Содержание
Введение
. Общая часть
1.1 Характеристика основного и вспомогательного оборудования главного здания конвертерного цеха
1.2 Характеристика способов десульфурации
.3 Требования к листовому металлу
1.4 Технико-экономическое обоснование повышения качества металла путем снижения концентрации серы (сравнительный анализ установки десульфурации и установки печь-ковш)
2. Специальная часть
.1 Технология выплавки полупродукта
.2 Конструкция установки десульфурации
2.3 Степень эффективности десульфурации
2.4 Результаты опытных плавок
. Экономика и организация производства
.1 Организация и управление цехом
3.2 Организация труда, график выходов на работу
.3 Организация заработной платы
.4 Составление калькуляции полупродукта
3.5 Расчет экономического эффекта от удаления серы на установке десульфурации
. Охрана труда, окружающей среды и меры пожарной безопасности
.1 Техника безопасности на участке десульфурации
.2 Расчет коэффициента тяжести и частоты травматизма
.3 Аспирация на участке десульфурации
4.4 Пожарная безопасность
Библиография
Введение
Большая металлургия России возникла около 300 лет назад на базе качественных богатых железных руд Среднего Урала. Центром развивающейся металлургии стали нижнетагильские заводы известного российского промышленника Демидова, построенные у подножья горы Высокая, которая изначально имела название «Магнит-гора». Качество руды, содержащей около 65% железа и представляющей естественный магнит, становится особенно наглядным при осмотре экспонатов Нижнетагильского музея горнозаводского дела. Небольшой кусок железной руды уже вторую сотню лет силами магнитного притяжения на весу удерживает груз весом более 40 кг. Руды отличались низким содержанием серы, фосфора, других примесей. Топливом при восстановительной плавке руды в доменных печах служил древесноугольный кокс, получаемый из уральского леса.
Все это служило основой получения особо чистых сортов железа, которые отличались высокой пластичностью, коррозийной стойкостью и прочностью. Всех удивляют демонстрационные экспонаты в виде узлов, витых колонн и другие, сделанные из прутков и круглого тагильского железа в холодном состоянии и не имеющих никаких разрывов, трещин и т.п. Знаменитый русский ученый-химик Д.И. Менделеев, посетивший Н. Тагил в 1899 году во главе комиссии, писал, что на тагильском металле «с особой выпуклостью выясняется великая мягкость и вязкость изделий: из рельс (в холодном состоянии) навязаны узлы и наплетены чуть не кружева без следов трещин». Известно, что листовое уральское железо пользуется всемирной славой и непревзойденно, идёт в Англию, Америку. Железо тагильских заводов шло на экспорт во многие другие зарубежные страны и клеймилось маркой «Старый соболь», которая в различных вариантах в наши дни присутствует как логотип в гербах и товарных знаках Уральских заводов.
В наше время уже отработаны запасы богатых железных руд, естественно, не выжигается лес для получения кокса, в металлургии применяются новые технологии.
Наследниками металлургов прошлого в Нижнем Тагиле является Нижнетагильский металлургический комбинат предприятие полного металлургического цикла. Комбинат специализирован на производстве металлопроката для железнодорожного транспорта, строительства, трубной отрасли. В сортаменте НТМК - железнодорожные рельсы и колеса, бандажи для локомотивов, различные виды балок для вагонов, колонные профили для строительства, конструкционный и трубный прокат.
Ответственные виды металла, к которым, безусловно, относится прокат транспортного назначения, требуют постоянного внимания к качеству и служебным характеристикам стали и проката. Эти повышенные требования вытекают также из условий работы тагильского проката, который должен обеспечивать надежную службу в условиях повышенных нагрузок и низких температур (до минус 60-70 градусов С). Поэтому весь период работы современного комбината, начиная со сложного периода Великой Отечественной войны и до наших дней, на предприятии постоянно обновляются технологические процессы, строятся новые цехи и современные агрегаты. Можно отметить, что именно на НТМК разработана и реализована технология передела ванадийсодержащих титаномагнетитов с извлечением ванадия и получением стали разнообразного назначения, которая стала базовой в мировой металлургии. В свое время разработана технология объемной закалки рельсов, что обеспечивает их службу при температурах - 60градусов С. На обычных прокатных станах был освоен прокат титана. На универсально-балочном стане освоен прокат балок от 215 до 2100, прокат колонных и шпунтовых профилей и многое другое.
В 2005 году комбинату исполняется 65 лет. В 21 век НТМК вошел в состоянии активной реконструкции и технического перевооружения, что обусловлено необходимостью выпуска металла, отвечающего требованиям любого потребителя как внутри страны, так и за ее пределами. В результате НТМК по технико-технологической оснащенности имеет возможности производства всех основных видов стали и проката по наиболее современным технологиям.
