Реконструкція електросталеплавильного цеху ТОВ "Електросталь" з метою збільшення продуктивності до 1 мільйона тонн і підвищення якост

 
 
 
 

 

2. ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ

 

      2.1 Перспективи розвитку та висновки про можливості існуючої схеми виробництва

 

      Міні-завод  ТОВ «Електросталь» (м. Курахово, Донецька обл.), успішно запущений в експлуатацію в 2008 р., був спроектований для номінального річного виробництва 280-300 тисяч тонн непреривнолитої сортової заготівки в рік, з подальшому її використанням для виробництва катанного профілю в умовах сортопрокатного цеху ВАТ «Донецький металопрокатний завод».

      За  останні три роки в рамках комплексу  були розроблені нові конструктивні  підходи і створені ефективні  технологічні рішення, що забезпечують істотне зростання питомої продуктивності дугової сталеплавильної печі:

• введення в експлуатацію другої установки для вдування вуглецю або вуглецевмісних матеріалів,
• введення в експлуатацію прес-ножиць для різання лому фірми «Lindemann»;
• застосування робота-маніпулятора фірми «Рiromet» для торкретування футерування ДСП і т.д.

      У вересні 2011г була вироблена заміна трансформатора ДСП з 35 на 45 МВА. Після установки трансформатора тривалість плавки під струмом знизилася з 50 до 42 хвилин, що дозволило збільшити середню кількість плавок в добу з 23 до 26 плавок. На даний момент продовжуються роботи по відпрацюванню електричних режимів і режимів роботи газокисневих пальників.

 

      У груднi 2011 р. підприємством успішно  пройдено 1-й рівень сертифікаційного аудиту інтегрованої системи менеджменту якості (якість ISO 9001:2008, екологія ISO 14001:2004, охорона праці OHSAS 18001:2007).

 

Таблиця 2.1 - Динаміка підвищення продуктивності комплексу, основні показники роботи ТОВ «Електросталь»

	2008р	2009р	2010р	2011
виробництво, т	190384,863	413984,62	410015,73	43678,72
ДСП
електроенергія  ДСП, кВт*ч/т	440,42	402,37	397,75	404
час роботи під струмом, мін	55,6	51,5	50,5	50,0
Витрата кисню, м³/т	38,5	37,8	37,64	33,4
природний газ, м³/т	13,16	6,7	5,87	7,5
електроди ДСП, кг/т	3,1	2,32	1,94	1,60
УКП
електроенергія  УКП, кВт*ч/т	75,8	57,6	53,0	53,61
час роботи під струмом, мін	44	39	33,7	33,3
електроди УКП, кг/т	0,97	0,70	0,61	0,46
МНЛЗ
середня тривалість розлівки плавки на МНЛЗ, мін	71,2	63,8	61,5	60,8
середня серійність, пл	8,5	25,5	33,50	44,0

 

      Забезпечити високі експлуатаційні показники стійкості  футерування промковша дозволила модернізація конструкції його внутрішньої порожнини, за рахунок збільшення нахилу кривої стінки на кут 15°.

      Даний захід дозволив збільшити відстань від високотурбулентної зони падіння  струменя до торкрет-шару, що дозволили  збільшити середню серійність розливання з промковша до 68 плавок.

      Були  проведені також наступні удосконалення  технології розливання і конструкції  МНЛЗ:

• проведена корекція режимів охолоджування заготівки в ЗВО;
• під кристалізатором була розроблена і встановлена «нульова» секція для розбризкування води (встановлено по дві форсунки на грань в першому ряду форсунок під кристалізатором);
• вживання високопродуктивних форсунок фірми “Lechler”, що забезпечують витрату води, що охолоджує, до 9 л/мін;
• збільшений коефіцієнт витрати води, що охолоджує, до 2,0 л/кг заготівки;
• встановлений високоякісний фільтр тонкого очищення води для ЗВО фірми «AZUD» (фільтрація до 200мкм);
• використання змінних стаканів-дозаторів діаметром 16.5-17мм дозволило підвищити середню швидкість розливання до 3,6 м /мін (квадрат 125), при цьому середня температура заготівки перед тянуще-правільною машиною склала до 1150°С;
• використання як розділове масло для змазування стінок гільзи кристалізатора масла Shell Release HCA, з витратою до 60г/т.

 

      Продукція підприємства поставляється на наступні машинобудівні підприємства:

• Крюковський вагонобудівний завод (круг із сталі 55С2, 60С2А, 09Г2С);
• Стахановський вагонобудівний завод (круг із сталі 55С2, 60С2А, 09Г2С, 40Х);
• Азовмаш (круг із сталі 55С2, 60С2А, 09Г2С);
• Артемівський машинобудівний завод «Вістек» (круг із сталі 35ХГСА);
• Синельниковський ресорний завод (смуга із сталі 60С2А);
• Російський Білорецький завод ресор і пружин (смуга із сталі 60С2А).

