• RU
  • icon На проверке: 21
Меню

Проект ДСП-100 с комплексной внепечной обработкой стали

  • Добавлен: 11.04.2016
  • Размер: 2 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1. Общее описание дуговых электросталеплавильных печей 6 1.2. Футеровка дуговых электросталеплавильных печей 7 1.3. Шихтовые материалы для дуговых электросталеплавильных печей 14 1.4. Устройство электромагнитного перемешивания металла 16 1.5. Преимущества и недостатки дуговых электросталеплавильных печей 17 2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1. Конструкция современной высокомощной ДСП-100 19 2.2. Расчет геометрических размеров ДСП-100 25 2.3. Расчёт материального баланса плавки стали в ДСП–100 27 2.4. Расчёт энергетического баланса плавки стали в ДСП–100 33 2.5. Расчёт мощности печного трансформатора ДСП-100 41 3. ОРГАНИЗАЦИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА 3.1. Организация технологии расплавления шихты в дуговых электросталеплавильных печах 44 3.2. Организация технологии комплексной внепечной обработки стали 57 3.3. Организация технологического контроля 62 3.4. Организация производственного персонала 64 3.5. Планировка электросталеплавильных цехов с комплексной внепечной обработкой и непрерывной разливкой стали 70 4. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА 4.1. Технико–экономические показатели работы электросталеплавильного цеха 74 4.2. Технико–экономические показатели работы ДСП-100 77 4.3. Обоснование производственной необходимости в реализации проекта 82 4.4. Капитальные вложения на реализацию проекта 84 4.5. Расчет экономической эффективности проекта 86 5. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 5.1. Основные негативные факторы 91 5.2. Требования техники безопасности 93 5.3. Пожаро и электробезопасность 97 5.4. Расчет вентиляции и искусственного освещения 99 5.5. Охрана окружающей среды 102 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 106 Приложение A – Калькуляция себестоимости 1 тонны мартеновской стали на ОАО «ЧМЗ» в базовом и проектном периоде Приложение В – Спецификация. Общий вид ДСП-100 Приложение С – Спецификация. ДСП-100 в разрезе Приложение D – Спецификация. Технологическая схема электросталеплавильного цеха

Состав проекта

icon
icon
icon ДСП-100 в разрезе.cdw
icon ДСП-100 в разрезе.jpg
icon Общий вид ДСП-100.cdw
icon Общий вид ДСП-100.jpg
icon Плакат техно-экономические показатели инвестиционного проекта проекта.cdw
icon Плакат техно-экономические показатели инвестиционного проекта проекта.jpg
icon Технологическая карта электросталеплавильного цеха.jpg
icon Технологическая карта электросталеплавильного цеха.cdw
icon Проект ДСП-100 с комплексной внепечной обработкой стали.docx

Дополнительная информация

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Общее описание дуговых электросталеплавильных печей

1.2. Футеровка дуговых электросталеплавильных печей

1.3. Шихтовые материалы для дуговых электросталеплавильных печей

1.4. Устройство электромагнитного перемешивания металла

1.5. Преимущества и недостатки дуговых электросталеплавильных печей

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Конструкция современной высокомощной ДСП-

2.2. Расчет геометрических размеров ДСП-

2.3. Расчёт материального баланса плавки стали в ДСП–

2.4. Расчёт энергетического баланса плавки стали в ДСП–

2.5. Расчёт мощности печного трансформатора ДСП-

 

3. ОРГАНИЗАЦИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

3.1. Организация технологии расплавления шихты в дуговых электросталеплавильных печах

3.2. Организация технологии комплексной внепечной обработки стали

3.3. Организация технологического контроля

3.4. Организация производственного персонала

3.5. Планировка электросталеплавильных цехов с комплексной внепечной обработкой и непрерывной разливкой стали

4. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА

4.1. Технико–экономические показатели работы электросталеплавильного цеха

4.2. Технико–экономические показатели работы ДСП-

4.3. Обоснование производственной необходимости в реализации проекта 

4.4. Капитальные вложения на реализацию проекта 

4.5. Расчет экономической эффективности проекта

5. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В УСЛОВИЯХ 

ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

5.1. Основные негативные факторы

5.2. Требования техники безопасности

5.3. Пожаро и электробезопасность

5.4. Расчет вентиляции и искусственного освещения

5.5. Охрана окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение A – Калькуляция себестоимости 1 тонны мартеновской стали на ОАО «ЧМЗ» в базовом и проектном периоде

Приложение В – Спецификация. Общий вид ДСП-

Приложение С – Спецификация. ДСП-100 в разрезе

Приложение D – Спецификация. Технологическая схема электросталеплавильного цеха

Введение

В ходе выполнения дипломного проекта (Проекта ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали) и последующего изложения изученного материала в пояснительной записке я подробно опишу предлагаемую модернизацию технологии производства стали на ОАО «Чусовской металлургический завод». Предложив Проект дуговой электросталеплавильной печи емкостью 100 тонн (ДСП100) с комплексной внепечной обработкой стали.

В специальной части дипломного проекта я рассчитываю дуговую сталеплавильную печь ёмкостью 100 тонн (ДСП100). Печь такого типа относят по классификации к дуговым печам прямого действия. В таких печах дуга горит между электродами и расплавленным металлом, непосредственно нагревая металл. Очаг высокой температуры (дуга) находится около поверхности металла. Благодаря экранирующему действию электродов свод печи частично защищен от непосредственного излучения дуг, поэтому здесь допустимы очень большие объёмные мощности, и можно проводить высокотемпературные процессы. Электроды в таких печах подвешены вертикально и работают в основном на растяжение, и лишь при наклоне печи – на изгиб. Поэтому здесь можно применять сравнительно длинные графитированные электроды большого сечения, допускающие значительные рабочие токи. Дуговые печи могут быть весьма мощными и производительными, и работать на трёхфазном токе. Помимо этого в специальной части произведены расчеты конструкции и геометрических размеров ДСП100, материального и теплового балансов выплавки стали пониженной прокаливаемости 62пп110, расчет необходимой мощности печного трансформатора.

Благодаря технологическим преимуществам в печах этого типа выплавляются в виде слитков, почти все высоколегированные стали и многие конструкционные стали. Кроме того, в них выполняют значительную часть стального фасонного литья. Электропечь лучше других приспособлена для переработки металлического лома, причем твердой шихтой может быть занят весь объем печи, и это не затрудняет процесс расплавления. Металлизированные окатыши, заменяющие металлический лом, можно загружать в электропечь непрерывно при помощи автоматических дозирующих устройств.

В Проекте ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали самым подробным образом затронуты вопросы, касающиеся производственной технологии плавки стали в ДСП100, технологии внепечной обработки стали в агрегате комплексной обработке стали (АКОС) или проще – металлургический агрегат ковшпечь, вопросы по организации производства и обслуживающего персонала в электросталеплавильном цехе. Технико-экономические показатели работы электросталеплавильного цеха и ДСП100 с последующей комплексной внепечной обработкой стали. Мероприятия по повышению качества стали. Организация контроля за соблюдением производственной технологии и техники безопасности, пожаро и электробезопасности. Вопросы, касающиеся охраны труда и окружающей среды в электросталеплавильном производстве.

