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
Таблица 1.2. Ферросплавы
Продукция |
Производитель |
НТД |
Ферросиликомарганец |
ЗАО «Украинская промышленная компания», г. Киев; ЗАО «Пульсар», г. Мариуполь; ЗМ ПКП «Уникон», г. Запорожье |
ДСТУ 3548-97 ДСТУ 3548-97 ДСТУ 3548-97 |
Ферросилиций 65 % |
ЗАО «Украинская промышленная компания», г. Киев; ЗАО «Пульсар», г. Мариуполь; ЗМ ПКП «Уникон», г. Запорожье |
ГОСТ 1415-78 ГОСТ 1415-78 ГОСТ 1415-78 |
Ферромарганец 70¸78 % |
ЗМ ПКП «Уникон», г. Запорожье; ЗАО «Пульсар», г. Мариуполь; ЗАО «Украинская промышленная компания», г. Киев; Корпорация «Индустриальный |
ДСТУ 3547-97 ДСТУ 3547-97
ДСТУ 3547-97
ДСТУ 3547-97 |
Феррованадий |
ОВЭС |
ГОСТ 27130-86 |
Ферротитан |
«Богортон-Холдинг», г. Амстердам |
ГОСТ 4761-91 |
Ферробор |
ОВЭС |
ГОСТ 14848-69 |
Феррониобий |
ОВЭС |
ГОСТ 16773-85 |
Ферромолибден |
ОВЭС |
ГОСТ 5749-91 |
Феррохром |
«Мерведе Аверсиз ЛТД» |
ГОСТ 4757-91 |
Ферросиликохром |
ГОСТ 11861-91 | |
Алюминий первичный |
ОАО «Запорожский алюминиевый комбинат», г. Запорожье |
ГОСТ 1169-74 |
Алюминий вторичный |
ЗАО «Пульсар», г. Мариуполь; ООО «Уникон», г. Донецк; СП «Интерсплав», г. Свердловск ООО «Донбасс-Импорт-Экспорт», г. Донецк |
ГОСТ 295-79 ГОСТ 295-79 ГОСТ 295-79 ГОСТ 295-79 |
Лигатура КМК, КМКТ |
ОАО МК «Азовсталь», г. Мариуполь |
СТП 232-26-94 |
Медь катодная |
ОВЭС |
ГОСТ 859-78 |
Никель |
ОВЭС |
ГОСТ 849-70 |
Лом алюминия |
ОАО МК «Азовсталь», г. Мариуполь |
ДСТУ 3447-97 (ГОСТ 1639-93) |
10. Электроды графитовые – ОАО «Укркарбон»,
г. Запорожье
(ТУ 48-12-52-93).
11. Природный газ – Оренбургское и Ставропольское месторождения.
12. Коксовый газ – Мариупольский КХЗ.
13. Доменный газ – доменный цех МК «Азовсталь».
14. Мазут марки «80» – Кременьчугского и Лисичанского нефтеперерабатывающих заводов из нефти Майкопского и Лисичанского месторождений, поставки из Литвы и России (ГОСТ 1085-85).
15. Лом черных металлов – оборотный, поставки «Вторчермет» и ГП «Укржелдорснаб», г. Киев (ГОСТ 2787-75).
16. Вода (техническая) – реки Кальмиус, Азовского моря.
17. Вода (питьевая) – Каменского водохранилища.
18. Электроэнергия – Энергокольца «Донбасс-энерго» и заводской ТЭЦ.
В состав комбината входят: доменный, мартеновский, кислородно-конвертерный, электросталеплавильный, фасонно-литейный, толстолистовой 3600, обжимной, рельсобалочный, крупносортный, рельсовых скреплений, шарикоподшипниковый цеха и ряд вспомогательных цехов [4].
В состав цеха входят 6 печей годовой производительностью 5650000 тонн чугуна.
Расположение печей – островное, за исключением первой и второй печей – у них блочное расположение. Расстояние между печами 100¸105 м. Полезная высота доменной печи 28,5 м.
Цех выплавляет литейный и передельный чугун.
