Отчет по ознакомительной практике на ПАО ММК им. Ильича

Доменные шлаки используются как  щебень при строительстве, для производства шлаковаты, а гранулированый – в  качестве компонента при производстве цементов и делятся на 3 сорта  в зависимости от химического  состава коэффициента качества.

Доменный газ содержит водород и оксид углерода, что даёт возможность использовать его в качестве топлива для обогрева воздухонагревателей, коксовых батарей и других нагревательных устройств.

Теплотворная способность доменного  газа составляет 3500-4000 кДж/м³ (850-900 ккал/м³).

Колошниковая пыль - это частички шихты, которые восходящим потоком газа выносятся из доменной печи и оседают в пылеуловителе. Применяется в качестве добавки к агломерационной шихте.

 

 

 

4. Основные технико-экономические показатели доменной печи.

 

 Основными  показателями работы доменной  печи являются:

• Коэффициент использования полезного объёма

                                        V [м³]

                   КИПО =      Q_сут [m] (находится в пределах 0,5 – 0, 55)      (5-4)      

 

 

• Удельный расход кокса

                      А_сут[m]

                 Уд. рас. кок. =    Q[m] (находится в пределах 0,4-0,5)                (5-5)

• интенсивность плавки

  А_сут[m]

Инт. плав =  V[m³] (находится в пределах 0,95-1.25)                                (5-6)    

 

 

Где V –  полезный объём печи, м³                             

Q_сут – суточное производство чугуна, т.

А_сут – суточный расход кокса, т.

Производительность  доменных печей при выплавке различных  видов чугуна неодинакова, поэтому  для приведения производительности печи к равным условиям пользуются переводными коэффициентами:

Передельный чугун – 1,00;

Литейный  чугун – 1,26;

Передельный высококачественный чугун – 1,34;

Зеркальный  чугун – 1,50

Ферросилиций  – 2,50

Ферромарганец – 2,50;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пути интенсификации доменного  процесса.

 

К интенсификации доменного процесса относятся следующие направления  в измерении существующей технологии.

• Нагрев дутья. При замене холодного дутья нагретым или при повышении температуры дутья в печь вносится дополнительное тепло, которое частично заменяет тепло от сжигания кокса.
• Увлажнение дутья. Естественная влажность дутья колеблется в течении времени, что вызывает соответствующие колебания в тепловом состоянии печи: при похолодании печи влажность дутья снижают, а при разогреве повышают.
• Обогащение дутья кислородом. Атмосферный воздух содержит большое количество азота, который не принимает участия в химических реакциях, являясь балластом, и тем самым снижает восстановительную способность газов, увеличивает их сопротивление опускающейся шихте и унос тепла через колошник. Обогащение дутья кислородом сокращает потребность в дутье, уменьшает объём получающихся горновых газов на 1 кг сжигаемого углерода кокса и снижает перепад давлений в системе горн-колошник, что позволяет интенсифицировать плавку.
• Вдувание восстановительных добавок к дутью. К наиболее эффективным заменителям кокса относятся природный и коксовый газы, мазут. Ведутся опыты по вдуванию угольной пыли, мазутно-угольной смеси. Экономия от применения газа достигается за счёт замены углерода кокса углеродом природного газа; экономия тепла за счёт улучшения восстановительной способности горновых газов; уменьшения поступления серы и уменьшение выхода шлака в результате снижения расхода кокса. Дутьё, обогащённое кислородом с восстановительными добавками, называется комбинированным.
• Повышение давления газа. Эта операция позволяет уменьшить их объём, следовательно, скорость движения, что в свою очередь приводит к уменьшению подпора шихты газами. Появляется возможность увеличить количество воздуха, вдуваемого в еденицу времени.

