Структура, технологический процесс и оборудование цеха.

Введение.

Вторая производственная практика проходится студентами по окончании 4 курса. При прохождении практики изучаются структура, технологический процесс и оборудование цеха, выполняются индивидуальные задания и собирается материал для курсовых и дипломного проекта.

К целям производственной практики относятся:

-      детальное ознакомление со структурой предприятия и его основными производствами;

-      изучения организации технического обслуживания и ремонта оборудования;

-      сбор информации по экономике и организации производства, охране труда и окружающей среды;

-      развитие навыков работы с технической литературой и конструкторской документацией.

Данный отчет содержит материал о работе крупнейшего предприятия полного цикла черной металлургии в России ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»: общую характеристику предприятия, данные о структуре и технологическом процессе электросталеплавильного цеха.

Чёрная металлургия – отрасль тяжёлой индустрии, являющаяся основой развития большинства отраслей народного хозяйства.

В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:

-      добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда);

-      добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (флюсовых известняков, огнеупорных глин и т. п.);

-      производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);

-      производство стальных и чугунных труб;

-      коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);

-      вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).

Собственно металлургическим циклом является:

-      чугунно-доменное производство;

-      производство стали (мартеновское, кислородно-конвертерное и электросталеплавильное, непрерывная разливка (МНЛЗ));

-      прокатное производство.

Предприятия, выпускающие чугун, углеродистую сталь и прокат, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла.

Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. Основным типом предприятий чёрной металлургии являются комбинаты. В размещении чёрной металлургии полного цикла большую роль играет сырьё и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей.

 

Структура, технологический процесс и оборудование цеха.

Выплавка стали в двухванном сталеплавильном агрегате

Шихтовые материалы

Качество шихтовых материалов должно полностью соответствовать требованиям стандартов. Для двухванных агрегатов применяют следующие материалы:

- чугун передельный жидкий для мартеновских печей по СТП-101-27-87;

- чугун передельный по ГОСТ 805-95;

- металлы черные вторичные по ГОСТ 2787-75;

- известняк (в шихту и для подсыпки порогов) по СТО ММК 223-99;

-      известь для сталеплавильного производства обычная по СТО ММК 223-99;

-      доломит обожженный металлургический для заправки сталеплавильных печей но СТП-101-5 7-89;

- порошки магнезитовые (периклазовые) спеченные по ТУ 14-8-209-76;

- руда железная Магнитогорского рудника, концентраты железорудные обогатительной фабрики, агломерат по СТО ММК 101 -31 -99.

Все сыпучие материалы, поступающие на шихтовый двор мартеновского цеха, должны иметь сертификаты. Сыпучие материалы производства ММК разрешается принимать без сертификатов. В днищах мульд обязательно должны быть отверстия для удаления влаги. Запрещается применение боксита и окалины.

Во избежание бурных реакций каждую мульду с сыпучими материалами (агломератом, известняком, известью, шамотной крошкой) необходимо присаживать в жидкий металл в 2...3 приема.[1]

Металлический лом подается в шихтовый двор в подготовленном виде и загружается в мульдовые составы.

Неснижаемый запас чугуна в миксерах должен быть не менее 400 т. Разрешается принимать чугун в цех через люки или переставлять ковши доменного цеха в миксерном отделении. Отбор проб чугуна из миксера для химического анализа на содержание кремния, серы и марганца производится через каждые 2 ч.

Все шихтовые материалы должны подаваться к печам только после взвешивания. Информация по взвешиванию шихтовых материалов, поступающих из шихтового двора мартеновского цеха, передается сталевару и контролеру ОКП из весовой по телефону. Отвесные выписываются в двух экземплярах, один экземпляр хранится в весовой, другой - передается бригадиром по подаче сталевару печи. Массу извести и известняка разрешается определять по объему (стандартными мульдами).

После завалки шихтовых материалов производится уточнение массы возврата материала и соответствующая корректировка в плавильном журнале.

