Технология выплавки углеродистых марок стали на болоте в ДСП-100И7в условиях ЭСПЦ-6 ОАО 'ЧМК'

Технология выплавки углеродистых марок стали на болоте в ДСП-100И7в условиях ЭСПЦ-6 ОАО 'ЧМК'

Технология выплавки углеродистых марок стали на болоте в ДСП-100И7в условиях ЭСПЦ-6 ОАО «ЧМК»

Введение

В изготовлении качественной и высококачественной стали ведущая роль принадлежит электросталеплавильному способу, позволяющему получать различные легированные стали и сплавы с низким содержанием серы, фосфора, кислорода и других вредных элементов и высоким содержанием легирующих элементов - молибдена, вольфрама, ванадия, титана, циркония и др.

Производство электростали в мире заметно возрастает, и в ближайшие 10 лет, по некоторым прогнозам, темп его роста может составить 4 % в год. Ведущие производители рассматривают электрометаллургию как наиболее современную и эффективную технологию массовой выплавки стали.

Тенденции развития электросталеплавильного производства в России в 2001-2006 гг. полностью соответствуют современному мировому уровню. Развитие техники и технологии выплавки стали в ДСП идет в следующих направлениях: модернизация ДСП традиционной конструкции путем использования оптимизированных технологий и оборудования; применение ДСП новых конструкций (печи постоянного тока, шахтные, с непрерывной подачей шихты и др.). Совершенствование конструкций ДСП заключалось, прежде всего, в увеличении их размеров и мощностей трансформаторов, замене огнеупорной футеровки водоохлаждаемыми элементами, т.е. по существу направлено на повышение производительности. Улучшение технологии осуществлялось в том же направлении:

разработка процесса вспенивания шлака вдуванием углеродсодержащего порошка кислорода, благодаря этому удалось повысить удельную мощность трансформатора до 1,0 МВА/т;

применение газокислородных (топливно-кислородных) горелок для снижения эффекта «холодных зон» и частичной замены электрической энергии топлива;

исключение восстановительного периода в печи и переход на рафинирование расплава методами внепечной металлургии.

Для снижения энергоемкости электроплавки внедрена интенсификация массо- и теплообмена за счет перемешивания ванны в течении всей плавки путем вдувания кислорода через трубку (фурму) или продувкой аргоном, азотом через подовые устройства; металл выпускается через донное отверстие, что позволяет уменьшить вторичное окисление и газонасыщенность металла, а также увеличить площадь водоохлаждаемых элементов стен; используется тепло отходящих газов электропечей для подогрева шихты в теплообменниках.

Одним из важных достижений стала реализация возможности удвоения мощности ДСП с 0,5 до 1,0 МВА/т.

В среднесрочной перспективе, уже в ближайшие 3-5 лет, в России можно ожидать дальнейшего роста выплавки стали в ДСП. В 2004 году модернизированы электропечи на Новокузнецком металлургическом комбинате и в ОАО «Уральская сталь», в 2005 г.введены в эксплуатацию мощные ДСП на комбинате «Северсталь» 100-т ДСП на Нижнесергинском метизно-металлургическом заводе . В 2006 г.введены в эксплуатацию две 180-т ДСП на Магнитогорском металлургическом комбинате; завершается модернизация электропечи в ОАО «Уральская сталь». Предполагается ввод в строй новых ДСП на металлургическом заводе им.А.К.Серова (2006 г.) и Выксунском (2007 г.).

Стратегической программой развития Трубной металлургической компании до 2010 г. Предусмотрена замена действующих мартеновских печей мощными ДСП на Таганрогском металлургическом и Северском трубном заводах; сооружение новых ДСП на металлургических заводах «Амурметалл», Ашинском, Омутнинском, Лысьвенском и др. Кроме того, многие ломоперерабатывающие компании также строят или планируют построить в этот период мини-заводы с электропечами. Все это позволяет предположить, что к 2010 году доля электросталеплавильного производства в России может возрасти до 27-30 %.

выплавка углеродистый сталь

1. Общая часть

.1 Характеристика ОАО «ЧМК»

Челябинский металлургический комбинат - крупнейшее не только в России, но и в Европе предприятие по выпуску сталей и сплавов. ОАО «ЧМК» развивается по пути увеличения производства и расширения сортамента продукции. В составе комбината агломерационное, доменное, сталеплавильное, прокатное, огнеупорное производства и мощный комплекс инженерных служб. Уникальный состав оборудования позволяет предприятию производить широкий сортамент сталей и сплавов для самых наукоемких отраслей экономики.

Коксохимическое производство всегда было заводом внутри комбината, одним из самых крупных подразделений предприятия, распоряжением управляющей компании «Мечел» на базе коксохимпроизводства с 1 июля 2006 года образован «Челябинский завод по производству коксохимической продукции» - ООО «Мечел-кокс», как дочернее предприятие ОАО «ЧМК». В состав коксохимического производства входит более 10 цехов и подразделений. Основной продукт - металлургический кокс, вырабатываемый сегодня на 6 коксовых батареях. Коксохимическое производство ОАО «ЧМК» не только полностью обеспечивает коксом аглодоменное и сталеплавильное производство, но и поставляет его более чем 10 горнорудным, металлургическим и машиностроительным предприятиям.

Агломерационное производство представлено аглофабрикой №1, вступившей в строй в 1956-58г.г. в составе 3-х аглолент, 2 из которых заменены на новые, и аглофабрикой №2, вступившей в строй 2005-06г.г. в составе 4-х аглолент общей производительностью 4,5 млн.т агломерата в год. В доменном цехе на 3-х доменных печах выплавляется более 3 млн.т чугуна в год. Проведена реконструкция доменной печи №1 с увеличением объема и внедрением новых технологий с использованием медных холодильников и наружный полив горна и т.д. Доменный цех представлен 3 доменными печами, которые выплавляют более 3 млн.т чугуна. В качестве железорудного сырья для производства чугуна используют агломерат, собственного производства и окатыши, преимущественно с ГОКов, Курской магнитной аномалии. Наличие шлакоперерабатывающего цеха позволяет образующийся доменный шлак перерабатывать в пользующуюся спросом продукцию для строительной индустрии (щебень, граншлак).

Характерной особенностью кислородно-конвертерного цеха с начала ввода в эксплуатацию стала внепечная обработка металла: продувка аргоном в ковше, обработка жидким синтетическим шлаком, использование порционного вакууматора. Пуск в 2002 году агрегата комплексной обработки стали позволил расширить марочный сортамент выплавляемых марок. В мае 2004 года в ККЦ был осуществлен проект по вводу 6-ручьевой машины непрерывного литья заготовок сортовой стали производительностью 1 млн.т заготовок в год. В конце 2006 года в цехе вступила в строй вторая разливочная сортовая машина производительностью 1 млн.т в год. Основной сортамент цеха высоко- и низкоуглеродистые марки сталей.

Электросталеплавильный цех №2 специализирован на производстве подшипниковых, легированных конструкционных сталей и автоматных сталей высокой обрабатываемости резанием. Цех оснащен 100-тонной электропечью, АКОСом и вакууматором порционного типа. Введена в эксплуатацию бункерная эстакада для приема, хранения и подачи шлакообразующих и легированных материалов в электропечь №8, организован участок по разливке свенецсодержащих марок стали.

Электросталеплавильный цех №6 одно из самых молодых подразделений комбината, свою первую продукцию выдал в 1992 году. Цех производит непрерывную слябовую заготовку из нержавеющей и углеродистой стали. В его составе одна 100-тонная электропечь, агрегат кислородного рафинирования, 2 машины непрерывного литья заготовок. В 2000 году введен в эксплуатацию АКОС. В 2003 году в ЭСПЦ-6 проведена реконструкция электропечи с переводом на эркерный выпуск и увеличением рабочего пространства с 75 до 97м3.

С 1 июля 2006 года на базе ЭСПЦ-3 и кузнечно-прессового цеха Челябинского металлургического комбината, специализирующихся на производстве специальных сталей и сплавов, а также продукции из металла данного сортамента, создано дочернее предприятие ООО «Челябинский завод спецсталей и сплавов».

Прокатное производство представлено 5 прокатными и 1 термическим цехом. Прокатное производство - это более 3 млн.тонн готового проката в виде заготовок круглого и квадратного сечения, рессоров, листа различных размеров, поковок. Их работу обеспечивают 13 прокатных станов.

На ОАО «ЧМК» действует огнеупорное производство, которое состоит из 2 цехов: шамотных изделий и смолодоломитовых огнеупоров.

Вместе с развитием основных производств комбината развиваются и совершенствуются вспомогательные цехи и службы (цехи инженерного обеспечения) также как, служба ремонтов и технического обслуживания, куда входят цехи управления главного механика и цехи управления главного энергетика, управлений железнодорожного и автомобильного транспорта и другие цехи. Управление главного механика ведут работы по изготовлению оборудования и запасных частей, для их ремонта. В управление главного механика входят 2 ремонтно-механических цеха, фасонно-литейный, ремонтно-котельный, цех ремонта металлургического оборудования, управления механического производства.

Более 400 км железнодорожных путей, десятки локомотивов, боле 1000 специальных вагонов и около 100 большегрузных машин осуществляют перевозки грузов по технологической цепочке предприятия.

1.2 Описание ЭСПЦ-6

Электросталеплавильный цех №6 введен в эксплуатацию в 1993 году. Цех предназначен для производства литой слябовой заготовки нержавеющей стали, идущей на производство подката для цеха холодной прокатки комбината

(ЛПЦ-2). Электросталеплавильный цех № 6 состоит из следующих зданий и сооружений:

главный корпус;

отделение водоподготовки;

газоочистка с отделением утилизации шлама;

отделение зачистки литых заготовок;

ремонтно-механическое отделение;

станция компрессии азота;

отделение ревизии оборудования;

бытовой корпус;

Главный корпус включает в себя:

сталеплавильное отделение;

отделение непрерывной разливки стали;

отделение подготовки технологического оборудования МНЛЗ;

энергокорпус;

вентстанцию.

Длина главного корпуса по электросталеплавильному отделению - 171 м, по отделению АКР - 219 м с учетом удлинения пролета Г-Д на 48 м для установки АКП, и по отделению МНЛЗ - 171 м. ширина главного корпуса 198 м.

Рис. 1 План главного здания ЭСПЦ-6 ЧМК с печью ДСП-100И7 и агрегатом

АКР: 1 - железнодорожный путь; 2 - закрома для скрапа; 3 - самоходная тележка для завалочной бадьи; 4 - передаточная тележка; 5 - магнитно-грейферный кран; 6 - участок ремонта и наборки свода; 7 - стенд для наращивания электродов; 8 - машина для скачивания шлака; 9 - ДСП-100И7; 10 - шумо-пылезащитная камера; 11 - пульт управления печью; 12 - мостовой завалочный кран; 13 - кран бункерного пролета; 14 - бункер для сыпучих материалов; 15 - агрегат аргонно-кислородного рафинирования (АКР); 16 - мостовой кран рафинировочного пролета; 17 - стенд для шлаковой чаши; 18 - стенд для сушки футеровки агрегата АКР; 19 - стенд для ремонта агрегата АКР; 20 - установка для доводки стали в ковше; 21 - машина для завалки скрапа в агрегат АКР; 22 - сталевоз; 23 - поперечный кран; 24 - МНЛЗ; 25 - установка для сушки сталеразливочного ковша; 26 - стенд для ковша; 27 - самоходная тележка для шлаковой чаши; 28 - совок с металлическим ломом на самоходной тележке.

Сталеплавильное отделение состоит из четырех пролетов:

шихтовый пролет (30м х 138м) ;

печной пролет (27м х 138м) ;

бункерный пролет (15м х 138м) с трактом подачи сыпучих материалов;

пролет агрегата АКР (15м х 186м).

В шихтовом пролете производится приемка, разгрузка и хранение определенного запаса лома, шлакообразующих материалов и ферросплавов, подготовка материалов к плавке и передача их в печной пролет для загрузки в ДСП. Шихтовый пролет обслуживается двумя специальными мостовыми кранами грузоподъемностью 32/16/3,2 т.с; имеет площадки для постановки совков с металлоломом и заглубленные закрома для хранения металлолома. Шихта из отделения подготовки лома железнодорожным транспортом передается в цех и перегружается мостовыми электрическими кранами в корзины.

