Дипломный проект о выплавке стали в ДСП

Тема: «Исследование процесса теплообмена и оптимизация энергетического режима выплавки стали в ДСП»

В соответствии с темой дипломного проекта выполнены следующие разделы: введение и обоснование проекта реконструкции; техника производства по ЭСПЦ; специальная часть; охрана труда и окружающей среды; организация и экономика производства.
В введении представлены структурные единицы комбината.
В разделе “Обоснование проекта реконструкции” представлена технологическая схема производства ЭСПЦ. Приведено обоснование реконструкции установки ДСП путем использования фурмы для вдувания порошка.
В разделе “Техника производства” описано устройство главного здания сталеплавильного цеха, конструкция, автоматизированные устройства и технико-экономические показатели работы ДСП-150. Даны характеристики процесса внепечной обработки и разливки стали. Представлено описание теплового и технологического режимов работы печей, технологии выплавки стали предназначенных для дальнейшей обработки на АКОС. Описана конструкция, работа МНЛЗ.
В специальной части работы рассмотрены различные варианты технологии с использованием окатышей, расчет энергетического баланса печи, расчет установки для продувки стали порошками; исследовано влияние пенистых шлаков на технико-экономические показатели ДСП
В разделе “Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды” представлены законодательная база и основные положения техники безопасности. Дан анализ вредных и опасных производственных факторов отделения плавильных печей и меры борьбы с ними. Описаны административно бытовой комплекс и действия персонала при возникновении аварии. Произведен расчет освещенности пульта управления ДСП.
В разделе “Экономика и организация производства” описаны организационная структура комбината и цеха. Представлено штатное расписание участка электропечей и формы заработной платы. Дан расчет экономической эффективности от применения пенистых шлаков.

Оскольский электрометаллургический комбинат является современным высокоавтоматизированным металлургическим предприятием, в состав которого входят цехи окомкования, металлизации, электросталеплавильный и сортопрокатный, а также комплекс цехов вспомогательного производства, объекты складского и транспортного хозяйства и т.п. [1].
При проектировании и строительстве комбината реализован целый ряд оригинальных инженерных решений в области металлургического производства, автоматизации, экологии, условий труда и его безопасности. Впервые в отрасли на комбинате внедрена система гидротранспорта железорудного концентрата протяженностью 26,5 км с Лебединского ГОКа, обеспечивающая при низких капитальных затратах не зависящее от погоды снабжение комбината концентратом. Использование этой системы исключает потери концентрата при транспортировке и загрязнение окружающей среды [2].
Внедренная в цехе окомкования технология производства окисленных окатышей обеспечивает их однородный состав, низкое содержание монооксида железа, высокие прочностные характеристики. Все технологические процессы в этом цехе характеризуются высоким уровнем автоматизации [1].
Цех металлизации выпускает металлизованные окатыши – высококачественное сырье для сталеплавильного производства. Цех металлизации производил металлизованные окатыши со степенью металлизации 87-90% и содержанием углерода 1,4-2,0% (I класс) и свыше 2,0% (II класс)[1]. При переходе электропечей на работу с вдуванием кислорода степень металлизации была увеличена до 92-94%. Содержание серы, фосфора, примесей цветных металлов и остаточных элементов в метализованных окатышах составляет (по массе):  0,005% S;  0,01% P;  0,0018% Zn;  0,0002% Sb;  0,001% Sn;  0,003% Pb;  0,001% Bi;  0,0037% Cu;  0,005% Ni;  0,01% Cr [1].
Принципиально новые инженерные решения, обеспечивающие эффективное производство широкого сортамента качественных сталей ответственного назначения, реализованы в электросталеплавильном цехе комбината:
- сталь выплавляют в электродуговых печах емкостью 150 т, размещенных в специальных пылешумоизолирующих кожухах;
- питание электросталеплавильных печей осуществляется от трансформаторов мощностью 90 МВА, к которым с высокой стороны подведено напряжение 110 кВ;
- окатыши, шлакообразующие, легирующие и другие материалы загружают в печь с помощью расположенной над печами системы шихтоподачи через специальное отверстие в своде;
- на печах механизированы трудоемкие операции по заправке и ломке футеровки, свинчиванию электродов;
- процесс плавки может вестись как в ручном режиме, так и при помощи ЭВМ; в последнем случае улучшается стабильность процесса плавки и снижается расход электроэнергии на плавку;
- предусмотрена подача с помощью фурм в электросталеплавильную печь кислорода, науглероживателей; система шихтоподачи позволяет при выпуске металла из печи вводить в ковш раскислители и другие необходимые добавки;
- эффективное ведение плавки обеспечивается экспресс-анализом стали вакуумными эмиссионными спектрометрами с выдачей через 40-60 секунд результатов на экран дисплея. Содержание примесей цветных металлов определяется атомно-эмиссионным методом;
- весь выплавленный металл подвергается внепечной обработке на установках продувки аргоном или порционного вакуумирования с целью снижения загрязненности неметаллическими включениями, повышения однородности по температуре и химическому составу, уменьшения содержания водорода с 8-9 до 2-4 см3/100г; технология внепечной обработки также дает возможность улучшить условия разливки, корректировать химический состав стали для обеспечения узких пределов по содержанию углерода и легирующих элементов, легировать сталь высокоактивными элементами (титан, алюминий, РЗМ) при низком их угаре;
- при разливке металла на МНЛЗ используется специальное устройство для защиты струи от окисления; проводятся работы по электромагнитному перемешиванию и водовоздушному охлаждению заготовок;
- в зависимости от химического состава стали литые заготовки охлаждаются на воздухе, в термосах или специальных печах регулируемого охлаждения;
- на двух линиях адъюстажного отделения ЭСПЦ производится дробеструйная обработка поверхности литой заготовки, контроль ее на наличие поверхностных дефектов и удаление выявленных дефектов на шлифовальных установках;
- все технологические перевозки в ЭСПЦ осуществляется специальным автотранспортом – автобадьевозами грузоподъемностью 140 т, автошлаковозами грузоподъемностью 81 т и автоскраповозами грузоподъемностью 10 и 50 т [1].
Ряд новых научно-технических достижений, обеспечивающих производство высококачественного проката на уровне мировых стандартов, внедрен в сортопрокатном цехе комбината, который не имеет аналогов в отечественной металлургии по технической оснащенности, уровню механизации и автоматизации технологических процессов. Продукцией цеха является сортовая заготовка - круглая диаметром 80-180 мм и квадратная со стороной от 70 до 110 мм из подшипниковой и конструкционной сталей [3].
Промышленное водоснабжение объектов комбината осуществляется по оборотной схеме с организацией отдельных оборотных циклов, причем для восполнения потерь воды в оборотных циклах используется осветленная вода из системы гидротранспорта железорудного концентрата и дождевых стоков. Для улучшения степени очистки загрязненных оборотных вод в отдельных контурах применяются коагулянты и стабилизирующие воду реагенты. Сточные воды очищают до качества, установленного действующими нормативами. Достигнута высокая степень очистки отходящих газов и запыленного воздуха благодаря использованию тканевых и электрофильтров.
Отличительной особенностью, влияющей на качество выпускаемой комбинатом продукции, является высокая степень автоматизации производства, что достигнуто в результате применения в системе АСУ ТП современной зарубежной и отечественной микропроцессорной техники и ЭВМ [8].
В системах АСУ ТП основного производства имеется 54 управляющих вычислительных комплекса на базе ЭВМ отечественного и зарубежного производства, около 400 свободнопрограммируемых систем и более 16 тысяч средств измерительной техники и локальных систем управления, обеспечивающих устойчивое ведение технологических процессов и надежную работу металлургических агрегатов.
Энергоемкость сталеплавильного производства России в 1,6 раза выше, чем на металлургических предприятиях Запада, что эквивалентно потере не менее 100 млн. долл. США ежегодно.
Низкая степень использования энергии в дуговых печах обусловлена потерями элект¬роэнергии при передаче от электрода к ванне металла. В связи с этим, дипломный проект направлен на исследование и совершенствование коэффициента использования энер¬гии в электропечи с использованием вспененного шлака. Задача исследований заключается в том, чтобы путем оптимизации состава шлака и вдувания угольной пыли достичь хорошего вспенивания шлака, а тем самым повы¬шения коэффициента использования энергии в период нагрева металла, а также повысить производительность ДСП и сократить расход электроэнергии.

