Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Апреля 2013 в 20:31, дипломная работа
В конвертерном производстве ОАО «МК «Азовсталь» отчетливо наметилась тенденция к расширению сортамента высококачественных сталей ответственного назначения, что обусловило повышение требований по чистоте выплавляемого металла. Так на комбинате с 2002-2003 гг. начато массовое производство низкосернистых и низкокремнистых марок стали для производства штрипса высокой прочности и производства тонкого листа штамповки, соответственно [4], [5].
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 10
1.1. Топливно-сырьевая база 11
1.2. Характеристика основных и вспомогательных цехов 15
1.2.1. Доменный цех 15
1.2.2. Конвертерный цех 16
1.2.3. Мартеновский цех 23
1.2.4. Электросталеплавильный цех 25
1.2.5. Обжимной цех 26
1.2.6. Рельсобалочный цех 27
1.2.7. Крупносортный цех 28
1.2.8. Цех рельсовых скреплений, шаропрокатное отделение 29
1.2.9. Толстолистовой цех 30
1.2.10. Вспомогательные цеха 32
1.2.10.1. Известково-обжигательное отделение конвертерного цеха 32
1.2.10.2. Копровой цех 33
1.2.10.3. Кислородный цех 33
1.3. Продукция предприятия и баланс производственной мощности 33
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 35
2.1. Технология выплавки конвертерной стали 35
2.1.1. Шихтовые материалы 35
2.1.2. Режим ведения плавки 37
2.1.3. Раскисление и легирование стали 41
2.2. Технология внепечной обработки стали 42
2.3. Технология разливки стали на МНЛЗ 44
2.4. Технологическая схема работы и организация грузопотоков 49
2.5. Расчет материального и теплового баланса конвертерной плавки 54
2.5.1. Расчет материального баланса плавки стали марки X60PSL2 54
2.5.2. Расчет теплового баланса 65
2.5.3. Раскисление и доводка стали 70
2.5.4. Расход материала на плавку 71
2.6. Основные проектные решения по реконструкции кислородно-конвертерного цеха с наращиванием объема производства до 6,0 млн. тонн слябов в год 73
2.7. Предварительный расчет режима работы конвертеров и 79
определения максимальной производительности конвертеров 79
2.8. Расчёт основных параметров и разработка конструкции 82
сталеплавильного агрегата 82
2.9. Мощность конвертерного цеха 84
2.10. Количество и вместимость конвертеров 84
2.11. Расчет основного и подъемно-транспортного оборудования основных отделений цеха 85
2.11.1. Миксерное отделение 85
2.11.2. Шихтовое отделение 88
2.11.3. Главное здание 90
2.11.4. Отделение непрерывной разливки стали (ОНРС) 92
2.12. Автоматизация производства, механизация тяжелых и трудоемких работ 96
2.12.1. Автоматизация и контроль конвертерной плавки 96
2.12.2. Автоматизация и контроль непрерывной разливки 98
2.12.3. Механизация тяжелых и трудоемких работ 101
2.13. Общезаводские проектные решения по увеличению 102
производственных мощностей 102
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА 109
3.1. Общее понятие чистая сталь 109
3.2. Сталь – композиционный материал 111
3.3. Примесные элементы 113
3.4. Методы отбора проб 115
3.5. Чистота стали — вероятностная проблема 116
3.6.Критический размер включений 116
3.7. Кривая распределения размера включений — характеристика чистоты 118
3.8. Чистота стали – дискуссионное понятие 119
3.9. Внепечная обработка стали синтетическими шлаками 121
3.10. Внепечная обработка стали твёрдыми шлакообразующими смесями 126
3.11. Рафинирование и модифицирование стали порошкообразным 133
силикокальцием 133
3.12. Качество слябов и проката 135
3.13. Технология выплавки, внепечной обработки и разливки стали марки X60PSL2 по API5L (2000) 138
3.14. Особенности новой технологии выплавки, внепечной обработки и разливки стали марки Х60PSL2 по API5L (2000), используемой после реконструкции ККЦ 144
4. ОХРАНА ТРУДА 147
