Курсовая работа: Разработка технологии выплавки и ковшевой обработки стали 08ПС

б) Растворимость водорода в металле:

K_p = 0,002

масс.%

Концентрация водорода в сталиот температуры и давления в вакууматоре представлена на рисунке 17.

Рисунок 17 - Концентрация водорода в сталиот температуры и давления в вакуум камере

5. Разливка стали на МНРС

При разливке стали на МНРС нужно учесть, что происходит насыщение стали азотом и водородом из атмосферы.

K_p = 0,042

масс.%

Концентрация азота в стали при разливке на МНРС представлена на рисунке 18.

Рисунок 18 - Концентрация водорода в стали от температуры

б) Растворимость водорода в металле:

K_p = 0,002

масс.%

Концентрация водорода в стали при разливке на МНРС представлена на рисунке 19.

Рисунок 19 - Концентрация водорода в стали от температуры

6. Определение производительности ЭСПЦ

Максимальная скорость разливки слябов определяется по формуле [18]:

(50)

где k - коэффициент зависящий от марки разливаемой стали и назначения готовой продукции;

k = 0,2;

b - толщина сляба, м;

b= 0,1 м;

с - ширина сляба, м;

с = 1,1 м;

м/мин

Минимальная продолжительность разливки из ковша определяется по формуле:

(51)

где - масса металла в ковше, т;

S - площадь сечения заготовки, м²;

с - плотность жидкой стали, т/м³;

с = 7,0;

;

График зависимости продолжительности разливки от массы металла представлен на рисунке 20.

Рисунок 20 - График зависимости продолжительности разливки от массы металла в ковше

Максимально допустимая продолжительность разливки конструкционной легированной стали составляет 60 минут.

Следовательно, оптимальная скорость разливки при вместимости ковша 140 тонн составляет:

мин

Годовая производительность МНРС рассчитывается по формуле:

(52)

где - среднее количество плавок при непрерывной разливки серии, шт;

;

Т - фонд рабочего времени МНРС, сут;

Т = 330;

t - продолжительность подготовки машины к разливке очередной серии плавок без изменения сечения заготовки, мин;

t = 145;

т;

т/год

Годовой объем производства жидкой стали в ЭСПЦ определяется по формуле:

(53)

где - годовая производительность стали на МНРС, т/год;

- выход годного при разливке на МНРС;

;

т/год

Количество ручьев МНРС определяется по формуле:

(54)

ручей.

7. Оценка себестоимости жидкой стали

Себестоимость жидкой стали 10Г2ФБЮ представлена в таблице 27.

Таблица 27 - Себестоимость жидкой стали

Полную себестоимость готового сляба рассчитываем из себестоимости жидкой стали. Затраты на передел принимает 13 % от полной себестоимости жидкой стали. Тогда, себестоимость сляба составит 32904,08 руб/т. Принимаем, что цена больше себестоимости на 10%, тогда цена готового сляба составит 36194,488 руб/т.

Постоянные затраты рассчитываются по формуле:

(55)

Переменные затраты рассчитываются, как:

(56)

График точки безубыточности представлен на рисунке 21.

Рисунок 21-График точки безубыточности.

Объем точки безубыточности определяется по формуле:

(57)

8. Влияние производства стали на экологические показатели

Предприятия черной металлургии являются одним из основных источников загрязнения атмосферы. Выбросы вредных веществ отдельными промышленными предприятиями зависят от объема производства, структуры предприятия, оснащенности газоочистным оборудованием, технологических особенностей и других обстоятельств. [19]

При работе объектов ЛПК г.Выкса будут образовываться следующие основные виды и объемы отходов, представленный в таблице 28 по данным 2015 года.

Таблица 28 - Основные виды отходов на ЛПК

В настоящее время в России для отходов установлено 5 классов опасности, представленных в таблице 29.

Таблица 29 - Классы опасности отходов

Образование отходов на ЛПК по классу опасности:

а) I класс - 0,0016 кг/т стали (2,043 т/год);

б) III класс - 3,9904 кг/т стали (5000 т/год);

в) IV класс - 191,019 кг/т стали (239346,5 т/год);

г) V класс - 65,9662 кг/т стали (82655,7 т/год);

Заключение

В данном курсовом проекте была разработана технология выплавки стали 10Г2ФБЮ на свежей шихте с ковшевой обработкой на агрегате ковш-печь и вакууматоре и разливкой на МНРС. Был описан химический состав заданной марки стали, а также влияние элементов на свойства стали.