      Планова річна потужність заводу "Элекстросталь" після реконструкції складає більше 500 тыс. т.

      За  підсумками 2011 р. на ТОВ "Электросталь" було вироблено 438786 т., відвантажено 424051 т. сталі, що в порівнянні з виробництвом 2010 р. на 7% вище.

 

      2.2 Перспективи підвищення продуктивності  підприємства

 

      У сучасних умовах оцінку продуктивності технологій металургійного виробництва, слід проводити, в першу чергу, за енерго-екологічними показниками. У зв'язку з цим можна говорити про нове для виробництва поняття – його енерго-екологічну якість, визначувану кількістю використаного основного природного ресурсу, - енергії і екологічною чистотою її здобуття.

      Отже, енергоємність продукції сьогодні і найближчому майбутньому необхідно  розглядати як основний стратегічний показник, що визначає положення виробника сталі на світовому ринку. Рівень вжитку енергії в значній мірі залежить від виробничого процесу здобуття сталi, при цьому кращі показники досягаються при виробництві сталi з лому на міні-металургійних заводах і складають 4,5-8,5 ГДж/т проти 19-29 ГДж/т для заводів повного циклу. Крім того, варто відзначити, що при електроплавленні шихти, що містить 30 % рідкого чавуну і 70 % лому, енергоємність сталі приблизно в півтора рази нижче, ніж при доменно-конвертерному способі її виробництва (20% лому). У першій половині ХХI століття прогнозується швидке зростання виробництва електросталі, яка вже зараз складає більше 40 %. Дійсно, на початок третього тисячоліття в світі накопичений величезний металлофонд, а вартість виробництва електрики неухильно знижується завдяки досконалості електрогенеруючих станцій, поступово наближаючись до ціни первинних джерел енергії. При використанні технологій, сучасних, що відповідають, вимогам, прогнозується на період до 2020 року зниження питомої витрати енергії до 12,5 ГДж/т рідкої сталі при виробництві її із залізняку і 3,5 ГДж/т - при виробництві на міні металургійних заводах.

      У роботі були запропоновані наступні перспективи підвищення продуктивності підприємства:

• Істотне зниження трудовитрат в порівнянні із заводами повного циклу. Так, при виробництві сортового прокату витрати знижуються приблизно в 2,5 - 3 рази, а при виробництві листового прокату - в 5 - 6 разів.
• Виключення перевезень сировини на великі відстані за рахунок використання металобрухту даного економічного регіону, вжиток значної частини прокату (або заготовки) безпосередньо в районі його виробництва дозволяє істотно понизити долю транспортних витрат в структурі собівартості продукції. Так, в США відстань від міні-заводу до споживача його продукції, яка часто доставляється автотранспортом заводу-виробника, зазвичай не перевищує 400 км.
• Залучення штатного персоналу лише в основному виробництві.
• Вживання як металевої частини шихти металобрухту дозволяє багато разів використовувати залізо.
• Досягнення мінімальної тривалості циклу «виплавка - розливання - прокат». Так на комбінатах середня тривалість складає 5 - 10 днів, на міні-заводах же вона досягає 10 - 16 ч, а на деяких і 2,5 - 3,2 години.
• Можливість узгодження роботи основних технологічних агрегатів «електродугова піч » - «установка позапічної обробки» - «МНЛЗ» в досить широкому діапазоні річної потужності (0,04 - 1,5 млн. т готової сталі в рік), тобто мінімізація витрат за рахунок синхронізації почасової продуктивності всіх агрегатів.
• Використання високопродуктивних механізованих дрібносортних і дрібносортно-дротяних станів з невеликою чисельністю обслуговуючого персоналу дозволяє при введенні в експлуатацію єдиної технологічної лінії значно понизити собівартість продукції.
• Впровадження комплексних автоматизованих систем управління технологічним процесом, що забезпечує підвищення продуктивності праці і поліпшення якості продукції.

 

      Таким чином, перспективи розвитку міні-металургійних  заводів і їх конкурентоспроможність визначаються і в значній мірі залежать від кількості, складу і  вартості шихтових матеріалів, тенденцій розвитку електроенергетики, а також величини тарифів на електроенергію.

 

3. СУТЬ ПРОЕКТУ

 

      При розгляданні можливих варіантів  реконструкції заводу ТОВ «Електросталь» з метою збільшення річної продуктивності до 1 мільйона тонн і підвищення якості металу було вирішено реалізувати проект на діючій виробничій базі комплексу.

