Проектирование кислородно-конвертерного цеха

Получать металл для сортового проката в существующем конвертерном цехе ММК не представляется возможным по следующим причинам. Все машины непрерывного литья заготовок в цехе предназначены для отливки слябов. Установка же дополнительно одной или двух МНЛЗ для отливки сортовой заготовки приведет к тому, что:

- для разливки 370 т металла на сортовой МНЛЗ потребуется значительно больше времени, чем для разливки на слябы; следовательно, возникнет проблема синхронизации работы конвертерного отделения и отделения непрерывной разливки стали (ОНРС), особенно при организации работы МНЛЗ сериями (методом «плавка на плавку»);

- при установке в цехе дополнительных  сортовых МНЛЗ придется увеличить  объем выплавляемой стали, чтобы  обеспечить металлом как листо- так и сортопрокатное производство  с организацией двух независимых  грузопотоков металла – слябы и блюмы;

• наличие в цехе разнотипных машин существенно усложнит организацию их ремонтов со снабжением сменным оборудованием.

Таким образом, на Магнитогорском металлургическом комбинате неизбежно создание новой технологической линии по производству сортовых заготовок. Производительность этой линии желательно иметь на уровне 3,0 млн. т. Для этого может быть принят кислородно-конвертерный цех с двумя конвертерами вместимостью 200 т, работающими по классической схеме (один в работе, другой на ремонте или в резерве). Для получения металла, отвечающего требованиям мировых стандартов, цех должен иметь отделение непрерывной разливки стали с участками ковшевой обработки и разливки.

В основу стратегии развития ММК закладывается решение следующих задач:

- повышение эффективности работы комбината и рентабельности производства;

- внедрение современных ресурсо- и энергосберегающих технологических  процессов;

- достижение конкурентоспособности  металлопродукции на внутреннем  и внешних рынках;

- создание новых рабочих мест;

- внедрение современных форм  управления и организации труда;

- улучшение условий труда;

- улучшение экологической обстановки.

Поддержание в работе устаревшего оборудования за счет капитальных ремонтов, а также незначительные реконструкции отдельных агрегатов не могут привести к выигрышу в долговременной конкурентной борьбе за рынки сбыта и обеспечить решение вышеперечисленных задач. Этого можно добиться лишь за счет коренного технического перевооружения и новых технологий.

 

2. Вариант строительства ККЦ № 2 ММК

 

Кислородно-конвертерный цех № 2 ОАО «ММК» предполагается строить на площадке перед имеющимся сортовым станом блюминга № 3. Это позволит значительно сократить время транспортировки горячих блюмов из ОНРС до сортового стана. Также это позволяет объединить объекты подсобного и обслуживающего назначения (электроподстанцию, компрессорную, котельную и др.) с работающим блюмингом.

 

 

2. УСТРОЙСТВО И ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕХА

 

1. Выбор основного оборудования

 

В кислородно-конвертерном цехе № 2 для выплавки 3,0 млн. т стали в год, устанавливаются:

• два кислородных конвертера вместимостью 200 т каждый, работающих по классической схеме;

• одна установка вакуумирования стали циркуляционного типа;
• одна двухпозиционная установка типа «печь-ковш»;
• четыре шестиручьевые МНЛЗ криволинейного типа для получения заготовок квадратного сечения 250 х 250 мм.

Бесперебойная работа цеха обеспечивается установкой следующего кранового оборудования:

• заливочные краны;
• разливочные краны;
• краны для перестановки ковшей в отделении перелива чугуна;
• краны для перестановки совков со скрапом;
• краны для перестановки шлаковых чаш в шлаковом пролете.

Кроме того, устанавливается следующее технологическое оборудование:

• ковши миксерного типа;
• сталеразливочные ковши;
• совки для скрапа;
• шлаковые чаши;
• машина «Орбита» для ломки футеровки;
• стенд для выкладки футеровки;
• стенды для сушки футеровки [23].

 

 

2. Структура и планировка цеха

 

Основные планировочные и технические решения приняты с учетом размещения цеха на новой промышленной площадке комбината и максимального использования установившихся схем обеспечения энергоресурсами и материалами, а также эксплуатации уже имеющихся вспомогательных объектов и сооружений.

Конвертерный цех представляет собой комплекс технологически связанных производственных отделений, пролетов и участков с установленным в них технологическим, подъемно-транспортным, вспомогательным и ремонтным оборудованием, которое необходимо для обеспечения намеченного объема производства цеха.

Конструктивно конвертерный цех № 2 ОАО «ММК» состоит из следующих отделений [19]:

• конвертерное отделение (КО);
• отделение непрерывной разливки стали (ОНРС);
• транспортно-отделочное отделение (ТОО).

В свою очередь, конвертерное отделение в себя включает:

• отделение перелива и десульфурации чугуна;
• скрапное отделение;
• пролет перестановки шлаковых чаш;
• пролет постов управления и электропомещений;
• загрузочный пролет;
• конвертерный пролет;
• пролет подготовки и ремонта сталеразливочных и промежуточных ковшей;
• участок сыпучих материалов и ферросплавов.

ОНРС включает в себя:

• пролеты МНЛЗ;
• участок вакуумирования стали;
• участок доводки металла в ковше;
• пролет подготовки технологического оборудования;
• пролеты электропомещений для МНЛЗ.

ТОО включает:

- транспортно-отделочную линию (ТОЛ);

• участок выборочной зачистки блюмов;
• участок ручной зачистки блюмов.