Помимо этого соответствующими расчетами в экономической части дипломного проекта доказана производственная и экономическая эффективность Проекта ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали.

В графической части Проекта ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали представлены три чертежа и плакат экономической эффективности предлагаемого проекта. На чертеже три представлена предлагаемая планировка электросталеплавильного цеха. На первом чертеже представлен общий вид предлагаемой ДСП100, а на втором чертеже представлен продольный разрез сферической ванны ДСП100 с обозначением основных составных частей огнеупорной футеровки дуговой электросталеплавильной печи.

Общая часть

1.1. Общее описание дуговых электросталеплавильных печей

Дуговая печь состоит из рабочего пространства (собственно печи) с электродами и токоподводами и механизмов, обеспечивающих наклон печи, удержание и перемещение электродов и загрузку шихты.

Плавку стали ведут в рабочем пространстве, ограниченном сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен заключена в металлический кожух. Съемный свод набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены токопроводящие электроды, которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь питается трехфазным током.

Шихтовые материалы загружают на под печи, после их расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Плавление и нагрев осуществляется за счет тепла электрических дуг, возникающих между электродами и жидким металлом или металлической шихтой.

Выпуск готовой стали и шлака осуществляется через сталевыпускное отверстие и желоб путем наклона рабочего пространства. Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено для контроля за ходом плавки, ремонта пода и загрузки материалов. [21]

1.2. Футеровка дуговых электросталеплавильных печей

Для создания рабочего пространства дуговых печей, включающего подину, стены и свод, используют огнеупорные материалы. Срок службы огнеупорной футеровки оказывает существенное влияние на производительность печи, качество выплавляемого металла и его себестоимость. Частые ремонты футеровки увеличивают простои печи, ухудшают ритмичность работы агрегата, снижают производительность труда, повышают расход электроэнергии и материалов.

Во время плавки огнеупорные материалы испытывают воздействие:

высоких температур (более 1800 °С);

больших механических нагрузок;

резких температурных изменений;

агрессивных шлаков и многих других разрушающих воздействий.

Чтобы противостоять воздействию этих факторов, материалы должны обладать достаточной огнеупорностью, малой теплопроводностью, минимальной электрической проводимостью.

Огнеупорные материалы, используемые для футеровки печи

Все огнеупорные изделия и пластические массы по своим свойствам должны соответствовать определенным стандартам и техническим требованиям, закрепленным в ГОСТе и ТУ. Принято огнеупорность материала определять температурой, при которой стандартный образец начинает деформироваться под действием собственной силы тяжести.

Огнеупорные материалы в кладке электропечи испытывают значительные нагрузки в условиях высоких температур и могут размягчиться при температуре более низкой, чем та, которая характеризует их огнеупорность. Поэтому очень важно знать температуру начала размягчения под нагрузкой 2 Н/см2.

Огнеупорные изделия должны обладать достаточной сопротивляемостью сжатию или раздавливанию, то есть иметь требуемую механическую прочность в условиях нагрева. Футеровка сталеплавильной печи претерпевает частые изменения температуры (так называемые температурные перепады): во время заправки и загрузки шихтой футеровка охлаждается до весьма низких температур, а в период плавления она испытывает быстрый разогрев. Для обеспечения достаточной стойкости футеровки печи огнеупорный материал должен иметь повышенную термостойкость, то есть хорошую сопротивляемость, другими словами, работать без образования трещин и разрушений в условиях резких температурных колебаний.

Свойство огнеупорного материала при высоких температурах противостоять разрушению от воздействия шлаков и металла называют химической устойчивостью или шлакоустойчивостью. В футеровке печи, обладающей достаточной шлакоустойчивостью, в результате химического воздействия с металлом и шлаком не образуется большого количества легкоплавких соединений оксидов, она хорошо противостоит разрушающему воздействию металла и шлака.

Электропроводность и теплопроводность огнеупорных материалов обычно с повышением температуры увеличиваются. Более низкие показатели теплопроводности и электропроводности футеровки печи гарантируют снижение тепловых потерь и удельного расхода электроэнергии. Продолжительность службы футеровки зависит также от величины изменения объема огнеупорных материалов в результате нагрева и охлаждения, отражающего дополнительную усадку или расширение (рост) огнеупора. Поэтому при изготовлении футеровки необходимо учитывать данное свойство материала изменять свой объем с повышением или понижением температуры и в процессе эксплуатации в целом. Расширение футеровки может привести к раздавливанию элементов кладки, ее вспучиванию и разрушению кожуха печи, а усадка — к потере строительной прочности футеровки.

По химическому составу огнеупорные материалы подразделяют на основные, нейтральные и кислые. Для футеровки электрических сталеплавильных печей наибольшее применение нашли магнезит, шамот, магнезитохромит, периклазошпинелид, доломит, динас. В качестве теплоизолирующих материалов применяют асбест, диатомит, легковесный кирпич. Вяжущими материалами служат каменноугольные смолы, пек и жидкое стекло. Технические характеристики, химический состав, свойства и размеры огнеупорных изделий, а также огнеупорных масс, порошков и бетонов приведены в соответствующих ГОСТах и ТУ.

Повышение стойкости футеровки дуговых печей

Футеровка дуговой печи в эксплуатации изнашивается неравномерно, поэтому отдельные ее участки через определенные промежутки времени ремонтируют.

Следующие меры способствуют повышению стойкости футеровки дуговых электросталеплавильных печей:

улучшение качества применяемых огнеупорных материалов;

усовершенствование способов изготовления футеровки;

установление оптимальных размеров плавильного пространства;

сокращение продолжительности плавки за счет увеличения удельной мощности трансформаторов и совершенствования технологии;

подогрев металлошихты;

применение кислорода.

При тщательном уходе за футеровкой удается увеличить рабочее время плавильного агрегата. Наиболее ответственной частью футеровки дуговой печи является подина, так как она непосредственно контактирует с жидким металлом и шлаком и при ее неисправности возможен «уход плавки».

Состояние подины оценивают после выпуска каждой плавки. Поверхность подины всегда должна быть гладкой, без наростов, бугров и ям. Неровности устраняются, для чего систематически, после выпуска каждой плавки, подину заправляют огнеупорными подварочными материалами.

Для сокращения периода очистки печи необходимо, чтобы шлак перед выпуском был жидкоподвижным, его сливают с металлом из печи без остатка. Если работают с оставлением шлака в печи и в ковш выпускают только металл, то осмотр подины, ее очистка и заправка осуществляются после серии плавок. Откос у сливного отверстия поддерживают пологим, чтобы обеспечить полное удаление жидких металла и шлака в ковш.

Откос у рабочего окна должен быть гладким, иметь наклон 4560° в сторону подины, чтобы можно было быстро очищать ее от остатков шлака и металла. После очистки подины подварку поврежденных мест на подине и откосах выполняют, как правило, сухим или увлажненным жидким стеклом, мелкозернистым магнезитовым порошком (одним или в смеси с доломитом).