Доставка металлолома из шихтового пролета в печной производится скраповозами в корзинах емкостью 80м3 по двум железнодорожным путям и в пролет АКР в совках емкостью 3 м3 двумя передаточными тележками.

Шихтовые материалы поступают в пролет в совках на платформах по сквозному железнодорожному пути и автотранспортом через ворота на западной стороне.

В печном пролете на рабочей площадке с высотной отметкой +8,0м располагается одна дуговая сталеплавильная электропечь с трансформатором 80 МВА и все необходимое для ее обслуживания оборудование. Под рабочей площадкой размещаются часть электропечной подстанции, склады огнеупоров, ремонтные мастерские, тракты подвода и отвода воды, тракты подвода газообразного кислорода. Печь размещена в шумо-пылезащитном укрытии. Функциональное назначение оборудования печного пролета подчиняется выполнению следующих задач: доставка и загрузка в печь металлошихты, шлакообразующих материалов и ферросплавов; организация заправки печей огнеупорными материалами; доставка в печной пролет электродов и организация их наращивания по мере расхода; организация уборки шлака, скачиваемого из печи; организация слива жидкого металла из печи в ковш; организация проведения капитальных, холодных и горячих ремонтов печи. Пульт управления размещается на границе на границе шихтового и печного пролетов напротив печи со смещением относительно ее оси.

Транспортные операции в печном пролете осуществляются двумя мостовыми электрическими кранами. В пролет с западной стороны заходит железнодорожный путь, оканчивающийся под бункером для сборки и кантовки отработанных огнеупоров в думпкар. Здесь же расположен автовъезд в пролет.

В бункерный пролет основная часть сыпучих материалов подается конвеерным способом: с помощью загрузочного узла и системы конвееров.

Загрузочный узел принимает сыпучие материалы с автотранспорта навалом. После выгрузки сыпучие материалы доставляются в бункерный пролет на высотную отметку +36,0м по наклонному конвееру в трубчатой галерее, а потом по горизонтальному конвееру с помощью сбрасывающей тележки подаются в расходные бункера.

Системы дозирования и взвешивания сыпучих материалов бункерного пролета обслуживают электропечь ДСП-100И7, агрегат АКР и АКП.

Система дозирования сыпучих материалов, обслуживающая электропечь, предназначена для подачи заправочных материалов в заправочную машину, загрузки в корзину на скраповозе извести и ферросплавов, присадки материалов и ферросплавов в ванну электропечи через свод при помощи поворотной течки, и присадки шлакообразующих смесей и ферросплавов в ковш во время выпуска плавки.

Система дозирования сыпучих материалов, обслуживающая агрегат АКР, предназначена для присадки шлакообразующих материалов и ферросплавов в ванну агрегата и в ковш, установленный на сталевозе, во время выпуска стали.

Система дозирования сыпучих материалов, обслуживающая агрегат АКР, предназначена для присадки шлакообразующих материалов и ферросплавов в ковш, установленный на сталевозе.

Расположение бункеров в бункерном пролете - двухрядное, запас материалов в бункерах рассчитан на работу цеха в течение 1,5 суток по извести и в течение 4,7 суток по ферросплавам.

В пролете АКР находится оборудование участка ремонта сталеразливочных и переливных ковшей, стенды для разогрева ковшей и оснащение их шиберными затворами. В пролете также расположены агрегат «ковш-печь» и установка для скачивания шлака. На границе между пролетами АКР и МНЛЗ установка внепечной обработки стали, предназначенная для обработки стали в ковше аргоном и доводки металла по температуре. Пролет АКР обслуживается двумя мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью 225/270+63+10т, мостовым электрическим краном грузоподъемностью 20/5 т.с и мостовым электрическим краном грузоподъемностью 10 т.с.

В пролет с западной стороны заходит железнодорожный путь, оканчивающийся под бункером для сборки и кантовки отработанных огнеупоров в думпкар. Здесь же расположен автовъезд в пролет. С восточной стороны в пролет заходят два железнодорожных пути.

Отделение непрерывной разливки стали.

Отделение состоит из четырех пролетов:

пролет МНЛЗ (30м х 138м);

пролет выдачи заготовок (18м х 138м);

пролет охлаждения заготовок (36м х 138м);

пролет термических печей (12м х 138м);

В пролете МНЛЗ размещается основное оборудование двух одноручьевых слябовых криволинейных МНЛЗ с постами управления на рабочей площадке с высотной отметкой +10,13м. В пролете расположены 4 установки для сушки промежуточных ковшей и стенд для выдавливания «козлов» из промковшей. С западной и восточной сторон имеются автовьезды. При разливке стали на МНЛЗ применяется защита струи металла из ковша инертным газом и осуществляется подача шлаковых смесей в кристаллизатор. Пролет МНЛЗ обслуживается двумя мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью 80/20 т.с.

В пролете выдачи заготовок расположены гидравлические ножницы и машина газовой резки для порезки слябовых заготовок на мерные длины с одной заглубленной насосно-аккумуляторной станцией и рольганги для передачи заготовок на охлаждение.

В осях «1-7» пролета выдачи заготовок находится оборудование для ремонта футеровки промежуточных ковшей МНЛЗ. Пролет обслуживается одним мостовым электрическим краном грузоподъемностью 32/5 т.с. С восточной стороны пролета имеется автовъезд.

В пролет охлаждения заготовок слябовые заготовки поступают по рольгангам, складываются в штабель укладчиком и затем размещаются на стеллажах для охлаждения. Площади пролета охлаждения заготовок рассчитаны на размещение в штабелях 19 плавок. Транспортная связь пролета охлаждения заготовок с отделением зачистки литых заготовок осуществляется с помощью двух передаточных тележек грузоподъемностью 63 т.с.

В 1998 году была проведена реконструкция рольгангов за ножницами МНЛЗ для возможности получения слябов длиной до 12 м с расчетом отгрузки их на экспорт или для передела на другие предприятия отрасли. Соответствующие мероприятия предусмотрены также в отделении зачистки литых заготовок.

Пролет охлаждения заготовок обслуживается двумя мостовыми электрическими кранами, грузоподъемностью 50 т.с. с вращающейся тележкой.

Отделение подготовки технологического оборудования.

В отделении производится разборка роликовых секций МНЛЗ на специальных стендах, дефектовка деталей и узлов МНЛЗ, сборка роликовых секций, разборка, дефектовка, сборка и испытание кристаллизаторов. В составе отделения имеются участок приготовления эмульсии и склад масел. Транспортные операции в отделении обслуживаются мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью 50/12,5 т.с. и грузоподъемностью 10 т.с.

Энергокорпус и вентстанция.

Энергокорпус предназначен для охлаждения и утилизации тепла отходящих газов от агрегата аргоно-кислородного рафинирования и электропечи ДСП-100И7 путем нагрева воды в котлах-утилизаторах КУВ-30-150 и КУВ-20-150 с 80 0Сдо 150 0С с последующим ее охлаждением.

Котлы-утилизаторы имеют принудительную циркуляцию, которая осуществляется циркуляционными насосами СЭ-500-70. Подпитка котлов-утилизаторов осуществляется деаэрированной химочищенной водой.

Вентстанция, имеющая в своем составе девять вентиляторов, осуществляет принудительную подачу воздуха в служебные помещения цеха, электропомещения и пульты управления.

Отделение водоподготовки.

Предназначено для обеспечения химочищенной водой основных технологических агрегатов цеха. Для этих целей сооружены - яма окалины, отстойник, водяные насосы. Для обеспечения проведения ремонтных работ установлены две кран-балки.

Отделение зачистки литых заготовок.

Отделение занимает два пролета М-Н и Н-П в трехпролетном здании ОЗЛЗ и обслуживается четырьмя специальными мостовыми электрическими кранами с вращающейся тележкой грузоподъемностью 36 т.с. Для обеспечения заданной программы по зачистке слябов в отделении установлено четыре автоматизированных линии ВСЗ-717ЛА для абразивной зачистки.

В пролете М-Н с западной стороны имеется автовъезд; в пролет Н-П с восточной стороны заведен железнодорожный путь, через который осуществляется отгрузка готовых сляб из цеха. С отделением непрерывной разливки стали отделение зачистки литых заготовок соединяется передаточным тоннелем площадью 1580 м2 с двумя электрическими моторными передаточными тележками грузоподъемностью 63 т.

Ремонтно-механическое отделение.

Один из трех пролетов здания ОЗЛЗ занимает ремонтно-механическое отделение, предназначенное для ремонта сменного оборудования машин непрерывного литья заготовок, роликов, гидрооборудования, ножей и фурм. Для выполнения ремонтных работ в отделении установлены молот ковочный пневматический, токарные, фрезерные, строгальные, долбежные расточные станки. Транспортные операции осуществляются двумя мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью 20/5 и 10 т.с. С западной и восточной сторон имеются автовъезд.

Станция компрессии азота.

Станция компрессии азота предназначена для подготовки и подачи в главный корпус нейтральных газов - аргона и азота, применяющихся в технологии. В помещении смонтированы два поршневых компрессора, предназначенных для повышения давления азота. Снаружи станции расположены

реципиентов емкостью по63 куб.м ( 9 для аргона и 6 для азота), предназначенные для хранения запаса этих газов.

Отделение ревизии оборудования.

Отделение ревизии оборудования было построено для подготовки поступающих на стройплощадку оборудования к монтажу. После пуска цеха в нем разместился гараж для автотехники ЭСПЦ-6.

1.3 Характеристика агрегатов цеха

Электросталеплавильный цех № 6 предназначен для производства литой слябовой заготовки нержавеющей стали, идущей на производство подката для холодной прокатки комбината.

В соответствии с принятой технологией в печи выплавляют полупродукт, который затем рафинируют в агрегате АКР, далее доводят по химическому составу и температуре на агрегате «Ковш-печь», с последующей разливкой на МНЛЗ. В ЭСПЦ-6 также предусмотрена технология выплавки углеродистых марок стали, где исключается рафинирование металла на агрегате АКР. Таким образом, основными агрегатами цеха при производстве стали являются: электродуговая печь ДСП-100И7, агрегат кислородного рафинирования, агрегат «ковш-печь», две машины непрерывного литья заготовок.

Высокомощная электропечь с эркерным выпуском ДСП-100И7 располагается на рабочей площадке с высотной отметкой +8,0 м. Рядом с ней размещен печной трансформатор мощностью 80 МВА. Внутри корпуса печи, образуемого сферическим днищем, стеновыми водоохлаждаемыми панелями и водоохлаждаемым сводом, располагается футеровка, образующая рабочее пространство печи, часть которого занимает ванна. Футеровку подины выполняют из кирпича на базе магнезитовых материалов. Корпус печи выполнен в виде каркаса из кольцевых балок, соединенных стойками, к которым крепятся водоохлаждаемые панели боковых стен. Металл сливают через эркерное отверстие в ковш, установленный на сталевозе. Для наблюдения за плавкой, взятия проб в корпусе имеется рабочее окно. Водоохлаждаемый свод, верхняя часть боковых стен выполнены трубчатыми. На люльке печи, кроме корпуса, устанавливают также полупортал, к которому крепят металлоконструкции и механизмы, связанные с подачей электроэнергии, вертикальным перемещением электродов с помощью гидравлического привода. На люльке печи также размещается механизм подъема свода и его отворота в сторону трансформаторного помещения для раскрытия рабочего пространства перед загрузкой в печь шихты.

Ток к графитированным электродам подводится с помощью трех электродержателей.

Кроме водоохлаждаемых боковых стен и свода, ДСП имеет ряд узлов, охлаждаемых водой: арка и дверца рабочего окна, сводовое кольцо, уплотнители электродных отверстий (экономайзеры), токоведущие трубы, головки и рукава электрододержателей. Отходящие газы из печи для последующей их очистки и выброса в атмосферу отбирают через специальное отверстие в своде с помощью водоохлаждаемого патрубка. Печь оснащена установкой для интенсификации плавки (манипулятором) и газокислородной мультифумой. Электропечь расположена в укрытии с целью снижения шума и наиболее полного улавливания дымовых газов и пыли во все периоды плавки. Для улавливания неорганизованных выбросов (через электродные отверстия в своде, через открытое рабочее окно, через неплотность между сводовым кольцом и корпусом печи) используют мощные вытяжные зонты, располагаемые над печью под крышей здания цеха.