Проверка массы пустых мульдовых составов производится один раз в месяц по графику. Калибровка весов производится не реже одного раза в три месяца.

Завалка и прогрев шихты

После заправки печи и осмотра подины производится завалка металлического лома. Во время завалки дымовые газы должны проходить через "холодную" ванну.

Шихтовые материалы (металлический лом, известь или известняк) должны подаваться к печи одним составом к началу выпуска плавки.

Завалка начинается с легковесного лома по 1...2 мульде в окно. После прикрытия подины легковесом заваливается часть тяжеловесного лома, бой изложниц. Затем, равномерно во все окна, загружается вся известь (известняк) и оставшийся лом. Запрещается заваливать известь (известняк) после завалки всего металлического лома

После завалки всей шихты производится отталкивание лома от передней стенки и подсыпка порогов "сырым" доломитом или известняком фракцией 10...50 мм.

Прогрев шихты производится дымовыми газами, идущими из ванны, в которой продувают металл кислородом.

Разрешается не менее чем за 30 мин до заливки чугуна подавать на металлический лом кислород в количестве не более 3000 м³/ ч.

При подаче кислорода на лом фурмы должны находиться на минимальном расстоянии от его поверхности. Опускание фурм непосредственно на шихту запрещается, так как это приводит к прогару фурмы.

 

Окончание доводки

Продувка металла кислородом для всех марок стали должна быть закончена не позднее, чем за 5 мин до раскисления в печи или выпуска плавки при ковшевом раскислении. В этот момент содержание углерода в металле должно превышать не менее чем на 0,05 % верхний предел при выплавке стали с содержанием углерода 0,14...0,27 %, а при выплавке стали с содержанием 0,06...0,14 % углерода - нижний предел для заданной марки стали. В технологическом паспорте плавки отмечают время окончания продувки. Продувка металла кислородом при содержании углерода в нем менее 0,10 % вызывает резкое увеличение окисленности металла, что приводит к получению рыхлой корки слитка кипящей стали и плохой поверхности слябов, увеличению количества неметаллических включений, а также к снижению выхода годного и стойкости сталеразливочных ковшей. Производить продувку при массовой доле углерода в металле менее 0,10 % не рекомендуется. В случае "холодного" хода плавки допускается продувка металла кислородом при содержании углерода менее 0,10 % с обязательным реагированием его окисленности углеродсодержащими материалами.[6]

Выплавка низколегированных сталей и стали для судостроения в случае окончания продувки металла при содержании углерода менее 0,07% не производится.

После окончания продувки производится отбор проб металла для контроля содержания углерода методом ТЭДС или на приборе АН-29, но не менее двух раз.

После окончания продувки фурмы устанавливаются над шлаком. Расход топлива и кислорода должен соответствовать инструкции по тепловому режиму. Перед выпуском плавки отбираются пробы металла и шлака на химический анализ.

Содержание оксидов железа в шлаке перед выпуском стали всех марок не регламентируется. Основность конечного шлака должна быть не менее 2,3.

Если после окончания продувки производится присадка агломерата, то она должна быть закончена не позднее, чем за 10 мин до выпуска или предварительного раскисления. Присадка извести или известняка в количестве не более 1,0 % заканчивается не позднее 10 мин до выпуска плавки. Разрешается перед выпуском стали присаживать в металл после окончания продувки чистую обрезь проката или твердый чугун без видимых следов влаги в количестве до 5 т на плавку.

Выпуск плавки или предварительное раскисление металла в этом случае производится после полного растворения присадки. Запрещается присадка в жидкую ванну макетированного лома и лома, смешанного с известняком или известью.

Запрещается производить нагрев металла при "холодном" ходе плавки присадкой раскислителей.

 

Усреднительная продувка

Обработка стали аргоном с целью усреднения химического состава и температуры металла по объему сталеразливочного ковша производится на всех плавках, независимо от марки стали.