Заправку футеровки слоями магнезита и магнезитодоломитовой смеси выполняют быстро, что необходимо для рационального использования высокой температуры рабочего пространства печи для лучшего спекания зерен огнеупорных материалов между собой и с футеровкой.

Для заброски порошков или увлажненных масс на футеровку подины, откосов, передней стенки и близлежащих участков применят бросковые заправочные машины ленточного типа и машины других конструкций. Высокое качество заправки шлаковой зоны и стен футеровки обеспечивается горячим торкретированием.

Для предохранения от разрушения заправленных зон в период загрузки шихты толстые слои подварки покрывают мелкой известью и листовым железом.

После загрузки части шихты на поврежденные участки откосов печи сбрасывают из лотков подварочную массу из магнезита и жидкого стекла, используя куски лома для удержания этой массы на футеровке.

При выплавке высокохромистой стали с применением кислорода наблюдается зарастание ванны печи шлаком и огнеупорными материалами. Это явление нежелательное, так как приводит к снижению массы плавки и к работе на ложных (наваренных) порогах.

Чтобы устранить зарастание футеровки, изменяют сортамент выплавляемых марок стали, кроме того, тщательно очищают подину, откосы печи и периодически забрасывают на них кварцевый песок.

Для предупреждения аварийного ухода жидкого металла через футеровку подины и откосов печи необходимо:

осуществлять очистку и заправку поврежденных мест футеровки высококачественными огнеупорными материалами;

не допускать зарастания подины и образования ложных порогов;

применять подбивку и восстановление подины и откосов во время текущих холодных ремонтов футеровки;

не допускать длительной работы на густых магнезиальных и кислых кремнеземистых шлаках;

исключать случаи местного перегрева и нарушения электрического и теплового режимов плавки.

Стойкость стен и свода основной дуговой печи значительно ниже стойкости подины и зависит от таких факторов, как:

электрический режим плавки;

длительность пребывания в печи жидкого металла;

состав, вязкость и отражательная способность шлака;

тепловой режим плавки;

качество ремонтных работ и используемых огнеупорных материалов и т. д.

Износ стен и свода существенно возрастает, если плавку ведут на открытых мощных длинных дугах и металл нагревают в последний период доводки. Следует иметь в виду, что футеровка печи к моменту выпуска плавки достаточно разогрета и достигает температуры размягчения огнеупоров.

Плавки с более короткой выдержкой жидкого металла в печи под пенистыми шлаками (после присадки коксика) благоприятны в отношении влияния на повышение стойкости стен и свода. Положительное влияние на стойкость стен и свода оказывает также повышение основности шлака за счет увеличения в нем содержания оксида кальция и снижения концентрации оксидов железа.

Разрушение футеровки откосов на уровне шлакового пояса лишает опоры расположенного выше участка кладки стен и вызывает ее осыпание.

Исполнение шлаковой зоны откосов из высокоплотного магнезитового кирпича на шпинелидной связке улучшает сопротивляемость футеровки размыванию шлаками и увеличивает долговечность кладки стен. Повышению стойкости стен способствуют:

сокращение продолжительности плавки;

установка электродов под углом 48° к центру печи с целью увеличения расстояния между дугами и футеровкой;

выравнивание мощности по фазам.

Частичная замена кирпичной кладки стен высокомощных печей металлическими панелями (кессонами) с водяным или пароиспарительным охлаждением приводит к снижению расхода огнеупоров, повышению производительности труда во время ремонтов и увеличению продолжительности рабочей кампании футеровки стен печи между ремонтами.

Водоохлаждаемые панели для установки в стенах сверхмощных дуговых печей выполняют с принудительной системой циркуляции воды, для чего используют бесшовные трубы диаметром 60–90 мм с толщиной стенки до 16 мм, зазор между трубами составляет 2–5 мм. Преимуществом тонких панелей, имеющих в зависимости от условий эксплуатации различную форму, является отсутствие сварных швов. Панели обеспечивают нормальную работоспособность при удельном тепловом потоке до 250 кВтч/м2. Поверхность панели, обращенную в рабочее пространство печи, покрывают специальным огнеупорным материалом, предохраняющим панель от критического теплового потока.

Главной причиной разрушения магнезитохромитовых сводов является поглощение рабочей поверхностью свода оксидов железа.

Проникая в огнеупорную кладку, оксиды железа изменяют ее состав и объем, вызывая скалывание кирпичей. Как правило, центральная часть магнезитохромитового свода изнашивается значительно быстрее, чем периферийные участки (соответственно 1,3 и 0,3–0,4 мм за плавку).

Для повышения стойкости свода центральную часть и участки, подверженные более быстрому износу, выкладывают из кирпича большей длины. Повышения стойкости футеровки свода можно достигнуть, если:

обеспечить высокое качество кладки и применять высококачественные огнеупорные изделия и массы;

не допускать перегрева футеровки за счет длительной работы с открытым зеркалом жидкого металла и жидкоподвижными шлаками;

очищать наружную поверхность свода от пыли;

тщательно осматривать внутреннюю (рабочую) поверхность свода перед включением печи на плавку;

практиковать частичные ремонты изношенных участков кладки свода на шаблоне;

работу печи после установки нового свода начинать с выплавки сталей менее трудоемких марок;

не допускать работы на неисправных электродных уплотнителях и без них.

Существенного повышения стойкости сводов достигают заменой периферийной части огнеупорной футеровки металлическими конструкциями с водяным или пароиспарительным охлаждением.

Наряду с повышением стойкости футеровки печей необходимо осуществлять меры, направленные на сокращение продолжительности горячих (без разборки печи), холодных (замена части футеровки) и капитальных (замена футеровки и части оборудования) ремонтов. [23]

1.3. Шихтовые материалы для дуговых электросталеплавильных печей

Основной составляющей шихты (75100%) электроплавки является стальной лом. Лом не должен содержать цветных металлов и должен иметь минимальное количество никеля и меди; желательно, чтобы содержание фосфора в ломе не превышало 0,05%. При более высоком содержании фосфора продолжительность плавки возрастает. Лом не должен быть сильно окисленным (ржавым). С ржавчиной (гидратом окиси железа) вносится в металл много водорода. Лом должен быть тяжеловесным, чтобы обеспечивалась загрузка шихты в один прием (одной бадьей). При легковесном ломе после частичного расплавления первой порции шихты приходится вновь открывать печь и подсаживать шихту, что увеличивает продолжительность плавки. [28]

В последнее время расширяется применение металлизированных окатышей и губчатого железа – продуктов прямого восстановления обогащенных железных руд. Они содержат 8593% Fe, основными примесями являются окислы железа, SiO2 и Al2O3. Отличительная особенность этого сырья – наличие углерода от 0,20,5 до 2% и очень низкое содержание серы, фосфора, никеля, меди и других примесей, обычно имеющихся в стальном ломе. Это позволяет выплавлять сталь, отличающуюся повышенной чистотой от примесей. Переплав отходов легированных сталей позволяет экономить дорогие ферросплавы. Эти отходы сортируют по химическому составу и используют при выплавке сталей, содержащих те же легирующие элементы, что и отходы. [29]