Агрегат аргоно-кислородного рафинирования стали располагается на рабочей площадке с высотной отметкой +8,0 м. Агрегат АКР - это конвертер, футерованный основными огнеупорными материалами. Он предназначен для обезуглероживания стали. В нижней боковой части агрегата аргоно-кислородного рафинирования

Стойкость футеровки конвертера составляет до ста плавок, поэтому на одну электродуговую печь необходимо иметь три реторты. Одна находится в работе, вторая охлаждается, третья - на ремонте футеровки.

Агрегат «ковш-печь» предназначен для нагрева, легирования и перемешивания металла инертным газом в сталеразливочном ковше.

В состав оборудования комплекса внепечной обработки стали входят:

печной трансформатор мощностью 32 МВА с переключателем ступеней напряжения и электродной группой;

Водоохлаждаемый свод с загрузочной воронкой для ввода ферросплавов, отверстиями для электродов, верхней фурмы, отверстием для рабочего окна и патрубком для отвода газов и пыли;

ковш, оборудованный шиберным затвором пористой огнеупорной пробкой для перемешивания металла инертным газом;

система дозирования и транспортировки кусковых ферросплавов, включающая бункера-хранилища ферросплавов и шлакообразующих, весовые устройства, транспортеры;

два устройства для ввода алюминиевой и порошковой проволок (трайб-аппараты);

верхняя фурма;

оборудования для вдувания порошкообразных материалов;

установка для скачивания шлака.

Основные узлы МНЛЗ:

промежуточный ковш;

кристаллизатор;

зона вторичного охлаждения;

тянущие валки;

устройство для резки заготовки (ножницы, газорезка).

Из сталеразливочного ковша металл поступает в промежуточный ковш с помощью шиберного затвора, откуда через стопорное устройство в медный Водоохлаждаемый кристаллизатор.

Перед началом разливки в кристаллизатор вводят затравку того сечения и размера, что и сечение кристаллизатора. Верхний торец в виде ласточкиного хвоста служит дном кристаллизатора в первый момент литья. Из кристаллизатора заготовка поступает в зону водяного охлаждения, где для равномерного охлаждения вода поступает на валки, прилегающие к поверхности заготовки.

Заготовка вытягивается тянущими валками и разрезается на заданную длину автоматическим резаком. Затем заготовка движется по рольгангу и подается для охлаждения на стеллажи.

Промковш обеспечивает точную центровку струи металла относительно кристаллизатора, снижает кинетическую энергию струи металла, т.е обеспечивает стабильные условия разливки. За время нахождения стали в промковше всплывают неметаллические включения, происходит усреднение металла по температуре и химическому составу, разливка может сопровождаться продувкой аргоном, важно уровень металла в промковше во время разливки поддерживать постоянным во избежание образования воронки и затягивания шлака в струю, а далее в кристаллизатор.

Промковш перед началом разливки футеруют огнеупорными материалами, устанавливают стопорное устройство и подогревают до температуры 1100 -12000С.

Кристаллизатор придает форму заготовке. На выходе из кристаллизатора слиток должен иметь корку такой толщины, которая могла бы выдержать все напряжения, возникающие в этой корке, в случае разрыва которой образуется прорыв.

Кристаллизатор изготавливается из меди (увеличивается коэффициент теплопроводности), водоохлаждаемый сборный, что позволяет быстро менять размеры заготовки по широкой грани.

Чтобы предотвратить подвисание заготовки в кристаллизаторе, он совершает возвратно-поступательное движение.

Вниз кристаллизатор опускается со скоростью вытягивания заготовки, что обеспечивает образование достаточно толстой корочки без надрывов. Движение вверх совершается с большой скоростью. К этому моменту корочка в нижних зонах заготовки оказывается достаточно прочной, а в верхней, если она и рвется, то заливается жидким металлом.

Выбор схемы механизма качания осуществляется в соответствии с амплитудой, частотой и скоростью вытягивания.

Зона вторичного охлаждения создает оптимальные условия для полного затвердевания слитка, начавшегося в кристаллизаторе.

Зона должна обеспечивать поддержку слитка в момент его выхода из кристаллизатора, геометрию слитка на всем протяжении зоны вторичного охлаждения, исключить выпучивание под влиянием ферростатического давления, уменьшить воздействие растягивающих напряжений, стремящихся порвать корку, обеспечить оптимальный теплоотвод и его регулирования в зависимости от скорости вытягивания.

Затвердевание заготовки должно полностью закончиться в зоне вторичного охлаждения.

Для поддержания формы слитка, предупреждения прорывов под действием ферростатического давления, в зоне вторичного охлаждения имеются поддерживающие устройства (роликовые секции).

Зона вторичного охлаждения поделена на четыре зоны: по мере продвижения слитка и его затвердевания расход воды уменьшают, охлаждение водо-воздушное подается через форсунки.

Для порезки непрывнолитых слитков применяют гидравлические ножницы устройство для газовой резки «GeGa». Газокислородный резак движется вместе со слитком, передвигается с помощью пневмопровода перпендикулярно оси слитка, после порезки возвращается в исходное положение. Порезанная заготовка передвигается по рольгангу.

2. Специальная часть

.1 Технология выплавки углеродистых марок стали на «болоте» в ДСП-100И7

Сущность выплавки стали на «болоте» заключается в том, что металл сливают в ковш не полностью, в ванне печи остается от 10 до 15% жидкого металла. Преимущества этого метода работы заключаются в том, что:

сокращается среднее время межплавочного перерыва, за счет того, что заправляют только верхнюю часть откосов печи, а через несколько дней работы печи с «болотом» металл выпускают из печи полностью, печь очищают от металла и шлака и заправляют обычным образом;

во время выпуска металла окислительный шлак остается в печи. Это приводит к отсутствию операции по раскислению шлака при последующей обработке на АКП.

Периоды плавки:

заправка печи;

завалка;

плавление;

окислительный период;

выпуск металла из печи.

Во время заправки восстанавливают разрушенные части футеровки печи, путем нанесения на подину и откосы магнезитового порошка. После заправки перед началом завалки включают стеновые фурмы-горелки и газокислородные мультифурмы. Загрузка металлошихты производится в 2 приема (завалка, подвалка). Как исключение разрешается делать 2 подвалки. В завалку входит обрезь тяжеловесная (10-15%), металлолом (55-85%), жидкий чугун (до 35%). Шихта должна быть правильно расположена в печи: на дне мелкий лом и стружка, далее кокс, затем тяжелый лом, поверх дополнительно засыпают мелкий лом или стружку. Заливка жидкого чугуна осуществляется через верх печи краном из чугуновозного ковша. Шихтовка плавки по массовой доле углерода производится жидким (твердым) чугуном или коксом. Расчетная массовая доля углерода должна быть от 0,7 до 1,1 выше среднемарочного. До подвалки в печь присаживают известь порциями по 300 кг общей массой 1,5 т, если присадка извести в завалку не производилась. Во время подвалки загружают в печь мелкий лом и заливают чугун.

Во время плавления проводят продувку кислородом, используя газокислородные горелки. Для технологии выплавки на «болоте» важно раннее шлакообразование. Во время окислительной продувки в печь дается известь порциями по 300 кг общей массой от 1,5 до 3,5 т до суммарного расхода извести на плавку от 5,5 до 6,0 т, при необходимости присаживается плавиковый шпат общей массой от 300 до 600 кг. Для вспенивания шлака во время окислительной продувки периодически присаживается угольный порошок фракцией от 0 до 3 мм через установку вдувания, порциями по 50 кг, общей массой от 450 до 500 кг. После расплавления шихты из печи самотеком удаляется максимальное количество шлака через порог рабочего окна. Окислительная продувка продолжается до полного расплавления шихты, после чего производится измерение температуры и отбор пробы металла для определения хим.состава, при получении удовлетворительных результатов хим.анализа и температуры, производится выпуск металла из печи при работе стеновых фурм в режиме ГКГ.

Выпуск металла из печи производить с отсечкой печного шлака. Масса металла в ковше после выпуска должна составлять 125 т. В ДСП оставлять от 10 до 20 т металла и шлака. При выпуске полупродукта в ковш присаживать следующие материалы:

70 кг алюминия на спокойном сортаменте, 150 кг - на полуспокойном и с регламентированной массовой долей алюминия (на дно ковша);

ферросилиций по расчету (без учета угара): на среднюю массовую долю кремния в марке - на спокойном сортаменте; на полуспокойном сортаменте )массовая доля кремния в марке не более0,15%) от 150 до 200 кг на плавку; на кремний содержащих марках (массовая доля кремния в марке не более 0,5%) из расчета введения 0,35% кремния;

ферросиликомарганец по расчету (без учета угара) на нижний предел марочного состава по марганцу; при массовой доле марганца в марке более 1% присадку ферросиликомарганца производить из расчета введения 0,5% марганца без учета угара;

феррохром на нижний предел марочного состава без учета угара, но не более 1т;

от 600 до 700 кг извести из вращающихся печей;

глиноземсодержащий материал из расчета введения 350 кг Al2O3 ;

Для обеспечения максимального контакта металла и шлака во время и после выпуска осуществлять продувку аргоном через донную фурму стальковша не менее 10 мин. По окончании продувки производится измерение температуры металла в ковше и отбирается проба металла.

Продолжительность транспортировки ковша с металлом, от выпуска из ДСП до постановки его на стенд АКП, должна быть не более 30 мин.

.2 Технология обработки стали на АКП

Внепечная обработка стали - это промежуточный «четвертый» передел между выплавкой стали и ее разливкой. Внепечная обработка обеспечивает получение не только высокого, а в ряде случаев нового качества, но и повышение производительности сталеплавильных агрегатов.

Основные задачи внепечной обработки:

корректировка стали по температуре и химическому составу;

десульфурация, удаление кислорода и продуктов раскисления из металла;

последовательное введение раскислителей и легирующих материалов с целью получения заданных свойств готового проката;

достижение однородности жидкой стали по температуре и химическому составу;

согласование технологического графика работы сталеплавильных агрегатов с разливкой;

обеспечение качественной подготовки для разливки на МНЛЗ и в слиток.

Процесс внепечной обработки стали делится на следующие периоды:

гомогенизация;

тепловая компенсация;

составление шлака;

нагрев;

тонкое легирование, раскисление;

удаление серы;

обработка силикокальцием;

установление температуры;

взятие пробы.

Обработку металла производят в стальковшах, которые должны быть зафутерованы в соответствии с технологическими инструкциями. Ковш под плавку подают очищенным от остатков металла и шлака. Допускается наличие шлакового горнисажа. Ковш должен иметь температуру внутренней поверхности футеровки не менее 10000С не более чем за 10 мин до выпуска металла из сталеплавильного агрегата. Шлак перед подачей ковша с металлом на АКП не удаляют.

После установки ковша в рабочее положение «под крышкой» начинают продувку металла через пористую пробку аргоном. В первые минуты продувки допускается кратковременное повышение расхода аргона для пробивания «пробки», а так же для исключения выбросов металла и шлака. Давление аргона повышают вплоть до пробивания «пробки» и далее уменьшают его до значений, обеспечивающих размер продувочного узла 0,5 м. Перед отбором и измерениями температуры металла на 2 мин увеличивают расход аргона для обеспечения качественного усреднения металла. После продувки аргоном в течение 3 мин производится измерение температуры и отбор пробы металла на химический анализ разовым пробоотборником с раскислителем. Температура полупродукта должна быть на менее температуры разливки (на 700С выше температуры ликвидуса). В продувочное пятно через тракт сыпучих материалов присаживают:

ферросилиций на среднее значение массовой доли кремния в стали

нагрев металла производят по установленному в цехе электро.режиму, исходя из требуемой скорости нагрева.

