Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2013 в 18:46, лекция
При переходе к рыночной экономике, демократизации управления первостепенное значение приобретает экономическое образование.
Главная задача экономической подготовки специалистов заключается в том, чтобы научить их анализу применяемых ими технических и организационных решений, связанных с использованием оборудования, человеческих и материальных ресурсов, выявлением и использованием резервов производства.
1.1.Предмет, содержание и задачи курса
1.2.Промышленность как социально-экономическая категория. Ведущая роль промышленности в развитии народного хозяйства
1.3.Экономическая классификация отраслей
1.4.Предприятие как объект организации производства
Промышленное значение имеют следующие виды руд:
1) магнитный железняк, содержащий 45-70% железа в виде оксидов двух и трехвалентного железа. В руде мало вредных примесей, обладает магнитными свойствами, трудно восстанавливается;
2) красный железняк с 55-60% железа в виде оксида двухвалентного железа, практически без вредных примесей, легко восстанавливаемый;
3) бурый железняк,35-50% железа в виде кристаллогидрата оксида железа, значительное содержание вредных примесей, легко восстанавливается;
4) шпатовый железняк, содержание железа в виде карбоната составляет 30-45%.
Железные руды, кроме основного компонента, содержат никель, ванадий, кобальт и др. элементы. При плавке они переходят в чугун, легируют его и улучшают физико-химические свойства.
Источником тепла для рас плавления руды служит топливо. Оно участвует также в химических реакциях, протекающих в доменной печи. В качестве топлива используются кокс и природный газ. Природный газ- эффективный заменитель кокса. Его расширение способствует более рациональному использованию кокса, уменьшению его расхода, что существенно сказывается на снижении себестоимости чугуна, так как стоимость газа значительно ниже стоимости кокса.
Флюсы входят в число сырых материалов при выплавке чугуна и представляют собой минеральные вещества, добавляемые в шихту для снижения температуры плавления пустой породы и удаления в виде шлака ненужных компонентов (золы, серы, пустой породы). Вид флюса зависит от вида оксидов, содержащих в руде. Если они кислые то в качестве флюсов- известняк, доломит, основной мартеновский шлак, если больше основных оксидов то в качестве флюсов используется кремнезем, кварц и др.
Руда, топливо и флюсы, взятые в определенных дозах (по массе), называются шихтой.
Технологический процесс изготовления чугуна состоит из следующих операций: подготовка руды, подготовка топлива, подготовка флюсов, доменный процесс.
Для получения высококачественного чугуна наиболее низкой себестоимости необходима подготовка шихтовых материалов к плавке. Прежде всего подготовке подвергают руду. Подготовка руды заключается в сортировке руд по химическому составу и размеру кусков. Мелкие и пылевидные фракции подвергаются окускованию, а крупные – дроблению.
Следующая операция-обогащение. Этой операции подвергаются «бедные руды», т.е., руды с низким содержанием железа (40-46%) Переработка таких руд характеризуется значительным увеличением расхода топлива, флюсов, снижением производительности доменных печей и в конечном итоге увеличением себестоимости чугуна. В процессе обогащения происходит удаление значительной части пустой породы, а в получаемом концентрате значительно возрастает содержание железа. В зависимости от характера и свойств руды применяют соответствующий способ ее обогащения (гравитационный, магнитный, флотационный). В результате обогащения получают тонкодисперстные концентраты с содержанием железа до 65-67%, которые в силу своих физических свойств не могут использоваться в доменном процессе.
Поэтому следующим этапом подготовки руды является агломерация (окускование), которая заключается в образовании пористого продукта- офлюсованного агломерата, получаемого в результате спекания шихты за счет сгорания кокса при определенной температуре. При использовании офлюсованного агломерата снижается расход кокса и известняка, улучшаются условия плавки и технико-экономические показатели работы доменных печей.
С развитием различных способов обогащения руд и увеличением удельного концентрата в общем объеме железорудного сырья начал применяться новый процесс подготовки руды- окомкование. Сущность процесса состоит в окатывании частиц исходной шихты и последующем обжиге полученных окатышей (размером до 25,30 мм) Обожженные окатыши по сравнению с агломератом обладают более высокой механической прочностью, хорошей восстановимостью, однородны по составу и характеризуются высоким содержанием железа (70-95%).