Ремонт футеровки конвертера осуществляется в специальном пролете, прилегающем к конвертерному. Подача огнеупоров в пролет ремонта сталеразливочных и промежуточных ковшей предусмотрена на автотранспорте.

 

 

3. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СТРУКТУРА

ОТДЕЛЕНИЯ КОВШЕВОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

 

1. Организация грузопотоков

 

Основными грузопотоками в отделении ковшевой обработки является грузопоток жидкой стали и грузопоток сыпучих и ферросплавов.

Доставка жидкого металла в отделение ковшевой обработки осуществляется в сталеразливочных ковшах на самоходных сталевозах. Далее, с помощью разливочных кранов ковши с металлом передаются на сталевозы агрегата «печь-ковш», либо вакууматора. После обработки ковши транспортируются в ОНРС с помощью разливочных кранов грузоподъемностью 280+100/20 т [см.прил.1].

Сыпучие, кусковые материалы и ферросплавы подаются в отделение ковшевой обработки стали по конвейерному тракту из бункеров отделения приема сыпучих и ферросплавов. Перед непосредственной загрузкой сыпучих и ферросплавов в ковш производится их взвешивание с точностью ± 10 кг.

 

2. Организация труда в отделении ковшевой обработки

и на главных рабочих местах

 

Правильная организация труда в отделении обеспечивает ритмичную работу и дает возможность поддерживать объем производства на заданном уровне.

Режим работы агрегатов в отделении ковшевой обработки - непрерывный. Работа промышленно-производственного персонала, обслуживающего агрегаты, организуется по четырех бригадному графику при непрерывной производственной неделе с восьмичасовой рабочей сменой. Каждый агрегат обслуживают два оператора в смену.

Выбор расположения рабочих мест осуществлен с учетом специфики и особенностей размещения технологического оборудования, протяженности и оснащенности зон обслуживания, условий труда, а также трудовых функций работающих.

Постоянные рабочие места находятся в посту управления, расположенном на рабочей площадке.

Функции по текущему обслуживанию оборудования, кроме технологического персонала, возлагается на дежурный персонал проектируемого ККЦ (профилактический осмотр оборудования, устранение мелких неисправностей, возникающих в процессе работы оборудования, смазка узлов и механизмов, участие в выполнении ремонтных работ, проводимых ремонтным персоналом цеха).

 

3.3 Организация ремонта  основного технологического оборудования

 

Ремонты оборудования отделения ковшевой обработки стали осуществляются централизованно силами специальных служб слесарей по ремонту и обслуживанию металлургического оборудования комбината. Текущее обслуживание оборудования и механизмов производится дежурным персоналом цеха, профилактический осмотр оборудования – по утвержденному начальником цеха графику. Периодичность осмотров оборудования регламентируется правилами технической эксплуатации механического и электрического оборудования. Результаты осмотров фиксируются в специальный журнал. На основании этих данных подаются заявки в отделы главного механика и энергетика о замене деталей или узлов оборудования. По устранению неполадок делается соответствующая запись в журнале о выполнении работ. Работы по межремонтному обслуживанию выполняются во время перерывов в работе оборудования. Текущие, средние и капитальные ремонты производятся по утвержденному на комбинате плану-графику.

Замена водоохлаждаемого свода агрегата «печь-ковш» производится при помощи установленного в отделении крана грузоподъемностью 20 т. Для ремонта изношенного свода предусмотрен специальный стенд в непосредственной близости от агрегата [24].

Проведение ремонта футеровки вакуумкамеры предполагается проводить на рабочем месте вакууматора и на спецстенде. Для замены изношенной футеровки возможно использование крана отделения ковшевой обработки и ремонтной тележки вакуумкамеры [5].

Текущие, средние и капитальные ремонты электрооборудования выполняются силами централизованных служб главного энергетика.

 

4. Структура управления отделением ковшевой обработки стали

 

Организационная структура управления проектируемым отделением, представлена на рис. 3.1.

 

 

 

Рис. 3.1 Схема управления отделением ковшевой обработки

 

4. КОВШЕВАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

 

На современном этапе производства стали в кислородных конвертерах необходима ее последующая ковшевая обработка. Внепечная обработка позволяет выплавлять в конвертерах широкий сортамент легированных сталей, идентичных по качеству металлу мартеновского и электропечного производств. Использование того или иного вида внепечной обработки конвертерной стали должно рассматриваться исходя из экономических соображений и применительно к каждому классу стали.

Удаление вредных примесей из металла в плавильных агрегатах до требуемых значений экономически нецелесообразно, а в ряде случаев и невозможно. При обработке же стали в ковшах, создаются оптимальные условия для десульфурации, дефосфорации и удаления неметаллических включений.

Методы внепечной обработки стали могут быть условно разделены на простые (обработка металла одним способом) и комбинированные (обработка металла несколькими способами). К рассмотренным выше простым методам относятся:

• обработка металла вакуумом;
• продувка инертным газом;
• обработка металла синтетическим шлаком, жидкими или твердыми шлаковыми смесями;
• введение реагентов вглубь металла.

Основными недостатками перечисленных простых способов обработки металла являются: а) необходимость перегрева жидкого металла в плавильном агрегате для компенсации падения температуры металла при обработке в ковше; б) ограниченность воздействия на металл (только десульфурация, только дегазация и т.п.).

Лучшие результаты воздействия на качество металла достигаются при использовании комбинированных или комплексных способов, когда в одном или нескольких последовательно расположенных агрегатах осуществляется ряд операций. Одним из наиболее современных комбинированных агрегатов является установка типа «печь-ковш».