). Загрузка линий ведется вибропитателем. На участках разборки и предварительной сортировки в последнем десятилетии стали применяться колосниковые грохоты, позволяющие увеличить эффективность использования дробилок, и галтовочные барабаны, механизирующие ручной труд по обнажению и выделению скрапа из шлаков, идущих на переработку. Типовое решение по переработке отходов, позволяет организовать почти безотходное производство в металлургии. Данная схема может быть модифицирована с учетом индивидуальных потребностей, что позволяет получать максимальную выгоду. Оборудование поставляется в виде агрегатов, что значительно упрощает и удешевляет подготовку площадки под монтаж (не требуется сооружение тяжелых фундаментов), агрегаты конструктивно и технологически увязаны, имеют электрооборудование (в т.ч. электроаппаратные шкафы, пульты управления, кабельную продукцию), площадки обслуживания. Высокая готовность к монтажу сокращает сроки ввода оборудования в эксплуатацию [3, с. 18].
В 2001 году компания инициировала создание нового сталелитейного производства в Павлодаре на базе простаивавших на тот момент цехов бывшего тракторного завода. А уже в мае 2002 года, спустя 10 месяцев после начала проекта, Павлодарский филиал ТОО «Кастинг» выпустил свою первую продукцию.
В 2003 году вступила в строй первая очередь завода производительностью 300 тысяч тонн в год. Это электросталеплавильное отделение состоящее из
трех 25-тонных электродуговых печей, двух агрегатов ковш-печь, трехручьевой установки непрерывной разливки стали с получением заготовки сечением от 100х100 до 150х150 мм, а также сортопрокатное отделение, включающее линейный среднесортный стан 500, непрерывный мелкосортный стан 300 и шаропрокатный стан MS-64.
Предприятие оснащено оборудованием ведущих европейских производителей, среди которых Danieli, Sider Engineering, Vezzani, Lindemann, Siemens. В сочетании с применением современных технологий, это позволяет выпускать продукцию самого высокого качества.
Сталелитейный завод является первым в республике полностью работающим на вторичном сырье. Он также является и первым казахстанским производителем, наладившим выпуск строительной арматуры.
Сегодня на Сталелитейном заводе имени трудятся более тысячи человек. Являясь одним из наиболее динамично развивающихся предприятий Павлодарской области, завод вносит весомый вклад в социально-экономическое развитие региона.
Одним из ключевых структурных подразделений Сталелитейного завода является Лаборатория анализа, которая обеспечивает оценку качества входящего сырья, промежуточной и готовой продукции на соответствие установленным требованиям нормативной документации и сертификатам качества [5, с. 28].
В число основных задач лаборатории входят: экспресс-анализ химического состава проб продукции основного производства; определение характеристик механических свойств образцов готовой продукции, деталей и узлов грузоподъемных механизмов, сварных соединений и огнеупорных материалов; определение химического состава проб закупленной продукции, поступающего сырья и отходов производства; определение уровня радиационной безопасности продукции, отходов и рабочих мест.
Высокое качество измерений, проводимых Лабораторией анализа ПФ ТОО «Кастинг», подтверждено рядом свидетельств и аттестатов. Так, 19 июля 2010 года получено свидетельство Павлодарского филиала АО «Национальный центр экспертизы и сертификации» о наличии условий, необходимых для выполнения измерений (испытаний) в закрепленной за лабораторией деятельности. Имеется аттестат на право проведения работ в области обеспечения промышленной безопасности, выданный Комитетом по государственному контролю за чрезвычайными ситуациями и промышленной безопасности МЧС Республики Казахстан. Кроме того, в 2008 году ТОО «KAZСТРОЙПРОЕКТ - ПВ» выдало аттестат на право проведения работ в области промышленной безопасности и экспертное заключение о соответствии Лаборатории анализа требованиям нормативных документов в области промышленной безопасности РК в части диагностики и контроля сварных соединений и основного металла.
Таблица 2 - Выбросы загрязняющих веществ от крупных предприятий за 20142016 гг.