      Проект  передбачає впровадження таких заходів:

• встановлення нової 75-тонної печі на місце 50-тонної дугової сталеплавильної печі та застосування нової технології SIMETAL EAF Quantum концерну SIEMENS AG (попереднє підігрівання шихти за рахунок відхідних газів печі);
• встановлення двох нових 75-тонних установок ківш-піч замість 50-тонної;
• встановлення камерного вакууматора VD;
• встановлення ще одної 3-х струмкової машини безперервного лиття заготівок радіального типу;
• встановлення додаткового допоміжного обладнання, забезпечення транспортування між новими агрегатами (крани, залізна колія);
• перепланування сталеплавильного цеху, будівництво додаткового приміщення.
• збільшення витрат сировини, палива й енергоресурсів;

 
 

 

4. ПРОПОЗИЦIЇ ЩОДО УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ОБРОБКИ СТАЛІ НА ДIЛЬНІЦI ПОЗАПІЧНОЇ ОБРОБКИ СТАЛИ

 

     4.1 Аналітичний огляд літератури

 

     4.1.1. Азотація сталі в процесі випуску плавки

 

      При випуску розплаву з печі і його продувці відбувається значне підвищення концентрації азоту на 0,002 - 0,004%. Це пов'язано із взаємодією розплаву з атмосферою і збільшенням інтенсивності надходження азоту з шлаку в метал. Слід зазначити, що при більш низьких температурах випуску розплаву з печі (<1640° С), середній приріст вмісту азоту 0,001 - 0,002% був істотно нижче, ніж при температурах вище 1640°С  0,002 - 0,0035% .

      Продувка  сталі аргоном - один з найпоширеніших способів позапічного рафінування. Одним із завдань продувки є зниження змісту газів в металі - кисню та азоту.

      При дегазації розкисленної сталі видалення  азоту при всіх способах нестабільно  і незначно, при продувці сталі  на повітрі або у вакуумі вміст  азоту змінюється на 8 - 13% . Дегазація  неокислених сталей практично не супроводжується видаленням азоту до моменту введення розкислювачів, після чого починається період деазотації, що пояснюється утворенням нітридів титану та алюмінію та їх видаленням бульбашками аргону. Проте видалення азоту в процесі продувки розплаву аргоном неефективно навіть при використанні великої (більше 2 м³ / т) витрати аргону.

      При вакумній обробці стабільно досягається  низька концентрація водню, відповідаюча близькому парціальному тиску водню  в газовій фазі. Зниження азоту  при його вихідному вмісті 0,003 - 0,006% незначно і становить в середньому 4%, а при більш високому вмісті 0,015 - 0,028% становить 15 - 29%. Таким чином, зниження азоту залежить від його початкового змісту, а кінцева концентрація не досягає розрахункових значень, що відповідають закону Сівертса.

      Узагальнюючий аналіз даних показав, що зниження концентрації азоту досягає лише 10 - 20% при вакумуванні  частково або повністю розкисленного  металу. Більш високе (до 40%) зниження концентрації азоту спостерігали тільки при вакуумній обропці неокисленного металу. Це поясняється видаленням азоту з оксидом вуглецю, що утворюється при взаємодії вуглецю і кисню. У той час видалення азоту з неокисленного металу повинно гальмуватися наявністю розчиненого кисню. Кисень, будучи поверхнево-активним елементом, захищає метал від насичення азотом. Тому більш пізніше розкислення розплаву алюмінієм сприяє отримання в металі низької концентрації азоту, що необхідно враховувати при виборі оптимального режиму розкислення для зниження азотаціі металу в процесі позапічної обробки. У цьому зв'язку необхідно розглядати процес видалення азоту з неокисленного металу з бульбашками СО, а після розкислення з поверхні взаємодії метал - газова фаза.

 

      В результаті досліджень азотаціі сталі в процесі випуску плавки була виведена залежність lg [N] від вмісту в залізі кожного елементу окремо. Результати розрахунків виведені на діограмму (рисунок 5.1 і 5.2) для елементів, що мають низький вміст в залізі (до 0,1%) і елементів з більшою концентрацією (більше 0,1%).

      З діаграми (рисунок 5.1) видно, що ванадій, ніобій і алюміній в різній мірі сприяють розчиненню азоту в залізі, тому необхідно виключити їх введення в ківш під час випуску плавки. Сірка займає позицію ближче до нейтральної і тому практично ніяк не впливає на розчинність азоту. Фосфор і кисень практично в рівній мірі знижують розчинність азоту в залозі, але в свою чергу вони є шкідливими домішками, тому їх вміст в залозі має бути мінімальним.