Аргон подается в металл через футерованную или монолитную фурмы.

Продувка металла аргоном производится при крайнем нижнем положении фурмы (продолжительность продувки аргоном в этой позиции - не менее 50 % от общего времени продувки).

Разрешается производить продувку металла аргоном при неполном погружении фурмы в течение 1,0...2,0 мин после присадки кокса или чушкового алюминия.

При износе (отгорании) 3 катушек длиной 200 мм, 2 катушек длиной 270 мм или 600 мм монолитной фурмы фурма заменяется.

Фурма устанавливается в исходное положение над металлом, затем устанавливается расход аргона от 30 до 40 м³/ч, после чего начинают опускать фурму на заданную глубину. По мере погружения фурмы расход аргона увеличивают и поддерживают не менее 70 м³/ч для хромосодержащих марок стали, а для остальных - не менее 60 м^э/ч.

При нормальном состоянии фурмы и подводящего аргонопровода давление аргона на выходе должно составлять 0,9... 1,2 атм (0,09...0,12МПа) в положении над металлом и 2,9...3,5 атм (0,29...0,35 МПа) - при полном по1ружении фурмы в металл. При более высоких значениях этого параметра фурму следует немедленно извлечь из металла и "промыть" кислородом.

По истечении 3 мин усреднительной продувки технологическим персоналом производится измерение температуры металла без прекращения продувки аргоном. Одновременно с измерением температуры, при доводке металла типа 08Ю производится отбор первой пробы металла. Отбор первой пробы для металла остального сортамента производится по истечении 6 мин усреднительной продувки. Проба отправляется пневмопочтой на экспресс-анализ. Результаты измерения температуры и экспресс-анализа пробы металла заносятся в технологический журнал.

На плавках визуально производится определение толщины шлака. По команде сталевара или контролёра ОКП измерение толщины шлака производится с помощью металлической трубки - стержня. Трубка опускается в расплав на глубину около 0,5 м и выдерживается в течение 10... 15 с, после чего извлекается из расплава. Толщина шлака измеряется по трубке от отгоревшего в металле торца трубки по всей длине зашлакованной поверхности трубки.

Окончание обработки стали

По окончании обработки стали сталевар сообщает по системе "Прогресс" или по телефону мастеру разливки или старшему разливщику ОНРС о готовности плавки к разливке и передает результат последнего измерения температуры металла в сталеразливочном ковше. В случае задержки ковша с обработанным металлом на установке производится запись в агрегатном журнале с указанием времени и причины задержки.

В случае большого перерыва в обработке (более 10 мин) непосредственно перед передачей металла на МНЛЗ плавка должна быть продута аргоном в течение 3 мин с интенсивностью продувки не менее 60 м³/ч при максимальном погружении продувочной фурмы, если в этот период не проводилась коррекция химического состава металла. Если после перерыва в обработке для коррекции химического состава металла отдано более 70 кг алюминия, металл перед передачей на МНЛЗ должен быть продут аргоном в течение 5 мин с интенсивностью продувки не менее 60 м³/ч при максимальном погружении продувочной фурмы. Продолжительность и причина перерыва в обработке фиксируется в паспорте плавки.

После окончания доводки, по указанию мастера, принимая во внимание количество шлака в ковше, поверхность расплава засыпается теплоизолирующей смесью (гранулированным доменным шлаком). Расход смеси может достигать 2,5 т.

В случае прекращения подачи на установку аргона требуемых параметров разрешается продувка азотом стали следующих марок:

- углеродистые спокойные по ГОСТ 380-71;

- углеродистые спокойные по ГОСТ 1050-74 (кроме тонколистового проката);

- низколегированные по ГОСТ 19282-72;

- низкоуглеродистые 08пс по ГОСТ 9045-80.