В доменном цехе выплавляется обычный передельный чугун и ванадиевый чугун из чистых, по вредным примесям, качканарских руд. Из ванадиевого чугуна в конвертерном цехе сталь
Среди различных способов производства стали, первое место занял кислородно-конверторный процесс. Современное конверторное производство представляет собой сочетание технологий получения стали различных марок, внепечной обработки и непрерывной разливки.
Преимущества кислородно-конверторного способа производства стали - высокая производительность, экологическая чистота, простота управления, низкие удельные капиталовложения, большая гибкость, как в части осуществления технологических вариантов, так и в выборе сырьевой базы, возможность производства высококачественной стали широкого сортамента из чугуна различного химического состава, переработка относительно большого количества металлолома - обеспечили его быстрое распространение в мире.
Внедрение системы отвода конвертерных газов без дожигания снизило капиталовложения в строительство цеха, сняло ограничение по емкости конвертеров и интенсивности продувки, дало возможность использовать содержащийся в отходящих газов СО в качестве топлива. Организация дожигания СО до СО2 в полости конвертера расширила возможности процесса по переработке металлолома.
Применение технологии внепечной обработки, а также процесса десульфурации полупродукта позволило получать сталь с очень низким содержанием вредных примесей.
Все вышеперечисленные технологии позволяют НТМК быть конкурентно-способным предприятием, обеспечивают отличный ход технологического процесса, снижают долю загрязнения окружающей среды.
1. Общая часть
.1 Характеристика основного и вспомогательного оборудования главного здания конвертерного цеха
металл сера десульфурация печь
Главное здание кислородно-конвертерного цеха ОАО НТМК состоит из четырех пролетов: загрузочного, конвертерного и двух разливочных.
Все пролеты соединены между собой поперечными железнодорожными путями, проходящими под конвертерами, и, используются для транспортировки стали, в ковшах и шлака в шлаковых чашах.
Загрузочный пролет оборудован тремя кранами грузоподъемностью 225+63/23 т. При помощи этих кранов производятся основные операции: завалка лома в совках и заливка чугуна.
В пролете уложены сквозной и двух тупиковый пути. Сквозной путь используется для подачи чугуна, а двух тупиковый для подачи скрапа и ферросплавов.
Обслуживание конвертеров производится с рабочей площадки. На отметке +14м установлены пульты управления конвертерами, там же находятся контрольно-измерительные приборы.
На рабочей площадке, на отметке +8м расположены: экспресс - лаборатория, диспетчерская, контора мастеров.
В пролете перед конвертером установлена тележка с экраном для отбора пробы замера температуры. В этом же пролете установлены стенды для ковшей с полупродуктом и бункера для коксика.
В конвертерном пролете установлены четыре конвертера емкостью 160т с основной футеровкой и продувкой сверху. Над каждым конвертером установлена машина для подачи кислорода, котел утилизатор и система подачи из шихтового двора.
Машина для подачи кислорода предназначена для вдувания кислорода в конвертер через водоохлаждаемую фурму и вертикального перемещения, а так же горизонтального перемещения фурмы при ее замене. Для передвижения машины используется реечный механизм с электроприводом.
Голову и тело фурмы охлаждают проточной водой, температура которой не должна превышать 400 С.
Над каждым конвертером установлен котел - утилизатор, предназначенный для получения пара за счет тепла отходящих газов.
За котлами утилизаторами установлена система мокрой газоочистки в основе принципа работы, которой лежит укрупнение частиц пыли при их увлажнении удаления их из газового потока путем многократного изменения направления и скорости движения газов.
Система включает последовательно расположенные скрубберы, трубы Вентури (с регулируемым сечением горловины) и каплеуловители.
Система подачи сыпучих материалов обеспечивает конвейерную доставку, точную весовую дозировку порции и загрузку в конвертер сыпучих.
Сыпучие подаются закрытыми транспортерами в расходные бункера, расположенные на отметке +35,+40 м и затем они перемещаются под действием собственного веса.
Из расходных бункеров через затворы - питатели и вибропитатели подаются в весовые дозаторы, где производится их взвешивание. Отмеренная порция сыпучих передается при помощи транспортеров в промежуточный бункер, расположенный над горловиной конвертера. Из этого бункера сыпучие при помощи водоохлаждаемого желоба подаются в конвертер.
Каждый конвертор оборудован одним весовым дозатором и промежуточным бункером.
Механизм поворота конвертера состоит из двух редукторов и двух двигателей.
В конвертерном отделении установлены ферросплавные бункера (8шт.) из которых ферросплавы в контейнерах автопогрузчиками подают к тележкам для подачи ферросплавов в ковш. На тележках смонтированы два бункера для ферросплавов.
