Обоснование технологии производства стали 12ГС в условиях ПАО «Ашинский метзавод»
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Назначение выплавляемой стали 10
1.2 Описание стали 10
1.3 Технология выплавки сплава 12ГС и работа оборудования в условиях 11
ПАО «АМЗ»
1.3.1 Выбор оборудования для выплавки 11
1.3.2 Выбор шихты для выплавки 18
1.3.3 Выбор огнеупорных материалов 19
1.3.4 Технологическая схема производства 21
1.3.5 Контроль качества продукции 36
2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 38
2.1 Материальный баланс плавки 38
2.2 Выплавка стали в дуговой сталеплавильной печи. Период 40
плавления
2.3 Обработка стали в печи-ковше 67
2.4 Тепловой баланс 83
3 ВОЗМОЖНЫЕ ДЕФЕКТЫ КОНЕЧНОГО ПРОДУКТА ПРОИЗВОДСТВА. 95
3.1 Возможные нарушения технологического режима и способы борьбы
с нарушениями 95
3.2 Дефекты конечного продукта производства 96
4 ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ПОДОБНОЙ ПРОДУКЦИИ .... 99
5 ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА. 102
6 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 107
6.1 Общие требования охраны труда 107
6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 109
6.3 Параметры микроклимата электросталеплавильного цеха и их 113
влияние на самочувствие человека
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 115
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Назначение выплавляемой стали 10
1.2 Описание стали 10
1.3 Технология выплавки сплава 12ГС и работа оборудования в условиях 11
ПАО «АМЗ»
1.3.1 Выбор оборудования для выплавки 11
1.3.2 Выбор шихты для выплавки 18
1.3.3 Выбор огнеупорных материалов 19
1.3.4 Технологическая схема производства 21
1.3.5 Контроль качества продукции 36
2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 38
2.1 Материальный баланс плавки 38
2.2 Выплавка стали в дуговой сталеплавильной печи. Период 40
плавления
2.3 Обработка стали в печи-ковше 67
2.4 Тепловой баланс 83
3 ВОЗМОЖНЫЕ ДЕФЕКТЫ КОНЕЧНОГО ПРОДУКТА ПРОИЗВОДСТВА. 95
3.1 Возможные нарушения технологического режима и способы борьбы
с нарушениями 95
3.2 Дефекты конечного продукта производства 96
4 ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ПОДОБНОЙ ПРОДУКЦИИ .... 99
5 ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА. 102
6 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 107
6.1 Общие требования охраны труда 107
6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 109
6.3 Параметры микроклимата электросталеплавильного цеха и их 113
влияние на самочувствие человека
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 115
ПРИЛОЖЕНИЯ
В настоящее время происходит изменение к требованиям по качеству стали, они более ужесточаются. Необходимо, чтобы большое количество деталей, конструкций отвечали высоким требованиям эксплуатационных свойств. Детали, которые наиболее востребованы, должны иметь продолжительный срок службы, а так же иметь высокие прочностные характеристики при высоких и низких температурах. В связи с этим, особое внимание уделяется стали, применяемой для изготовления таких деталей. К одной из них относится конструкционная низколегированная сталь марки 12ГС.
Конструкционными называют стали, применяемые для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. Эти стали - один из наиболее широко используемых и отличающихся разнообразием свойств класс материалов. Сталь марки 12ГС обладает высокими эксплуатационными свойствами, хорошей технологичностью, экономичностью, а ее несложный химический состав делает ее недефицитным материалом.
Для обеспечения надежных эксплуатационных свойств сталь должна обладать высокой конструкционной прочностью, которая представляет из себя комплекс свойств, обеспечивающий длительную и надежную работу изделия в конкретных условиях эксплуатации. Следовательно, конструкционная прочность определяется не только свойствами самого материала, но также и условиями его нагружения (статические, циклические или ударно -циклические нагрузки), температурной областью эксплуатации изделия, средой в которой изделию предстоит работать (жидкой, газообразной, высокоагрессивной и т.п.).[3]
К низколегированным строительным сталям относятся низкоуглеродистые свариваемые стали, содержащие недорогие и недефицитные легирующие элементы (обычно до 2,5%) и обладающие повышенной прочностью и пониженной склонностью к хрупким разрушениям по сравнению с углероди - стыми сталями.
Применение низколегированных сталей в строительстве вместо углеродистых позволяет уменьшить массу строительных конструкций, получить значительную экономию металла (до 50—80%), повысить надежность конструкций, особенно уменьшить их склонность к хрупким разрушениям, а также решить целый ряд других задач.
