Краткая характеристика сырьевой базы Западносибирского металлургического комбината. Коксохимическое и агломерационное производство. Исследование особенностей технологии производства стали в конвертерах с пониженным расходом чугуна. Безопасность проекта.
Аннотация к работе
По мощности предприятия, условиям ведения технологического процесса, характеру и объему выделяемых в окружающую среду вредностей «ЕВРАЗ ЗСМК» относится к первому классу предприятий. Город Новокузнецк расположен на юге Кемеровской области, в большой котловине, образованной поймами рек Кондомы и Томи и окружен Кузнецким Алатау и Салаирским кряжем. Место постройки комбината выбрано с учетом возможной близости к энерго - сырьевым источникам, а также с учетом наибольшее удаления от жилых массивов города. Главная цель деятельности ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» - производство продукции, удовлетворяющей требованиям и ожиданиям потребителей, в безопасность персонала при допустимом воздействии на окружающую среду. В конвертерном цехе из главного здания происходят выбросы через аэрационный фонарь загрузочного и конвертерного пролетов; вредности, выделяющиеся из горловины конвертера, при сливе стали и шлака в ковш, при ремонтах конвертера, торкретировании, от печей для прокаливания ферросплавов (пыль, оксиды углерода и азота, сернистый газ, фториды); отходящие конвертерные газы (оксиды азота, образующиеся при сжигании выбрасываемого в атмосферу оксида углерода на свече, при дожигании оксида углерода в котле-утилизаторе); выбросы из ковшевого пролета - оксиды азота и углерода от стендов для нагрева ковшей и пыль, при отсутствии ее улавливания над местами ломки футеровки.В рамках дипломного проекта был разработан проект реконструкции кислородно-конвертерного цеха №1 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». В качестве основных мероприятий по реконструкции с целью улучшения качества выпускаемой металлопродукции: Установка на УВОС аппаратов для подачи порошковой проволоки для более полного усвоения раскислителей.
План
План эвакуации УВОС конвертерного цеха приложение А.
Введение
В основных направлениях экономического и социального развития в черной металлургии предусмотрено обеспечение прироста производства стального проката без роста выплавки чугуна при снижении его расхода, а также дальнейшее расширение производства конвертерной стали. Планируемое улучшение структуры сталеплавильного производства, наращивание мощностей конвертерного производства, характеризующегося более высоким удельным расходом жидкого чугуна на получение стали, делает особенно актуальными проблемы экономии чугуна и снижения его расхода путем улучшения тепловой работы конвертеров, замены его в шихте металлоломом.
Комплексное применение методов понижения доли чугуна и увеличения доли металлического лома в шихте конвертеров основан на предварительном подогреве лома перед заливкой чугуна.
Увеличение расхода лома в конвертерном производстве стали приобретает все большее значение как в нашей стране, так и во многих индустриально развитых странах, в связи с ростом металлофонда, выводом из эксплуатации мартеновских печей и возможностью использования амортизационного лома.
Целью настоящего дипломного проекта является реконструкция ККЦ №1 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» с целью повышения качества выплавляемой металлопродукции.
1. Общая часть
1.1 История ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат»
Первого июля 2011 года создано ОАО «ЕВРАЗ Западно-Сибирский металлургический комбинат», в состав которого вошли два комбината - ОАО «НКМК» и ОАО «ЗСМК».
Решение об объединении ОАО «НКМК» и ОАО «ЗСМК» в одно предприятие было продиктовано рядом причин, таких как необходимость повышения конкурентоспособности предприятий, снижения производственных издержек, управленческих и административных затрат, формирование единой корпоративной культуры, единого стандарта в области управления персоналом и социальной политики.
1) История Новокузнецкого Металлургического Комбината началась со строительства гиганта советской индустрии - Кузнецкого металлургического комбината (КМК), который был возведен за 1000 дней. В июне 1929 года начались первые земляные работы на площадке Кузнецкстроя, а уже в апреле 1932 года был получен первый чугун. 30 декабря 1932 года были прокатаны первые рельсы Сибири. Так впервые в мировой практике металлургический цикл замкнулся за один год.
1933 - 1940 годы - идет формирование «кузнецкой металлургической школы» под руководством главного инженера Кузнецкстроя Ивана Павловича Бардина. Осваиваются новые производственные мощности, технологии, зарождаются и укрепляются традиции рационализаторства, изобретательства, трудовых соревнований. Мощность завода по сравнению с проектной увеличена в 1,5 раза.
В годы Великой Отечественной войны перед Кузнецким металлургическим комбинатом поставлена задача стратегической важности: наладить производство броневой стали, броневого листа, качественных и легированных профилей проката. С поставленной задачей кузнецкие металлурги справились в рекордно короткие сроки. Уже в июле 1941 года на комбинате был получен первый броне металл.
За успешное выполнение заданий Государственного Комитета Обороны по обеспечению страны высококачественным металлом для производства танков, самолетов, вооружения и боеприпасов в годы Великой Отечественной войны КМК награжден: 10 апреля 1943 года - орденом Ленина; 31 марта 1945 года - орденом Трудового Красного Знамени; 13 сентября 1945 года - орденом Кутузова 1 степени.
17 февраля 1971 года КМК награжден орденом Октябрьской Революции за большие достижения в выполнении пятилетнего плана по увеличению выпуска металла на действующих мощностях и в повышении эффективности производства.
1970-1980 годы - кузнецкие металлурги устанавливают трудовые рекорды, добиваясь по ряду производств наивысших показателей в истории советской металлургии. Благодаря таланту и самоотверженному труду инженеров и рабочих комбинат в четыре раза превысил свою проектную мощность.