№ п/п Наименование предприятий Количество выбросов
2014 г 2015 г 2016 г (прогноз) +/-
1 2 3 4 5 6
1 ОАО «Алюминий Казахстана» 79,4 79,5 77,6 -1,9
2 ЗАО «ПНХЗ» 8,1 19,6 14,2 -5,4
3 ПТЭЦ- 2 17,0 7,0 10,0 +3,0
1 2 3 4 5 6
4 ПТЭЦ- 3 34,7 19,1 37,2 -18,1
5 АО «Аксуская электрическая станция» 132,2 130,5 132,6 +2,1
6 Филиал АЗФ АО ТНК «Казхром» 27,6 28,1 25,4
7 ТОО «АЭС - ст - Экибастуз» (ЭГРЭС-1) 42,5 32,1 33,4 + 1,3
8 АО «ЭГРЭС - 2» 68,3 52,2 65,5 +13,3
9 ТОО «Богатырь» 17,0 17,7 17,5 -0,2
Отходы производства цветной, черной металлургии и золотодобывающей отрасли составляют 14 млрд. тонн и занимают 50 тыс. га. Так только отходов обогащения и металлургического передела накоплено 5,2 млрд. тонн. При годовом выходе промышленных отходов 1 млрд. тонн полезно используется не более 100 млн. тонн. За счет терриконов, отвалов карьеров, буровых скважин, хранилищ отчуждаются свыше 60 тыс. га земель [6, с. 15].
Площади, занимаемые накопителями отходов цветной металлургии, составляют около 15 тыс. гектаров, из них отвалы горных пород занимают 8 тыс. гектаров, хвосты обогатительных фабрик - около 6 тыс. гектаров и отвалы металлургических заводов - более 500 гектаров. Постоянно возрастающие объемы складируемых отходов формируют новые техногенные ландшафты, отрицательно воздействуя на окружающую среду, загрязняя атмосферу, почвы, поверхностные и подземные воды токсичными компонентами (ртуть, мышьяк, сурьма и др.) С ростом высоты отвалов и терриконов пород они становятся все более интенсивными источниками пылеобразования.
Большое количество отходов накапливается непосредственно на предприятиях. Всего по данным Нацстаткомитета на 1.01.2016 на предприятиях Республики Казахстан находилось 3080666,4 тыс. тонн отходов, из них 92.084 тыс. тонн -отходы первого класса и 7591,616 тыс. тонн отходы второго класса токсичности. Годовой объем образования токсичных отходов составляет 84,4 млн. т. (63 % отходы цветной металлургии). Большая часть вредных отходов (89 %) размещена в специальные поверхностные хранилища. В хвостах, отвалах и местах хранения продуктов металлургического передела накопилось более 99.7 млрд. тонн отходов. Техногенные отходы предприятий цветной металлургии законсервированные в хвостохранилищах составили 10139718 тыс. тонн, а в черной - 8781830 тыс. тонн.
П В ОСТОЧНО-Ка-^ ало I апо га л
□ Костонайская оВласть ■ Прочие области
0.146
0.1
□ Карагандинская область
□ Павлодарская область
0.257
0.294
Рисунок 2 - Размещение токсичных отходов по областям, в долях от общих объёмов
Почти половина твердых токсичных отходов (49,2 %), накопленных в стране, размещено на предприятиях Восточно-Казахстанской области, 31,5 % -Карагандинской и 9,2 % - Павлодарской областей.
Из 9261 тонн образовавшихся в 1999 г. токсичных отходов 1-го класса опасности, 7990,6 тонн приходятся на предприятия Восточно-Казахстанской области, 1160,5 тонн - Карагандинской области.
Полному обезвреживанию подвергались 85,9 % текущего выхода токсичных отходов 1 класса опасности, 0,2 % - 2-го класса опасности. На санкционированные свалки и полигоны твердых бытовых отходов размещено 26,7 тонн отходов 1 класса, 73,8 тонн отходов 2 класса, 4550,1 тонн отходов 3 класса и 3380,1 тыс. тонн отходов 4 класса опасности.
В республике сложилась неблагополучная ситуация с временным хранением минеральных удобрений и пестицидов, захоронением пришедших в негодность и запрещенных к применению ядохимикатов, тары из-под них, которые относятся к 1-3 классам опасности. Из-за отсутствия полигонов для захоронения токсичных отходов такие отходы хранятся на территории предприятий. На конец 1999 г. на предприятиях Западно-Казахстанской Акмолинской и Восточно-Казахстанской областей хранилось 12,5 тонн отходов, содержащих пестициды и ядохимикаты.
В Жамбылской области все отходы химической отрасли размещены на открытом гравийно-галечниковом грунте с высоким фильтрационным свойством. В отвалах отсутствуют ливневки и защитные экраны.