Для наведения рафинировочного шлака с началом нагрева металла в ковш присаживают известь с вращающихся печей массой от 600 до 700 кг на плавку порциями от 50 до 62 кг. При высоком исходном содержании серы в полупродукте допускается увеличение суммарной массы извести (с учетом присаженной в ковш на выпуске из ДСП) не более 1500 кг на плавку, при этом каждые 100 кг извести, присаженные свыше 1300 кг, дополнительно вводят материал, содержащий глинозем, из расчета введения 30 кг Al2O3. Для ускорения процесса десульфурации, в начале обработки применяют проволоку с модификаторами (наполнитель Ca, Mg, CaO) массой 0,5 кг на тонну стали. В процессе наведения шлака и нагрева металла производят раскисление шлака, после нагрева шлак «отбеливают». Для раскисления и «отбеливания» шлака в ковш присаживают порциями по 10 кг карбид кальция, всего от 50 до

кг при этом учитывают науглероживатель (0,03% со 100 кг) и алюминий порциями по 10 кг дробью (гранулами). Отбеливание шлака производят после нагрева металла, при отключенной газоочистке. Визуально шлак должен быть светло-серого или белого цвета с матовой поверхностью и не иметь видимых включений. При получении пробы производят доводку плавки по химическому составу, присадками ферросплавов на нижнее значение массой доли элемента в марке. Корректировку массовой доли углерода производят вдуванием углеродсодержащих порошков в продувочное пятно с помощью установки для подачи порошкообразных материалов, но также допускается вручную через тракт сыпучих материалов. После вдувания порошка в ковш присаживают известь от 1 до 3 кг на тонну стали. Продолжительность продувки должна быть не менее 5 мин от присадки последней порции ферросплавов до отбора пробы. После доводки плавки и усреднения расплава производят отбор пробы металла на химический состав, пробоотборником без раскислителя, также производят измерение активности кислорода. Активность кислорода не должна быть более 0,005 %.Если же активность кислорода превышает данный предел, то вводят в металл алюминиевую катанку. По результатам химического анализа производят корректировку хим.состава металла.

По окончании корректировки плавки по хим.составу и получения требуемой технологической температуры перед подачей ковша на МНЛЗ вводят проволоку с наполнителем СК25 или СК 30, длина расходуемой проволоки 150 м при скорости подачи 150 м/мин. Длительность продувки после отдачи силикокальциевой проволоки должна составлять не менее 3 мин.

При обработке металла с регламентированным содержанием алюминия перед введением силикокальциевой проволоки осуществляется доводка по алюминию путем введения алюминиевой катанки. Ввод катанки осуществляется с помощью трайбаппарата со скоростью подачи не менее 100 м/мин. Рекомендуется массовая доля алюминия в металл перед отдачей на разливку должна быть на 0,02 % выше нижнего предела.

.3 Материалы, применяемые при выплавке стали

В качестве шихтовых материалов используют:

металлическая шихта;

ферросплавы;

шлакообразующие;

охладители;

энергоносители.

В качестве металлической шихты используется стальной лом и его отходы. Металлолом образуется на предприятиях всех отраслей народного хозяйства. Оборотный лом - отходы металлургических производств, образующихся в процессе выплавки, прокатки и его обработки, а также металла из шлаковых отвалов. Привозной амортизационный лом - образуется из амортизационного лома народного хозяйства (промышленности, транспорта, сельского хозяйства) и лома бытовой техники. Амортизационный лом - физически и морально устаревшее оборудование, машины и металлоконструкции, ставшие непригодными для дальнейшего применения, забракованные изделия, полуфабрикаты. Бытовой лом - пришедшие в непригодность предметы домашнего обихода. Чугунный лом - отходы доменного цеха, в том числе изношенное сменное оборудование: изложницы, поддоны и т.д. Стальной лом поставляется в цех в виде кусков обрези, пакетов, брекетов, разделанных недоливков и слитков.

Для раскисления и легирования стали с целью получения металла заданного хим.состава и обеспечения необходимых свойств в ванну, ковш вводят различные ферросплавы. Ферросплавы должны быть достаточно богатыми по содержанию легирующего элемента и не должна содержать лишних количеств углерода и других элементов примесей нежелательных в стали (Р, S, As). Ферросплавы и раскислители могут вводиться в печь в виде разделанных кусков, проволоки, порошка, крупки, а также в листах и т.д.

Шлакообразующие предназначены для формирования шлака и корректировки его хим.состава в качестве шлакообразующих применяют известняк, свежеобоженную известь.

Флюсы - это материалы, которые снижают температуру плавления и вязкость шлаков. В качестве флюсов используют плавиковый шпат, так как этот материал хорошо разжижает шлак. Его применяют в основном при выплавке высококачественных сталей.

В качестве охладителей применяют ферроникель, гранулированный никель, углеродистые и легированные отходы лома известного хим.состава.

Таблица 1.-Ферросплавы и раскислители

Легирующий элемент	Наименование материала
1	2
Алюминий	Алюминиевая катанка
	Алюминиевый порошок
Бор	Ферробор
Ванадий	Феррованадий
Вольфрам	Ферровольфрам
Кальций	Силикокальций
	Проволока порошковая
Кремний	Ферросилиций
Марганец	Ферросиликомарганец
	Ферромарганец
Медь	Медь катодная
Молибден	Ферромолибден
Никель	Ферроникель
Цирконий	Ферросиликоцирконий
Ниобий	Феррониобий
Фосфор	Феррофосфор
Церий	Мишметалл
Никель	Никель в листах, чушках, гранулах
Титан	Ферротитан
	Лигатура титаноалюминиевая
Хром	Ферросиликохром
	Феррохром(высоко-,средне-,углеродистый)марок ФХ003-ФХ900
Сера	Проволока порошковая
	Колчедан серный рядовой

Энергоносителем при выплавке в электропечи является технический газообразный кислород, с целью ускорения окислительного процесса, а также для увеличения производительности электропечи и улучшения качества стали. Чистота кислорода должна составлять не менее 99,5 %, а давление от 0,5 до 1,2 МПа-для более полного проникновения в металл и получения развитой контактирующей поверхности.

.4 Подготовка печи к работе

Выплавка полупродукта производится с твердым состоянием подины и откосов без углублений, защитным горнисажем на водоохлаждаемых панелях стен и свода, хорошо очищенным и засыпанным эркерным отверстием, целыми электродами, при исправном состоянии и надежной работе охладительной системы, механизмов электроаппаратуры и газоочистки.

После выпуска металла печь наклоняют в сторону рабочей площадки для осмотра футеровки мастером и сталеваром с целью общей оценки состояния откосов, подины и выявления на ней остатков металла и шлака. Одновременно оценивается состояние свода и стен. После осмотра футеровки печи производят удаление остатков шлака и настылей из канала эркера и торца концевой втулки эркерного выпуска. Отверстие снизу плотно заделывают коалиновой ватой и закрывают эркер затвором. На половину высоты эркерное отверстие

засыпают крупным магнезитовым порошком, а вторую верхнюю половину засыпают обожженным дунитовым порошком, до образования «горки» над уровнем футеровки подины.

После заделки эркерного отверстия остатки металла удаляют повторным наклоном печи в сторону слива металла. Остатки неудаленного металла необходимо заморозить в эркерной зоне печи. При выдувке неудаленного металла с подины необходимо обрез трубки держать на расстоянии от 150 до 200 мм от поверхности металла, при этом для более полного удаления металла из углублений в подине до 100 мм рекомендуется давать под струю кислорода небольшие порции магнезитового порошка. Порошок дается вручную - лопатой. При углублении подины более 100 мм и наличии в углублении остатков жидкого металла, в металл опускается специальная сляба, для намораживания остатков металла. После выдержки и намораживания металла на слябу производят удаление слябы с намороженным металлом. После оценки состояния подины производят ремонт подины. Для заправки подины печи применяют магнезитовый порошок, обмасленные периклазовые порошки или мартенит. Так же разрешается использование в качестве заправочного материала молотых отходов магнезитового и хромомагнезитового кирпича. Одновременно оценивают состояние свода и стен. Заправку подины и откосов производят механизированным способом, с помощью напольной мульдозавалочной машины, но возможна заправка вручную. При значительных разрушениях футеровки подины и откосов производят заправку их магнезитовым порошком на связке из водного раствора жидкого стекла. Соотношение жидкого стекла и воды в растворе 1:3 по объему. Углубление ванны производят под руководством старшего мастера присадками кварцитового песка или порошка ферросилиция.

Горячий ремонт подины проводят по мере необходимости в местах локального износа методом подсыпки ремонтных масс. Для ремонта стен ДСП можно использовать торкретмассы для полусухого торкретирования.

2.5 Расчет материального баланса выплавки стали марки

Расчет ведется на 100 кг шихты

Исходные материалы

Таблица 1 - Химический состав стали, в процентах

Марка	C	Mn	Si	S	P	Cr	Ni	Cu
	0,14	0,40	0,12	не более
	0,22	0,65	0,30	0,05	0,04	0,30	0,30	0,30

Таблица 2 - Химический состав металлической части шихты

	Точное содержание элемента в Ме,%
Материал	C	Mn	Si	Р	S	Сr	Cu	Ni	Fe
Лом 2А	0,4	0,4	0,38	0,035	0,035	0,14	0,14	0,14	98,33
Ж. чугун	4,1	0,6	0,8	0,05	0,035	-	-	-	94,415

Таблица 3 - Количество элементов, вносимое шихтой, полный химический состав шихты

Материал	Кол-во	C	Si	Mn	Р	S	Сr	Cu	Ni	Fe
Лом 2А	76,0	0,304	0,28	0,304	0,027	0,027	0,106	0,106	0,106	74,730
Ж. чугун	24,0	0,984	0,19	0,144	0,012	0,008	-	-	-	22,660
Итого	100	1,288	0,48	0,448	0,039	0,035	0,106	0,106	97,390
%	100

Для расплавления металлической шихты используем сверхмощную дуговую электропечь. В конце плавления для уменьшения содержания кремния в металле проводим одновременную продувку ванны кислородом.

Шлак периода плавления образуется из извести, составляющих разрушающейся футеровки, оксидов полученные при окислении компонентов металлической шихты.

Таблица 4 - Состав шлакообразующих и огнеупорных материалов,%

Материал	CaO	SiO2	MgO	Cr2O3	Al2O3	Fe2O3	CaF2	Потери при прокаливании
Известь	88	1,5	0,8	-	0,8	1,2	-	7,7	Мш01
Плавико вый шпат	0,5	3,6	-	-	0,2	1,5	94	0,2	Мш02
Магнези то-хромит	2,5	6,5	66,0	10,0	4,0	11,5	-	-	Мш04
Магнезит	1,0	3,0	93,0	-	1,0	2,0	-	-	Мш03

Расчет компонентов, поступивших в шлак из футеровки печи.

За время периода плавления расходуется Rmпл= 0,5кг на 100 кг шихты магнезитововго порошка.

Магнезит внесёт в шлак

М (CaOплшл) =

М (SiO2плшл) =

М (MgOшлпл)=

М (Al2O3плшл) =

М (Fe2O3плшл) =

М (FeOплшл) =

В сверхмощной печи применяют водоохлаждаемые стены и свод. В связи с этим расход магнезитовохромитовой футеровки невелик. Расход магензитовохромитовых огнеупоров за период плавления составит RmH = 0,15кг на 100 кг шихты.

Магнезитохромит внесет

МХ (SiO2плшл) =

МХ (CaOплшл) =

МХ (MgOшлпл)=

МХ (Cr2O3 пл шл) =

МХ (Al2O3плшл) =

МХ (Fe2O3плшл) =

МХ (FeOплшл) =

или МХ (Fe2O3плшл)*0,9 = 0,015

Поступлением в шлак золы электродов пренебрегаем в связи с низким содержанием золы и низким расходом электродов (4 кг/т стали).

Расчет поступивших в шлак продуктов окисления металлического расплава.

Углерод

Принимаем, что содержание углерода в металле за период плавления не изменяется

Спл = Спл; Скпл = 0; Сшлпл = 0

Кремний

Останется 70% от исходного или Siопл = Siш*0,7 = 0,481*0,7=0,337

На окисление Si по реакции  израсходуется кислорода

О2Siпл=

Принимаем, что 40% окислившегося Si в виде SiO2 уносятся печными газами, а 60% переходит в шлак.