Чугун сливается в ковш емкостью 140 тонн, а шлак – в шлаковые чаши емкостью 16 м3, установленные на несамоходных шлаковозах.
Технические характеристики печей представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.3. Технические характеристики доменных печей
№ печи |
Полезный объем, м3 |
Количество фурм, шт. |
КИПО |
1 |
1233 |
16 |
0,576 |
2 |
1237 |
16 |
0,558 |
3 |
1719 |
18 |
0,595 |
4 |
1800 |
29 |
0,610 |
5 |
1573 |
18 |
0,583 |
6 |
1719 |
18 |
0,621 |
Технические показатели печей:
Расход кокса – 520 кг/т (чугуна);
Рудная нагрузка – 3,45 т/т (кокса);
Расход кислорода – 115 м3/т (чугуна) » 7800 м3/ч;
Расход природного газа – 105 м3/т (чугуна);
Расход мазута – 26,1 кг/т (чугуна);
Средняя температура дутья – 1163 °С;
Суточная производительность – 16703 т.
Утвержденным в июне 1971 г. Советом Министров СССР проектным заданием развития Ждановского металлургического завода «Азовсталь» (арх. № ДТ-74553) предусмотрено строительство конвертерного цеха в составе 2-х конвертеров емкостью 350 тонн с отливкой всего металла на МНЛЗ криволинейного типа и годовой производительностью 3,2¸3,5 млн. тонн.
В состав цеха входят следующие отделения:
1) отделение обессеривания чугуна (отнесено к доменному цеху);
2) главное здание:
а) конвертерное отделение;
б) миксерное отделение и отделение скачивания шлака;
в) крановая эстакада для перестановки шлаковых чаш;
г) отделение подготовки сталеразливочных и промежуточных ковшей;
Главное здание
Конвертерное отделение состоит из загрузочного и конвертерного пролетов, а также участка подготовки жидких ферросплавов.
В конвертерном отделении предусмотрена установка 2-х конвертеров со вставными днищами рабочим объемом 350 м3 каждый, навесным многодвигательным приводом и независимым креплением корпуса в опорном кольце. Техническая характеристика конвертеров приведена в таблице 1.4.
Таблица 1.4 Техническая характеристика конвертеров
№ п/п |
Наименование |
Единица измерения |
Показатели |
1. |
Емкость конвертера |
тонн |
350 |
2. |
Удельный объем |
м3/т |
0,92 |
3. |
Площадь поверхности ванны |
м2 |
34,6 |
4. |
Удельная поверхность ванны |
м2/т |
0,1 |
5. |
Глубина ванны |
мм |
1800 |
6. |
Размеры конвертера по новой футеровке:
|
мм мм мм |
9900 7000 4000 |
7. |
Общий вес футеровки |
тонн |
753 |
8. |
Мощность электрического привода |
кВт |
720 |
9. |
Давление кислорода перед |
атм. |
15 |
10. |
Расход кислорода (максимальный) |
нм3/мин |
2000 |
11. |
Продолжительность продувки |
мин |
16 |
Конвертера оборудованы устройствами для подачи кислорода с пятисопловыми фурмами и механизмами для загрузки сыпучих материалов.
Отвод конвертерных газов предусмотрен по схеме без дожигания оксида углерода с откатной нижней частью газоотводящего тракта. Производственная мощность охладителя конвертерных газов ОКГ-400 – 330000 м3.
В отделении зарезервировано место для возможной установки в будущем 3-го конвертера.
В торце конвертерного пролета для подготовки жидких и твердых ферросплавов запроектирован участок, оборудованный индукционной электрической печью для расплавления ферросплавов, печами для прокаливания твердых ферросплавов и бункерами для хранения раскислителей.
Скрап к конвертерам подается в совках емкостью 100 тонн из скрапного отделения, расположенного параллельно загрузочному пролету. Емкость скрапной ямы отделения 21600 м3, что позволяет иметь запас лома на 10 суток работы цеха. Лом в отделение поступает по железнодорожным путям в вагонах МПС. Разгрузка вагонов и погрузка лома в совки осуществляется двумя видами кранов: 5-ю магнитными и 2-мя специальными грейферными грузоподъемностью 30 и 15 тонн соответственно. Для перестановки совков используются 2 мостовых крана грузоподъемностью 200+32 тонны.