4.1. Расчет аэрации в помещении отделения внепечной обработки 147
конвертерного цеха 147
4.2. Акустический расчет в помещении отделения внепечной обработки 150
4.3. Зануление электрооборудования 151
4.4. Расчет искусственного освещения отделения внепечной обработки 153
4.5. Пожарная безопасность 155
4.5.1. Пожарная безопасность здания отделения внепечной обработки 155
4.5.2. Оснащение средствами первичного пожаротушения 157
5. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 158
6. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 163
6.1. Расчет производственной программы цеха после проведения реконструкции цеха на 2005 г. 163
Таблица 6.2.Укрупненный сортамент конвертерной стали (на выплавке) 167
6.2. Расчет затрат на совершенствование технологии 169
6.2.1. Технология производства стали до реконструкции 169
6.2.2. Технология производства стали после реконструкции 171
6.3. Расчет численности и планирование годового фонда заработной 174
платы 174
6.3.1. Плановый баланс использования рабочего времени 174
6.3.2. Расчёт численности работающих в цехе 175
6.4. Планирование себестоимости продукции 180
6.5. Расчет экономической эффективности внедрения технологии производства стали марки X60PSL2 184
7. ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА 186
7.1. Основные положения 186
7.1.1. Основные принципы и способы защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях техногенного и природного характера 186
7.1.2. Задачи Гражданской Обороны по предупреждению возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного происхождения внедрению мер по уменьшению убытков и потерь в случае аварий, катастроф, больших пожаров и стихийных бедствий 188
7.1.3. Метод анализа пожарной опасности и защиты технологических процессов 192
7.1.4. Предупреждение возникновения пожара на технологическом оборудовании в различных режимах его функционирования 192
7.2. ЗАДАНИЕ 193
7.2.1. Свойства горючих газов и жидкостей, используемых или образующихся в технологическом процессе 193
7.2.2. Определение категории исследуемого помещения и здания по взрывопожарной и пожарной опасности 194
7.2.3. Выводы и предложения по снижению категории взрывопожарной или пожарной опасности исследуемого объекта в пределах допустимого риска и экономической целесообразности 194
7.3. ПУТИ И СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ИССЛЕДУЕМОМ ОБЪЕКТЕ 196
7.3.1. Комплекс мероприятий, обеспечивающих пожарную безопасность объекта 196
7.3.2. Ответственность и обязанности первых руководителей за обеспечение пожарной безопасности на действующих объектах 196
(подразделениях объекта) 196
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК 198
на тему: «Проект реконструкції ККЦ комбінату
«Азовсталь»
з підвищенням продуктивності до 6,0 млн.
тонн литої сталі,
в тому числі низькосіркової штрипсової
заготівки»
АННОТАЦИЯ
Пояснительная записка: 201 стр., 5 рис., 47 табл., 45 литературных источников.
Объект – кислородно-
Суть и цель работы – реконструкция цеха с увеличением производительности до 6,0 млн. тонн литой стали, в том числе низкосернистой штрипсовой заготовки.
Определены проектные решения по реконструкции существующего оборудования цеха, строительству новых агрегатов и установок, совершенствованию технологии производства конвертерной стали и слябов.
Разработана новая технология производства особо чистой по вредным примесям стали марки Х60РSL2 по API 5L (2000).
КОНВЕРТЕРНЫЙ ЦЕХ, МЕТАЛЛОШИХТА, ДЕСУЛЬФУРАЦИЯ, ТВЕРДАЯ ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ, ПОРОШКООБРАЗНЫЙ СИЛИКОКАЛЬЦИЙ, ОСОБОНИЗКОСЕРНИСТАЯ СТАЛЬ, УСТАНОВКА, ДЕСУЛЬФУРАЦИЯ ЧУГУНА В ЗАЛИВОЧНОМ КОВШЕ, ТРЕТИЙ КОНВЕРТЕР, УСТАНОВКА «ПЕЧЬ-КОВШ», ВАКУУМАТОР, МНЛЗ №6.