Давление азота в азотопроводе должно быть не менее 1,0 МПа. В случае, когда параметры азота не удовлетворяют требованиям, сталевар сообщает по телефону диспетчеру цеха о случившемся. Обработка металла не производится.

Фурма устанавливается в исходное положение над металлом, затем устанавливается расход азота от 30 до 40 м³/ч, после чего начинают опускать фурму на заданную глубину. По мере погружения фурмы расход аргона увеличивают и поддерживают не менее 60 м³/ч.

Рекомендуется общую продолжительность продувки металла азотом выдерживать не более 10 мин.

Допускается совмещение продувки металла азотом с введением микролегирующих элементов и присадкой корректирующих добавок ферросплавов.

Общие положения

Технология непрерывной разливки низкоуглеродистых, углеродистых, низколегированных, конструкционных и качественных марок стали на машинах непрерывного литья сортовых заготовок мартеновского цеха осуществляется в соответствии с действующей инструкцией (ВТИ 101-СТ-М-58-2004), в которой все технологические операции учитывают безопасность работы обслуживающего персонала.

Ответственность за выполнение инструкции несет сменный технологический персонал мартеновского цеха.[3]

Контроль за соблюдением технологической инструкции и предупреждение нарушений возлагается на начальника цеха, его заместителей, помощников и старших мастеров, начальника участка ОКП, мастеров и контролеров ОКП.

Основными условиями осуществления нормального процесса непрерывной разливки являются:

- выплавка и внепечная обработка стали в соответствии с требованиями соответствующих технологических инструкций и распоряжений;

- своевременная подача металла для разливки;

- тщательная подготовка к приему плавки сталеразливочных и промежуточных ковшей;

- подготовка и проверка всех узлов, механизмов и контрольно-измерительных приборов (КИП) МНЛЗ перед разливкой;

- выполнение в процессе разливки требований технологической инструкции, производственно-технических инструкций и инструкций по технике безопасности.

Пятиручьевые МНЛЗ радиального типа с базовым радиусом 9 м сконструированы для отливки заготовок сечением от 100x100 мм до 152x170 мм.

Параметры используемого оборудования представлены в табл. 6.1. Общий вид слябовой МНЛЗ представлен на рис.6.1 (приложение 4).

Подготовка МНЛЗ к разливке стали

Подготовка МНЛЗ к работе производится операторами МНЛЗ под руководством сменного мастера разливки и старшего оператора МНЛЗ и включает в себя следующие операции.

 

Подготовка и проверка кристаллизаторов

В период подготовки очищаются плиты кристаллизаторов от брызг металла, шлака, мусора и покрываются жидкой графитной массой для облегчения в дальнейшем удаления брызг металла и настыля.

 

 

Таблица 5.-Параметры оборудования МНЛЗ

Наименование	Параметр
Емкость промковша, т
-при рабочем (номинальном) уровне700 мм - при уровне переполнения 800 мм	26,5 28,0
Расстояние между центрами ручьев, мм	1250
Сечение отливаемых заготовок, мм	100x100, 124x124,120x150, 150x150,152x170
Длина заготовок, мм	3500-12000
Разливаемые марки стали и тип разливки ^*)
- низко- и среднеуглеродистая сталь [С] ме-
нее 0,35 %, раскисленная кремнием, с А1 не	открытая
более 0,006 %, для общего применения
- среднеуглеродистая сталь, раскисленная Аl;
-      углеродистая и высокоуглеродистая сталь[С] более 0,35%; -      борсодержащая сталь; -      науглераживаемая сталь, сталь для холодной высадки, с общим количеством легирующих элементов более 0,8%;	открытая - для стали с А1 не более 0,006 %, закрытая - для стали с А1 более 0,006 %
- пружинная сталь;
- подшипниковая сталь;
- высокоуглеродистые кордовые и канатные стали;	закрытая**^)
- сварные марки стали.
Содержание элементов в стали, %:	не более 0,030 каждого или
- [S] и [Р]	0,050 суммарно***^)
Скорость разливки по оборудованию, м/мин	0,0-7,0
- для сечения 100x100 мм	не более 5,6
- для сечения 124x124 мм	не более 4,4
- для сечения 120x150 мм	не более 3,6
- для сечения 150x150 мм	не более 3,0
- для сечения 152x170 мм	не более 2,7
Кристаллизатор	гильзовый, DIAMOLD
- длина, мм	900
- покрытие	хромовое — толщина 0,1 мм
- контроль уровня металла	автоматический
- амплитуда качания, мм	±9
- частота качания, кач./мин	30-300
- расход воды на охлаждение гильзы, л/мин	1200-2300
- максимальная температура воды на входе, ^оС	40
- перепад температуры воды на входе и
выходе, ^оС	4-8
Затравка	Жесткая, недеформируемая
Зона вторичного охлаждения (ЗВО)	Открытая - водовоздушная, четыре независимые зоны
Тянуще-правильная машина	Приводные и направляющие ролики

