Модернизация конвертерного цеха

Содержание

 

Введение 

1 Обоснование проекта  модернизации конвертерного цеха 

1. Общая характеристика предприятия 
1. Сырьевая база и огнеупоры 
2. Топливно-энергетические ресурсы 
3. Основные металлургические переделы  
4. Утилизация отходов  
2. Общая характеристика цеха 
3. Выбор варианта модернизации цеха 
4. Основные проектные решения  
2.   Устройство и оборудование цеха 
1. Обоснование выбора и расчет основного оборудования 
2. Состав оборудования участка выплавки стали 
3. Структура и планировка цеха 

3  Производственная структура  цеха 

3.1 Схема работы цеха (грузопотоки) 

3.2 Организация труда в  цехе и на главных рабочих  местах 

3.3 Организация ремонта  основного технологического оборудования 

3.4 Структура управления  цехом 

4  Конструкция и оборудование  конвертера 

4.1 Конструкция и футеровка  конвертера 

4.2 Оборудование конвертера 

5  Технология выплавки  стали 

5.1 Сортамент выплавляемой  стали…… 

5.2 Типовая технология  выплавки стали 

5.3 Особенности технологии  выплавки трубных марок стали 

6  Ковшевая обработка  металла 

7   Технология разливки  трубной стали 

8   Автоматизация производственных  процессов 

9  Безопасность и экологичность 

9.1 Анализ опасностей и  вредностей в цехе 

9.2 Обеспечение безопасности  труда 

9.3 Охрана окружающей среды 

9.4 Предупреждение и ликвидация  чрезвычайных ситуаций 

10  Анализ технико-экономических  показателей и обоснование социально-экономической  целесообразности принятых в  проекте решений 

10.1  Описание коньюктуры  рынка 

10.2  Выбор форм хозяйствования   

10.3  Финансовая оценка  платежеспособности 

10.4  Бизнес- план 

Заключение 

Список использованных источников 

Приложение А  Расчет плавки стали по существующей технологии

Приложение Б  Расчет плавки стали по предлагаемой технологии

Приложение В Расчет основного  технологического и кранового оборудования

Приложение Г  Расчет пористого  блока для подачи инертных газов  снизу

Приложение Д

 

Ведомость дипломного проекта 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Выплавка стали в кислородных конвертерах является наиболее распространенным и прогрессивным способом ее производства. Это связано с высокой производительностью агрегатов, относительной простотой их конструкции, высоким уровнем автоматизации процессов, гибкостью технологии плавки, позволяющей в сочетании с ковшевой обработкой и непрерывной разливкой получать качественную сталь различного сортамента.

По своей сущности выплавка стали представляет собой сложный комплекс физико-химических и тепловых процессов, протекающих в сталеплавильном агрегате в широком температурном интервале.

В производственной практике многообразие материалов, непостоянство  их состава и температуры, недостаточная, а иногда и недостоверная информация, требуют систематической настройки  параметров технологии плавки стали. При этом под технологией плавки понимают совокупность различных операций, приемов и методов, выполняемых в определенной последовательности и сочетании, для получения жидкого металла с заданными параметрами.

Конвертерные процессы в  наиболее простой форме реализуют  технологию выплавки стали, ее задачи и методы решения. При отсутствии практического опыта параметры  технологии можно установить расчетным  путем, используя различные математические модели процесса.

Объем и методы расчетов определяются уровнем сложности  поставленной задачи.

В настоящее время сортамент  выплавляемой стали требует 

 

 

 

 

 

 

1.   Обоснование проекта модернизации конвертерного цеха

 

1.  Общая характеристика предприятия

 

Магнитогорский металлургический комбинат - крупнейшее предприятие черной металлургии России. Основу ММК заложила гора Магнитная, где на небольшой территории были сконцентрированы огромные запасы железной руды с содержанием железа до 70%.

ОАО «МАГНИТОГОРСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ» предприятие с полным металлургическим циклом, включающим в себя следующие производства: горно-обогатительное, коксохимическое, доменное, сталеплавильное, прокатное производства.

