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.
Содержание
1. Введение и обоснование проекта реконструкции…………………………..9
2. Технология производства…………………………………………………...13
2.1. Общая характеристика предприятия………………………………….13
2.2. Особенности ОЭМК……………………………………………………16
3. Выплавка стали в ЭСПЦ…………………………………………………...19
3.1. Устройство ЭСПЦ……………………………………………………..19
3.2. Технология выплавки стали в 150-т ДСП……………………………23
3.3. Конструкция и теплоэнергетический режим ДСП…………………29
3.3.1. Конструкция ДСП………………………………………………...29
3.3.2. Тепловая работа дуговой печи…………………………………...32
3.3.3. Теплообмен при выплавке стали из МОК в дуговых печах…...35
4. Специальная часть…………………………………………………………...40
4.1 Особенности технологии электроплавки с использованием МОК….40
4.2 Теоретические основы вспенивания шлаков………………………….58
4.3 Вспенивание хромистого шлака в высокомощной дуговой печи…...62
4.4 Влияние толщины слоя шлака на энергетическую эффективность теплообмена в дуговых сталеплавильных печах трехфазного и постоянного
токов…………………………………………………………………………69
4.5 Влияние вспененного шлака на ТЭП электроплавки………………...73
4.6 Применение систем контроля экранирования электрических дуг в ДСП…78
4.7 Экономичный способ утилизации в ДСП металлургической и прокатной окалины……………………………………………………………………80
4.8 Особенности конструкции системы для вспенивания……………….83
4.9. Расчет установки для продувки жидкого металла порошкообразными материалами…………………………………………………………………………...85
4.10 Расчет экранирования электрических дуг шлаком………………….90
4.10.1 Анализ результатов расчета тепловых потоков, падающих на поверхность зеркала ванны…………………………………………………………..91
4.10.2 Анализ расчета тепловых потоков, падающих на стены печи…………………………………………………………………………………….93
4.10.3 Анализ расчета тепловых потоков, падающих на свод……….94
4.10.4 Анализ расчета тепловых потоков, падающих на все элементы печи………………………………………………………………………………….....95
4.11 Расчет энергетического баланса плавки стали в ДСП с использованием системы контроля вспенивания шлака…………………………...97
4.12 Энергетический режим плавки……………………………………...100
4.13 Расчет увеличения производительности ДСП……………………..102
4.14 Выводы по главе……………………………………………………...102
5 Автоматизация ДСП………………………………………………………..104
5.1 Описание принципа управления цифрового регулятора……………105
5.2 Функциональная схема цифрового регулятора……………………...105
5.3 Система автоматического регулирования мощности дуги…………108
6 Охрана труда и окружающей среды……………………………………….113
6.1 Охрана труда…………………………………………………………...113
6.2 Правовые и нормативно-технические основы охраны труда и окружающей среды………………………………………………………………….113
6.3 Анализ вредных и опасных производственных факторов………….115
6.3.1 Электробезопасность…………………………………………….116
6.3.2 Взрывобезопасность……………………………………………..118
6.3.3 Пожаробезопасность…………………………………………….119
6.3.4 Микроклимат производственных помещений………………...120
6.3.5 Инфракрасное излучение (ИКИ)………………………………..121
6.3.6 Освещенность рабочего места…………………………………..123
6.3.7 Шум……………………………………………………………….123
6.3.8 Вибрация………………………………………………………….125
6.3.9 Запыленность и загазованность…………………………………127
6.4 Технические средства безопасности…………………………………128
6.5 Мероприятия при возникновении чрезвычайных ситуаций………..129
6.6 Расчет освещенности пульта управления ДСП-150………………...130
6.7 Охрана окружающей среды…………………………………………..131
7 Организация и экономика производства…………………………………..136
7.1 Организационная структура ОАО ОЭМК…………………………...136
7.2 Структура управления ЭСПЦ………………………………………...142
7.3 Организация оплаты труда……………………………………………144
7.3.1 Формы и системы организации труда рабочих………………...144
7.3.2 Премирование рабочих, руководителей и специалистов в цехе……………………………………………………………………………………146
7.4 Расчет экономической эффективности принятых мероприятий…..149
Заключение……………………………………………………………………158
Список использованных источников………………………………………..159
Приложения…………………………………………………………………...161
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 МВА, 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”.
Так же в данном дипломном проекте содержатся плакаты для выступления, но не все. Самые свежие чертежи для дипломного проекта вы всегда сможете найти на нашем портале в разделе чертежи!
Скачать диплом:
Вы не можете смотреть то, что скрыто, требуется авторизоваться и иметь положительный счет баланса.