Сложная ситуация с токсичными отходами в городе Алматы. Здесь отсутствует полигон по захоронению токсичных отходов. Поэтому 70 предприятий вынуждены накапливать отходы 2 и 3 класса опасности на своей территории. По данным Национального статистического агентства в 1997 году в г. Алматы образовалось 70,8 тыс. тонн токсичных отходов, из них 68,9 тыс. тонн (97,3 %) направлены в места организованного складирования и захоронения на предприятиях, на санкционированные свалки вывезено 1,9 тыс. тонн отходов 3 и 4 классов опасности [11, с. 45].
Из вышесказанного прослеживается динамика роста отходов металлургического комплекса. Необходимо задуматься к чему приведёт данная ситуация, которую
ВЫВОДЫ
мы видим на сегодняшний день. В настоящее время наблюдается тенденция ужесточения требований к процессу малоотходного либо безотходного производства. Единственное правильное решение это вторичное использование отходов металлургических предприятий.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Пресняков, А. А. Сверхпластичность металлов и сплавов. - Алма-Ата : Наука, 1999. - 203 с.
2 Кроха, В. А. Кривые упрочнение металлов при холодной деформации. - «Машиностроение», 1998.
3 Унксов, Е. Н. Инженерная теория пластичности. - М. : Машгиз, 2003.
4 Грабский, М. В. Структурная сверхпластичность металлов. - М. : Металлургия, 2000.
5 Охрименко, Я. М. Закономерности бочкообразования при осадке // Научные доклады высшей школы, № 3. - М. : Металлургиздат, 1999.
6. Губкин, С. И. Пластическая деформация металлов. Т.1, Т.2, Т.3. - М. : Металлургиздат, 2002.
7 Пресняков, А. А. Локализация пластической деформации. - Алма-Ата : Наука, 2005. - 122 с.
8 Пресняков, А. А. Очаг деформации при обработке металлов давлением. -Алма-Ата : Наука, 1999. - 136 с.
9 Пресняков, А. А., Мофа, И. И., Куличенко, П. М. и др. Влияние жесткости испытательной машины на механические свойства материалов II. - Проблемы прочности, № 2. - 2003. - С. 109-112.
10 Смирнов, В. С. Поперечная прокатка. - Машгиз, 1997.
11 Бриджмен, П. Иссследование больших пластических деформаций и разрыва. Пер.с англ. - М. : Изд. иностр. лит., 1998.
12 Арустамов, Э. А. Безопасность жизнедеятельности. Учебник. - М. : Дашков и К., 2007.
13 Легасов, В., Чайванов, Б., Черноплеков, А. Научные проблемы безопасности современной промышленности, № 8. - 2008.
14 Ефимов, А. В. Автоматизация управления предупреждения и ликвидации ЧС. Пер.с англ. - М. : Изд. иностр. лит., 2005.
15 Зотов, Б. И. Безопасность жизнедеятельности на производстве Б. И. Зотов, В. И. Курдюмов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : КолосС, 2012. - 432 с.
16 Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств : учеб. пособие для вузов // П. П. Кукин, В. Л. Лаин, Н. Л. Пономарев и др. - 4-е изд., перераб. - М. : Высшая школа, 2013. - 335 с.
17 Балабас, Л. Х. Основы безопасности жизнедеятельности : учебник Л. Х. Балабас, Ж. К. Аманжолов. - Астана : Фолиант, 2012. - 232 с.
18 Абдрахманов, С. К. О государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в РК. Информационно-справочное пособие. - Алматы, 2014. - 375 с.
19 Белов, С. В. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов. - 8-е изд., стер. - М. : Высшая школа, 2013. - 616 с.
20 Безопасность технических процессов и производств. Охрана труда : учебное пособие. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Высшая школа, 2014. - 320 с.
Материал поступил в редакцию 12.12.16.
Д. Т. Мухаметжанова, М. К. Бейсембаев
Металлургия кесшорындарыныц калдыктары, олардыц кайта евдеу жене кайталама пайдалану
С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекетлк университет^ Павлодар к.
Материал 12.12.16 баспаFа тYстi.
D. T. Mukhamedzhanova, M. K. Beisembaev
Wastes of metallurgical enterprises, their processing and secondary use
S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar.
Material received on 12.12.16.
Берген мацалада автор Павлодар облысындагы металлургиялъщ внеркэсттщ цалдыцтарын зерттеп, осы цалдыцтарды екiншiрет цолдану жэне вндеу кезтде цолданыстагы технологияларда салыстыра сипаттама бередi.
In the article the author studies the metallurgical enterprises wastes situation in the Pavlodar area, and does a comparative description with existent technologies after processing and secondary utilization of wastes.