 

Кислородно-конверторный цех

 

В этом цехе имеется три  конвертора по 160 т. каждый. Цех специализируется на выплавке как углеродистых, так  и низколегированных сталей. Вся  сталь ответственного назначения разливается  на машинах непрерывной разливки стали. В технологии  широко используется средства для внепечной обработки  чугуна и стали. Десульфурация, модифицирование, микролегирование и легирование  стали, осуществляется использованием шлакообразующих смесей, а также  вводом с помощью трайб – аппаратов  порошковой проволоки в ковш со сталью. Технологический процесс проведения плавки осуществляется на базе экспресс контрольного и информационного  обеспечения с использованием современной  техники. В цехе впервые в мире была разработана и внедрена технология факельного торкретирования футеровки  конверторов. Позволившая значительно  повысить ее стоимость.

Конверторное производство стали.

Сущность кислородно-конверторного  процесса состоит в том, что в  глуходонный конвертор загружают  скрап и заливают чугун. Сверху в  конвертор через водоохлаждаемую  форму с медным соплом под давлением 10 – 15 атм подают кислород чистой 98,5 – 99,5% О₂. Сопло устанавливается на определённом расстоянии от поверхности ванны. Это расстояние и расход кислорода зависят от периода и хода плавки, от конструкции сопла, от ёмкости конвертора. После начала подачи кислорода в конвертер добавляют известь (5 – 6% от массы скидки), железную руду (в случае работы без скрапа), а также до 1% боксита. 

Струя кислорода проникает  в металлическую ванну и образует реакционную зону, имеющую определённую форму и характеризующуюся высокими температурами 2300 – 2500^оС. Металлическая ванна интенсивно перемешивается вследствие воздействия на неё струи кислорода и выделения больших объёмов оксида углерода. «Кипение» ванны увеличивает реакционную поверхность металла.

При продувке два процесса окисления примесей чугуна – непосредственное, прямое окисление продуваемым кислородом через шлак. Соотношение этих процессов  можно регулировать путём изменения  расстояния сопла от ванны, а также  давлением и расходом кислорода. Регулирование содержания оксидов  железа в шлаке имеет важное значение для процессов шлакообразования, так как позволяет создать  активное известняково-железистые шлаки  в самом начале процесса, обеспечивающие высокую степень деформации независимо от содержания углерода в металле. Фосфор окисляется одновременно с углеродом.

В итоге, преимущества продувки чугуна кислородом сверху заключаются  в следующем:

• относительной простотой конструкции агрегата;
• возможности переработки значительного количества скрапа, железной руды, окатышей и т.д.
• низким содержанием в готовой стали вредных примесей и газов
• возможностью удаления фосфора из ванны при любом содержании в ней углерода;
• возможностью передела в конверторах чугунов различного хим. состава;
• высокой производительностью;
• хорошими условиями для механизации и автоматизации;
• значительно меньшими капитальными затратами в сравнении с мартеновским процессом.

Таким образом, по сравнению  с мартеновским способом производства стали конвертерный способ отличается более высокой производительностью, экономичностью и относительно меньшей  капиталоемкостью. Конверторный процесс  обладает более высокой производственной гибкостью, что позволяет выплавлять стали разного сортамента и высокого качества.

 

 

 

 

 

Рис. 1. Устройство конвертера:

1 — цапфы; 2 — опорное кольцо; 3 — отверстие горловины; 4 — зубчатое колесо; 5 — опорная станина; 6 — днище; 7 — воздушная коробка; 8 — патрубок для подачи дутья; 9 — корпус; 10 — футеровка; 11 — сопла

 

Основными технологическими операциями кислородно-конверторного процесса являются:

1. Завалка лома. Количество  лома может составлять 10-20%(и более). Лом транспортируется из шахтового  двора в совках. В процессе  завалки конвертор наклоняют  и периодически покачивают для  разравнивания лома.

2. Заливка чугуна. Чугун поступает  из миксерного отделения в  ковшах емкостью до 140 т и заливается  в наклоненный конвертор через  горловину. 

3. Завалка сыпучих. Подача сыпучих  материалов к конверторам производится  системой ленточных конверторов  и питателей.