В сентябре 1984 года отгружены последние рельсы для соединения трассы БАМА. Кузнецкие металлурги получили почетное право укладки «Золотого звена» Байкало-Амурской магистрали.
В 1992-1993 годах была осуществлена приватизация КМК, комбинат был преобразован в акционерное общество открытого типа «Кузнецкий металлургический комбинат».
В 1998 году на комбинате вводится внешнее управление, в ходе которого были предприняты меры для экономического оздоровления КМК. Однако общая сложная ситуация, кризис на мировом рынке металлопродукции не позволили в полной мере восстановить платежеспособность предприятия.
В 2003 г. по окончании конкурсного производства, основные цеха и подразделения КМК были объединены в рамках ОАО «НКМК». Новокузнецкий металлургический комбинат стал частью крупнейшей российской горно-металлургической группы «ЕВРАЗХОЛДИНГ». Функции единоличного исполнительного органа были переданы управляющей организации ООО «ЕВРАЗХОЛДИНГ».
16 мая 2003 г. на Международной выставке-ярмарке «Экспо-Сибирь» продукция комбината НКМК удостоена Золотой медали.
17 октября 2003 г. вступил в строй действующих агрегат комплексной обработки стали (АКОС) в ЭСПЦ.
31 октября 2003 г. РБЦ впервые прокатаны 130 тонн трубной заготовки диаметром 120 мм.
В августе 2004 г. на НКМК освоено производство нового вида рельсов - заэвтектоидных, обладающих повышенной износоустойчивостью, предназначенных для кривых участков пути малого радиуса.
В декабре 2004 г. в ЭСПЦ после модернизации запущена в производство электродуговая печь №2 с эркерной подиной.
В октябре 2005 г. введена в эксплуатацию газоочистка электродуговой печи № 2 в ЭСПЦ.
В феврале 2006 года в головной части рельсобалочного цеха введена в строй нагревательная печь с шагающими балками фирмы Techint. Она позволила обеспечить работу ЭСПЦ и рельсобалочного цеха в единой связке и коренным образом изменила структуру производства, улучшила качество рельсовой продукции.
В январе 2007 г. введен в эксплуатацию цех разделения воздуха, который позволил полностью обеспечить комбинат кислородом и азотом собственного производства.
В марте 2008 года начал работу ковшевой вакууматор в ЭСПЦ, ввод в строй которого позволил значительно повысить качество рельсовой стали НКМК.
В 2009 г. НКМК начал выпуск новых рельсов из модифицированных барий-содержащих сплавов, которые получили высокую оценку ОАО «РЖД».
С 1 марта 2010 г. на НКМК создано новое обособленное подразделение «Энергокомплекс - филиал НКМК», в который вошли ТЭЦ, газовый цех и цех водоснабжения.
В октябре 2010 г. завершен первый этап проекта технического перевооружения рельсового производства ОАО «НКМК».
2) Западно Сибирский Металлургический Комбинат - последний из построенных в Советском Союзе металлургических заводов с полным металлургическим циклом.
19 апреля 1957 г. Совет Министров СССР принял постановление об утверждении проектного задания на строительство Западно-Сибирского металлургического завода.
12 марта 1964 г. Высший Совет народного хозяйства Совета Министров СССР утвердил проектное задание ЗСМЗ. Первая группа строителей приехала на Антоновскую площадку, выбранную для возведения завода, 27 мая 1957 г. Именно этот день до сих пор считается праздником первостроителей Запсиба.
Полный металлургический цикл на Запсибе был замкнут 17 апреля 1970 г. В этот день прокатали первый блюмс на непрерывно - заготовочном стане обжимного цеха. А ровно через десять лет, 21 апреля 1980 г., вступило в строй последнее из крупнейших запсибовских производств - метизное. В середине 80-х годов Запсиб освоил уникальную производственную технологию, позволяющую отливать сталь без использования необработанного железа, что явилось абсолютно новым словом в мировой металлургии.
Вскоре после получения патента несколько зарубежных стран закупили лицензию на использование изобретенного на Запсибе нового метода отливки стали.
30 июня 1983 г. Западно-Сибирский металлургический завод получил статус комбината. В июле 1986 г. была получена 100-милионная тонна запсибовской стали - через семнадцать с половиной лет после запуска первого сибирского конвертера.
30 ноября 1992 г. Западно-Сибирский металлургический комбинат стал открытым акционерным обществом. Решение было принято на общем собрании трудового коллектива ЗСМК.
В 2002 г. Управляющей компанией ОАО «ЗСМК» становится ООО «ЕВРАЗХОЛДИНГ», с приходом которой комбинат начинает интенсивно развиваться и модернизироваться.
Февраль 2004 года - выведена на проектную мощность восьмиручьевая сортовая машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
4 февраля 2005 года во втором конвертерном цехе сдан в эксплуатацию двухпозиционный агрегат «печь-ковш».
16 ноября 2005 года введена в эксплуатацию двухручьевая слябовая машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) производительность до 2,5 млн. тонн в год
22 декабря 2005 года - пуск после коренной реконструкции коксовой батареи №1.
25 апреля 2006 года постановлением Правительства РФ комбинату во второй раз присуждена Премия Правительства Российской Федерации в области качества 2005 года (первая была присуждена в 1999 году).
В июле 2007 года Запсибу - единственному металлргическому предприятию в России - вручена Благодарность Президента России В.В.Путина за особый вклад в развитие металлургической промышленности.