Следовательно с газами уносится

Siгпл= Siопл*0,4=0,337*0,4=0,135

SiO2гпл=

В шлак переходит

Siшлпл = Si0пл*0,6=0,337*0,6=0,202

SiО2шлпл=

Марганец

Принимаем, что в период плавления теряется 70% Mn из этого количества 20% теряется с газами, а 80% переходит в шлак.

Всего окисляется

Mn0пл = Mnпл*0,7=0,448*0,7=0,314

С газами уносится

Mn гпл = Mn0пл*0,2=0,314*0,2=0,063

MnOгпл=

Переходит в шлак Mn0пл

Mnшлпл= Mn0пл*0,8=0,314*0,8=0,251

MnOгпл=

Переходит в шлак

Mnшлпл= Mn0пл*0,8=0,314*0,8=0,251

MnOшлпл=

Требуется кислорода для окисления Mu по реакции

О2Mnпл=

Хром

В период плавления окисляется 2%Cr. 20% окислившего хрома теряются с газами, а 80% переходит в шлак.

Всего окисляется Cu

Cr0пл=Crпл*0,02=0,106*0,02=0,002

С газами уносится

Crгпл=0,2*Cr0пл=0,2*0,002=0,0004

Cr2O3гпл=

Переходит в шлак

Crшлпл=0,8*0,002=0,002

Cr2O3шлпл=

Потребуется кислорода для окисления хрома по реакции

2

О2Crпл=

Железо

Считаем, что в период плавления окислится 2% Fe. 80% окислившегося Fe теряется с газами, 20% переходит в шлак.

Всего окисляется Fe

Fe0пл = Feпл*0,02=97,39*0,02=1,948

Feгпл = Fe0пл*0.8=1.948*0.8=1.558

FeOгпл =

Feшлпл=Fe0пл*0,2=1,948*0,2=0,390

FeOшлпл=

Потребуется кислорода для окисления железа по реакции

О2Feпл=

Никель

Считаем, что во время плавления в зоне электрических дуг испаряется 1,5% Ni.

Испарившийся никель уносится печными газами в количестве

Niгпл=Niпл*0,015=0,106*0,015=0,002

Сера

Принимаем, что в период плавления сера не удаляется.

Фосфор

Принимаем, что в период плавления в шлак переходит 20% Р из шихты.

Окисляется и переходит в шлак

Р0пл=Ршлпл=Рпл*0,2=0,039*0,2=0,008

В шлаке образуется оксид фосфора

Р2О5шлпл=

Потребуется кислорода для окисления фосфора по реакции

О2шлпл=

Расчет количества извести и компонентов вносимых известью в шлак

Основность шлака периода плавления должна быть 2,5=

Общее количество SiO2 перешедшее в шлак из шихты и футеровки в период плавления

Известь содержит не связанного кремноземом CaO (свободного СаО)

Riпл=(CaOплшл) = (SiO2плшл) = (MgOшлпл)= (Al2O3плшл) = (Fe2O3плшл) =

В пересчете на FeО

I (FeOплшл) =

При прокаливании выделится в атмосферу

ППшлСО2=

Таблица 5 - Количество и состав печного шлака в конце периода плавления

Источник поступл.	SiO2	CaO	MuO	FeO	Cr2O3	Al2O3	MgO	P2O5	Итого
Известь	0,020	1,196	-	0,014	-	0,011	0,011	-	1,252
Магнезит	0,015	0,005	-	0,009	-	0,005	0,47	-	0,504
Магнезито-хромит М	0,01	0,004	-	0,015	0,006	0,006	0,099	-	0,14
Оксиды из Ме ван ОМ	0,433	-	0,324	0,501	0,003	-	-	0,018	1,279
Всего,кг	0,478	1,205	0,324	0,539	0,009	0,022	0,58	0,018	3,175
%	15,06	37,95	10,20	16,98	0,28	0,69	18,27	0,57	100

Таблица 6 - Баланс металла периода плавления

Элементы	Поступило с шихты	Перешло в шлак	Потери с газами	Содержится в Ме		Израсходовано О2
				т	%
1	2	3	4	5	6	7
С	1,288	0	0	1,288	1,323	-
Mn	0,448	0,251	0,063	0,134	0,138	0,091
Si	0,481	0,202	0,135	0,144	0,148	0,385
Cr	0,106	0,002	0,0004	0,104	0,107	0,001
Ni	0,106	-	0,002	0,104	0,107	-
S	0,035	-	-	0,035	0,036	-
P	0,039	0,008	-	0,031	0,032	0,01
Fe	97,39	0,39	1,558	95,442	98,00	0,557
Cu	0,106	-	-	0,106	0,104	-
Всего	100	0,86	1,76	97,388	100	1,044

Окислительный период

В окислительный период плавки ведется продувка металла техническим кислородом для окисления примесей металла.

Углерод

К концу окислительного периода содержание углерода в металле должно быть на 0,05% ниже нижнего предела в готовой стали.

%

Окислится углерода и удалится с газами С00=Сго

Сго=

Образуется газ СО и СО2 объемные доли оксидов углеродов в среднем равны.

Образуется СО

СОго=

Потребуется кислорода:

О2СОО=

Потребуется кислорода:

О2СО2О=

Кремний

За период продувки окислится весь оставшийся Si

Si00=Siпл

С газами теряется 20% кремния, 80% переходит в шлак

Siго=Siоо*0,2=0,144*0,2=0,029

SiO2го=

Переходит в шлак

Siпло=Si00*0,8=0,144*0,8=0,115

SiO2пл0=

Потребуется кислорода

О2Siо=

Марганец

За время продувки окислится 50% марганца

Мnоо=0,5*Mnпл=0,5*0,134=0,067

20% окислившегося марганца теряется с газами, 80% переходит в шлак.

Теряется с газами

Mnго = Mnоо*0,2=0,067*0,2=0,013

Образуется MnO

MnOго=

Переходит в шлак

Mnго=Mnоо*0,8=0,067*0,8=0,054

Образуется MnO

Потребуется кислорода

О2шло=

Хром

За окислительный период окислится 15% хрома, с газами теряется 15% Cr.

В шлак переходит 85% Cr.

Всего окислится хрома

Crоо=Crпл*0,15=0,15*0,104=0,016

Crго=0,15*0,016=0,0002

Cr2O3го=

Переходит в шлак

Crшло=0,85*Crоо=0,85*0,016=0,014

Cr2O3шло=

Потребуется кислорода

О2Crо=

Железо

За время продувки окислится 3% железа

Feоо=Feпл*0,03=95,442*0,03=2,863

20% оставшегося железа теряется с газами, 80% переходит в шлак.

Теряется с газами

Feго=Feоо*0,2=2,863*0,2=0,573

FeOго=

Переходит в шлак

Feпло=Feоо*0,8=2,863*0,8=2,29

FeOпло=

На окисление железа расходуется кислорода

О2Feо=

Никель

За время продувки испаряется и теряется с газами 1%Ni

Niго=Niпл*0,01=0,104*0,01=0,001 кг

Сера

В окислительный период удаляется 40% S

Sшло=Sпл*0,4=0,035*0,4=0,014

Сера удаляется из металла по реакции:

При этом образуется

CаSшло=

Расходуется

СаОSо=

Фосфор

В окислительный период удаляется 60% фосфора.

Рпло=Рпл*0,6=0,031*0,6=0,019

При этом в шлаке образуется оксид фосфора

Р2О5шло=

Потребуется кислорода

О2Ро=

Шлакообразование в период обезуглероживания

В печи остается 50% шлака периода плавления.

Остатки печного шлака периода плавления внесут

ОШ (SiO2) = 0,5*(SiO2)пл=0,5*0,478=0,239 кг

ОШ (CaO) = 0,5*1,205=0,603 кг

ОШ (MuO)= 0,5*0,324=0,162 кг

ОШ (FeO) = 0,5*0,540=0,27 кг

ОШ (Cr2O3) =0,5*0,002=0,001 кг

ОШ (Al2O3) =0,5*0,022=0,011 кг

ОШ (MgO) = 0,5*0,58=0,29 кг

ОШ (Р2О5)= 0,5*0,018=0,009 кг

За время окислительного периода расходуется Rш*0,25кг на 100кг шихты магнезита.

Магнезит внесем в шлак

М (SiO2ошл) =

М (CaOшло ) =

М (MgOшло)=

М (Al2O3ошл) =

М (Fe2O3ошл) =

В пересчете на FeO

M(FeOшло)=

Расход магнезитовохромитовой футеровки за окислительный период составит RтМ=0,1 кг на 100 кг шихты.

Магнезитохромит внесем

МХ (SiO2ошл) =

МХ (CaOшло ) =

МХ (MgOшло)=

МХ (Cr2O3) =

МХ (Al2O3) =

МХ (Fe2O3) =

МХ (FeO) =

Расчет количества извести и компонентов вносимых известью в шлак

В связи с применением одношлакового процесса плавки в окислительнный период необходимо иметь основность шлака на ниже  для обеспечения дефосфорации и десульфурации.

Общее количество SiO2 содержащееся в шлаке в период окисления

(SiO2)шло = м(SiO2шло)+МХ(SiO20шл)+SiOшло=0,008+0,007+0,247=0,262

Содержащийся SiO2 в остатках шлака периода плавления не входит в формулу т.к. он уже ошлакован и связан с СаО.

Известь содержит не связанного кремнеземами SiO2

Св (СаО)о=СаОшо1-2,7* SiO2 шо1=88*2,7*1,5=83,95%

Требуется извести

Ri0=

RiO0 т извести внесет в шлак.

I(CaOшло ) = (SiO2ошл) = (MgOшло)= (Al2O3) = (Fe2O3) = (FeO) =

Таблица 7 - Количество и состав печного шлак в конце окислительного периода

Источник поступления	SiO2	CaO	MnO	FeO	Cr2O3	Al2O3	MgO	P2O5	Итого
Остат,шлака пер,плавл, ОШ	0,239	0,603	0,162	0,27	0,001	0,011	0,29	0,009	1,585
Магнезит, М	0,008	0,003	-	0,005	-	0,003	-	-	0,019
Магнезито-хромит МХ	0,007	0,003	-	0,011	0,01	0,004	0,066	-	0,101
Известь,I	0,00003	0,002	-	0,00002	-	0,00002	0,00002	-	0,002
Оксиды из метал.ванны, ОМ	0,247	-	0,069	2,945	0,003	-	-	0,043	3,307
Всего,кг	0,501	0,611	0,231	3,231	0,014	0,018	0,356	0,052	5,014
%	9,99	12,19	4,61	64,44	0,28	0,36	7,10	1,04	100

Таблица 8- Баланс металла окислительного периода

Элементы	Металл конца периода плавления	Перешло в шлак, кг	Потери с газами, т	Содержится в Ме		Израсходовано кислорода
				кг	%
C	1,288	-	1,201	0,087	0,093	1,021
Mn	0,134	0,054	0,013	0,067	0,072	0,02
Si	0,144	0,115	0,029	-	-	0,174
Cr	0,104	0,014	0,0002	0,090	0,097	0,007
Ni	0,104	-	0,001	0,103	0,111	-
S	0,035	0,014	-	0,021	0,023	-
P	0,031	0,019	-	0,012	0,013	0,025
Cu	0,106	-	-	0,106	0,114	-
Fe	95,442	2,29	0,573	92,579	99,477	0,636
Всего	97,388	2,506	1,817	93,065	100	1,883

Таблица 9 - Состав стали, раскислителей и легирующих,%

Наименование материала	С	Mn	Si	S	P	Cr	Ni	Cu	Fe
Готовая сталь	0,14-0,22	0,40-0,65	0,12-0,30	н б 0,05	н б 0,04	н б 0,30	н б 0,30	н б 0,30	ост.
Сталь перед раскислением	0,087	0,067	-	0,021	0,012	0,09	0,103	0,106	Ост.
Необхо димо ввести в сталь	0,097	0,528	0,25	-	-	-	-	-	-
Ферросилиций, ФС 65	0,1	0,3	65	0,04	0,02	-	-	-	34,54
Ферромарганец, ФМ 75	6,5	76,0	1,5	0,02	0,40	-	-	-	15,58
Кокс	85	-	-	-	-	-	-	-	-

Раскисляем и доводим металл на АКП.