4. Продувка. Вдувание струи кислорода  под большим давлением в ванну  металла сопровождается образованием  реакционной зоны, имеющей воронкообразную  форму (кратер). Реакционная зона  расположенная непосредственно  под фурмой, характеризуется очень  высокой температурой и практически  мгновенным окислением примесей  под воздействием большого избытка  кислорода. Соотношение количеств  кислорода, расходующихся на поверхностное  окисление и окисление примесей  железа в реакционной зоне, определяется  глубиной проникновения струи  в металл и площадью сечения  струи газа в месте встречи  с металлом. Заканчивается эта  операция отбором проб и разделкой  сталеразливочного отверстия. Для  этого конвертор поворачивают  в сторону разливочных пролетов.

5. Выпуск металла. После разделки  сталевыпускного отверстия передвижная   площадка отъезжает, и конвертор  еще   более наклоняется в  сторону разливочных пролетов. Выпускается  плавка через выпускное отверстие  в сталеразливочный ковш.

6. Слив шлака. Шлак сливается  в ковш, установленный на шлаковозе  под конвертором. Спуск шлака  по ходу плавки производится  самотеком при повалке конвертора  в горизонтальное положение. Слив  шлака по окончании выпуска  плавки производится через горловину.

Технико-экономические показатели. Наиболее важными технико-экономическими показателями являются:

Емкость конвертора, т	100-3000
длительность плавки, мин	30-60
расход кислорода на 1т стали, м	45-60
чистота применяемого кислорода, %	98,5
расход извести, %	5-8
расход скрапа, %	до 25
расход руды, %	до 10
выход годного, %	87-90
производительность большегрузных  конвертеров, т/ч	до 300

 

 

3. Мартеновский цех

 

В состав цеха входят: три  печи по 900 тон и три печи по 650 тонн – является крупнейшим в государстве, специализируется на выплавке как углеродистых, так и низколегированных марок  стали. Вся сталь разливается  в слитки массой от 19 до 24 тонн. Печи оборудованы установками для  непрерывного замера температуры стали  по ходу доводки, а в сталеразливочных ковшах впервые  использована наливочная футеровка огнеупорными материалами. Впервые в мировой практике на этих печах при использовании  содовых кислородных фурм достигнуто рекордное годовое производство на одной печи – более 1 мин. Тонн стали при часовой производительности 215,5 т/час. Большая единичная мощность агрегатов не послужила препятствием для освоения производства низколегированных  сталей, которые широко используется при производстве сварочных труб большого диаметра и других изделий  ответственного назначения.

Мартеновское производство стали.

    В мартеновской печи  для создания необходимого тепла  для процессов передела чугуна  в сталь сжигают высококалорийное  топливо (природный газ или  мазут) с подачей горячего дутья.  Температура факела печи достигает  примерно 1800-1900°С и процесс нагрева шихты и затем металла происходит за счет излучения свода, стенок и факела.

   Печь имеет рабочее плавильное  пространство и пару регенераторов  для подогрева воздуха. Воздух  проходит через нагретую до 1200°С огнеупорную насадку регенераторов и нагревается до 1000-1100°С. Затем по каналам направляется в головку печи, где смешивается с подаваемым сюда топливом и сгорает, образуя большой длинный факел. В результате температура под сводом печи достигает 1680 – 1750°С. Печь работает попеременно с подачей топлива и воздуха то справа, то слева. Когда огнеупорная насадка одного регенератора остынет, то происходит перекидка клапанов, подача топлива и воздух происходит с противоположной стороны и вступает в работу другой регенератор.

Шихтовые материалы (скрап, чугун, флюсы) загружаются в печь напольной  машиной через завалочное окно. Готовый  металл выпускают из печи через отверстие, расположенное со стороны противоположной  завалке в самой нижней части  пода печи.

Ступени процесса: выплавка стали, подготовка и подача шихтовых материалов к печам, разливка стали в изложницы и  на машинах непрерывного литья заготовок, раздевание слитков, подготовка сталеразливочных составов под плавку. Все процессы взаимосвязаны и непрерывно протекают  на соответствующих специализированных участках: печной пролет с миксерным  отделением, шихтовый двор, разливочный  пролет, отделение раздевания слитков, отделение, цех подготовки сталеразливочных составов, склад слитков и изложниц.