12 марта 2009 года ЗСМК посетил Председатель Правительства РФ Владимир Путин, находившийся с рабочей поездкой в Новокузнецке. В ходе визита премьер-министр осмотрел кислородно-конвертерный цех комбината, ознакомился с работой уникальной слябовой машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
В 2007 и 2009 годах ЗСМК был награжден дипломом лауреата конкурса “Золотая медаль” Европейское качество” в номинации “100 лучших организаций России. Экология и экологический менеджмент“.
В 2009 г. продукция Западно-Сибирского металлургического комбината подтвердила высокое качество, получив золотые и серебряные награды на Всероссийском конкурсе «100 лучших товаров России». Два вида продукции прокатного производства Западно-Сибирского металлургического комбината - профили горячекатаные для крепи горных выработок и прокат термомеханический упрочненный класса АС500С повышенной хладостойкости - отмечены наградами на федеральном этапе конкурса «100 лучших товаров России 2009 года».
В 2010 г. продукция Западно-Сибирского и Новокузнецкого металлургических комбинатов получила признание на 13-м всероссийском конкурсе «100 лучших товаров России» и региональном конкурсе «Лучшие товары и услуги Кузбасса 2010 года».
ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» выставляет свою продукцию на конкурс «100 лучших товаров России» с 2001 года. За это время 6 видов изделий были удостоены звания «Лучшие товары и услуги Кузбасса» и 15 видов получили статус «100 лучших товаров России».
Для обеспечения производственного цикла комбината поступают следующие сырьевые материалы: Коксующиеся угли для нужд коксохимического производства поставляют следующие шахты и разрезы: разрез Тайбинский, разрез Березовский, разрез Шестаки, разрез Красный Брод, разрез Красный углекоп, шахта Анжерская-Южная, шахта Алардинская, Шахта №12, шахта Томусинская, шахта Конюхтинская-Южная.
Для производства агломерата используется следующее сырье: Абагурский и Мундыбашский концентрат (поставщик ОАО «Евразруда»), Коршуновский концентрат (поставщик ООО «ТД «Мечел»), Высокогорский концентрат (поставщик ОАО «Высокогорский ГОК»), Лебединский концентрат (поставщик ОАО «Лебединский ГОК»), Михайловский концентрат (поставщик ОАО «Металлоинвест-Руда»).
Для производства извести используется Гурьевский известняк.
Чугун поступает из доменного цеха комбината. Металлолом используется как оборотный, так и приобретенный на стороне.
Известь в сталеплавильные цеха поступает из аглоизвесткового производства (цех обжига известняка).
В качестве охладителя так же могут использоваться Качканарские окатыши, агломерат.
Ферросплавы поставляются: ООО «ФЕРРОТРЕЙДИНГ», ЗАО «СГМК-Трейд», ООО ТД «ЗАО «ПТК «Ферросплав»», ООО «ПТК «Втормет»»
Огнеупоры на комбинат поступают от следующих поставщиков: ООО «Магнезит», ООО «ОГНЕУПОРТРЕЙДГРУПП», ООО «ВТ Технологии».
Строительная площадка ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» очень энергоемкое предприятие так как на комбинате в технологическом процессе и на вспомогательных участках и цехах огромное количество электрических машин. Электроэнергия подается по высоковольтным линиям с Томь-Усинской ГРЭС.
Кислород, аргон и азот производят два кислородных цеха. Мощность этих цехов позволяет работать с большим запасом кислорода, аргона и азота.
Природный газ комбинат получает по трубопроводу с месторождения Северо-Западной Сибири.
Коксовый и доменные газы, также как и кислород, аргон и азот, на ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» свои. Они получаются при работе КХП и доменного цеха.
Пар и вода на комбинат подаются с Запсибовской ТЭЦ. Вода на ТЭЦ забирается через каналы с реки Томь. Сжатый воздух производят на компрессорной станции.
1.3 Сортамент выплавляемых сталей
В сталеплавильных цехах комбината выплавляются следующие марки стали: - спокойная углеродистая: ст1-ст5; 10-50; 16Д; 60-70 кан; 54пп; 55пп; 60пп;
Химический состав стали, и допустимые отклонения по химическому составу в заготовках должны соответствовать требованиям ГОСТ 380-94, ГОСТ 1050-88, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5781-82, ГОСТ 19281-89 и другим стандартам и техническим условиям.
1.4.1 Коксохимическое производство
В состав коксохимического производства входят следующие цехи: углеобогатительный (ЦОФ-1), углеподготовительный, коксовый №1 и №2, химического улавливания №1 и №2, ректификации бензола, смолоперерабатывающие, фталевого ангидрида, ремонтно-механический и цех энергообеспечения, вентиляции и очистки технологических сточных вод.
Углеобогатительный цех, введен в эксплуатацию в ноябре 1966 года.
Проектная производительность - 6400 тыс. т. рядовых углей в год.
Назначение цеха - обеспечение коксовых батарей низкозольным концентратом с оптимальной влажностью и выполнения плана отгрузки на сторону.
В состав цеха входят: а) главный корпус, включающий: - грохота классификации угля - 4 шт.;
- тяжелосредние сепараторы «Теска» - 2 шт.;
- отсадочные машины - 4 шт.;
- осветители шлама - 4 шт.;
- оборудование обезвоживания и транспортировки продуктов обогащения;
- флотационные машины - 4шт;
б) сушильное отделение, в котором установлено десять сушильных барабанов с пылеулавливающим оборудованием;
в) наружный механизированный шламовый отстойник с площадью осаждения 1870 м2;
г) склад полупродуктов обогащения, состоящий из: - дозировочное отделение закрытого склада рядового угля общей емкостью 71400 м3;
- конвейерные мосты и галереи для подачи рядовых углей в главный корпус, а продуктов обогащения - на коксование и для отгрузки на сторону;
- наружный склад флотореагентов емкостью 50 м3 каждый - 6 шт.