Загрузка скрапа в конвертер осуществляется одним совком специальным завалочным краном грузоподъемностью 200 тонн. Подача лома из скрапного в загрузочный пролет производится по поперечным путям самоходными скраповозами.
Жидкий чугун из доменного цеха в миксерное отделение попадает в предварительно очищенных чугуновозных ковшах емкостью 140 тонн.
Миксерное отделение
оборудовано двумя миксерами
емкостью 2500 тонн каждый, обслуживаемых
3-мя заливочными кранами
Таблица 1.5. Техническая характеристика миксеров
№ п/п |
Наименование |
Единица измерения |
Показатели |
1. |
Емкость миксера |
тонн |
2500 |
2. |
Неснижаемый запас чугуна |
тонн |
1200 |
3. |
Температура чугуна в миксере |
°С |
1250 |
4. |
Максимальный угол наклона при эксплуатации |
град. |
30 |
5. |
Угол наклона при опорожнении |
град. |
48 |
6. |
Вес миксера с электроприводом |
тонн |
931,3 |
Чугун из миксера сливается в заливочный ковш емкостью 350 тонн и транспортируется из миксерного в загрузочный пролет самоходным чугуновозом по полу, а к конвертеру при помощи 2-х заливочных кранов грузоподъемностью 450+100/16 тонн. В отделении также установлен на отметке +63 м два ремонтных крана грузоподъемностью 20 и 80 тонн соответственно.
Поступающие в конвертерный цех сыпучие материалы и ферросплавы хранятся в отделении сыпучих материалов и ферросплавов в приемных бункерах общей вместимостью 1709 м3. Из отделения сыпучих и ферросплавов в конвертерное отделение материалы транспортируются по 2-м наклонным транспортерам с шириною лент 1000 мм, находящихся в закрытой галерее и далее по системе ленточных транспортеров поступают в 16 расходных бункеров общей вместимостью 1888 м3, расположенных непосредственно над конвертерами. Из расходных бункеров сыпучие материалы и ферросплавы проходя питатели и весы дозаторы, поступают в промежуточные бункера, а из них – по течкам в конвертер или в сталеразливочный ковш.
Пролет подготовки сталеразливочных
и промежуточных ковшей состоит из двух участков: участка подготовки
сталеразливочных и чугуновозных ковшей
и участка подготовки промежуточных ковшей.
Ковшевой пролет оборудован 2-мя кранами
для перестановки стальковшей, грузоподъемностью
80+20 тонн, 2-мя кранами для перестановки
промковшей грузоподъемностью 125+30 тонн,
2-мя уборочными кранами грузоподъемностью
20/5 тонн. В пролете установлены 12 стендов
под ковши емкостью 350 тонн, 6 установок
для охлаждения ковшей и 6 установок для
их сушки. На участке подготовки промежуточных
ковшей имеется 8 установок для малого
ремонта промежуточных ковшей, самоходная
установка для их транспортировки, две
самоходные сталевозные тележки и три
машины для наборки стопоров.
Продувка плавки ведется
5-тисопловой фурмой по режимам с
частичным (расход О2 1100¸1200 м3/мин) или с полным (расход О2
700¸800 м3/мин) дожиганием оксида углерода.
Чистота кислорода должна быть не менее
99,5 % с содержанием азота не более 0,1 %. Давление
кислорода в цеховой магистрали должно
быть не менее 1,7 МПа.
Выпуск плавки производится
в сталеразливочный ковш емкостью 350
тонн (предварительно очищенный и разогретый
до температуры не менее
500 °С), оборудованный шиберными
затворами.
После выпуска стали оставшийся шлак через горловину конвертера полностью сливается в шлаковую чашу емкостью 16 м3, установленную на самоходную тележку. Для перестановки шлаковых чаш и вывоза их из цеха сооружена открытая крановая эстакада, оборудованная 2-мя мостовыми кранами грузоподъемностью 100+20 тонн.