Содержание
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ
. СТРУКТУРА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА ИМ. ИЛЬИЧА
. КИСЛОРОДНЫЙ ЦЕХ
.1 Основные характеристики установки
.2 Общие данные
.3 Описание процесса
.3.1 Сжатие, предварительное охлаждение и комплексная очистка
.3.2 Разделение воздуха
.3.3 Очистка аргона
.3.4 Производство концентрата Kr-Xe
.3.5 Производство концентрата Ne-He
.4 Принципы управления
. ДОМЕННЫЙ ЦЕХ
.1 Устройство доменной печи
.2 Загрузка шихты и распределение материалов на колошнике
.3 Автоматизация. Метрологическое обеспечение
. КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТОРНЫЙ ЦЕХ
.1 Описание устройства работы конвертера
.2 Технологический процесс
.3 Средства автоматизации
. МНЛЗ
.1 Требования к системе автоматизации
. ЛПЦ 3000
.1 Общие положения о методических печах
.2 Описание технологической схемы
.3 Технология прокатки на двухклетьевом стане
.3.1Транспортировка слябов к черновой клети
.3.2 Прокатка в черновой клети
.3.3 Прокатка в чистовой клети
.4 Конструктивные характеристики нагревательных печей
.5 Задачи управления методической печью
.5.1 Температура металла
.5.2 Температура рабочего пространства
.5.3 Давление в рабочем пространстве печи
.5.4 Управление сжиганием топлива
.6 Общая структура автоматизированной системы управления технологическими процессами участка методических печей стана 3000
СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка объемом 45 с., 5 иллюстраций, 1 таблица.
Отчет включает в себя информацию об оборудования и технологии производства в таких цехах, как: кислородном, доменном, кислородно-конвертерном цехах, МНЛЗ, а также ЛПЦ 3000 (Стан 3000) комбината им. Ильича.
В данном отчете подробно рассмотрены системы контроля и автоматизации, примененные в цехах комбината.
Информация, приведенная в отчете, была получена в ходе прохождения технологической практики на комбинате им. Ильича.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ЦЕХ, ПЕЧЬ, МНЛЗ,
КИСЛОРОД,БЕЗУДАРНАЯ ВЫДАЧА СЛЯБОВ, ПРОКАТКА СТАЛИ, ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА, СТАЛЬ,
ЧУГУН.
ВВЕДЕНИЕ
Целью технологической практики является изучение конструкций агрегатов и технологических процессов предприятий черной металлургии на примере металлургического комбината «им. Ильича», устройства и эксплуатации оборудования доменного, сталеплавильных, прокатных и вспомогательных цехов, углубление и расширение знаний по теоретическим дисциплинам.
Технологическая практика проводится на металлургическом комбинате им. Ильича, так как данный ММК является металлургическим комбинатом полного цикла. Сырье комбината: железная руда, кокс, известняк, различные легирующие составы, а продукция: различные сорта проката, стальные и чугунные слитки. металлургический комбинат цех печь
Кроме того, изучаются системы автоматизации и контроля применяемые на данном производстве. Изучается область применения и условия работы различных контрольно-измерительных приборов.
Во время практики студенты проходят ознакомление с оборудованием и технологическими процессами в следующих цехах:
Кислородный
Доменный
Кислородно-конверторный
МНЛЗ
Стан 3000
. СТРУКТУРА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА ИМ.
ИЛЬИЧА
Все металлургические заводы подразделяются: с полным (или законченным) циклом производства и заводы с неполным металлургическим циклом. ММК им. Ильича - завод с законченным металлургическим циклом, представляющий собой огромный комбинат с большим количеством вспомогательных, подсобных цехов и служб, работающий с высокой рентабельностью.
Металлургический завод с полным циклом имеет следующие технологически взаимосвязанные основные цеха:
Аглофабрика, выполняющая обогащение и усреднение различных руд по составу.
Доменный цех, в котором выплавляется чугун преимущественно для собственных нужд - для последующего передела в сталь. Подавляющая часть выплавляемого чугуна в жидком виде передается в сталеплавильный цех, где сливается в миксер, или непосредственно в сталеплавильные печи. В обоих случаях при сталеплавильном переделе используется тепло жидкого чугуна.
Сталеплавильные цеха, работающие на жидком чугуне и использующие в качестве топлива очищенный доменный или природный газ. Горячие стальные слитки передаются из мартеновского цеха в нагревательные колодцы блюминга, а из кислородно-конверторного сталь поступает на МНЛЗ. Благодаря этому снижается расход топлива.
Прокатные цеха, работающие на горячих слитках, поступающих из сталеплавильных цехов.
Основной товарной продукцией металлургического завода с законченным циклом является прокатная продукция: лист, сорт, балка, швеллер, рельсы, заготовки для труб.
Количество отходящих газов коксохимического и доменного цехов обычно с избытком покрывает технологические нужды металлургических цехов. Избыток газа используется для отопления паровых котлов тепловой электростанции металлургического завода. Все отходы металлургических цехов завода: колошниковая пыль, окалина, скрап используются повторно.