Углеподготовительный цех, проектная производительность - 6339,5 тыс. т. сухой угольной шихты и с учетом термоподготовителъной шихты 7114,4 тыс.т.
1.4.2 Агломерационное производство
Агломерационно-известковое производство находится на территории комбината.
В состав производства входят: - агломерационный цех;
- дробильно-сортировочная фабрика;
- цех обжига известняка;
- насосно-шламовый цех.
Агломерационный цех включает три агломашины типа АКМ 252/312 общей площадью спекания 852 м2.
Аглошихта состоит из (80-85)% тонко измельченных концентратов. В качестве интенсификаторов применяются известь (20-30 кг/т агломерата) и кислород (4-6 нм3/т агломерата). Спекание шихты двухслойное.
Технологической схемой предусмотрен подогрев шихты до (55-60)°С горячим возвратом.
Агломерат после спекания дробится и сортируется на самобалансных грохотах [2]. Охлаждение отгрохоченного агломерата с каждой агломашины производится на прямолинейном охладителе ОП-315 с последующим выделением холодного возврата. Холодный возврат на грохотах ГР-173 делится на возврат и «постель».
Готовый агломерат по конвейерным трактам подается в доменный цех. Перед загрузкой в скип из агломерата отделяется класс минус 5 мм и направляется в смеси с холодным возвратом в корпус первичного смешивания.
Агломерационное сырье, известняк для получения конвертерной извести, а так же окатышей и доменная руда разгружаются на двух роторных вагоноопрокидывателях и подаются по конвейерным трактам на склады. На ДСФ имеются три закрытых склада концентрата емкостью 97000 м3 каждый и одну открытый склад, вмещающий 75 тыс т известняка.
Дробление кокса, поступающего на агломерацию с КХП, производится в две стадии: на короткоконусной дробилке до крупности 15 мм и затем на четырехвалковых дробилках типа 700х900 до крупности 0-3 мм.
Дробление известняка для агломерации производится на трех лотковых дробилках типа ДМРИЭ-14,5х13х1000 для крупности 0-Змм.
С декабря с 1971 года для известкового концентрата в потоке эксплуатируется установка №1, а с августа 1977 г. - установка № 2.
В цехе десять шахтных печей производительностью по 200 т извести в сутки каждая и две шахтные печи производительностью по 500 т извести в сутки.
Обжигу подвергается известняк фракции (32-80) мм. Мелочь известняка менее 32 мм отсевается в отделении сортировки известняка и направляется на агломерацию или на внешний склад для отгрузки.
Обожженная известь сортируется. Известь менее 10 мм додрабливается на молотковой дробилке и пневмотранспортом подается на ДСФ. Известь крупнее 10 мм перевозится в конвертерные цехи.
1.4.3 Доменный цех
Доменный цех ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» является одним из крупнейших в России. Всего в составе три печи: одна - объемом 2000 м3, две 3000 м3. Общий полезный объем доменный печей по цеху - 8000 м3 (данные представлены в таблице 1).
В составе доменного цеха имеются: - четыре разливочные машины конструкции ИЗТМ с оборотным циклом водоснабжения;
- депо ремонта чугуновозных ковшей;
- отделение приготовления огнеупорных масс;
- два склада холодного чугуна емкостью 900 т;
- шлаковый отвал;
- два приемных устройства для разгрузки сырья.
Таблица 1 - Характеристика доменных печей
Характеристика печей Объем печи, м3
2000 3000
Диаметр горна, мм 9750 11600
Диаметр распара, мм 10900 12800
Диаметр колошника, мм 7300 8400
Полезная высота печи, мм 29400 34000
Число фурм на одной печи 20 28
Количество воздухонагревателей на одной печи 4 4
Поверхность нагрева одного воздухонагревателя, м2 31800 48784
Доменная печь №1 объемом 3000 м3 (реконструкция с увеличением полезного объема выполнена в 1976 г.) имеет три летки для чугуна, одну летку для шлака и двадцать восемь воздушных фурм. Количество выпусков чугуна при максимальной производительности доменной печи 16-18 в сутки.
Проект доменной печи №2 объемом 2000 м3 с двумя чугунными летками разработана Сибгипромезом.
В состав доменной печи входят следующие объекты: - собственно доменная печь;
- литейный двор и поддоменник;
- грузопассажирский лифт;
- блок воздухонагревателей;
- здание колошникового подъемника;
- колошниковый наклонный мост;
- пылеуловитель с газопроводом грязного газа;
- здание пункта управления печью;
- сооружение комплекса шихтоподачи.
Доменная печь №2 имеет двадцать четыре воздушные фурмы. Верхний шлак не отрабатывается, при максимальной производительности количество выпусков чугуна на печи 14-15 в сутки.
Доменная печь №3 с полезным объемом 3000 м3 имеет три чугунные летки, двадцать восемь воздушных фурм, верхний шлак не отрабатывается, количество выпусков чугуна 16-18 в сутки.
Кожух печи рассчитан на внутреннее рабочее давление газовой среды у фурм в 4,2 атмосфер (атм), на колошнике до 2,5 атм и давление при взрыве на колошнике 6 атм.
Разливка чугуна и шлака на доменной печи механизирована, установлены желоба «ванного» типа. Для передвижения ковшей установлены электротолкатели.
Весь выплавляемый передельный чугун отправляется в конвертерные цехи № 1 и № 2 в ковшах емкостью 140 т и 420 т - миксерного типа.