Отбор проб и замер температуры металла могут производиться двумя способами: вручную и с помощью машины для замера температуры и отбора проб. Так же в конвертерном отделении имеются: пневмопочта для оперативной доставки проб на экспресс - анализ и лифт для удобства перемещения по отметкам.
Разливочное отделение состоит из двух пролетов. Назначение пролета ремонт ковшей, замена футеровки, замена шиберов, нагрев ковшей. Футеровка заменяется в специальных копровых ямах, которых в пролете 4 штуки. Стенды для сушки ковшей размешаются на нулевой отметке и бывают вертикальные и горизонтальные. Установлена мастерская для замены шиберных затворов и пробок в днище ковшей.
В пролете имеется телескопический подъемник для ремонта футеровки конвертеров и домкратная тележка грузоподъемностью 500т для примыкания днища конвертера. В пролете установлены три крана грузоподъемностью 225/63+20 т и кран грузоподъемностью 20/5 т для ремонтных и вспомогательных работ.
Пролет пересекают 9 рельсовых эстакад, по которым передвигаются сталевозы (4 сталевоза обслуживают конвертера, 5 сталевоз расположен возле установки десульфурации полупродукта, остальные сталевозы используются в качестве передаточных звений).
На уровне +4 метра от уровня пола расположена установка десульфурации. Ее назначение заключается в удалении излишней серы из ванадиевого полупродукта. В ее состав входят: приемно-разгрузочная станция, включающая два приемных бункера, непосредственно разгрузочную станцию и два промежуточных пневмотранспортера. Стенд обработки чугуна-полупродукта оснащен гидравлическим приводом для наклона чугуновозного ковша, машиной для скачивания шлака, разливочным краном, а также специальной тележкой с вытяжным колпаком. На колпаковой тележке установлены механизмы передвижения, подъема и опускания погружной фурмы для вдувания десульфураторов.
Кроме того, тележка оборудована системой автоматического замера температуры и отбора проб металла для определения химического состава, вытяжным колпаком для аспирации отходящих газов и крышкой, зафутерованной огнеупорным бетоном, предназначенной для защиты металлоконструкций тележки от воздействия высоких температур. Второй разливочный пролет (АБ) имеет два разливочных балкона, и предназначен для разливки стали по изложницам.
Здесь же имеется эстакада, соединяющая разливочный пролет с внепечной обработкой (на некоторой высоте).
Установлены два рельсовых пути: один для разлива стали, находится параллельно разливочному балкону; второй для уборки шлака и мусора. Изложницы под разливку устанавливают на четырехосновные тележки, образующие состав.
На разливочных балконах находится емкость для теплоизоляционных материалов, так же имеется 10 маслостанций, давление которых от 140 до 180 атмосфер.
Пролет обслуживается тремя кранами грузоподъемностью 225/63+20т, с
помощью них производят разливку стали в изложницы. В настоящее время
разливочные балконы частично демонтированы. По путям, которые предназначались
для подачи составов с изложницами, сейчас подаются шлаковые чаши. В пролете
расположено оборудование для замены шиберов, а также оборудование для их
изготовления.
1.2 Характеристика способов десульфурации
Кислородно-конвертерный процесс производства стали нельзя рассматривать как полностью самостоятельный, так как он включает не только процесс плавки, но и подготовку чугуна, и внепечное рафинирование стали, в том числе в промежуточном ковше.
В настоящее время металлургические предприятия все чаще и чаще получают заказы на марки стали, к которым применяются очень серьезные требования по качеству, например низкое содержание серы. Как известно сера отрицательно влияет на качество металла: межзеренные прослойки богатые серой при нагревании металла перед прокаткой или ковкой размягчаются, происходит разрушение металла (красноломкость). Вследствие этого применяются различные способы для десульфурации не только металла, но и чугуна.
Наибольшее развитие получила внедоменная десульфурация чугуна. В принципе, десульфурацию чугуна можно осуществлять либо в торпеде, транспортирующей чугун, либо в заливочном ковше после заливки в него чугуна из торпеды или миксера. В первом случае внедоменная обработка осуществляется на специальной станции, как правило, вынесенной за пределы конвертерного цеха и оборудованной необходимыми средствами для ввода десульфураторов. Этот метод получил широкое применение у японских металлургов. Европейские и американские металлурги используют десульфурацию в заливочном ковше на стендах, расположенных в конвертерном цехе. В качестве десульфураторов используются магнийсодержащие материалы, и карбид кальция в смеси с известью, также используется кальцинированная сода.
Если рассматривать десульфурацию металла, то она производится двумя способами: либо десульфурация в конвертере, либо в сталеразливочном ковше.