Расход ферросплавов определяем по формуле

Р= (1)

где а - количество раскисляющего элемента, который необходимо

ввести в металл, кг;

b - cодержание раскисляющего элемента в 1кг раскислителя

с - коэффициент усвоения раскислителя, получается вычитанием из

единицы доли угара

Расход ферромарганца,кг

Р=

Ферромарганец внесёт в сталь,кг

С 0,85*0,065=0,055

Si 0,85*0,015=0,013

Mn 0,85*0,760=0,646

S 0,85*0,0002=0,0002

Р 0,85*0,004=0,0034

Fe 0,85*0,1558=0,132

----------------------------------

Всего 0,85

Усваивается металлом

С 0,055 * 0,5 = 0,028

Mn 0,646 * 0,85 = 0,549

Расход ферросилиция,кг

Р=

Ферросилиций внесёт в сталь,кг

С 0,481*0,001=0,0005

Si 0,481*0,65=0,313

Mn 0,481*0,003=0,0014

S 0,481*0,0002=0,0001

Р 0,481*0,0004=0,0002

Fe 0,481*0,3454=0,1661

-----------------------------------

Всего 0,481

Усваивается металлом

Si 0,313*0,8=0,250

Науглероживание металла производится коксом

Р=

С 0,165 * 0,85 * 0,5 = 0,07

Таблица 10 - Состав стали после раскисления

Наименование материала	С	Mn	Si	S	P	Cr	Ni	Cu	Fe	Всего
Сталь перед раскислением	0,087	0,067	-	0,021	0,012	0,09	0,103	0,106	92,579	93,065
Ферросилиций, ФС 65	0,0005	0,0014	0,250	0,0001	0,0002	-	-	-	0,1661	0,4183
Ферромарганец,ФМ 75	0,028	0,549	0,013	0,0002	0,0034	-	-	-	0,132	0,7256
Кокс	0,07	-	-	-	-	-	-	-	-	0,07
Всего, кг	0,1855	0,6174	0,263	0,0213	0,0156	0,09	0,103	0,106	92,8771	94,279
%	0,20	0,66	0,28	0,02	0,017	0,10	0,11	0,11	98,51	100

3. Организация производства

3.1 Роль мастера в организации производства

Обязанности сменного мастера:

осуществлять руководство в смене подчиненными участка, обеспечивать выполнение плановых заданий по объему производства стали высокого качества и строго по заказам;

своевременно и качественно выполнять подготовку производства, контролировать соблюдение технологических инструкций подчиненным персоналом и оперативно предпринимать меры к недопущению и предотвращению их нарушения;

осуществлять организационно-технические мероприятия, направленные на повышение стойкости электродуговой печи, сокращение простоев закрепленных агрегатов, рациональное использование ферросплавов, металлошихты и шлакообразующих материалов, обеспечение их сохранности;

анализировать результаты работы бригады, своевременно принимать меры, направленные на устранение выявленных недостатков в работе с целью предупреждения брака, обеспечивать соответствие выпускаемой продукции требованиями ГОСТов, ТУ и действующей нормативной документации;

своевременно и четко производить заполнение плавильных карт в соответствии с фактическими расходами металлошихты, ферросплавов, наличия, расхода и поломок электродов, агрегата розжига электропечи;

производить расчеты шихтовок согласно технологических инструкций и распоряжений, контролировать погрузку ферросплавов и металлошихты в загрузочную корзину;

контролировать соблюдения подчиненным персоналом правил эксплуатации оборудования, выполнение регламентных работ по его обслуживанию;

осуществлять организационно-технические мероприятия, направленные на повышение производительности труда и эффективности производства в бригаде. Активно руководить и участвовать в работе по внедрению новой техники, передовой технологии, повышению квалификации подчиненного персонала, проводить воспитательную работу в коллективе;

качественно и своевременно выполнять приказы и распоряжения вышестоящего руководства.

Сменный мастер имеет право:

давать производственные задания, указания и распоряжения подчиненному персоналу и требовать их своевременного и качественного выполнения;

участвовать в разработке текущих и производственных планов;

участвовать в подведении итогов работы за месяц;

вносить предложения, направленные на повышение производительности труда, снижения трудоемкости выпускаемой продукции;

запрещать работу на неисправном оборудовании и неисправным инструментом.

3.2 Подготовка материалов к завалке

Стальной лом подготавливают к плавке для того, чтобы привести его к виду наиболее удобному для загрузки и переделу в сталеплавильных агрегатах. Подготовка лома производится в копровых цехах. В первую очередь лом сортируют по хим.составу. в ходе сортировки необходимо необходимо извлекать горючесмазочные материалы, серу, резину, мусор, воду и лед, закрытые сосуды и взрывчатые вещества. Первичное измельчение производят с помощью огневой резки. Громоздкий лом разделывают под копром во взрывных ямах. Далее лом подвергают дроблению, затем фракционному разделению на магнитном сепараторе. Окускование мелочи включает пакетирование листовых отходов, легковесного лома и брекетирование стружки. При завалке лома в печь максимальная крупность кусков должна быть не более 1,0 м и весом не более 15 т, до 15 % от общего веса шихты. Скрап МНЛЗ должен быть не более 15 т на плавку с размерами кусков не более 2000-2000-400 мм.

Ферросплавы производят 2 основными способами: электропечным (в дуговых и рудовосстановительных печах) и металлотермическим (в плавильных горнах). В зависимости от состояния руды перед плавкой ее подвергают подготовке:

дробление (раздавливание больших кусков руды);

сортировка (просеивание, с целью отделения более мелких фракций);

обжиг (с целью перевести основной элемент в оксидную форму);

обогащение (с целью отделения концентраты от кусков);

окускование (получение концентрата определенного фракционного состава);

усреднение по хим.составу.

Ферросплавы, легирующие, раскислители, поступащие в загрузочные бункера должны иметь размер кусков от 5 до 50 мм. Ферротитан должен иметь размер от 30 до 70 мм. Куски углеродистого феррохрома могут иметь размер от 30 до 70 мм.

Известняк минерал, который содержит около 98% СаСО3 , поэтому его подвергают только фракционной сортировке. Размер кусков должен быть составлять от 5 до 40 мм.

Известь получают в результате обжига известняка в шахтных вращающихся печах. Хим.состав извести: СаО+MgO более92%, MnO менее 6%,.SiO2 менее 1,6%, S не более 0,006% потери при прокаливании не более5%.

Плавиковый шпат содержит от 20 до 97% CaF2. плавиковый шпат поступает в виде руды, сортированного кускового шпата, концентратов гравитационного и флотационного обогащения. Применяют его фракцией от 5 до 50 мм и влажностью не более 5%.

. Экономика производства

.1 Расчет производственной программы цеха

Производственная программа - это научно-обоснованное плановое задание, которое определяет объем производства и реализацию продукции по номенклатуре, ассортименту и качеству.

Исходной информацией для проведения расчета приведены в таблице 2

Таблица 2 - Исходные показатели для расчета

Наименование показателей	Един.измерения	Индекс обознач	Показатель
Мощностьтрансформатора	КВ х А	W	80000
Номинальная емкость конвертера	т	Еп	120
Количество простоев: - холодных ремонтов - горячих ремонтов	Сут.	ХР ГР	24 24
Продолжительность одной плавки	Мин	t	1
Масса садки	т	Q	140
Коэффициент выхода годных слитков		Кг	0.95

1.Номинальное время работы, осуществляется для каждого конвертера по формуле:

НВ = КВ - (КР+ППР)

НВ = 360 - 24= 336

Фактическое время работы печи

ФВ = НВ - ГР

ФВ = 336 - 24 = 312

. Суточная производительность электродуговой печи, т

Псут = 124/t х Q х Кг

где 24 - продолжительность суток, мин

Q - масса садки, т

Кг - коэффициент выхода годных слитков

Псут = 24/1 х 140 х 0,95 = 3192

.Годовая производительность каждого конвертера, т

Пгод = Псут х ФВ

Пгод = 3192 х 312 = 995904

.Среднесуточная выплавка стали по всему цеху, т

Пср.сут = Пгод /365(дней)

Пср.сут = 995904/365 = 2728,5

. Степень использования конвертеров в номинальные сут Вс = СПгод.ц/W х 365(дней)

где Пгод.ц - годовое производство стали, т

W - мощность трансформатора, т

Вс = 995904/80000 х 365 = 0,034

Результаты расчета приведены в таблице 3

Таблица 3 - Производственная программа

Наименование показателей	Един измер.	Индекс обознач	Показатель
Номинальная емкость электропечи	т	Ек	120
Баланс времени: -календарное время -номинальное время -фактич время		БВ
		КВ	360
		НВ	336
		ФВ	312
Длительность плавки	час	t	1
Масса садки	т	Q	140
Годов производительност	т	Пгод	995904
Суточн.производительнос	т	Псут	3192
Степень использования конвертера	т	Вк	0,034

Вывод: при расчете производственной программы электросталеплавильного цеха была определена суточная производительность для печи - 3192 т, годовая производительность - 995904 т, степень использования электропечи составила 0,034.

.2 Расчет калькуляции себестоимости выплавки 1 т стали марки ст.3 сп

Себестоимость - это текущие затраты, выраженные в денежной форме на производство и реализацию продукции.

Калькулирование - это система расчетов с помощью которых определяется себестоимость всей товарной продукции и её частей, себестоимость конкретных изделий, сумма затрат отдельных подразделений предприятия на производство и реализацию продукции.

Калькуляция необходима для определения цены единицы продукции, соизмерение затрат предприятия с результатом его производственно-хозяйственной деятельности, определения уровня эффективности работы предприятия.

Таблица 4-Калькуляция себестоимости 1 т стали марки Ст.3сп

Наименование статей расходов	Расход на 1 т стали
	Расход на весь выпус	Цена,р	Количество,кг	Сумма, руб.т
1	2	3	4	5
Задано в производство:
Основные материалы:
Чугун передельный(тв)	16862,4	8633,19	5,462	47,16
Чугун передельный(ж)	578203,46	5982,84	270,287	1617,09
	521694,99	6428,38	226,97	1459,05
Итого:	1116760,8			3123,3