 

^*)Разливка закрытой струей для сечения заготовки 100x100 мм не предусмотрена.

^**) Тип разливки уточняется после проведения опытных плавок.

^***) В случае превышения допустимого содержания решение о возможности разливки принимает начальник цеха или его заместители.

Проверяют состояние гильз (на расстоянии 250 мм от верха гильзы царапины не допускаются). Нагар от смазки в районе мениска и дефекты поверхности гильз глубиной не более 1,5 мм зачищают мелкой наждачной бумагой в направлении разливки и повторно обдувают сжатым воздухом.

Проверяют состояние опорных роликов - они не должны иметь неравномерного износа, поверхность роликов должна быть чистой от брызг стали и шлака. Проверяются вручную ролики на вращение и прочность посадки в кристаллизаторе. Форсунки опорных роликов должны быть очищены и проверены подачей воды с контролем факела. Вода из рубашки не должна проникать внутрь гильзы (стенки внутри гильзы должны быть сухими).

В случае использования новых кристаллизаторов необходимо проверить установку источника радиоактивного излучения и счетчика вспышек. В случае необходимости производится перенастройка электронного измерительного узла. Кроме этого, проверяется затяжка болтов для крепления кристаллизатора на качающейся раме и герметичность соединений.

Для механизма качания необходимо проверить герметичность и целостность соединения подвода воды между корпусом кристаллизатора и подъемного стола механизма качания. Проверяют герметичность и целостность соединений охлаждающей воды для кристаллизатора на входе и выходе. Кроме того, проверяют чистоту системы приводов (гидроцилиндр), подъем в центре кристаллизатора, плавность движения механизма. В случае нарушения плавности движения и появления вибрации измеряют боковые отклонения на двух смежных поверхностях кристаллизатора (в случае отклонения более 0,3 мм механизм качания необходимо настроить или заменить).

Для проверки расходов воды и отсутствия течи воды в рабочую полость, а также в местах ее подвода, в кристаллизатор подают воду при давлении 1,0 МПа. Расход воды должен быть не менее 1200 л/мин. При расходе воды ниже минимального необходимо настроить объем протока при помощи ручного клапана или заменить кристаллизатор. Максимальная температура воды на входе должна быть не более 40° С, на входе и выходе температура воды должна быть примерно одинаковой.

Подготовка и ввод затравки

Подготовку затравки проводят на промежуточной платформе над направляющей ручья (+ 0,6 м). Замену головки затравки и, при необходимости, передающих звеньев производят на этой же платформе.

Перед вводом затравки необходимо очистить головку, провести монтаж устройства ввода затравки с крюком и штырем, проверить движение стыка на головке.

Затравка вводится в кристаллизатор через тянуще - правильную машину до расстояния 190 мм от верхнего среза гильзы кристаллизатора. Убирают устройство заведения от затравки, чистят головку сжатым воздухом, при необходимости просушивают головку. После этого устанавливают упаковочную трубу с пластинами уплотнения и проверяют деревянные штифты.