Шлак в ковшах 16,5 м3 отправляются на шлакопереработку (гран-шлак, щебень). Передельный чугун выплавляется согласно техническим условиям для переработки в кислородных конвертерах.
1.4.4 Сталеплавильное производство
В состав сталеплавильного производства входят: конвертерный цех № 1, конвертерный цех № 2, цех подготовки состава, смоломагнезитовый цех, копровый цех, цех ремонта металлургических печей, цех ремонта сталеплавильного оборудования.
Сталеплавильное производство является ключевым в технологической цепочке производства продукции на комбинате.
Конвертерный цех № 1
Кислородно-конвертерный цех № 1 предназначен для производства стали в слитках и является неотъемлемой частью в технологической цепи металлургического предприятия.
Конвертерный цех №1 включает в себя: - конвертерное отделение;
- разливочное отделение с участком ремонта стальковшей;
- миксерное отделение;
- приемное устройство подачи сыпучих материалов;
- отделение магнитных материалов (шихтовый двор);
- шлаковый двор;
- дымососное отделение;
- участок по производству теплоизолирующей засыпки;
- административно-бытовой корпус.
Главное здание цеха многопролетное, состоящее из конвертерного отделения, отделения разливки стали, участка ремонта стальковшей, участка ферросплавов.
Конвертерное отделение (многопролетное, шириной 69м, длиной 216м и высотой 53м) предназначено для размещения 3 конвертеров, технологического оборудования, сооружений, необходимых для подачи сыпучих материалов в конвертер, кислорода, отвода и охлаждения конвертерных газов, а также связанных с их эксплуатацией различных вспомогательных устройств и механизмов, в том числе: энергопролет, загрузочный пролет, конвертерный пролет с отделением прокаливания ферросплавов. На нулевой отметке энергопролета размещены машинные залы №№1-4, на отметке 8,18 энергопролета размещены подсобные помещения - помещения ремонтных служб, инструментальная. Между отметками 11,4 до 13,7 расположен кабельный полуэтаж с автоматической системой пожаротушения. На отметке 13,7 расположены главные пульты управления конвертерами и котлами-утилизаторами.
Для обслуживания конвертеров пролет перекрыт рабочей площадкой на отметке 8.18 м на которой расположен железнодорожный путь для подачи жидкого чугуна и железнодорожный путь для подачи металлолома. По высоте здания конвертерного отделения имеется ряд вспомогательных площадок, предназначенных для обслуживания газоотводящего тракта, тракта сыпучих материалов, машины для подачи кислорода в конвертер. На рабочей площадке по оси конвертеров расположены машины для торкретирования футеровки конвертера, посты управления торкретмашинами, вспомогательные пульты управления конвертерами, сталевозами при сливе металла, шлаковозами при сливе шлака, а также переносные площадки для проведения горячих ремонтов футеровки конвертеров и сталевыпускных отверстий. Под рабочей площадкой на отметке ±0.0м размещены пути сталевозов-шлаковозов, насосные станции, маслостанции централизованной смазки привода конвертера, участок ремонта кислородных (продувочных) фурм и мастерские электротехнического персонала.
Машины для подачи кислорода в конвертер 2-х стендовые и обеспечивают перемещение кислородных фурм в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Приводы машин расположены на отметке 37 м, что позволяет при необходимости работать одним или другим стендом. В стендах на каретках устанавливается по фурме диаметром 219 мм, имеющие автономное подключение воды и кислорода металлорукавами.
Над каждым конвертером расположен газоотводящий тракт, который включает в себя комплекс сооружений, обеспечивающих улавливание, отвод, охлаждение и очистку конвертерных газов, выработку насыщенного пара давлением 35 кг/см2 в количестве 250 т/час. Газоотводящий тракт работает по системе полного дожигания газов, выделяющихся из конвертера в процессе продувки плавки кислородом. Физическое тепло конвертерных газов используется для выработки насыщенного пара. Очищенный до санитарных норм и охлажденный до температуры 600 ?С конвертерный газ выбрасывается в атмосферу.
Участок разливки стали предназначен для разливки стали из сталеразливочного ковша в изложницы через шиберный затвор сверху.
Производительность участка определяется производительностью конвертеров.
Участок расположен в главном здании конвертерного цеха в рядах колонн А-Б-В и осях 1-19.
В состав участка разливки стали входят два разливочных пролета (1-ый пролет в рядах колонн Б-В в осях 1-19, 2-ой пролет в рядах колонн А-Б в осях 1-19) и участок ремонта футеровки сталеразливочных ковшей (в рядах колонн В-Г, осях 15-19).
В первом разливочном пролете находятся: Две разливочные площадки (№ 1 и № 4) с возможностью разливки по одному составу с изложницами на каждой; три разливочных крана (№№5, 6, 24, грузоподъемностью 200/50/16 т), оборудованные тензовесами фирмы «Метрипонд» для взвешивания ковшей с жидким металлом и разливки стали с минимальными потерями в виде недоливков. Разливочную площадку № 1 обслуживает разливочный кран №5, разливочную площадку № 4 - кран № 24, между этими кранами работает кран № 6 для подготовки сталеразливочных ковшей под плавку и постановку их на сталевозы.
Самоходные сталевозы №№ 1, 2, 3, предназначенные для транспортировки сталеразливочных ковшей с жидким металлом после слива плавки из конвертеров на установки внепечной обработки стали и далее в разливочные пролеты № 1 и № 2.
Передаточные тележки: сталеразливочных ковшей и бункеров с ферросплавами для установок внепечной обработки стали.