Металлургическая
Горно-металлургический комплекс Украины занимает одну из ведущих позиций в экономике страны и по итогам работы в 2004 г. внес весомый вклад в улучшение финансового состояния. Так доля металлургии в общем объеме производства промышленной продукции по Украине составила 32 %, а валютных поступлений от экспорта более 43 %. По имеющимся мощностям металлургический комплекс Украины занимает пятое место в мире после Китая, Японии, США и России, а по выплавке стали в 2003 и 2004 гг. занимает 7 место, что составляет около 4 % от мирового производства стали [1].
В последние годы в ходе обострившейся конкуренции стремление снизить себестоимость металлопродукции путем экономии энергоресурсов, материалов, уменьшения продолжительности простоев, снижения отходов и повышения качества выходит на первый план в работе производственных предприятий и научно-исследовательских организаций.
В условиях глобальной ориентации на экспорт продукции, необходимость преодоления жесткой конкуренции на мировом рынке металла ставит перед владельцами и руководителями предприятий задачу быстрой ликвидации технического и технологического отставания, которое особенно проявилось в последнее десятилетие.
В соответствии с программой технического перевооружения до 2010 г., обобщенной в «Национальной программе развития ГМК Украины», одним из основных направлений дальнейшего развития конвертерного производства стали признано создание высокоэкономичных технологий выплавки качественных чистых сталей любого сложного химического состава. Такие технологии комплексные, и они разделены на отдельные стадии (подготовка чугуна, конвертерное обезуглероживание, внепечная обработка и непрерывная разливка стали), каждая из которых обеспечивает высокую эффективность рафинирования металла от отдельных примесей, производство высококачественных сталей.
В настоящее время всё возрастают
требования к повышению качества
и улучшению свойств стали, так
как потребности
Сера – вредная примесь в стали, ухудшающая её механические свойства и, следовательно, потребительские качества. В частности сера способна вызывать явление красноломкости стали при её прокатке из-за образования жидкой сульфидной эвтектики (tпл=988°С) по границам зёрен металла. Также сера повышает предел хладноломкости стали (температуру перехода стали в хрупкое состояние). Это особенно актуально для трубных марок сталей (X60PSL2, X70PSL2), которые применяются для производства штрипса, идущего на изготовление труб большого диаметра. Поэтому содержание серы в этих сталях должно быть не более 0,003%. Достижение таких низких содержаний серы в данных сталях и обеспечение высокого качества слябов возможно только при использовании комплексной технологи, для реализации которой желательно иметь в действующем цехе новое совершенное оборудование [3].
В конвертерном производстве ОАО «МК «Азовсталь» отчетливо наметилась тенденция к расширению сортамента высококачественных сталей ответственного назначения, что обусловило повышение требований по чистоте выплавляемого металла. Так на комбинате с 2002-2003 гг. начато массовое производство низкосернистых и низкокремнистых марок стали для производства штрипса высокой прочности и производства тонкого листа штамповки, соответственно [4], [5].
В жестких условиях свободного рынка процветание комбината возможно только за счет реконструкции конвертерного производства, что позволит улучшить качество стали, повысить производительность цеха и снизить себестоимость качественных и других марок стали [5].
Металлургический комбинат "Азовсталь" основан в 1933г., является в настоящее время предприятием с полным металлургическим циклом, включает следующие производства: аглодоменное, сталеплавильное, прокатное. Комбинат имеет развитую транспортную систему, включая собственный морской порт, специализирующийся на погрузке крупногабаритного толстолистового проката, другой металлопродукции, а также сыпучих грузов (щебень из шлаков).
В мировой классификации предприятий отрасли по производственной мощности он занимает 52 место, способен производить 10 % производства металла в странах бывшего СССР [5].
Комбинат «Азовсталь» – одно из наиболее стабильно работающих предприятий металлургической отрасли Украины.
На комбинате ведется внедрение системы управления финансово-хозяйственной деятельностью R/3, которая предполагает оптимизацию существующих бизнес процессов для оперативного управления финансово-хозяйственной деятельностью предприятия и схем документооборота для приведения их к требованиям международного аудита. Проводится работа по компиляции баланса к мировым стандартам на основании заключения международной аудиторской компании СООРЕRS & LYBRAND по итогам инвентаризации основных и оборотных средств.