Калькуляция себестоимости 1 т стали

1		2		3	4	5
ФМн 70Бдробл.		5792,44		20170,51	0,8	16,2
ФМн 70Б		14,30		18890,98	0,002	0,04
Алюм.втор.куск.АВ-8		135,87		39645,8	0,01	0,38
ФТИТАН ФТи70		797,35		292182,4	0,008	2,23
Алюминиевая катанка		4880,67 2953,43		55154,44 55543,75	0,247 0,149	13,65 8,26
Адюмин.дробь		883,168 943,95		41513 44952	0,059 0,059	2,47 2,64
Итого по ферросплавам		235274,37
Пакеты 9А		1970,15		4188,06	0,363	1,52
2 Лом 2А		1179891,3 875273,37		4209,89 3751,21	783,835 652,567	3299,86 2447,92
Лом 1А		143,02		3723	0,108	0,4
Лом 2АФ15		6339,5		3754,26	4,724	17,73
Покупной лом 2А		278805,85		4155,06	187,664	779,75
Покупной лом 3А		12757,67		4007,55	8,903	35,68
Лом 3А		70928,78		3831,23	50	198,37
		68368,67		3967,41	49,908	191,21
Лом 5А		657,907		3414,85	0,538	1,84
Скрап 5А		10,73		2759,5	0,011	0,03
Лом 2АГС		5509,97		3994,76	3,858	15,41
Лом 5АГС		117,99		3173,25	0,104	0,33
Лом 5А		833,11		3225,57	0,721	2,33
Лом Б3		296,77		4118,9	0,2	0,83
Паспортн.2А		4691,16		6232,94	2,104	13,12		2507060,1
Недоливки нормальн.		25,03		882,22	0,017	0,07
Доплнит. обрезь		13751,68		3846,19	10	38,46
Литники		7,15		3354,88	0,005	0,02
Скрап негабар.		26319,84		3796,65	19,388	73,61
		19522,67		334,44	16,376	54,6
		31193,36		3550,05	24,575	87,24
Итого отходов:		90819,73
Брак в св.цехе		46,48		5068	0,026	0,13
Недолив.негабар.норм.		117,99		3094	0,108	0,33
Срап.авар.негаб.		1019,04		3315	0,859	2,85
Брак в св.цехе негабар.		6743,5		3443,12	0,898	3,09
Итого брака:		9031,91		3225,2	7,835	25,26
Задано за вычетом отходов	1914765,9		5355,11		999,995	5355,12
Добавочн.материалы ДСП:
Известь обожженная	10,762		1003,32		0,03	30,10
Доломит обожженный	543,488		1899,38		0,0008	1,52
Магнезит пор. м/з	7959,24		3710		0,006	22,26
Шпат плавиковый	8180,927		3814		0,006	22,88
Вермикулит	439,796		8173,59		0,00015	1,23
Известняк	2055,959		230		0,025	5,75
Науглероживатель	2270,49		2118,17		0,003	6,35
Стартовая смесь	2091,714		9743,0		0,0006	5,85
Итого:	34304,114					95,94
Добавочные материалы АКОС:
Известь обожженная	3586,307		1003,32		0,01	10,03
Шпат плавиковый	4090,464		3814,0		0,003	11,44
Шамот молотый	121,569		687,84		0,0005	0,34
Науглероживатель	379,011		2118,17		0,0005	1,06
Итого:	8177,351					22,87
Добавочные материалы МНЛЗ:
ШОС	2506,482		7791,43		0,0009	7,01
Итого:	2506,482		7791,43		0,0009	7,01
Расходы по переделу ДСП:
Газ природный	5320,46		1086,96		0,0137	14,88
Электроды	76238,516		74289,28		0,00287	213,22
Электроэнергия (технологич.)	81848,601		729,0		0,314	228,91
Электроэнергия (вспом.мех.)	8023,602		729,0		0,031	22,44
Пар	182,355		209,94		0,0024	0,51
Вода химочищенная	861,715		16,85		0,143	2,41
Вода техническая	153,7499		402,46		0,0011	0,43
Сжатый воздух	1848,575		94,44		0,0547	5,17
Азот (низк.давлен.)	153,7499		215,34		0,002	0,43
Азот (высок.давлен.)	1862,877		248,09		0,021	5,21
Кислород	2399,214		633,36		0,0106	6,71
Итого энергозатрат:	15485,836		-		-	43,31
Расходы по оплате труда	13304,733		-		-	37,21
Социальн.страхование и обеспечен	3275,23		-		-	9,16
Сменное оборудование	344,578		-		-	17,02
Содержание ОС	26623,768		-		-	74,46
Текущий ремонт	2777,53		-		-	77,67
Вспомогательные материалы	346,83		-		-	0,97
Охрана труда	625,727		-		-	1,75
Транспортные расходы	8070,08		-		-	22,57
Амортизация	7376,422		-		-	20,63
Прочие расходы	6032,003		-		-	16,87
Итого:	293891,22					821,94
Расходы по переделу МНЛЗ:
Газ природный	6396,716		1086,96		0,0165	17,89
Электроэнергия (вспом.мех.)	8416,915		729,0		0,0323	23,54
Пар	457,674		209,94		0,0061	1,28
Вода химоочищенная	1523,197		16,85		0,253	4,26
Вода техническая	75,087		402,46		0,0005	0,21
Сжатый воздух	1666,22		94,44		0,0493	4,66
Кислород	2016,22		633,36		0,0089	5,64
Итого энергозатрат	14148,57		-		-	39,57
Расходы по оплате труда	15646,738		-		-	43,76
Соц.страхование и обеспечение	3850,8996		-		-	10,77
Износ инструм.инвентаря	31121,848		-		-	87,04
Содержание ОС	123922,45		-		-	346,58
Текущий ремонт	19776,53		-		-	55,31
Капитальный ремонт	11459,733		-		-	32,05
Инструмент	82,238		-		-	0,23
Вспомогательные материалы	461,25		-		-	1,29
Охрана труда	636,453		-		-	1,78
Транспортные расходы	3232,32		-		-	9,04
Амортизация	4927,149		-		-	13,78	5735,23		-		-	16,04
Итого РПП МНЛЗ:	254030,65					710,46
Передел АКОС:
Газ природный	1133,459		1086,96		0,0029	3,17
Электроды	12174,85		66099,22		0,0029	3,17
Аргон	854,564		7,98		0,3	2,39
Электроэнергия (технологич.)	12771,97		729,0		0,049	35,72
Электроэнергия (вспом.мех.)	407,616		729,0		0,0016	1,14
Пар	128,721		209,94		0,0017	0,36
Вода химоочищенная	568,517		16,85		0,094	1,59
Вода техническая	35,756		402,46		0,0002	0,1
Сжатый воздух	575,668		94,44		0,017	1,61
Азот (низк.давлен.)	386,462		215,34		0,005	1,08
Итого энергозатрат	2106,017		-		-	5,89
Расходы по оплате труда	1526,773		-		-	4,27
Соц. страхование и обеспечение	375,436		-		-	1,05
Сменное оборудоваие	3353,89		-		-	9,38
Содержание ОС	6339,5		-		-	17,73
Текущий ремонт	4258,516		-		-	11,91
Капитальный ремонт	2792,528		-		-	7,81
Охрана труда	168,052		-		-	0,47
Транспортные расходы	21,453		-		-	0,06
Амортизация	2663,807		-		-	7,45
Прочие расходы	3722,179		-		-	10,41
Итого расходов по переделу	56365,44					157,64
Всего цеховая себестоимость	56365,44					12379,97

.3 Расчет экономической эффективности работы цеха

При использовании технологии выплавки углеродистых марок стали на «болоте» можно добиться увеличения производительности за счет сокращения длительности выплавки на 15 минут.

Определяем суточную производительность печи после внедрения мероприятий

Псут = 24/t х Q х х Кг

Псут = 24 х 60/45 х 140х 0,95 = 4256

Годовая производительность каждого конвертера, т

Пгод = Псут х ФВ

Пгод = 4256 х 312 = 1327872

Среднесуточная выплавка стали по всему цеху, т

Пср.сут = СПгод/365(дней)

Пср.сут = 1327872/365 = 3638,01

Степень использования конвертеров в номинальные сутки, т

Вс = СПгод.ц /W х 365(дней)

Вс = 1327872 /80000 х 365 = 0,046

Изменения себестоимости по каждой статье калькуляции:

Зi =Зin х Ду + Зin х Ду/j

где Зi - затраты по каждой статье калькуляции после изменения объема производства

Зin - затраты по каждой статье калькуляции до изменения объема производства

J = V1 /V2

где V1 - объем производства до внедрения мероприятий

V2 - объем производства после внедрения мероприятий

J =1327872 / 995904 = 1,33

Зi = 14,88 х 0,6 + 14,88 х 0,4/1,33 = 13,4

Зi = 213,22 х 0,6 + 213,22 х 0,4/1,33 = 113,06

Зi = 228,91 х 10,65 + 228,91 х 0,35/1,33 = 209,03

Зi = 22,44 х 0,65 + 22,44 х 0,35/1,33 = 20,49

Зi = 0,51 х 1,0 = 48,03

Зi = 2,41 х 1,0 + = 2,41

Зi =0,43 х 1,0 = 0,43

Зi = 5,17 х 1,0 = 17,03

Зi =0,43 х 1,0 = 0,43

Зi =6,71 х 1,0 = 6,71

Зi = 5,21 х 1,0 = 5,21

Зi = 37,21 х 0,6 + 37,21 х 0,4/1,33 = 33,52

Зi = 9,16 х 1,0/1,055 = 6,89

Зi =17,02 х 0,4 + 17,02 х 0,6/1,33 = 14,49

Зi = 74,46 х 0,4 + 74,46 х 0,6/1,33 = 63,37

Зi = 77,67 х 0,4 + 77,67 х 0,6/ 1,33 = 66,11

Зi = 0,97 х 0,6 + 0,97 х 0,4/1,33 = 0,87

Зi =1,75 х 1,0/1,33 = 1,31

Зi = 22,57 х 1,0 = 22,57

Зi = 20,63 х 1,0/1,33 = 15,51

Зi = 16,87 х 0,5 + 16,87 х 0,5/1,33 = 15,51

Зi = 17,89 х 0,6 + 17,89 х 0,4/1,33 = 16,11

Зi = 23,54 х 0,65 + 23,54 х 0,35/1,33 = 21,49

Зi = 1,28 х 1,0 = 1,28

Зi = 4,26 х1,0 = 4,26

Зi = 0,21 х 1,0 = 0,21

Зi = 4,66 х 1,0 = 4,66

Зi = 5,64 х 1,0 = 5,64

Зi = 43,76 х 0,6 + 43,76 х 0,4/1,33 = 39,42

Зi = 10,77 х 1,0/1,33 = 8,09

Зi = 87,04 х0,5 + 87,04 х 0,5 /1,33 = 76,24

Зi = 346,58 х 0,4 + 346,58 х 0,6 /1,33 = 294,98

Зi = 55,31 х 0,4 + 55,31 х 0,6/1,33 = 47,07

Зi = 32,05 х 0,2 + 32,05 х 0,8 / 1,33 = 25,69

Зi = 0,23 х 0,4 + 0,23 х 0,6 /1,33 = 0,19

Зi = 1,29 х 0,5 + 1,29 х 0,5 /1,33 = 1,13

Зi = 1,78 х 1,0/1,33 = 1,33

Зi = 9,04 х 1,0 = 9,04

Зi = 13,78 х 1,0 = 13,78

Зi = 16,04 х 0,5 + 6,04 х 0,5/1,33 = 14,05

Зi = 3,17 х 0,6 + 3,17 х 0,4 /1,33 = 2,85

Зi = 34,05 х 0,6 + 34,05 х 0,4 /1,33 = 30,67

Зi = 2,39 х 1,0 = 2,39

Зi = 35,72 х 0,65 + 35,72 х 0,35 /1,33 = 32,62

Зi = 1,14 х 0,65 + 1,14 х 0,35/1,33 = 1,04

Зi = 0,36 х 1,0 = 0,36

Зi = 1,59 х 1,0 = 1,59

Зi = 0,1 х 1,0 = 0,1

Зi = 1,61 х 1,0 = 1,61

Зi = 1,08 х 1,0 = 1,08

Зi = 4,27 х 0,6 + 4,27 х 0,4/1,33 = 3,84

Зi = 1,05 х 1,0/1,33 = 0,79

Зi = 9,38 х 0,4 + 9,38 х 0,6 /1,33 = 7,98

Зi = 17,73 х 0,4 + 17,73 х 0,6/1,33 = 11,88

Зi = 11,91 х 0,4 + 11,91 х 0,6/1,33 = 10,13

Зi = 7,81 х 0,4 + 7,81 х 0,6/1,33 = 6,6

Зi = 0,47 х 1,0/1,33 = 0,35

Зi = 0,06 х 1,0/1,33 = 5,6

Зi = 10,41 х 0,5 + 10,41 х 0,5/1,33 = 9,12

Результаты расчета по снижению себестоимости после внедрения организационно-технических мероприятий приведены в таблице