Для повышения содержания углерода в шихте используют чугун, кокс и электродный бой. Основное требование к чугуну – минимальное содержание фосфора, поэтому чтобы не вносить много фосфора в шихту малых (<40 т) печей не более 10% чугуна, а в большегрузных не более 25%. [21]

В качестве шлакообразующих в основных печах применяют известь, известняк, плавиковый шпат, боксит, шамотный бой; в кислых печах – кварцевый песок, шамотный бой, известь. В качестве окислителей используют железную руду, прокатную окалину, агломерат, железные окатыши, газообразный кислород. К шлакообразующим и окислителям предъявляются те же требования, что и при других сталеплавильных процессах: известь не должна содержать более 90% CaO, менее 2% SiO2, менее 0,1% S и быть свежеобоженной, чтобы не вносить в металл водород. Железная руда должна содержать менее 8% SiO2, поскольку он понижает основность шлака, менее 0,05% S и мене 0,2% P; желательно применять руду с размером кусков 40100 мм, поскольку такие куски легко проходят через слой шлака и непосредственно реагирует с металлом. В плавиковом шпате, применяемом для разжижения шлака содержание CaF2 должно превышать 85%.[28]

В электросталеплавильном производстве для легирования и раскисления применяются практически все известные ферросплавы и легирующие элементы.

1.4. Устройство электромагнитного перемешивания металла

Для усреднения химического состава жидкой ванны, выравнивания температуры, ускорения обменных реакций между металлом и шлаком и скачивания шлака используется устройство электромагнитного перемешивания металла. Оно состоит из размещаемого под немагнитным днищем печи статора, напоминающего сегмент статора двухфазного асинхронного двигателя, и двухфазного генератора низкой частоты (0,52 Гц), питающегося двухфазным переменным током, сдвинутым по фазе на 90°.

Благодаря этому создается бегущее магнитное поле, проникающее в ванну расплавленного металла. Взаимодействие возникающих в ванне токов с бегущим магнитным полем вызывает перемещение нижних слоев металла вдоль пода печи в направлении движения поля – от рабочего окна к выпускному отверстию, а верхних слоев в обратном направлении.

При переключении полюсов катушек направление движения металла изменяется. Для 100 тонных дуговых печей мощность двухфазного статора составляет 520 кВ∙А, напряжение 130 В, сила тока 2000 А, соs 0,6, частота 0,55 Гц. На печах с большей мощностью трансформаторов после введения внепечной обработки металла в ковшах электромагнитное перемешивание ванны не используется. [32]

1.5. Преимущества и недостатки дуговых электросталеплавильных печей

Преимущества плавки стали в дуговых печах

1) в дуговых сталеплавильных печах выплавляется углеродистые, легированные и высоколегированные стали и сплавы, чугуны, сплавы цветных металлов, более 100 видов и марок металла; [32]

2) повышенная эффективность производства, благодаря снижения расхода лома и легирующих элементов; [30]

3) использование электрической энергии, как альтернативного вида энергии современным устаревшим видам топлива, таким как уголь, нефть, газ; [1]

4) гибкая технология выплавки стали, за счет применения широкого спектра технических и технологических приемов ведения плавки (таких как, например обработка металла аргоном, выплавка синтетического шлака, возможность использования одношлакового процесса, продувка стали порошкообразными материалами); [32]

5) возможность нагрева металла до высоких температур (~ 1800°С); [21]

6) высокий уровень автоматизации и использования ЭВМ для программного управления плавкой; [28]

7) возможность конструктивного оформления ДСП гарантированно обеспечивающего безопасность окружающей среды в условиях непрерывного ужесточения требований к охране окружающей среды металлургического производства; [1,6]

8) быстрая адаптация к изменяющимся условиям рынка, за счет гибкой технологии и большой номенклатуре выплавляемых сталей; [33]

9) высокая ценовая конкурентоспособность выплавляемой углеродистой, высококачественной и высоколегированной стали, благодаря большой производительности дуговых электросталеплавильных печей, крайне низкому содержанию вредных примесей и неметаллических включений; [31]

10) минимальной себестоимости жидкого полупродукта, благодаря минимальному расходу лома и легирующих добавок на угар и различного рода потери металла; [32]

11) капитальные затраты на установку ДСП обходится значительно дешевле, чем на установку аналогичных металлургических агрегатов, например установка ДСП в среднем обходятся на 40% дешевле, чем установка мартеновских печей равной производительности. [33]

Недостатки плавки стали в дуговых печах

1) изначально высокие требования к шихтовым матерьялам, в том случае если технологический процесс получения стали не предусматривает периода рафинирования стали непосредственно в дуговой электросталеплавильной печи и использования внепечной обработки стали (т.е. дополнительной технологической операции обработки стали в сталеразливочном ковше);

2) высокий местный перегрев под электродами; [18]

3) трудность перемешивания и усреднения химического состава; [21]

4) значительное количество продуктов горения и шума во время работы;

5) повышенная сложность конструкции и технологического оборудования (относительно других печных агрегатов для производства стали, таких как кислородный конвертер или мартеновская печь); [32]

6) необходимость в высококвалифицированном технологическом персонале.

Организация металлургического производства

Организация производства, это наиважнейшая задача абсолютно любой организации или предприятия. От того как с самого начала организовано производство в конечном итоге зависит его экономическая и производственная эффективность.

Современное сталеплавильное производство с получением стали в дуговых печах, лучше всего организовывать в несколько отдельных и последовательных технологических направления:

Первое направление заключается в расплавлении шихтовых материалов, для Чусовского металлургического завода, оптимальным будет использование дуговой электросталеплавильной печи, емкостью 100 тонн.

Второе производственное направление, это комплексная внепечная обработка стали в агрегате ковш-печь. На этом этапе наиболее оптимально проводить раскисление и рафинирование металла.

Третье направление производства, поэтапный и пооперационный контроль за соблюдением всех технических и технологических мероприятий производственным персоналом электросталеплавильного цеха, который берет свое начало с проверки количества и химического состава шихтовых материалов и в конечном итоге завершается контролем качества готовой продукции.

Организация технологии комплексной внепечной обработки стали

В современной металлургии ковш-печь это агрегат, наиболее рационально обеспечивающий возможность гибкого управления процессом формирования физико-химического состояния расплава для достижения поставленной цели – получение высококачественной стали с заданным химическим составом и свойствами. Именно по этим причинам после плавления стали в дуговой печи рекомендуется дополнить технологический процесс таким современным агрегатом как ковш-печь. [18]

Агрегат ковш-печь

Главной целью процесса обработки стали в печи-ковше является осуществление ряда технологических операций быстрее и эффективнее, чем в обычных сталеплавильных агрегатах. Агрегат “Ковшпечь” (АКП) предназначен для доведения плавки до стандартного состояния по химическому составу, температуре и чистки стали от газов и неметаллических включений.