Прокатное производство предназначено  для получения сортового и  листового проката. В состав прокатного производства входят следующие цеха: ЦОЛЗ (цех отделки литой заготовки), ЛПЦ, ЛПЦ-4, ЛПЦ-10, СЦ -  цеха горячего проката; ЛПЦ-3, ЛПЦ-5, ЛПЦ-7, ЛПЦ-8, ЦП - цеха холодного проката.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1.1.1 Сырьевая база предприятия

 

Снабжение железорудным сырьем ОАО «ММК» в настоящее время  сориентировано на привозные руды и руды местных месторождений. Потребность ММК в железорудном сырье составляет около 13 млн.т/год. Сырьевой базой ММК на ближайшее время остается рудник Малый Куйбас (общий объем добываемого сырья равен 1,5 млн.т сырой руды в год), рудник горы Магнитной, Качканарское и Лисаковское месторождения. Мощность горно-обогатительного комбината близ Лисаковского месторождения составляет около 35 млн. т/год исходной руды с содержанием железа 47,5 %.

Другим немаловажным источником получения местного сырья являются отвальные шлаки, которых насчитывается  около 150 млн. т. В шлаках ММК содержится до 30 % железа

Снабжение известняком ММК  осуществляется с Агаповского месторождения (промышленные запасы известняка около 100 млн.т). В год добывается около 420 тыс. т сырого известняка. В зависимости от содержания основных компонентов различают три сорта известняков, состав которых приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Состав известняка                  

Компоненты	Содержание, %
	1 сорт              2 сорт             3 сорт
CaO+MgO (не менее)	53,5               53,0            53,0
в т.ч. MgO (не более)	3,5                7,0                  16,0
Al2O3 (не более)	3,0                3,0                   3,0
RO2 (не более)	2,0                      2,5                   2,5

Снабжение ММК доломитом  осуществляется с Лисьегорского  месторождения, промышленные запасы доломита которого составляют около 31 млн.т. Огнеупорная глина доставляется с Южно-Уральского рудника (промышленные запасы глины около 435 млн. т). Подготовка флюсовых материалов производится на базе Агаповского месторождения известняка.

В составе горно-обогатительного  производства ММК эксплуатируются:

-  дробильно-сортировочная  фабрика № 2;

-  дробильно-обогатительная  фабрика № 5;

-  агломерационные фабрики  № 2, 3, 4 с общей площадью спекания 898,5м²

В состав известняково-доломитового производства входят:

-  горный цех, объединяющий  известняковый и доломитовый  карьеры;

-  дробильно-сортировочная  фабрика;

-  известняково-обжиговая  фабрика № 1 с двумя вращающимися  печами и дробильным отделением;

-  известняково-обжиговая  фабрика № 2 с печью КС-1200, производящая  известь для кислородно-конвертерного  цеха;

-  известняково-обжиговая  фабрика № 3, в состав которой  входят дробильно-сортировочная фабрика и шахтные печи по обжигу известняка и доломита.

Коксохимическое производство ММК имеет в своем составе:

-  углеподготовительный  цех;

-  три коксовых цеха (семь коксовых батарей);

-  цех улавливания химпродуктов  № 1 и 2;

-  смолоперерабатывающий  цех (введен в эксплуатацию  в 1980 г. и имеет общее производство 315 тыс. т/год);

-  химустановку (биохимочистку).

Огнеупорное производство ММК  включает:

-  шамотный цех №  1 (введен в 1935 г.), морально и  физически устаревший;

-  шамотный цех №  2 (введен в 1965 г.) с шамотно-обогатительной  установкой, состоящий из двух вращающихся печей и участков вспомогательного назначения;

-  участок переработки  огнеупорного лома (введен в 1987 г.), где на установке по переработке огнеупорного лома ежегодно перерабатывается 110…120 тыс. т огнеупоров, из которых 60…70 тыс. т отбирается для дальнейшего использования.

 

1.1.2 Топливно-энергетические ресурсы

 

В настоящее время на ММК  основным источником получения газообразного топлива являются доменные печи и коксовые батареи. Снабжение природным газом осуществляется от областного газопровода.

Основным потребителем кислорода на ММК являются доменный и кислородно-конвертерный цеха. Снабжение кислородом осуществляется от кислородных станций № 4 и 5.

Подача аргона и азота  осуществляется от кислородной стации № 5. Для подачи кислорода, азота и аргона в ККЦ ММК необходимо будет строительство новых трасс трубопроводов.

Обеспечение сжатым воздухом кислородно-конвертерного цеха планируется от Восточной компрессорной. Однако, в связи с тем, что ряд потребителей конвертерного цеха предъявляет жесткие требования к качеству воздуха  необходимо будет пристроить к компрессорной установку осушки воздуха производительностью 1500 м3/мин.