Подвергаются подготовке и другие шихтовые материалы. Кокс перед загрузкой в печь подвергается грохочению с целью удаления мелочи и снижения его потерь в процессе плавки за счет выноса мелких фракций.
Флюсы подвергаются дроблению, а затем грохочению для отсеивания мелочи. Подготовленные таким образом шихтовые материалы послойно загружаются в доменную печь в определенных взвешенных дозах, называемых калошами.
Доменный процесс осуществляют в доменных печах, которая представляет собой сооружение шахтного типа, имеющая форму усеченного конуса, выложенную внутри огнеупорным кирпичом, а снаружи печь имеет металлический кожух.
Шихтовые материалы хранятся на рудном дворе в бункерах. С помощью крана они перегружаются в специальные бункеры, автоматически взвешиваются и подаются в вагонетки или на транспортер к верхней части доменной печи, где автоматически разгружаются. Через специальное отверстие в доменную печь вдувают горячий воздух в целях интенсификации процесса плавки и экономии топлива. Сгорание кокса происходит с образованием углекислого газа, который, соприкасаясь с раскаленным коксом, превращается в окись углерода. По мере выгорания кокса шихтовые материалы перемещаются вниз, а навстречу им снизу вверх движется мощный поток раскаленных газов, в котором шихта высушивается и прогревается до определенной температуры при которой происходит основной процесс плавки –восстановление железа из руды. Этот процесс восстановление окислов железа окислами углерода принято называть косвенным восстановлением. Параллельно идет процесс прямого восстановления железа, т.е., процесс восстановления железа твердым углеродом раскаленного кокса. Восстановленное таким образом железо находится в виде твердой губчатой массы и по мере насыщения его углеродом плавится и стекает в горн печи. Полученный жидкий чугун скапливается на дне печи.
Одновременно идет процесс восстановления окислов марганца, кремния, фосфора, в результате образуются вредные примеси серы и фосфора в виде шлака. Одновременно с процессом восстановления Окислов происходит процесс плавления пустой породы, в результате которой также образуется шлак. Будучи легче чугуна шлак располагается над ним отдельным слоем, который исключает возможность соприкосновения жидкого чугуна с вдуваемым в печь воздухом и тем самым предохраняет чугун от окисления. Выпуск продуктов плавки производится раздельно через соответствующие отверстия: чугуна через каждые 1.5-2 часа, шлака –1 час. Далее чугун выпускается в ковши и транспортируется для разлива в чушки или дальнейшей переработки в сталеплавильные цехи.
Основным продуктом доменного производства является чугун. Исходя из химического состава и назначения различают: передельный, литейный и специальный чугуны. Около 80% выплавляемого чугуна приходится на передельный чугун, который отличается повышенной твердостью, хрупкостью и используется в основном для производства стали.
Литейный чугун характеризуется повышенным содержанием кремния, который способствует выделению углерода в виде графита. Он обладает хорошими литейными свойствами и применяется для изготовления различных деталей. Разновидностью литейных чугунов являются природно-легированные чугуны, получаемые из железных руд, содержащих ванадий, хром, никель. Эти элементы при плавке переходят в состав чугуна и улучшают его свойства. Эти чугуны являются хорошим конструкционным материалом. Специальные чугуны или ферросплавы - это сплавы с высоким содержанием одного или двух неосновных их компонентов (железа и углерода). Например, ферросилиций, ферромарганец. Ферросплавы применяют в качестве добавок при производстве различных сортов высококачественных сталей.
В результате плавки, кроме чугуна, получаются побочные продукты: шлак, доменный газ, колошниковая пыль. Они получаются в очень больших количествах и при рациональном использовании представляют значительную ценность. Доменный шлак используется в строительстве для изготовления шлакобетонных блоков и шлаковаты. Большая его часть гранулируется и служит сырьем для изготовления цемента. Доменный газ после очистки его от пыли используется в основном непосредственно в доменных цехах в воздухонагревателях и для работы воздуходувных машин Колошниковая пыль улавливается и используется при производстве агломерата.
Основными показателями, характеризующими работу доменной печи, являются производительность коэффициент использования полезного объема печи (КИПО), удельный расход кокса.
Производительность доменной печи оценивается массой чугуна (в тоннах) производимого в сутки или за год, и зависит от эффективности работы печи (от КИПО).