Стенды сборки сталеразливочных ковшей под плавку с манипуляторами для установки шиберных затворов на ковш - 3 шт.
Стенды для сталеразливочных ковшей - 3 шт.; стенды для шлаковых чаш - 2 шт.
Два стенда сушила №2 для сушки огнеупорной футеровки сталеразливочных ковшей по одной газовоздушной горелки на каждом.
Защитный экран обработки стакана сталеразливочного ковша кислородом после разливки металла.
Телескопическое устройство для кладки футеровки конвертера.
Домкратное устройство, для установки днища после перефутеровки конвертера.
Мастерская для сборки шиберных затворов.
Во втором разливочном пролете находятся: Разливочные площадки № 2 и № 3 с двумя постановочными местами для составов с изложницами на каждой площадке и возможностью одновременной разливки в два состава.
Два сушила (№№ 3, 4) с тремя стендами для сушки огнеупорной футеровки сталеразливочных ковшей и тремя газовоздушными горелками.
Резервный стенд для сборки сталеразливочных ковшей под плавку с манипулятором для установки шиберного затвора на ковш - 1 шт.
Стенды для сталеразливочных ковшей - 5 шт.; стенды для шлаковых чаш - 3 шт.
По одному защитному экрану для обработки кислородом ковшей после разливки плавки у каждой из разливочных площадок №№2, 3.
Разливочные краны №№ 7, 8, 25 грузоподъемностью 200/50/16 т и кран №22 - 200/50т, оборудованные тензовесами фирмы «Метрипонд».
Стенды для установки шлаковых чаш - 3 шт.
Шлаковые чаши в пролеты подаются по железнодорожным путям № 40 и № 80. В шлаковые чаши кантуется жидкий шлак после разливки металла из сталеразливочного ковша.
Для обработки стали в ковше инертными газами, доводки металла в ковше по темпертуре, химическому составу, окисленности по ряду «Б» с выходами в первый и второй разливочные пролеты, над путями сталевозов построены установки внепечной обработки стали (УВОС). Внедрение технологии обработке металла на УВОС позволило: Усреднить температуру металла в ковше перед разливкой;
Корректировать металл в ковше по химическому составу и окисленности, рафинировать металл инертным газом.
Каждая установка оборудована пультом управления, с которого производится управление самоходным сталевозом, фурмами для продувки металла в ковше инертными газами, запорной арматурой подачи инертного газа. На пульту установлены приборы КИПИА для контроля за технологическими параметрами. УВОС имеет манипулятор для замера температуры стали в ковше, замера окисленности металла, отбора ковшевой пробы металла для экспресс-анализа. Корректировка стали по температуре производится присадкой в ковш с металлом извести, доломита под конвертером или вводом в металл разливочным краном металлической штанги квадрата 100 мм или квадрата 150 мм.
К началу выпуска металла из конвертера на разливочной площадке должен находиться состав с изложницами. Состояние изложниц контролируются разливщиком стали и контроллером ОТК с площадки расположенной на специальной передвижной тележке, которая перемещается над изложницами. Управление тележкой для осмотра изложниц производится разливщиком стали как с площадки тележки так и с разливочной площадки. При необходимости эта тележка используется и для очистки изложниц от мусора специальным пылесосом.
Конвертерный цех № 2
Площадка цеха расположена на северо-восточной окраине заводской территории, которая в свою очередь находится в 20 километрах северо-восточнее г. Новокузнецка на правом правобережье реки Томи. На территории строительства в прошлом было Костино болото. На всей территории строительства снят верхний слой торфа и заменен суглинистым грунтом (планомерно возведенная насыпь). Климат района - резко континентальный. Расчетная температуры - 37 градусов. Снеговой покров держится 6 месяцев, средняя его мощность 500 миллиметров. Гидрогеологические условия площадки характеризуются наличием двух водоносных горизонтов. По данным химанализа воды этих горизонтов не являются агрессивными по отношению к бетону разных марок. Сообщение с городом обеспечивается по асфальтированной магистральной автодороге с мостовым переходом через реку Томь, а также по электрифицированной однопутной железной дороге.
Площадка цеха ограничена с западной стороны действующим конвертерным цехом №1 и цехом подготовки составов, с северной стороны площадкой аглодоменного производства, с южной стороны - действующим блоком ремонтно-вспомогательных цехов.
В состав комплекса входят: объекты конвертерного цеха №2, цеха подготовки составов, известкового цеха, кислородная станция №1 и ПВС. Существенное развитие получают все хозяйства завода: газовое, теплосиловое, электрическое, железнодорожное, связи, водоснабжение и другие.
1) Объекты конвертерного цеха №2 (основного производственного назначения): Конвертерное отделение с двумя конверторами №4 и 5, емкостью 350 тонн каждый, с двумя котлами-утилизаторами ОКГ-250-2, с трехступенчатой газоочисткой мокрого типа, системой отвода продуктов горения «без дожигания СО» в газоотводящем тракте.
Двухпролетное отделение разливки стали с четырьмя разливочными площадками.
Дымососное отделение с двумя нагнетателями типа 7500-130-1 для отсоса дымовых газов производительностью 30000 м3/ч и дожигающими устройствами.
Отделение перелива чугуна, предназначенное для приема чугуновозов миксерного типа, слива чугуна в чугуновозные ковши.
Приемное устройство и тракт подачи сыпучих материалов длиной около 500м.
Отделение подготовки лома (первая очередь) с закромами, вмещающими 7500 тонн скрапа, с эстакадой подачи совков с ломом в конвертерное отделение.