Агломерационная фабрика использует в агломерационную шихту отходы производства: колошниковую пыль, окалину, отсев мелкого кокса (коксик) и доменные газы в качестве технологического топлива.
Комбинат "ММК имени Ильича"
производит: чугун различных марок; шлак гранулированный; щебеночно-песочная
смесь; литые и катаные заготовки; горячекатаный прокат толщиной 4,0-8,0 мм,
1,8-3,9 мм; толстолистовой прокат для судостроения; холоднокатаный прокат
толщиной 0,5-2,0 мм(листы, рулоны, лента); прокат холоднокатаный тонколистовой
оцинкованный; трубы горячекатаные бесшовные; трубы сварные; баллоны для сжатых
газов
2. КИСЛОРОДНЫЙ ЦЕХ
Процесс получения кислорода происходит следующим образом. Воздух, засасываемый компрессором, проходит через фильтр, заполненный кольцами Рашига, смоченными висциновым маслом, и очищенный от механических примесей и пыли поступает в первую ступень компрессора. Воздух после каждой ступени компрессора проходит промежуточные холодильники с маслоотделителями. В верхней части декарбонизатора находится сепаратор, в котором воздух освобождается от щелочного раствора, а затем направляется в щелочеуловитель, где выпадают капельки щелочи, уносимой воздухом из декарбонизатора. Далее воздух сжимается последовательно в третьей и четвертой ступенях компрессора.
Кислородный цех специализируется на выпуске технических газов: кислорода, аргона, жидкого азота, сжатого воздуха. Готовая продукция цеха поставляется в баллонах, специальных транспортных цистернах и автомобильных установках в соответствии с требованиями к перевозке опасных грузов.
Продукцией кислородного цеха обычно обеспечивают потребность того предприятия, в состав которого входит цех. Если же кислород отпускают другим потребителям и он является основной товарной продукцией, то в этом случае организуют самостоятельное предприятие, являющееся кислородным заводом.
.1 Основные характеристики установки
Тип воздухоразделительной установки- схема с частичным производством под давлением с криогенным насосом. Производительность составляет 1908 т/д, а производство жидкости составляет 47 т/д воздуха.
Энергоресурсы, подающиеся на установку: влажный воздух, охлаждающая и подпиточная воды, электричество, технический газообразный воздух (только для пуска) и продувочный газообразный азот.
Энергоресурсом, поступающим из установки,
является технический газообразный воздух.Продуктами производства являются:
газообразный кислород низкого давления, газообразный кислород высокого
давления, жидкий кислород, газообразный азот среднего давления, газообразный
азот низкого давления, жидкий азот, жидкий аргон, смесь He-Ne, смесь Kr-Xe и
воздух КИП.
.2 Общие данные
Воздух подается на границу проектирования от существующих воздушных компрессоров. Установка по производству кислорода содержит один блок разделения воздуха с блоком комплексной очистки воздуха и системой предварительного охлаждения. Схема процесса основана на принципе частичного внутреннего цикла сжатия. Процесс и технология соответствует самой передовой и образцовой международной практике.
Предложенная воздухоразделительная установка может быть в основном разделена на следующие технологические единицы:
концевой холодильник
технологическая воздушно/водяная башня с холодильной машиной 1/2/3), азотно/водяная башня и насосы воды
блок очистки воздуха с двойным слоем алюмината и молекулярных сит
воздушный бустер компрессор
электрический регенерационный
комплект холодных блоков для разделения N2/O2/Ar в основном включающих:
линию теплообменников;
турбодетандер с бустером и концевым холодильником;
конденсатор сырого аргона;
переохладитель жидкости;
He/Ne конденсатор;
конденсатор чистого аргона;
испаритель чистого аргона;
испаритель;
Kr/Xe испаритель;
а насоса жидкого кислорода;
а насоса жидкого кислорода;
насос жидкого кислорода;
насос сырого, жидкого аргона;
а фильтра кислорода.
колонны:
колонна среднего давления;
колонна низкого давления;
колонна чистого азота;
колонна смеси сырого аргона;
колонна чистого аргона;
колонна бедной смеси Kr/Xe;
колонна He/Ne.
В дополнение установка включает в себя следующее дополнительное оборудование:
КИП и Система Управления
нагреватель для отогрева;
Хранилища для жидкого кислорода, жидкого азота,
жидкого аргона и станцию наполнения баллонов.
.3 Описание процесса
Воздух, который должен быть разделен, сжимается
в существующих турбо-компрессорах.
.3.1 Сжатие, предварительное охлаждение и комплексная очистка
После сжатия в турбокомпрессоре воздух охлаждается в концевом водяном холодильнике, затем в воздушно/водяной башне, в которую подается охлаждающая вода из заводской сети, а также холодная вода из холодильной машины и и азотно/водяной башни.