КИПО (К) представляет собой отношение полезного объема печи в кубометрах (Y) к средней суточной производительности печи (Q.) К =Y /Q. Чем меньше КИПО, тем выше производительность печи. На передовых заводах он достигает 0,5—0,7
Удельный расход кокса - важнейший показатель доменной плавки, характеризует экономичность работы доменной печи. Он показывает степень использования теплоты сгорания топлива, подготовки сырья к плавке и отражает мастерство ведения доменного процесса. В лучших доменных печах он составляет 360-400 кг на 1 тонну чугуна.
По этим показателям оценивают работу доменной печи с технической стороны. Для экономической оценки результатов работы коллективов доменных цехов пользуются такими показателями как: производительность труда, и себестоимость чугуна.
Производительность труда определяется объемом годовой выплавки чугуна, приходящимся на одного рабочего.
В себестоимости чугуна учитываются стоимость материалов, живого труда и амортизация основных фондов. Основную долю себестоимости чугуна составляет стоимость сырьевых материалов и топлива (более 92%). Поэтому основной путь снижения себестоимости чугуна- уменьшение расхода сырьевых материалов и кокса.
Интенсификация доменного процесса осуществляется двумя путями:
Увеличение производительности мощности доменных печей можно добиться следующими способами:
а) за счет повышения температуры воздуха горячего дутья, его обогащения кислородом и влагой;
б) применения природного газа;
в) внедрение принципиально новой технологии работы доменных печей с вдуванием горячего восстановительного газа, а также угольной пыли. Использование такой технологии может обеспечить повышение производительности печей на 25-30%.
Улучшение качества шихтовых материалов достигается за счет дальнейшего обогащения руд. Железорудное сырье, поступающее на плавку содержит 65-67% железа. Увеличение содержание железа только на 1%позволяет увеличить объем выплавки чугуна на 2-2,5% и на 1,5-3 % снизить расход кокса.
Сталь – это сплав железа с углеродом, где содержание углерода колеблется от 0.01 до 2%.Кроме углерода, она содержит марганец, кремний, серу и фосфор. Стали обладают высокой механической прочностью, сравнительно легко обрабатываются давлением, резанием, хорошо свариваются и являются, поэтому основным конструкционным материалом.
Для выплавки стали используются следующие шихтовые материалы: чугун (жидкий или твердый); стальной и чугунный лом; железная руда; металлизированные окатыши; ферросплавы, флюсы. Твердый чугун используется в том случае, если на заводе отсутствует доменный цех. Если есть доменный цех, то жидкий чугун поступает в специальный сосуд, называемый миксер, из которого его выпускают в ковш и транспортируют к конвертерам или мартеновским печам.
Основу шихты составляют чугун (55%) и металлолом (45%), который образуется на металлургических заводов в результате обрезки металла при прокатке, изготовления бракованных слитков, на машиностроительных предприятиях - в виде стружки отходов при штамповке, а также амортизационного лома (отслуживших машин, рельсов и др.). Лом подвергается предварительной обработке: прессованию, обжигу и другим операциям. Содержание чугуна и металлолома в шихте зависит типа технологического процесса, места расположения завода (его удаление от сырьевой базы)
В качестве флюсов используется известняк, известь боксит.
При производстве стали применяется газообразное топливо - доменный, генераторный, коксовый, природный газ; жидкое мазут, смола; твердая-каменноугольная пыль.
От выбора исходного материала, их подготовки к плавке зависит не только качество выплавляемой стали, но и ее себестоимость.
Сталь получают главным образом в результате переработки чугуна. При переработке чугуна в сталь из него удаляют некоторую часть углерода и др. элементов с доведением их содержания до размера необходимого для превращения чугуна в сталь. Это достигается путем выжигания в чугуне избытка этих элементов, которые окисляются значительно интенсивнее, чем железо. При воздействии кислорода на расплавленный чугун, часть, содержащегося в нем углерода превращается в окись углерода и удаляется в виде газа. Окисляются и другие примеси, образуя жидкие продукты в виде окислов кремния, марганца. Имея меньший удельный вес, эти окислы располагаются над поверхностью металла в виде слоя шлака. Это и есть химическая сущность передела чугуна в сталь, она остается неизменной, в то время как технические методы ее осуществления постоянно изменяются и совершенствуются.
Информация о работе Основы технологии производственных процессов