Питание электрических нагрузок Магнитогорского промузла, в настоящее  время, осуществляется от Магнитогорских тепловых станций, от ПС 500/220 кВ «Магнитогорская-1»  и «Магнитогорская-2» («Смеловская»), а также по двум ВЛ-220 кВ от Троицкой ГРЭС. Электроснабжение всех промышленных предприятий города и жилого фонда осуществляется через подстанции и электрические сети ММК, поэтому развитие схемы электроснабжения ММК тесно связаны с развитием Магнитогорского промузла в целом [].

Источником производственного  водоснабжения ММК является река Урал. Подача воды осуществляется из заводского пруда насосными станциями. Существующее водопотребление ММК в 1995 г. составляет 344950 м3/ч, в том числе безвозвратные потери – 12307 м3/ч (3,42 м3/с). Общий годовой расход воды составил 2996244 тыс.м3 [].

Покрытие безвозвратных  потерь воды промрайона в маловодный год 95 % обеспеченности может быть осуществлен  за счет водоотдачи существующих Верхне-Уральского и Магнитогорского водохранилищ, а также использования повторно доочищенных сточных вод хозяйственно-бытовой  канализации очистных сооружений правого и левого берега г. Магнитогорска.

Береговые насосные станции  № 9, 9а, 1, 1а, 17, 16, 16а, 12 полностью обеспечат подачу свежей воды на покрытие безвозвратных потерь систем оборотного водоснабжения цехов ММК и цехов, работающих на прямоточной системе.

 

1.1.3  Основные металлургические переделы

 

К основным металлургическим переделам комбината относятся  доменное, сталеплавильное и прокатное  производства.

В доменном цехе из 10 печей, в настоящее время, в работе находится 7 доменных печей (№ 2, 4, 6, 7, 8, 9, 10) суммарным объемом 10810 м3. Производство передельного чугуна на ММК в 2001г. составило около 8000 тыс. т [].

В состав сталеплавильного производства ОАО «ММК» входит кислородно-конвертерный цех. ККЦ включает в себя: три конвертера вместимостью по 370 т, две установки доводки стали, одну установку комбинированного вакуумирования стали и одну установку типа «печь-ковш». Цех также имеет пять слябовых машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Получаемая заготовка имеет сечение 250 × (750…2350) мм. Всего в ККЦ за 1999 г. было произведено 6616056 т слябовых заготовок из стали следующего сортамента: углеродистой обыкновенного качества – 15,65 %; углеродистой качественной конструкционной – 39,52 %; автокузовной – 36,36 %; низколегированной – 3,84 % и легированной – 4,63 % []. Производство стали в ККЦ в 2001г. составило около 7,9 млн. т, в 2011 г. – 9,5 млн.т.

Сортопрокатное производство ММК в настоящее время представлено обжимно-заготовочным цехом (ОЦ № 2 – блюминг) и сортовым цехом, объединившим проволочно-штрипсовый и сортопрокатный цеха.

В составе листопрокатного  производства ММК в настоящее  время имеются:

-   цех жести (ЛПЦ-3);

-   цех покрытий (ЛПЦ-6);

-   цех углеродистой ленты (ЛПЦ-8);

-   цех гнутых профилей (ЛПЦ-8).

-   стан 5000 горячей прокатки (введен в 2010 г)

-   стан 2000 холодной  прокатки (первая очередь пущена  в 2011г)

 

1.1.4  Утилизация  отходов

 

С учетом требований технологии и опыта эксплуатации, отечественных  и зарубежных цехов в ККЦ предусмотрены  наиболее передовые технические  решения по улавливанию и очистке технологических газов и неорганизованных выбросов.

Полное укрытие конвертера с индивидуальным отводом газов  от укрытия на центральную газоочистную станцию с рукавными фильтрами, позволяет эффективно улавливать неорганизованные выбросы от конвертера, образующиеся при завалке металлолома, заливке чугуна, выпуске металла и сливе шлака. Применение рукавных фильтров обеспечивает нормальные условия труда в конвертерном отделении [].

Улавливание и очистка  неорганизованных выбросов до санитарных норм в двухступенчатых газоочистках предусмотрено также при выполнении следующих технологических операций:

-   при переливе чугуна из миксерных ковшей;

-   при скачивании шлака из заливочных ковшей;

-   при перегрузке сыпучих материалов и ферросплавов по тракту;

-  при внепечной обработке металла на агрегатах доводки;

-   при порезке заготовок на машинах газовой резки.