Таблица

Наименование статей	Доля условн-постоян. затрат		Себестоим. продукц				Изменение себестоим
			До внедрен С1		После внедр С2
1	2		3		4		5
Расходы по переделу ДСП:
Газ природный	0,4		14,88		13,38		1,48
Электроды	0,4		213,22		192,06		21,16
Электроэнергия(технолог.)	0,35		228,91		209,03		19,88
Электроэнергия(вспом.мех.)	0,35		22,44		20,49		1,95
Пар	-		0,51		0,51		-
Вода химочищенная	-		2,41		2,41		-
Вода техническая	-		0,43		0,43		-
Сжатый воздух	-		5,17		5,17		-
Азот (низк.давлен.)	-		0,43		0,43		-
Азот (высок.давлен.)	-		6,71		6,71		-
Кислород	-		5,21		5,21		-
Расходы по оплате труда	0,4		37,21		33,52		3,7
Социальн.страхование и обеспечен	1,0		9,16		6,89		2,28
Сменное оборудование	0,6		17,02		14,49		2,53
Содержание ОС	0,6		74,46		64,82		11,09
Текущий ремонт	0,6		77,67		66,11		11,56
Вспомогат. Материалы	0,4		0,97		0,87		0,1
Охрана труда	1,0		1,75		1,32		0,44
Транспортные расходы	-		22,57		22,57		-
Амортизация	1,0	20,63		15,51		5,12
Прочие расходы	0,5	16,87		14,71		1,36
Расходы по переделу МНЛЗ:
Газ природный	0,4	17,89		16,11		1,78
Электроэнергия (вспом.мех.)	0,35	23,54		21,59		2,05
Пар	-	1,28		1,28		-
Вода химоочищенная	-	4,26		4,26		-
Вода техническая	-	0,21		0,21		-
Сжатый воздух	-	4,66		4,66		-		-	5,64		5,64		-
Расходы по оплате труда	0,4	43,76		39,42		4,34
Соц.страхование и обеспечение	1,0	10,77		8,1		2,68
Износ инструм.инвентаря	0,5	87,04		76,24		10,8
Содержание ОС	0,6	346,58		294,98		51,6
Текущий ремонт	0,6	55,31		47,07		8,24
Капитальный ремонт	0,8	32,05		25,69		6,36
Инструмент	0,6	0,23		0,19		0,04
Вспомогательные материалы	0,5	1,29		1,13		0,16
Охрана труда	1,0	1,78		1,34		0,45
Транспортные расходы	-	9,04		9,04		-
Амортизация	-	13,78		13,78		-
Прочие расходы	0,5	16,04		14,05		1,99
Передел АКОС:
Газ природный	0,4	3,17		2,85		0,32
Электроды	0,4	34,05		30,67		3,38
Аргон	-	2,39		2,39		-
Электроэнергия (технологич.)	0,35	35,72		32,62		3,1
Электроэнергия (вспом.мех.)	0,35	1,14		1,04		0,1
Пар	-	0,36		0,36		-
Вода химоочищенная	-	1,59		1,59		-
Вода техническая	-	0,1		0,1		-
Сжатый воздух	-	1,61		1,61		-
Азот (низк.давлен.)	-	1,08		1,08		-
Расходы по оплате труда	0,4	4,27		3,84		0,43
Соц. страхование и обеспечение	1,0	1,05		0,79		0,26
Сменное оборудование	0,6	9,38		7,98		1,4
Содержание ОС	0,6	17,73		11,88		5,85
Текущий ремонт	0,6	11,91		10,13		1,78
Капитальный ремонт	0,6	7,81		6,6		1,21
Охрана труда	1,0	0,47		0,35		0,12
Транспортные расходы	-	0,06		0,006		-
Амортизация	1,0	7,45		5,6		1,85
Прочие расходы	0,5	10,41		9,12		1,29
Итого:	-	1769,07		1544,37		224,7

Срок окупаемости затрат с внедрением мероприятий

Т = Кд / С х V2

где С - снижение себестоимости продукции, т

V2 - объем производства после внедрения мероприятия, т

Кд - капиталовложения, руб

Т = 277208,24/224,7 х 1544,37 = 0,8

Годовая экономическая эффективность

Эг = С х V2 - Еп х Кд

где Эг - месячная экономика

С - снижение себестоимости продукции

V2 - объем производства после внедрения мероприятия

Еп - нормативный коэффициент, он равен 0,16

Кд - капиталовложения, руб

Эг = 224,7 х 1544,37 - 0,16 х 0,8 = 347019,81

Годовая эффективность от внедрения организационно-технических мероприятий составила 347019,81 т.руб

. Техника безопасности

.1 Техника безопасности при выплавке стали

От обслуживающего персонала электродуговой печи требуется исключительная слаженность в работе, хорошие знания и умения быстро и четко выполнять технологические операции. От обслуживающего персонала требуется отличное знание и строгое соблюдение правил техники безопасности, чтобы не подвергать себя и своих товарищей опасности и не допускать аварий, простоев и поломок оборудования.

К работе в качестве сталевара и подручных сталевара конвертера допускаются лица мужского пола в возрасте не моложе 18 лет, с образованием не менее 8 классов, прошедшие медицинскую комиссию, а также соответствующую профессионально-техническую подготовку и признанные годными для этой профессии, сдавшие экзамены и получившие удостоверение.

Сталеварам и подручным сталевара электропечи ДСП-100И7 нужно постоянно помнить, что в печном пролете постоянно производится масса разнообразных операций: непрерывно перемещаются грузы (в том числе ковши с жидким металлом) электромостовыми кранами, тепловозами, ведутся основные и ремонтные работы на разных отметках и т.д. Одним из основных опасных факторов является интенсивное световое и тепловое излучение, а также повышенный уровень шума. Нарушение или незнание основных правил техники безопасности, отсутствие должной организации труда, применение неправильных приемов в работе или проявление беспечности в печном пролете может привести к тяжелым последствиям.

Дополнительно сталевары и подручные сталеваров конвертера должны быть обучены и иметь удостоверение:

-       стропальщика на перемещение грузов кранами и 1 квалификационную группу по электробезопасности;

-     по эксплуатации газового хозяйства;

-       по обслуживанию сосудов, работающих под давлением;

-       водителей электропогрузчиков.

Особо опасными в печном пролете являются:

бадьевой проем электропечи, пути скраповозов;

железнодорожный путь;

площадка под укрытием печи;

площадка на портале печи; - сталевыпускной желоб и площадка вокруг него;

зона вокруг мульдозавалочной машины в радиусе 5 м и т.д.

Все работники цеха должны иметь спец.одежду, обувь, соответствующую характеру выполняемой работы, и индивидуальные средства защиты.

Перед началом работы сталевары и их подручные обязаны проверить:

состояние элементов печи, укрытия и рабочие площадки;

исправность всех инструментов и приспособлений, необходимых дло создания безопасных условий труда;

состояние водоохлаждаемых элементов арматуры, надежность крепления на печи, шлангов для подвода кислорода, воздуха, воды. При наличии утечек работать запрещается;

ознакомиться с ходом плавки, выяснить неполадки, имевшие место в предыдущей смене, оформить премку-сдачу в агрегатном журнале;

обо всех замечаниях, неисправностях необходимо сообщить мастеру и принять меры по их устранению.

Во время технологической работы, связанной с подъемом на печь, должны производиться только после снятия напряжения, отключения печного разъединителя и наличия ключ-бирки. Перед производством работ на портале (своде) печи необходимо убедиться по монитору промышленного телевидения в отключенном положении разъединителя. Не допускать воды и сырости у завалочного окна и под печью. Запрещается заходить под гибкие кабели короткой сети при работающей печи. Запрещается находиться в зоне работающей завалочной машины. Уборка и другие работы под укрытием печи и в шлаковом коридоре до появления жидкого металла в печи в защитных касках под непосредственным руководством старшего сталевара и контроля со стороны мастера, начальника смены. Необходимо систематически очищать производственные площади и рабочие места от мусора и горючих материалов.

.2 Охрана окружающей среды

Атмосферный воздух - один из важнейших жизнеобеспечивающих природных компонентов. К основным источникам загрязнения относятся промышленные предприятия, транспорт, теплоэнергетику, сельское хозяйство и другие. Среди отраслей промышленности особо токсичные выбросы в атмосферу дают предприятия нефтеперерабатывающей, черной и цветной металлургии. Предприятия черной металлургии выбрасывают пыль, газы, оксиды серы и металлов. При работе агломерационных фабрик в атмосферу поступают пыль и оксиды серы. Большинство современных заводов черной металлургии имеют цехи коксования углей и отделения по переработке коксового газа. Коксохимические производства загрязняют атмосферный воздух пыль. Смесью летучих соединений. Промышленные аварии в этом отрасли приводят к обострению экологической ситуации в регионе.

Атмосферные осадки в виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана воздействует на водную поверхность земли. Подсчет баланса количества тяжелых металлов в снеговом покрове показал, что основная их часть растворяется в воде, способной быстро проникнуть в поверхностные и подземные воды, пищевые цепи и организм человека.

Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров связано как с выпадением кислотных атмосферных осадков, вымывающих кальций, гумус и микроэлементы из почв, так и с нарушением фотосинтеза, приводящего к замедлении. Роста и гибели растений.

Антропогенные преобразования вод континентов уже достигли глобальных масштабов, нарушая естественный режим даже крупнейших озер. Черная металлургия занимает 4 место по объему сбрасываемых загрязненных сточных вод и составляет 17,8 % .Это приводит к уменьшению в реках, озерах и грунтовых водах растворенного кислорода, изменяют условия разложения органических веществ, в конечном счете, ведут за собой ухудшение качества воды. Ухудшение качества воды приводит к гибели экосистем рек, рыбы, растительного мира, наносит ущерб здоровью людей.

Ежегодно в реки сбрасываются сотни кубометров недостаточно очищенных или совсем неочищенных вод с промышленных предприятий. Эти воды несут миллионы тонн твердых взвешенных частиц. В результате многие реки превращаются в сточные коллекторы, в которых течет уже не вода, а углистая суспензия.

Огромную проблему составляют свалки промышленных отходов, остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Промышленные свалки занимают дефицитные земельные угодья и загрязняют окружающую среду.

Добыча полезных ископаемых для черной металлургии выводит из пользования сельскохозяйственные угодья, причиняется вред лесам, меняется гидрогеологический режим районов, рельеф местности и движение воздушных потоков.

Во многих случаях добытое минеральное сырье используется не комплексно, не подвергается глубокой переработке. Особенно это касается ценных попутных компонентов, запасы которых погашаются пропорционально добыче запасов основных полезных ископаемых. Потери происходят в основном на стадии обогащения руд и металлургического передела из-за несовершенства применяемых или отсутствия необходимых технологий..

В районах добычи полезных ископаемых образуется специфический рельеф, представленный карьерами, терриконами, отвалами, хвостохранилищами и другими техногенными преобразованиями. Это существенно ухудшает экологические условия окружающей среды или применительно к человеку санитарно-гигиенические условия жизни.

Всего на ОАО»ЧМК» установлено 436 пылегазоулавливающих систем, в основном это сухие и мокрые инерционные пылеуловители, имеется 39 рукавных фильтров, 6 электрофильтров, 20 крупных газоочисток. Продолжается строительство новых газоочисток. Среди крупных газоочисток введены в эксплуатацию система газоходов газоочистки литейного двора доменной печи №2, газоочистка стана 1700 прокатного цеха №4, газоочистка АКОС ККЦ. Перевод котлов №1,2,3,4,5,6 ТЭЦ на использование газообразного топлива привел к снижению выбросов по твердым веществам.

Для предотвращения загрязнения водного бассейна сточными водами конвертерный цех оборудован циклом водоснабжения. На комбинате действуют 74 водоочистных сооружения, из них 51 в составе оборотных систем водоснабжения. Из водоочистных сооружений комбината можно выделить фенольные отстойники и биохимустановку коксохимпроизводства, вторичные отстойники прокатных цехов, радиальные отстойники газоочисток доменного цеха, ЭСПЦ-2, ККЦ и станцию нейтрализации кислых стоков. На ОАО»ЧМК» основную часть образующихся в процессе производства чугуна и стали отходов составляет доменные и сталеплавильные шлаки. Для переработки шлаков в товарную продукцию на комбинате задействовано 5 дробильно-сортировочных комплексов. Переработку текущих и отвальных шлаков осуществляет Управление подготовки металлошихты. Часть шлаков оседает на шлакоотвалах.

Литература

1 Технический паспорт ЭСПЦ-6 ОАО «ЧМК» г.Челябинск, 2005 г

Технологическая инструкция Внепечная обработка стали на установке «Ковш-печь» ОАО «ЧМК»,2005г.

Технологическая инструкция Выплавка полупродукта углеродистых и низколегированных марок стали ОАО «ЧМК», 2005 г

Технологическая инструкция Материалы для выплавки стали ОАО «ЧМК», 2005 г.

Инструкция по охране труда и технике безопасности для технологического персонала участка ДСП ЭСПЦ-6 ОАО «ЧМК», 2001 г.

Борнацкий И.И. Производство стали.- Металлургия, 1991г

Никольский Л.Е. Оборудование и проектирование электросталеплавильных цехов.- Металлургия,1993.-С.271.

Журнал «Сталь»