Установка печь-ковш также служит своеобразным амортизатором между процессом выплавки и разливки металла с высокой точностью по требованиям к температуре и допускам в отношении химического состава. В печи-ковше можно еще раз нагреть металл, задать требуемый температурный режим и контролировать свойства металла. Также можно задавать точные параметры окончательного химического состава стали при минимальных расходах на ее производство.

Печь-ковш работает с высоким коэффициентом мощности и с длинными погруженными в шлак дугами, которые обеспечивают эффективный ввод мощности.

В течение этого процесса жидкий металл перемешивается инертным газом, который подается через пористые пробки, расположенные в днище ковша. Инертный газ служит также для защиты поверхности металла от атмосферного воздуха, который может поступать в процессе обработки стали через неплотно закрытые щели в поде печи-ковша. [28]

Установки «Печь - ковш» предназначены для обработки жидкой стали в сталеразливочном ковше как с использованием установок по доводки металла (УДМ) и машины скачивания шлака (МСШ), так и без них. Агрегат печь-ковш позволяет осуществлять следующие операции:

снижение содержания серы в стали до необходимого уровня;

производство стали с содержанием легирующих элементов в заданных узких пределах;

осуществление отдачи металла на разливку в заданном интервале температур;

обработка стали активными элементами (кальций, титан, бор, и др.) с максимальным и стабильным усвоением;

изменение за счет микролегирования морфологию и количество неметаллических включений;

в случае работы с МНЛЗ агрегат ковш-печь является буферной емкостью, позволяющей подавать металл - строго в необходимое время при серийной разливке стали;

в случае выпуска металла с превышением химического состава по вредным примесям за счет разбавления чистым металлом другой плавки исключить брак металла по химическому составу;

при аварийной остановке МНЛЗ исключить потери металла путем его подогрева до пуска МНЛЗ в работу.

для осуществления рафинирования металла на ковше-печи одним из основных условий является отсечка на выпуске из плавильного агрегата печного окисленного шлака (или его удаление) и наводка рафинировочного шлака. [18]

Особенности процессов внепечной обработки стали

Увеличение вместимости ДСП и удельной мощности трансформаторов делает проведение процессов рафинирования, особенно с восстановительным периодом, нерациональным. Значительный эффект в улучшении ТЭП с одновременным улучшением качества стали дает внепечная обработка жидкой стали с применением вакуума, кислорода и инертных газов, порошков металлов, сплавав и соединений, синтетического шлака.

Особенностью рафинирования металла вне печи является использование наиболее благоприятных физических и физико-химических условий удаления из металла примесей и получения стали необходимого состава. По сравнению с ДСП условия при внепечном рафинировании характеризуются:

увеличением скорости взаимодействия металла со шлаком или газовой фазой вследствие значительного увеличения контактной поверхности между этими фазами, а также благодаря перемешиванию, способствующему дроблению стали на малые объемы с большой поверхностью.

улучшением термодинамических условий удаления примесей в результате изменения состава газовой фазы или создания вакуума, обработки шлаком с оптимальными физико-химическими свойствами.

Методы внепечного рафинирования позволяют решать следующие задачи:

Обезуглероживание металла до весьма низких концентраций углерода (<0,010%)-достигается обработкой в вакууме, продувкой кислородом вместе с инертными газами.

Глубокое рафинирование металла от серы (≤0,003%) - достигается обработкой шлаком или введением в металл десульфурирующих добавок.

Раскисление с получением стали мало загрязненной неметаллическими включениями регулируемой формы и размеров достигается вакуумированием или обработкой порошком металлов и других материалов.

Удаление из металла водорода (≤ 2⋅104 %) - вакуумированием.

Получение металла необходимого состава с регулированием содержания раскислителей и легирующих элементов в узких пределах, а также с уменьшением их угара - вакуумированием, введением раскислителей и легирующих при низком окислительном потенциале контактирующих с металлом шлаковой или газовой фаз.

Выравнивание состава и температуры металла в объеме ковша, регулировка температуры продувкой инертным газом, дополнительным нагревом в ковше.[18]

Конструктивные особенности агрегатов ковш-печь

В ходе создания и внедрения отдельных методов и агрегатов внепечной обработки стала ясна целесообразность их комбинированного (комплексного) использования и необходимость компенсации тепловых потерь при их применении для обеспечения надежности функционирования технологии. В связи с этим интенсивное развитие получило внепечное рафинирование металла в агрегате комплексной обработки стали (АКОС), представляющем комбинацию из установки для обработки металла в ковше вакуумом и устройства для подогрева расплава в ковше электрическими дугами до требуемой температуры, и позволяющим обрабатывать металл рафинирующими шлаками, инертным газом, порошковыми смесями и проволокой с различными составами наполнителей. Эти устройства могут быть совмещенными в одном агрегате или размещаться на отдельных стендах, оснащенных транспортными средствами для передачи ковша, например, со стенда вакуумирования на стенд подогрева и обратно. При необходимости АКОС оборудуется устройством для удаления из ковша окислительного шлака после выпуска плавки. [25]

Эффективность работы агрегата ковш-печь в значительной мере зависит от наличия и надежности работы технологических устройств, основными из которых являются:

аргонный стенд;

устройство для вдувания порошка углеродсодержащих материалов в металл (нагнетатель);

система бункеров, весодозирования и подачи шлакообразующих и легирующих материалов в сталеразливочный ковш;

трайб-аппарат;

устройство для верхней продувки стали ароном;

устройство для измерения температуры и взятия пробы (термопроб);

машина для скачивания шлака. [11]

Организация технологического контроля

Наряду со сменным производственным персоналом (мастера, бригадиры и другие) в электросталеплавильном цехе любого предприятия, контроль выполнения технологических инструкций на выплавку, внепечную обработку и разливку стали осуществляют работники отдела технического контроля (ОТК). Строгое соблюдение установленной технологии является обязательным требованием ОТК к мастерам, сталеварам, разливщикам, операторам и другим работникам цеха.

Производственный персонал должен знать, что несоблюдение технологической инструкции приводит либо к снижению качества металла, либо к возникновению брака, ухудшению технико-экономических показателей производства и невыполнению заказов потребителя.

Качество готовой металлопродукции во многом определяется на стадии сталеплавильного производства. Поэтому на металлургических предприятиях действует не только система контроля соответствия качества выпускаемой продукции требованиям соответствующих стандартов и технических условий, но и постоянная проверка исполнения отдельных операций и режимов действующего технологического процесса в электросталеплавильном цехе.

При этом в обязанности работников ОТК входят функции предупреждения нарушений технологии и возможного брака. Контролеры ОТК в шихтовом пролете цеха проверяют качество и количество задаваемых в загрузочную бадью лома, чугуна и легирующих составляющих, а также извести, железной руды (агломерата), шамотного боя или кварцита, кокса и других науглероживателей. В печном пролете контролируются запись взвешенных материалов в операционной карте, порядок, количество и время присадки в печь или ковш шлакообразующих (извести, плавикового шпата, шамота и др.), окислителей, науглероживателей, газообразного кислорода, раскислителей и легирующих ферросплавов. В процессе ведения плавки контролируют сухость используемых материалов, прокалку легирующих, время отбора проб металла и шлака, соответствие их химического состава и степени нагрева ванны требованиям технологических инструкций.