Развитие рыночных отношений в сфере производства и реализации металлопродукции характеризуется опережающим ростом требований к улучшению качества стали при уменьшении ее себестоимости, расширению рынка сбыта производимой продукции.
Открытое акционерное общество ''Металлургический комбинат "'Азовсталь" - ведущее предприятие Украины по производству металлопродукции для: судостроения, металлоконструкций ответственного назначения, в том числе морских глубоководных платформ, газонефтепроводных магистральных трубопроводов большого диаметра, строительных конструкций. Комбинат является одним из основных поставщиков непрерывнолитых слябов, крупного сортового проката и рельсов для внутреннего рынка Украины и на экспорт.
В настоящее время комбинат «Азовсталь», получив экономическую самостоятельность, в условиях сокращения внутреннего потребления активизировал поиски новых рынков сбыта. Это обусловило задачу принятия мер по повышению качества отдельных видов металлопродукции с обязательной сертификацией на соответствие международным стандартам. Проведенные технические мероприятия, либерализация внешней торговли, расширение внешнего рынка, включение в число импортеров стран Юго-Восточной и Центральной Азии, где продукция ОАО «МК «Азовсталь» имеет достаточно высокую конкурентоспособность, позволили значительно увеличить объемы экспорта металлопродукции комбината в условиях сократившегося в последние годы внутреннего потребления.
В конвертерном производстве комбината, освоение сталей ответственного назначения, в том числе штрипсовых для производства труб низкокремнистых для производства тонкого листа. Это обуславливает повышенные требования к качеству производимой непрерывно литой заготовки [5].
Металлургический комбинат снабжается сырьем и топливом из различных регионов Украины, России, дальнего и ближнего зарубежья [4], [5].
Доставка сырья, топлива и материалов осуществляется всеми видами транспорта (водным, железнодорожным, автомобильным, по трубопроводам) и ведется из следующих месторождений и предприятий:
1. Железорудное сырье (представлено в таблице 1.1).
Таблица 1.1. Железорудное сырье
Продукция |
Производитель |
Содержание Fe, % |
НТД |
Окатыши |
Северный ГОК Полтавский ГОК Центральный ГОК Лебединский ГОК |
59,4 (–0,8) 62,2 (–1,0)
59,8 (+1,2/–0,8)
66,1 |
|
Агломерат |
ММК им. Ильича ОАО ЮГОК Азовсталь (А-1) |
52,0 (–1,0) 51,0 48,11 |
|
Концентрат |
ИнГОК ЮГОК |
63,7 (–/+3,0) 63,0 |
ТУ 14-9-342 ТУ 14-9-367 |
Аглоруда |
Сухая балка Кривбасс руда ЗЖРК |
55,0 (–/+3,0) 57,0 (–3,0) 61,1 (–3,5) |
ТУ 14-9-397 ТУ 14-9-359 ТУ 14-9-360 |
Руда 22 класса |
ЗЖРК |
58,4 (–0,5) |
ТУ 14-9-360 |
Кусок |
ЗЖРК |
52,1 (–3,5) |
ТУ 14-9-365 |
2. Металлургический кокс
– Мариупольский КХЗ;
3. Известняк – пос. Новотроицк, РУ (ТУ 14-16-41); Докучаевский флюсодоломитный комбинат (ТУ 322-16-76); Комсомольское РУ (ТУ 14-16-53).
4. Доломит сырой – пос. Новотроицк, РУ (ОСТ 14-84).
5. Огнеупоры – Пантелемоновский, Запорожский, Красногорский, Велико-Анадольский, Часовяровский огнеупорные заводы, комбинат “Магнезит” г. Садки Челябинской области ОАО «Подольск-огнеупор» г. Москва, ММК им. Ильича, «Fematec», «Refratehnik» Германия.
6. Плавиковый шпат – отдел продаж (ГОСТ 29220-91).
7. Уголь АС – ООО «Плутон» г. Антрацит (ТУ 12.36-117-90).
8. Отсевы доменного кокса фракцией 10 мм – ОАО МК «Азовсталь» г. Мариуполь (ТУ 322-00190443-048-97).