Также была описана технология производства жидкой стали с последующим расчетом изменения химического состава металла, с расходом металлошихты по агрегатам.

Были произведены физико-химические расчеты, подтверждающие получение заданной марки стали: дефосфорация в ДСП, десульфурация, раскисление и легирование в ковше, вакуумирование стали, а также растворимость азота и водорода на каждом из агрегатов.

Также была произведена оценка себестоимости жидкой стали и себестоимость сляба. Найдена точка безубыточности.

Список использованных источников

1. Королев А.М. Инвестиционная активность промышленных предприятий России в 2017 году // Промышленность России, 2017.

2. Технологическая инструкция ТИ-С-06-2010 // Выплавка стали в 160-тонной дуговой печи

3. Шишимиров М.В., Сосонкин О.М. Ресурсосбережение и резервы повышения эффективности выплавки стали в ДСП // Вестник Южно-Уральского государственного университета, 2015.

4. Семин А.Е., Кочетов А.И., Косырев К.Л. Выплавка стали в открытых дуговых печах// Учебное пособие для выполнения курсовых и дипломных работ

5. Меркер Э.Э., Степанов В.А., Крахт Л.Н., Кем А.Ю. Разработка методов и алгоритмов системы оценки параметров режимов обезуглероживания и дожигания горючих газов в дуговой сталеплавильной печи // Вестник Донского государственного технического университета, 2017.

6. Исаев Г.А., Кудрин В.А. Разработка новых материалов и технологий раскисления и легирования стали с учетом образования в объеме металла локальных зон // Вестник ЮУрГУ, 2015.

7. Настюшкина А.В., Костин С.В., Шевченко Е.А., Шевченко А.А. Совершенствование технологии производства стали с целью обеспечения содержания фосфора менее 0,005 % // Теория и технология металлургического производства, 2017.

8. Чангджианг Динг, Сонглин Ду. Совершенствование технологического процесса и контроль качества на ДСП - 110 в условиях предприятия «МАСТИЛЛ» (Китай) // Теория и технология металлургического производства, 2015.

9. Кривченко Ю.С., Филяк А.В., Малик А.А., Довгач В.Ю., Куркула А.В., Черный А.Ф. Модернизация сталеплавильного производства ОАО «Энергомашспецсталь» // Металл и литье Украины, 2010.

10. Ушаков С.Н., Бигеев В.А., Столяров А.М. и др. Ковшевая обработка стали с вдуванием флюидизированной извести // Металлургия стали, 2016.

11. Технологическая инструкция ТИ С-07-2010 - Обработка стали на установке печь-ковш

12. ТИ-С-170-99637759-2009 Непрерывная разливка слябов на тонкослябовой одноручьевой веритикально-криволинейной МНЛЗ

13. http://splav-kharkov.com - Марочник стали и сплавов

14. ГОСТ 19281-89 - Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия

15. А.Н. Шаповалов Расчёт параметров непрерывной разливки стали // Новотроицк, 2013.

16. В.А. Григорян, А.Я. Стомахин, Ю.И. Уточкин и др. Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов: Сб. задач с решениями - 2-е изд., перераб. и доп. // МИСиС, 2007. - 318 с.

17. Сафонов В.М. Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Оборудование металлургических цехов» (в электронном виде).

18. Большина Е.П. Экология металлургического производства // Курс лекций. - Новотроицк: НФ НИТУ «МИСиС», 2012. - 155 с.

19. Buѕko Buѕko B., Kijac J., Domovec M. Optimalization slag composition in ladle furnace considering to effective steel desulfurization // Acta Metallurgica Slovaca, 2009.

20. Logar, V., Dovzan, D., Skrjanc, I. Mathematical modeling and experimental validation of an electric arc furnace // ISIJ Inter-national, 2013.

21. Brooks, G., et al. Optimizing chemical energy into Electric Arc Furnaces // SEAISI Quaterly, 2013.

22. Годовой отчёт ОМК-2017.