Подлежат контролю продолжительность периодов окисления и доводки, качество скачивания шлака, тщательность разделки выпускного отверстия и слив металла в сталеразливочный ковш.

При внепечной обработке расплава контролируют последовательность осуществления технологических операций, их продолжительность, расход газа и материалов, температуру металла до и после обработки, а также остаточное давление, массу порций металла и число циклов при вакуумировании.

Перед началом разливки проверяют:

качество футеровки сталеразливочного и промежуточного ковшей;

состав и сухость шлаковых теплоизолирующих смесей;

качество изложниц, центровых и надставок и их сухость;

горизонтальность установки поддонов;

качество изложниц и центровых и их устойчивость на поддоне;

совпадение стаканчика изложницы с отверстием в сифонном кирпиче и чистоту литниковых каналов и изложниц.

Контролируют и отмечают в операционной карте предусмотренную выдержку металла в ковше перед разливкой и время начала разливки.

Химический состав стали определяют по двум ковшовым пробам, отбираемым в середине разливки из струи металла, хорошо прогретой стальной ложкой в чугунные стаканы – изложницы (пробницы).

Все отклонения (нарушения) от действующей технологии учитываются, фиксируются в специальном журнале с указанием виновных лиц и причин, вызвавших нарушение, и рассматриваются руководством цеха с производственными бригадами и сменами с конкретным определением мер по устранению отклонений и предотвращению подобных нарушений в дальнейшей работе. [25]

3.4. Организация производственного персонала

Чусовской металлургический завод состоит из действующих на началах внутреннего хозяйственного расчета подразделений управления, производственных цехов, отделений, участков, бригад, лабораторий. Завод действует на принципах хозяйственного расчета и самофинансирования. Производственная, социальная деятельность завода и оплата труда осуществляется за счет заработанных трудовым коллективом средств. Завод из выручки, получаемой от реализации продукции, возмещает свои материальные затраты и обеспечивает совершенствование технологического процесса. Прибыль, или доход, является обобщающим показателем хозяйственной деятельности завода.

Электросталеплавильный цех обеспечивает производство стали заданного марочного сортамента и требуемого качества и является на металлургическом предприятии основным.

Начальник крупного цеха имеет заместителей по производству, технологии и оборудованию. В небольших цехах или участках цеха контроль за работой оборудования осуществляют механик и электрик цеха, подчиненные непосредственно начальнику участка или цеха. Начальнику цеха подчинены начальники или заведующие отделениями подготовки шихты, выплавки стали, внепечной обработки и разливки, которым, в свою очередь, подчинены сменные мастера. Руководителем работы цеха в каждую данную смену является начальник смены, подчиняющийся начальнику цеха и его заместителям.

Ведущую роль на производстве выполняют сменные мастера, которые непосредственно руководят в своей смене работой бригад, обслуживающих один или несколько металлургических агрегатов.

В зависимости от характера производственных процессов условий их выполнения применяют две формы организации труда:

индивидуальная (такая форма организации труда, при которой производственный процесс от начала до конца выполняет один рабочий, например наборка стопоров и шиберов);

бригадная (такая форма организации труда, при которой производственный процесс выполняет группа рабочих, имеющих разную квалификацию; каждый член бригады выполняет определенные возложенные на него производственно- -технические операции, а всей работой руководит бригадир).

На металлургических предприятиях преобладает бригадная форма работы: например, электропечь обслуживает бригада сталеваров, установку непрерывной разливки стали – бригада разливщиков и так далее.

Основная задача правильной организации труда состоит в том, чтобы с наименьшими затратами труда и средств выработать максимальное количество продукции высокого качества. Производственные бригады достигают высокой производительности труда путем непрерывного совершенствования методов выполнения отдельных технологических операций и сокращения их продолжительности. Правильная организация труда предусматривает также своевременное обеспечение рабочих мест необходимыми материалами и инструментом.

Каждую электропечь обслуживает бригада, состоящая из бригадира (сталевара) и его подручных. В обязанности бригадира входит инструктирование членов бригады и осуществление руководства их работой. Бригадир (сталевар) подчиняется сменному мастеру, отвечает перед ним за выполнение задания, руководит работой членов бригады и выполняет весь объем собственной работы.

Высокопроизводительный труд бригады сталевара у печи возможен при соблюдении следующих условий:

рациональное размещение инструментов, добавочных, заправочных и флюсующих материалов, а также вспомогательного оборудования (весы, шланги, бросковая машина, топливно-кислородная фурма и другие);

отсутствие на рабочей площадке уже использованных инструментов и материалов;

наличие современных средств измерения, контроля и управления технологическим процессом выплавки стали;

работоспособность и исправность загрузочных и заправочных машин и механизмов;

достаточная оснащенность рабочего места средствами защиты от повышенного теплоизлучения и производственного шума;

наличие на рабочих местах технологических инструкций по ведению плавки и правил эксплуатации оборудования;

поддержание на рабочих местах необходимых санитарно-гигиенических условий и чистоты;

выполнение регламента приема и сдачи рабочих мест в начале и конце смены.

Перед приемом смены бригада сталеваров получает задание на смену от мастера или на оперативном совещании от начальника смены. Прием смены бригадиром (сталеваром) и его подручными означает, что принимающая рабочий пост бригада оценивает:

состояние электропечи (механического и электрического оборудования, футеровки и других механизмов);

исправность работы охладительных устройств;

соблюдение технологии плавки;

обеспеченность инструментом и материалами;

исправность контрольно-измерительной аппаратуры;

работоспособность вентиляционных систем, газоочистки и другого оборудования.

Для успешного внедрения в электросталеплавильное производство механизации и автоматизации управления и контроля за ходом технологического процесса требуется высокий уровень квалификации всех членов бригады и в первую очередь сталевара. Основной задачей коллектива электросталеплавильного цеха является выполнение и перевыполнение плана производства, выпуск продукции заданного сортамента, обеспечение требуемого качества металла и снижение себестоимости слитков.

Подобная задача успешно решается при организации труда и производства в электросталеплавильном цехе по наиболее эффективной системе — так называемому регламентированному режиму, то есть по графику.

Работой по графику предусматривается выполнение производственных операций в последовательности и в сроки, обеспечивающие строгое выполнение установленного задания по объему (плану), сортаменту и качеству выпускаемой продукции. Работа цеха по графику означает создание условий, обеспечивающих высокую производительность при ведении процесса и его быструю настройку после ликвидации нарушений заданного режима.

Основой цехового планирования является график выпуска плавок. Имея задание от производственного отдела завода на неделю, заместитель начальника цеха по производству составляет суточный график выпуска плавок для каждой печи с указанием марок стали, технологической инструкции на выплавку, разливку и назначение металлопроката по стандартам и техническим условиям, а также график ремонтов с указанием их характера и продолжительности.