На выходе воздух проходит через блок осушки и
удаления CO2 и углеводородов (блок комплексной очистки воздуха), состоящий из
двух сосудов наполненных алюминатом и молекулярным ситом. Один из двух сосудов
находится в работе, в то время как второй регенерируется отбросным газообразным
азотом, поступающим из холодного блока.
.3.2 Разделение воздуха
На выходе из блока комплексной очистки воздуха одна часть потока очищенного воздуха в дальнейшем сжимается бустер компрессором. Затем поступает в холодный блок, где охлаждается в основном теплообменнике противоточными потоками газообразных продуктов
Первая доля (I) расширяется в расширительном клапане и подается в колонну среднего давления в виде парожидкостного потока. Вторая доля (II) расширяется в расширительном клапане и подается в колонну низкого давления.
На выходе из блока комплексной очистки воздухаостальная часть потока воздуха из блока очистки поступает в холодный блок, где охлаждается противоточными потоками газообразных продуктов в линии основного теплообменника.
Одна часть потока в дальнейшем сжимается в бустере с приводом от турбодетандера, затем поступает в холодный блок, расширяется в турбодетандере и подается в колонну низкого давления.
Сверху вниз колонна среднего давления производит следующие продукты:
чистый жидкий азот;
чистый газообразный азот среднего давления;
жидкость называемая «бедная жидкость» с низким содержанием кислорода;
жидкость называемая «обогащенная жидкость» с содержанием кислорода 38-40%.
Колонна низкого давления производит:
в нижней части жидкий кислород;
в верхней части отбросной азот.
.3.3 Очистка аргона
Для производства аргона поток газа из промежуточного уровня колонны низкого давления подается в колонну сырого аргона, где он освобождается от содержащегося в нем кислорода. Поток сырого жидкого аргона подается в колонну чистого аргона, где освобождается от содержащегося в нем азота.
Продукционный чистый жидкий аргон отбирается из
нижней части колонны и подается в хранилище. В верхней части газообразный
поток, содержащий азот, сбрасывается в поток отбросного азота.
2.3.4 Производство концентрата Kr-Xe
Кислород в жидкой форме отбирается из секции основного испарителя воздухоразделительной установки и подается в колонну разделения, называемую колонной «бедной» смеси Kr-Xe.
После разделения получается концентрат жидкого
кислорода (богатый на Kr-Xe). Затем этот концентрат подается в существующую
установку на переработку.
.3.5 Производство концентрата Ne-He
«Богатая» He/Ne газообразная смесь азота
отбирается из основного конденсатора и разделяется в колонне, затем
конденсируется в конденсаторе He/Ne для получения концентрата He/Ne при среднем
давлении. Этот концентрат подается на существующую станцию наполнения.
.4 Принципы управления
Установка оборудована группой PID контроллеров:
Некоторые из них работают в замкнутых контурах (первый уровень): контроль параметров значения которых сильно не изменяются и/или время реакции которых короткое.
Некоторые из них работают в открытых контурах (второй уровень): контроль параметров значения которых изменяются с перерабатываемым воздухом и/или время реакции которых слишком велико, контролируются одним отдельным контроллером PID.
Открытый контур может корректироваться выходящим сигналом от контроллера, работающего в замкнутом контуре (дистанционный контроль).
Принципы контроля следующие: согласно необходимым количествам газообразного кислорода/азота и количествам жидкого кислорода/азота, которые задаются оператором, расчет выдает необходимое количество воздуха. Результат используется с варьированием ограничения скорости (функция) для того, чтобы плавно адаптировать работу установки к заданной нагрузке.
Затем, согласно функции, основные параметры будут адаптированы открытыми контурами. Некоторые из тех параметров корректируются через замкнутый контур для того, чтобы получить оптимальный режим установки со следующей иерархией:
поддержанием чистоты производимых продуктов,
энергетической оптимизации,
оптимизации извлечения аргона.
Соотношения рассчитаны таким образом, чтобы величина потока газообразного кислорода производимого установкой достигала требуемой величины, когда установка входит в стабильный режим.
Газообразный азот среднего давления и
газообразный азот низкого давления зависят от суммарного потока воздуха,
поступающего в холодный блок.
3. ДОМЕННЫЙ ЦЕХ
Чугун, являющийся основой всего дальнейшего металлургического производства, выплавляют в шахтных печах. Процесс доменной плавки непрерывный. Сверху в печь загружают сырые материалы (агломерат, кокс), а в нижнюю часть через фурмы подают нагретый воздух и газ. Полученные от сжигания газы проходят через слой шихты и нагревают её, одновременно вступая в различные реакции.
Основой доменного производства является восстановление металлического железа из оксидов коксом и его науглероживание. Параллельно с этим протекает множество других реакций.
Доменный цех ММК им. Ильича имеет в своем составе пять доменных печей, четыре разливочные машины и отделение десульфурации чугуна в ковшах.Выплавляемый чугун направляется в сталеплавильные цехи и частично сливается на разливочных машинах для продажи в виде чушек.