9. Ферросплавы (представлено в таблице 1.2).
Таблица 1.1.1.Средний химический состав сырья для доменного производства.
материал |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
FeO |
Fe |
Mn |
MnO |
CaO |
MgO |
P |
P2O5 |
S |
ппп |
K2O |
Na2O |
C |
осн.вл. |
изм. Массы |
Азовстальский агломерат А-1 |
9,95 |
0,54 |
55,94 |
10,77 |
47,5 |
0,13 |
0,16 |
20,64 |
1,39 |
0,018 |
0,042 |
0,106 |
0,9 |
0,06 |
0,11 |
2,07 |
||
Азовстальский агломерат А-3 |
10,22 |
0,39 |
63,47 |
11,1 |
53 |
0,17 |
0,21 |
13,2 |
1,16 |
0,015 |
0,034 |
0,052 |
0,62 |
0,05 |
0,1 |
1,29 |
||
Азовстальский агломерат средневзв. |
10,4 |
0,5 |
58,66 |
10,89 |
49,5 |
0,14 |
0,18 |
17,94 |
1,3 |
0,017 |
0,039 |
0,086 |
0,76 |
0,05 |
0,1 |
1,8 |
||
Агломерат к-та Ильича |
11,28 |
0,82 |
59,95 |
12,76 |
51,9 |
0,2 |
0,26 |
13,24 |
1,63 |
0,025 |
0,055 |
0,051 |
0,46 |
0,07 |
0,11 |
1,17 |
||
Окатыши СевГОК |
7,84 |
0,45 |
84,18 |
1,79 |
60,3 |
0,07 |
0,09 |
3,93 |
0,45 |
0,01 |
0,023 |
0,042 |
0,51 |
0,05 |
0,12 |
0,56 |
||
Окатыши Лебединские |
5,31 |
0,31 |
91,7 |
1,7 |
65,1 |
0,08 |
0,1 |
0,56 |
0,34 |
0,011 |
0,024 |
0,022 |
0,28 |
0,04 |
0,12 |
0,17 |
||
Марганцевая руда |
12,99 |
1,92 |
3,09 |
1,17 |
3 |
13,4 |
2,97 |
13,42 |
2,97 |
0,31 |
0,7 |
0,22 |
28,6 |
0,43 |
0,18 |
9,3 |
||
Окатыши ЦГОК |
8,56 |
0,48 |
81,81 |
2,39 |
59,1 |
0,08 |
0,11 |
5,07 |
1,35 |
0,015 |
0,034 |
0,066 |
0,5 |
0,06 |
0,09 |
0,74 |
||
Рудная смесь аглофабрики |
8,63 |
0,67 |
56,17 |
20,35 |
55,1 |
0,13 |
0,16 |
7,43 |
0,68 |
0,017 |
0,039 |
0,108 |
5 |
0,08 |
0,15 |
9,3 |
||
колошниковая пыль |
8,97 |
0,863 |
53,72 |
9,96 |
45,3 |
0,29 |
0,38 |
10,6 |
1,16 |
0,017 |
0,039 |
0,351 |
13,3 |
0,23 |
0,368 |
13,3 |
10,2 |
|
Шламо-известковая смесь (кек) |
3,13 |
0,25 |
17,51 |
40 |
43,3 |
0,66 |
0,85 |
27,08 |
1,24 |
0,031 |
0,071 |
0,291 |
5,31 |
0,1 |
0,14 |
2,4 |
13,9 |
|
Шлам ЦВС |
7,95 |
1,21 |
58,37 |
9,9 |
48,5 |
0,2 |
0,26 |
7,81 |
1,11 |
0,028 |
0,064 |
0,353 |
10,6 |
0,18 |
7.540.17 |
7,54 |
18,3 |
|
Окалина прокатная |
0,89 |
0,253 |
34,79 |
61,45 |
72 |
0,47 |
0,61 |
1,18 |
0,45 |
0,025 |
0,058 |
0,049 |
0,09 |
4,5 |
4,5 |