Дипломный проект выполнен в условиях ЭСПЦ ОЭМК и решает задачу по увеличению объема производства литой заготовки и улучшению технико-экономических показателей выплавки стали в ДСП.
Анализ литературных источников, который провел дипломник по данной проблеме, показал, что применение пенистых шлаков дает следующие преимущества: снижение тепловых нагрузок на стены и уменьшение эрозии футеровки; уменьшение времени плавления.
В разделе техника производства дипломник привел основные технические и конструктивные данные оборудования печей, технологических отделений ЭСПЦ, энергетических устройств и др.
В специальной части произвел расчет конструкции и оборудования ДСП. Результаты расчетов теплового баланса показывают, что предлагаемый проект позволит повысить ТЭП показатели выплавки электростали в цехе.
Графический материал в дипломном проекте представлен в достаточном объеме и отвечает тематике дипломного задания.
В ходе выполнения работы дипломник показал хорошее знание материала и технологию производства в условиях ЭСПЦ.
В целом дипломный проект выполнен на высоком уровне, разработчик заслуживает оценки «отлично» и присвоения звания инженера по специальности 150101 – “Металлургия черных металлов”.

Дипломный проект посвящен актуальной проблеме по совершенствованию теплоэнергетического и технологического режимов электроплавки в 150-т дуговой сталеплавильной печи в условиях непрерывной подачи металлизованных окатышей в ванну и продувки расплава кислородом.
Представленный проект обладает существенной новизной, заключающейся в том, что исследованы факторы, влияющие на вспенивание шлака при плавке металлизованных окатышей.
Проект может быть рекомендован для использования в производственных условиях и для традиционной технологии электроплавки без непрерывной подачи окатышей в жидкую ванну.
При выполнении проекта дипломник проявил такие важные качества как, исполнительность, настойчивость и стремление к достижению поставленной цели, анализе и обработке опытных данных.
Проект выполнен на достаточно высоком уровне в соответствии с требованиями, предъявляемыми к дипломным проектам. Разработчик заслуживает оценки «отлично» и присвоения звания инженера по специальности 150101 – “Металлургия черных металлов”.