В графике предусматривается:

регламентация работы участков цеха (подача шихты, флюсов, раскислителей);

подготовка установок внепечной обработки;

подача разливочных ковшей и составов;

подготовка установок непрерывной разливки стали и прочее;

равномерная загрузка оборудования цеха в течение суток.

По графику исключается возможность одновременного выпуска нескольких плавок, не допускаются простои печей из-за отсутствия мостовых кранов. В цеховом суточном графике отражается деятельность всех участков цеха, от шихтового до разливочного и термического отделений. При этом учитываются:

существующие нормативы продолжительности всей плавки и отдельных ее периодов;

фактическое время начала последней операции (к моменту составления графика);

заданные марки стали в соответствии с заказами потребителей металлопродукции;

состояние футеровки печей;

остановка агрегатов на ремонт и его продолжительность по нормативам;

требование равномерного распределения выпусков плавок в течение суток;

состав шихтовок на отдельные марки с учетом норм удельного расхода ферросплавов и раскислителей;

наличие запасов шихты, огнеупоров, флюсующих и других материалов в цехе и их поступление.

В соответствии с суточным графиком начальник цеха, его заместитель или дежурный администратор совместно со сменным диспетчером составляют оперативное сменное задание, исходя из фактического времени начала последней операции (к моменту составления задания), а также состояния футеровок печей. В соответствии со сменным заданием начальник смены на коротком оперативном совещании перед работой знакомит мастеров, бригадиров и рабочих всех участков с программой работ на смену.

Задания для бригад, обслуживающих печь, выписывают на специальных досках у печи, а для отделений шихты, внепечной обработки и разливки – на бланках.

Кроме начальника смены и мастеров, контроль за выполнением пооперационных графиков осуществляет сменный диспетчер, в обязанности которого входит:

занесение в журнал фактического времени выполнения операций;

проверка своевременности выполнения пооперационного графика и заданий;

информация начальника смены о ходе выполнения графика и передача распоряжений на производственные участки;

своевременная информация мастеров различных участков о намечаемых изменениях во времени выполнения отдельных операций сменного графика;

контроль за поступлением и выводом разливочных составов;

контроль за разгрузкой материалов;

контроль за готовностью установок непрерывной разливки стали к приемке металла;

выполнение других работ.

Четкое распределение обязанностей между членами производственных бригад, высокая ответственность персонала за качество и своевременность выполнения технологических операций, трудовая и технологическая дисциплина являются теми обязательными условиями, которые определяют успешное проведение плавок, разливки плавок в соответствии с графиком, без нарушений технологической инструкции и высокие показатели качества металла.

Экономика производства

4.1. Технико–экономические показатели работы электросталеплавильного цеха

Современное электросталеплавильное производство характеризуется созданием и внедрением в практику единых автоматизированных технологических модулей, включающих в себя сверхмощные дуговые печи, агрегаты комплексной внепечной обработки стали (АКОС) и УНРС.

Отечественные дуговые печи нового поколения соответствуют мировому техническому уровню по качеству оборудования, производительности, степени автоматизации технологического процесса и показателям защиты окружающей среды от вредных выбросов.

Технологический процесс выплавки стали в этих печах организован таким образом, что рафинировочные операции вынесены из плавильного агрегата в сталеразливочный ковш, то есть электросталеплавильные цехи оснащены современными средствами доводки и рафинирования металла вне печи.

Высокопроизводительный модуль – сверхмощная дуговая печь, АКОС и УНРС – обеспечивает почти трехкратное увеличение производительности 100 тонной ДСП и высокую стабильность качества металла от плавки к плавке.

При этом печь используется для интенсивного плавления шихты и окисления примесей, а АКОС – для рафинирования металла от серы, кислорода и неметаллических включений, а также для легирования и подогрева расплава до температур разливки на УНРС.

Применение модуля изменило требования к металлошихте. Если в традиционной технологии тяжеловесный стальной лом давал некоторые технологические преимущества, то для высокопроизводительной печи оптимальным является лом с плотностью в пределах 0,60,8 т/м3, при условии, что максимальный размер фракций лома не выше 500 мм. При этом использование подогрева лома отходящими от дуговой печи газами и применение газокислородных стенных горелок мощностью 3-6 МВт приводит к значительному сокращению продолжительности плавления шихты. Улучшения показателей работы электросталеплавильных цехов по расходу сырья, материалов и экономии энергоресурсов достигают частичной присадкой легирующих материалов в ковш на установках внепечной обработки стали. Увеличением расхода карбюризаторов с 5-7 до 1517 кг/т достигаются уменьшение расхода чугуна в шихте и снижение угара металла.

Повышением расхода кислорода в период плавления с 2—3 до 15—20 м3/т обеспечивают экономию электроэнергии на 35—40 кВтч/т и уменьшение продолжительности плавки на 3—7%.

Накладные общезаводские расходы включают:

заработную плату работникам заводоуправления и начисления на нее;

подъемные при перемещении работников с предприятия;

командировочные расходы;

конторские и почтово-телеграфные расходы;

содержание легкового транспорта;

содержание и амортизация зданий, конторских помещений и инвентаря заводоуправления;

содержание зданий, сооружений и инвентаря общезаводского назначения, заводских складов, общезаводских лабораторий и т.д.;

расходы по рационализации и изобретательству; «разные обязательные отчисления, налоги и сборы;

текущие ремонты;

расходы по испытаниям и исследованиям;

расходы по специальным видам охраны предприятия;

расходы по охране труда и благоустройству;

расходы по производственному обучению и производственной практике учащихся школ и студентов;

прочие расходы.

К внепроизводственным (коммерческим) расходам относят:

отчисления на финансирование научно-исследовательских работ;

затраты на содержание внезаводских базисных складов и перевалочных пунктов;

отчисления на подсобное хозяйство;

стоимость погрузки и перевозки металлопродукции к месту сбыта.

Снижения накладных расходов и себестоимости единицы продукции достигают:

сокращением непроизводительных затрат (штрафы за перепростой вагонов, пени и неустойки по договорам, недостача материалов);

сведением к минимуму административно-управленческих расходов (за счет сокращения числа командировок, численности управленческого персонала, расходов на канцелярские товары и прочих расходов);

уменьшением расходов на погрузо-разгрузочные работы путем их механизации и роботизации, а также за счет более рационального использования всех видов транспорта для перевозки материалов (применение автомобильного и водного транспорта, широкое использование контейнеров).

Расходы по переделу в электросталеплавильном цехе во многом зависят от продолжительности плавки и производительности плавильных агрегатов, мощности печных трансформаторов. Интенсификация процесса и внепечная обработка металла оказывают положительное влияние на снижение расходов по переделу и себестоимости стали.

Эффективным мероприятием в снижении себестоимости является переход электросталеплавильных цехов и отдельных участков на хозяйственный расчет и организацию малых предприятий. При этом повышается личная материальная заинтересованность работников цеха и отдельных участков в экономном расходовании средств и материалов.

Обоснование производственной необходимости в реализации проекта

На сегодняшней день сталеплавильное производство на ОАО «Чусовской металлургический завод» представлено конвертерами и мартеновскими печами.