5,99 | ||
Окалина ЦВС |
2,88 |
0,538 |
36,71 |
46,85 |
62 |
0,41 |
0,53 |
6,45 |
0,98 |
0,039 |
0,09 |
0,136 |
0,08 |
0,171 |
9,9 |
1,41 | ||
Окалина ОУЖШ |
5,16 |
1,13 |
30,01 |
53,84 |
62,7 |
0,85 |
1,09 |
4,87 |
0,71 |
0,022 |
0,05 |
0,074 |
0,1 |
0,29 |
4,6 |
-5,21 | ||
Окалина МПС |
1,28 |
0,171 |
37,11 |
58,92 |
71,7 |
0,44 |
0,57 |
0,43 |
0,27 |
0,03 |
0,069 |
0,032 |
0,02 |
0,071 |
8,95 |
-5,42 | ||
Коцентрат ИнГОК |
9,74 |
0,51 |
61 |
26,62 |
63,2 |
0,04 |
0,05 |
0,35 |
0,88 |
0,029 |
0,067 |
0,171 |
0,83 |
0,07 |
0,06 |
10,5 |
||
Коцентрат ЦГОК |
9,71 |
0,32 |
62 |
26,56 |
64 |
0,03 |
0,04 |
0,36 |
0,4 |
0,014 |
0,03 |
0,07 |
0,67 |
0,05 |
0,06 |
9,9 |
||
Концентрат СевГОК |
8,8 |
0,09 |
62 |
27,13 |
64,4 |
0,03 |
0,04 |
0,39 |
0,44 |
0,003 |
0,006 |
0,051 |
0,62 |
0,06 |
0,09 |
8,8 |
||
Концентрат Михайловский |
8,85 |
0,09 |
64,7 |
25,66 |
65,2 |
0,01 |
0,02 |
0,29 |
0,27 |
0,006 |
0,021 |
0,021 |
0,18 |
0,07 |
10,3 |
|||
Известняк аглофабрики |
2,8 |
1,02 |
1,73 |
1,21 |
50,16 |
1,7 |
0,036 |
0,27 |
0,063 |
1,8 |
41,69 | |||||||
Известняк Д-3 |
4,2 |
1,43 |
2,12 |
0,93 |
0,09 |
0,12 |
33,5 |
14,7 |
0,008 |
0,018 |
0,79 |
0,38 |
0,03 |
2,8 |
41,89 | |||
Аглоруда |
8,28 |
1,08 |
87,3 |
1,51 |
62,3 |
0,04 |
0,05 |
0,2 |
0,21 |
0,046 |
0,106 |
0,02 |
1,41 |
0,09 |
0,2 |
4,6 |
||
Известняк обыкновенный |
1,49 |
0,445 |
1,66 |
1,16 |
52,43 |
1,22 |
0,019 |
0,19 |
0,073 |
1,5 |
41,81 | |||||||
Отсев известняка |
2,36 |
0,87 |
2,62 |
1,83 |
50,8 |
1,16 |
0,104 |
0,15 |
0,18 |
41,21 | ||||||||
Железная руда |
16 |
1,364 |
75,93 |
3,53 |
35,9 |
0,21 |
0,28 |
0,98 |
0,42 |
0,02 |
0,046 |
0,023 |
1,84 |
0,03 |
0,05 |
3,7 |
||
Шлак сварочный |
12,4 |
1,68 |
27,38 |
53,92 |
61 |
0,77 |
1 |
2,37 |
0,75 |
0,019 |
0,041 |
0,094 |
0,08 |
0,12 |
-5,92 | |||
Зола кокса аглофабрики |
36,16 |
17,05 |
32,11 |
22,5 |
0,08 |
0,1 |
6,04 |
1,45 |
0,118 |
0,27 |
1,58 |
2,06 |
||||||
Зола кокса М-КХЗ |
45,1 |
22,39 |
21,79 |
15,2 |
0,1 |
0,13 |
3,01 |
1,36 |
0,124 |
0,281 |
2,15 |
2,19 |
||||||
Зола кокса Авдеевки |
36,6 |
18,57 |
28,47 |
19,9 |
0,21 |
0,27 |
7,17 |
1,44 |
0,146 |
0,334 |
3,88 |
1,74 |
0,93 |