Шлаковое отделение, состоящее из двух шлаковых полей и участка кантования твердого шлака.
2) Объекты подсобного производственного и обслуживающего назначения: Расширение цеха подготовки составов, в том числе: а) двор изложниц №2; б) отделение раздевания слитков №2; в) отделение гидроочистки изложниц №2; г) отделение смазки изложниц №2.
Отделение ремонта футеровки ковшей миксерного типа (первая очередь).
Расширение известкового цеха за счет строительства двухшахтных печей №9 и 10.
Кустовая лаборатория №2.
Расширение АТС.
Административно-бытовой корпус (АБК).
Пешеходная галерея от АБК до конвертерного и разливочного отделений.
Провешенный металлолом в конвертерное отделение подается на скраповозе в совках емкостью 50 м3 и с помощью завалочной машины заваливается в конвертер. После завалки на лом через течки сыпучих отдается 50-60 % расчетной извести на плавку и конвертер поворачивается в положение под заливку чугуна (в осенне-зимний период и при необходимости экономии чугуна используется технология подогрева металлолома в конвертере, в этом случае после отдачи извести в конвертер отдается 3-5 тонн угля, конвертер поворачивается, фурма опускается, подается кислород и производится подогрев лома в течение 3-10 мин). Чугун по весу, заданному машинистом дистрибутора, подается в конвертерное отделение в заливочном ковше на самоходном чугуновозе, поднимается заливочным краном и по команде сталевара заливается в конвертер. После заливки чугуна конвертер ставится вертикально, машинист дистрибутора опускает фурму и открывает кислород. Продувка длится 18-22 мин с интенсивностью 600-1100 м3/мин, за это время отдаются остальные 40-50 % извести и при необходимости руда, агломерат, доломит и т.д. Во время продувки подручный сталевара подвозит автопогрузчиком с участка подготовки ферросплавов необходимое количество провешенных ферросплавов согласно заданной марки и размещает их в совке. По окончании продувки плавки осуществляется повалка конвертера, во время которой сталевар конвертера с подручным производит скачивание шлака в чашу на шлаковозе, отбирает пробу металла и шлака и производит замер температуры. При соответствии температуры и хим.анализа металла заданной марки стали производится слив и раскисление стали. Слив металла из конвертера в ковш, установленный на сталевозе, осуществляет машинист дистрибутора по команде мастера. Во время слива мастер со сталеваром раскисляет и доводит металл по химическому составу согласно ГОСТУ или ТУ путем отдачи ферросплавов, науглероживателя из совка через течку в ковш. После слива плавка на сталевозе выдается в разливочный пролет, остатки шлака частично сливаются в чаши. На остаточный шлак отдается известь (флюс или обоженный доломит) и наводится шлаковый гарнисаж. Конвертер после осмотра футеровки мастером и сталеваром отдается под следующую плавку. Средний цикл плавки 45-50 мин.
1.4.5 Прокатное производство
Обжимной цех
Развитие прокатного производства на комбинате характеризуется последовательным наращиванием объемов проката до 5 млн. тонн в год, увеличением выпуска экономичных видов продукции.
В состав обжимного цеха входят: блюминг «1300», непрерывно-заготовочный стан 850 / 750 / 500 , отделение нагревательных колодцев, склад полупродукта, помещение для подачи и хранения коксика и уборки шлака.
Проектная мощность блюминга по всюду составляет 6,0 млн т/год Производственная мощность 6300 тыс т.
Посад слитков в колодце и нагрев их производится по схемам и в соответствии с разработанными нормами температуры и времени.
Прокатанные на стане блюмы и станы сечением 350х350 мм и 140 -160х580?720 мм при необходимости подвергаются зачистке в горячем состоянии на спаренной машине огневой зачистке, установленной в технологическом потоке за блюмингом.
Обрезка концов раскатом производится на ножницах с усилием резания 1250 т и в соответствии с разработанными нормами обрези. Порезка полупродукта на мерные длины производится согласно заказам по действующим ГОСТАМ и ТУ.
Непрерывно-заготовочный стан 850 / 750 / 500 введен в эксплуатацию в 1970 г, фирма - изготовитель оборудования «Шкода» ЧССР Проектная мощность - 4900 тыс. т / г
Основным сортаментом стана являются заготовки квадратного и прямоугольного сечения 80х80 мм, 150х150 мм, 150х200 мм и 165х200 мм.
Блюмы, прокатанные на стане «1300», после обрези на ножницах 1250 т транспортируются по рольгангу к непрерывно-заготовочному стану.
Полученный раскат сечением 150х150 мм, 150х200 мм, 165х200 мм транспортируется 400-т летучим ножницам для обрези передних концов и задних концов и порезки на мерные длины. После порезки и клеймения заготовки собираются в пакеты и передаются на холодильник.
Основная часть продукции передается для дальнейшего передела в мелкосортном и среднесортном цехах, а часть продукции отправляется на сторону в виде товарной заготовки.
Сортопрокатный цех
Включает в себя три стана: проволочный, мелкосортные станы 250-1, 250-2.
Мелкосортный стан 250-1: - проектная мощность - 630 усл. тыс т.;
Вывод
В рамках дипломного проекта был разработан проект реконструкции кислородно-конвертерного цеха №1 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Были произведены все необходимые технологические расчеты. В качестве основных мероприятий по реконструкции с целью улучшения качества выпускаемой металлопродукции: Установка на УВОС аппаратов для подачи порошковой проволоки для более полного усвоения раскислителей.
Замена футеровки шлакового пояса сталеразливочного ковша МКРКП - 45 №16 на МКТП - 85 №87 для сокращения числа перефутеровок.