После упаковки головку опускают на расстояние 780 мм под верхом гильзы кристаллизатора, укладывают на головку металлическую стружку - «холодильник» и смазывают медную гильзу маслом.

Для предотвращения попадания посторонних предметов в рабочую полость кристаллизаторов во время ожидания плавки закрывают гильзу кристаллизатора стальной пластиной (2,0-3,0x250x250 мм).

Специальная часть.

Измерение температуры стали

Результат расчетов температуры

Кривая (тренд) последнего замера температуры стали

Вызов экрана «Расход термопакетов»

 

 

По окончании текущего месяца (1 числа следующего месяца в 0 часов 1 минуту) значение израсходованных термопакетов переписывается в соответствующий месяц и обнуляется.

С начала года накапливается значение израсходованных термопакетов за каждый месяц.

При каждом замере температуры жидкой стали увеличивается значение израсходованных термопакетов за текущие сутки

В полночь значение израсходованных термопакетов за предыдущие сутки, суммируется со значением израсходованных термопакетов за текущий месяц и значение текущих суток обнуляется.

Экран «Расход термопакетов»

 

Основное меню

Сыпучие за плавку

Подменю «Сыпучие»

Вызов экрана «Сыпучие за месяц»

Вызов экрана «Шлакообразующие»

Вызов экрана «Раскислители»

Вызов экрана «Сушило»

Вызов экрана «Тренды»

Вызов экрана «Тревоги»

Вызов подменю и экрана «Сыпучие»

Переход в основное меню

Вызов «Окна сталевара»

 

Заключение

За время прохождения практики были развиты навыки работы с технической литературой, конструкторской документацией; собраны детальные сведения о предприятии (ОАО «ММК»), его структуре, организации, технологическом процессе, рассмотрено электросталеплавильное производство на ММК, структура ЭСПЦ, оборудование цеха, его технические характеристики. Отдельно для рассмотрения взят участок внеагрегатной обработки металла в цехе, отмечены недостатки и «узкие» места в работе комплекса, предложены способы повышения производительности комплекса путем механизации отдельных технологических операций в процессе разливки, также ведущие к улучшению условий труда и повышению безопасности рабочих.

 

 

 

 

 

Введение.

Вторая производственная практика проходится студентами по окончании 4 курса. При прохождении практики изучаются структура, технологический процесс и оборудование цеха, выполняются индивидуальные задания и собирается материал для курсовых и дипломного проекта.

К целям производственной практики относятся:

-      детальное ознакомление со структурой предприятия и его основными производствами;

-      изучения организации технического обслуживания и ремонта оборудования;

-      сбор информации по экономике и организации производства, охране труда и окружающей среды;

-      развитие навыков работы с технической литературой и конструкторской документацией.

Данный отчет содержит материал о работе крупнейшего предприятия полного цикла черной металлургии в России ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»: общую характеристику предприятия, данные о структуре и технологическом процессе электросталеплавильного цеха.

Чёрная металлургия – отрасль тяжёлой индустрии, являющаяся основой развития большинства отраслей народного хозяйства.

В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:

-      добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда);

-      добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (флюсовых известняков, огнеупорных глин и т. п.);

-      производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);

-      производство стальных и чугунных труб;

-      коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);

-      вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).

Собственно металлургическим циклом является:

-      чугунно-доменное производство;

-      производство стали (мартеновское, кислородно-конвертерное и электросталеплавильное, непрерывная разливка (МНЛЗ));

-      прокатное производство.

Предприятия, выпускающие чугун, углеродистую сталь и прокат, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла.

Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. Основным типом предприятий чёрной металлургии являются комбинаты. В размещении чёрной металлургии полного цикла большую роль играет сырьё и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей.

 

Структура, технологический процесс и оборудование цеха.