В настоящее время России уверенно занимает восьмое место в мире по количеству выплавляемой стали в дуговых электросталеплавильных печах, ее объем производства превышает 23%, в то время как общемировое производство стали уже преодолело отметку 30%. Согласно Стратегии развития металлургической промышленности России, к 2020 году доля стали, выплавляемой электродуговым способом, может достигнуть среднемирового уровня и составить – 40%.

Мартеновские печи сами по себе являются технически и даже морально давно устаревшими металлургическими агрегатами. По данным Министерства промышленности и торговли Российской Федерации в 2012 гуду мартеновское производство до сих пор осуществляется на пяти заводах России в этом списке и Чусовской металлургический завод со своими двумя мартеновскими печами. Уже ни для кого не секрет, что технология производства стали в мартеновских печах уступает современным электросталеплавильным агрегатам абсолютно по всем технико-экономическим показателям. Качество мартеновской стали не поддается никакому сравнению с качеством электростали.

Одним из главных условий получения высоких стабильных результатов сталеплавильного производства, является строгое соблюдение главного правила промышленности – «в ногу со временем». Дуговая электросталеплавильная печь с комплексной внепечной обработкой стали на сегодняшний день является и еще долгое время останется именно тем технологическим и техническим достижением промышленности, которая позволяет сделать такую проблемную отрасль экономики, как черная металлургия – экономически и производственно эффективной. Благодаря целому ряду неоспоримых преимуществ и не играющих особого значения недостатков, которые в свою очередь послужат лишь целью к дальнейшему развитию и совершенствованию дуговых электросталеплавильных печей.

На сегодняшний день для Чусовского металлургического завода рациональным будет перейти на выпуск электростали, окончательно остановив тем самым мартеновское производство стали, что свою очередь повлечет возможность существенного увеличения производительности сталеплавильного цеха более чем на 450 тысяч тонн в год. Помимо этого сама собой отпадает проблема качества стали, так как электросталь с комплексной внепечной обработкой стали на сегодняшний день без сомнений является и еще долгое время останется самой качественной сталью. Расход легирующих элементов и выход годного металла в дуговых электропечах значительно превышает показатели мартеновских печей. И наконец, при правильной организации электросталеплавильного производства резко снижаются показатели загрязнения окружающей среды, что тоже не поддается никакому сравнению с загрязнением окружающей среды мартеновскими печами. Пожалуй, единственный и весьма существенный недостаток электрометаллургии, это стоимость электроэнергии, которая на сегодняшний день остается весьма высокой. Но и этот недостаток со временем станет малозначительным, потому что электроэнергетика тоже не стоит на месте и с каждым годом все стремительнее и стремительнее развивается. Примерно каждые 2–3 года в мире строятся новые атомные электростанции, практически каждый год появляются новые альтернативные электростанции, которые аккумулируют энергию из солнечного света, ветра и воздуха. Таким образом, электроэнергия становится все доступнее и следовательно электрометаллургия может спокойно развиваться уже сейчас.

Воплощение Проекта ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали в жизнь позволит модернизировать сталеплавильное производство Чусовского металлургического завода и выведет завод на принципиально новый уровень технической оснащенности.

Заключение

Современные технологические схемы, предусматривающие выплавку стали в дуговых электросталеплавильных печах с применением комплексной внепечной обработки стали на агрегате ковш-печь и последующей передачи жидкой стали на промежуточные устройства, а затем и на установки непрерывной разливки стали – существенно повышают производительность сталеплавильных цехов и металлургических предприятий в целом. Окупают затраты на них, за счет снижения расхода материальных ресурсов, повышения качества выпускаемой металлопродукции и позволяют достигать высоких экономических результатов, которые в принципе могут быть возможны на предприятиях металлургической отрасли.

Реализация Проекта ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали является лишь начальной частью модернизации предприятия по описанной выше современной и совершенной технологической схеме, которая в свою очередь непременно должна перерасти в полную модернизацию технологии и технологического оборудования такого по настоящему значимого производства для ОАО «ЧМЗ», как производство стали. Что в свою очередь должно и будет способствовать повышению конкурентоспособности ОАО «ЧМЗ» на рынке черных металлов, благодаря значительному увеличению выхода годной стали, уменьшению расхода легирующих элементов, сокращению или даже сведению на «нет» отбракованных плавок, повышению производительности сталеплавильного производства и резкому повышению качества выпускаемой металлопродукции.

Немалые капиталовложения в Проект ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали при слаженной и хорошо организованной работе окупаются в течение трех лет и способствуют переходу ОАО «ЧМЗ» на совершенно новый технический и технологический уровень производства.

Реализация Проекта ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали позволяет повысить объемы производства стали почти в два раза, при этом качество производимой стали будет соответствовать абсолютно всем, даже самым высоким требованиям потребителей. Что в свою очередь позволит ОАО «ЧМЗ» отказаться от давно уже морально и технически устаревшего мартеновского производства стали.

Воплощение Проекта ДСП100 с комплексной внепечной обработкой стали в жизнь позволит резко снизить загрязняющее воздействие завода на окружающую среду, на производственный и обслуживающий персонал ОАО «ЧМЗ». Что должно сказаться крайне благоприятно на здоровье персонала градообразующего предприятия и на комфорте проживания в городе Чусовом.

Выполнения дипломного проекта позволило самым детальным образом рассмотреть все тонкости и особенности электросталеплавильного производства и предложить к реализации проект, способствующий резкому технологическому и экономическому прорыву ОАО «ЧМЗ», который полностью оправдывает необходимые капиталовложения на его реализацию.

Что собственно и было рассмотрено и доказано в ходе выполнения мной дипломного проекта по специальности металлургия черных металлов.

Контент чертежей

icon ДСП-100 в разрезе.cdw

ДСП-100 в разрезе.cdw

icon Общий вид ДСП-100.cdw

Общий вид ДСП-100.cdw

icon Плакат техно-экономические показатели инвестиционного проекта проекта.cdw

Плакат техно-экономические показатели инвестиционного проекта проекта.cdw
Технико-экономические показатели инвестиционного проекта
Проект ДСП-100 с комплексной внепечной обработкой стали
Капитальные вложения на реализацию проекта
Дуговая сталеплавильная печь
Агрегат комплексной обработки стали
Амортизационные отчисления
Прирост производительности
Максимальная производительность
Себестоимость 1 тонны электростали
Срок окупаемости проекта
Рентабельность инвестиций
Точка безубыточности
(критический объем производства)

icon Технологическая карта электросталеплавильного цеха.cdw

Технологическая карта электросталеплавильного цеха.cdw
Реальный размер на ватмане 780 мм
Реальный размер на ватмане 180 мм
Реальный размер на ватмане 90 мм
Реальный размер на ватмане 240 мм
Реальный размер на ватмане 270 мм
Реальный размер на ватмане 140 мм
Реальный размер на ватмане 100 мм
Реальный размер на ватмане 221
Технологическая схема
электросталеплавильного цеха
up Наверх