Установка аппаратов для отсечки шлака.
Выполненные мероприятия позволят улучшить качественные показатели стали. Ожидается улучшение условий труда и экологической обстановки кислородно-конвертерного цеха №1.
Список литературы
1. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали: учеб. для вузов / В.А. Кудрин - М.: Мир, 2003. - 528 с.
2. Баптизманский В.И. Тепловая работа кислородных конверторов: учеб.для вузов / В.И. Баптизманский, Б.М.Бойченко, В.П. Черевко - М.: Металлургия,1988.- 174 с.
3. Материальный и тепловой баланс конверторной плавки с использованием твердых бытовых отходов: метод. указ. / Е.В. Протопопов [ и др]; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк: СИБГИУ, 2008. - 47 с.
5. Протопопов Е.В. Основы ресурсо- и энергосберегающих технологий конвертерной плавки: учеб. пособие для вузов / Е.В. Протопопов, М.И. Волович, И.П. Герасименко - Сиб. Мет. Инс-т. - Новокузнецк: СМИ, 1990.- 93с.
6. Дюдкин Д.А. Современная технология производства стали / Д.А. Дюдкин, В.В. Кисиленко - М.: Теплотехник, 2007. - 528 с.
7. Бигеев А.М. Металлургия стали: учеб. для вузов / А.М. Бигеев, В.А. Бигеев - Магнитогорск: МГТУ, 2000. - 544 с с.
8. Меджиборский М.Я. Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных процессов: учеб. пособие для вузов / М.Я Меджиборский - Киев-Донецк: Вища школа,1979. - 280с.
9. Теоретические основы сталеплавильных процессов: учеб. пособие для вузов / Р.С. Айзатулов [и др.]. - М.: Мисис, 2002. - 320 с.
10. Третьяков Е.В. Шлаковай режим конвертерной плавки / Е.В. Третьяков, В.К. Дидковский - М.: Металлургия, 1972. - 144 с.
11. Выплавка, внепечная обработка стали на УВОС и разливка стали в изложницы в конвертерном цехе №1: технологическая инструкция. ТИ 107 - СТ. ККЦ-1-01-10; ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».- Новокузнецк, 2011. - 93 с.
12. Чернятевич А.Г. Определение размеров кислородного конвертора: метод. указ. / А.Г. Чернятевич, Г.И. Веревкин; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк: СИБГИУ, 1984. - 16 с.
13. Герасименко И.П. Проектирование кислородной фурмы для кислородно-конверторного процесса: метод. указ. / И.П. Герасименко; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк: СИБГИУ, 1984. - 26 с.
15. Якушев А.М. Основы пректирования и оборудования сталеплавильных и доменных цехов: учеб. для вузов / А.М. Якушев - М.: Металлургия, 1992. - 422 с.
16. Машины и агрегаты металлургических заводов / А.И. Целиков [и др.]. - М.: Металлургия, 1988. - 432 с.
17. Подготовка и эксплуатация сталеразливочных ковшей и шиберных затворов: производственно-технологическая инструкция. ПТИ 107-СТ. ККЦ-2-02-10; ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».- Новокузнецк, 2010. - 51 с.
18. Дюдкин Д.А. Производство стали на агрегате ковш-печь / Д.А. Дюдкин - Донецк: ООО «Юго-Восток, Лтд», 2003. - 300 с.
19. Оценка качества труда работников: стандарт предприятия. СТП СМК 6.2.1-01-2001; ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».- Новокузнецк, 2001. - 53 с.
20. Чернышева Н.А. Управление качеством в сталеплавильном производстве: учеб. пособие / Н.А. Чернышева; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк: СИБГИУ, 2010. - 141 с.
21. Юдина Е.П. Методические указания к выполнению экономической части дипломных проектов по специальности «Металлургия черных металлов»: метод. указание / Е.П. Юдина; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк: СМИ, 1984. - 26 с.
22. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов: учеб. пособие для вузов / Г.М. Глинков [и др.] - М.: Металлургия, 1986. - 352 с.
23. Глинков Г.М. Контроль и автоматизация металлургических процессов: учеб. для вузов / Г.М. Глинков, А.И. Косырев, Е.К. Шевцов - М.: Металлургия, 1989. - 352 с.
25. Васильев Г.А. Основы безопасности труда на предприятиях черной металлургии: учеб. пособие / Г.А.Васильев, В.Д.Жидков, А.Г.Шакирзанова - М.: Металлургия, 1983. - 176 с.
26. Квитко М.П. Возможности увеличения расхода лома в шихте кислородных конвертеров / М.П. Квитко, Д.Б. Марцинковский // Бюллетень ЦНИИЧ. - 1980. - №2. - с. 25-34.
27. Меркер Э.Э. Дожигание монооксида углерода в конвертере с учетом влияния шлака / Э.Э. Меркер [и др.] // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2001. - №5. - с. 12-16.
28. Бабенко А.А. Совершенствование температурного и шлакового режимов конвертерной плавки при большой доле лома металлошихте / Е.А. Огурцов [и др.] // Сталь. - 2000. - №6. - с. 22-24.
29. Фритц Е. Увеличение доли лома в конвертерной плавке / Е. Фритц [и др.] // Сталь. - 1992. - №11. - с.26-30.
30. Пантейков С.П. Исследование влияния температуры нагрева лома на его долю в металлозавалке кислородных конвертеров / С.П. Пантейков // Сталь. - 2000. - №11. - с. 15-17.
31. Явойский В.И. Теория процессов производства стали: учеб. пособие / В.И. Явойский - М.: Металлургия , 1967. - 790с.