Публичное акционерное общество «Ашинский металлургический завод» является одним из наиболее динамично развивающихся металлургических предприятий России, которое расположено на основных транспортных магистралях России в Уральском Федеральном округе.
В настоящее время ПАО "Ашинский метзавод" - это компактное, современное, многопрофильное производство, входящее в пятерку лучших поставщиков толстолистового проката из углеродистых, низколегированных, конструкционных и легированных марок сталей. Завод является одним из крупнейших в России производителей специальных сплавов для нужд предприятий оборонного комплекса, нефтегазовой, химической, атомной, авиационной и космической отраслей промышленности.
С 2004 года на заводе была осуществлена коренная реконструкция производства. Она началась со сталеплавильного передела, в результате которой в ноябре 2005 года был пущен 100-тн агрегат «печь -ковш» (АКП), а в 2007 году был дан старт работе машины непрерывного литья заготовки (МНЛЗ). Завершающим этапом реконструкции стало строительство
электросталеплавильного цеха № 2 и пуск 30 июля 2010 года первой в России и 33-й в мире 120-тонной печи с непрерывной конвейерной загрузкой металлошихты мощностью 1 млн тн стали в год. Все это позволило существенно расширить марочный сортамент выпускаемых сталей, снизить расход металла в прокатном переделе, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Являясь градообразующим и социально -ориентированным предприятием, ПАО "Ашинский метзавод" вкладывает средства не только в развитие производства, но и в развитие социальных объектов. На предприятии есть все необходимое для лечения, отдыха, культурного и физического развития работников, завода и их семей, жителей города. [33]
При написании работы использовалась учебная и специальная литература таких авторов, как Журавлев В.Н., Беленький А.М., Самарин А.М., Кудрин В.А. и другие, кроме того, использовались публикации в научных изданиях и в СМИ, материалы Интернета.
Целями данной выпускной квалификационной работы являются:
- изучение конструкционной низколегированной стали: описание свойств и характеристик, назначения и применения, технологии выплавки и разливки стали 12ГС;
- изучение оборудования, применяемого для производства конструкционной стали на ПАО «АМЗ»;
- изучение методов контроля качества продукции;
- изучение мероприятий охраны труда при выплавке стали;
- рассмотрение зарубежного опыта производства конструкционной стали.
В соответствии с поставленными целями в работе необходимо решить следующие задачи:
- расчет материального баланса плавки сплава 12ГС;
- расчет выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи;
- расчет теплового баланса;
- описание возможных дефектов конечного продукта производства;
- описание возможных направлений модернизации производства.
В данной выпускной квалификационной работе описана технология производства стали 12ГС. Также приведена техническая характеристика агрегатов и описывается основное оборудование ЭСПЦ-2.
Рассматриваются общие требования по охране труда и параметры микроклимата ЭСПЦ-2 и их влияние на самочувствие человека.
В графической части дипломного проекта представлен план расположения оборудования цеха, оборудование цеха и химический состав стали 12ГС.
Конструкционными называют стали, применяемые для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. Эти стали - один из наиболее широко используемых и отличающихся разнообразием свойств класс материалов. Сталь марки 12ГС обладает высокими эксплуатационными свойствами, хорошей технологичностью, экономичностью, а ее несложный химический состав делает ее недефицитным материалом.
Для обеспечения надежных эксплуатационных свойств сталь должна обладать высокой конструкционной прочностью, которая представляет из себя комплекс свойств, обеспечивающий длительную и надежную работу изделия в конкретных условиях эксплуатации. Следовательно, конструкционная прочность определяется не только свойствами самого материала, но также и условиями его нагружения (статические, циклические или ударно -циклические нагрузки), температурной областью эксплуатации изделия, средой в которой изделию предстоит работать (жидкой, газообразной, высокоагрессивной и т.п.).[3]
К низколегированным строительным сталям относятся низкоуглеродистые свариваемые стали, содержащие недорогие и недефицитные легирующие элементы (обычно до 2,5%) и обладающие повышенной прочностью и пониженной склонностью к хрупким разрушениям по сравнению с углероди - стыми сталями.
Применение низколегированных сталей в строительстве вместо углеродистых позволяет уменьшить массу строительных конструкций, получить значительную экономию металла (до 50—80%), повысить надежность конструкций, особенно уменьшить их склонность к хрупким разрушениям, а также решить целый ряд других задач.
Публичное акционерное общество «Ашинский металлургический завод» является одним из наиболее динамично развивающихся металлургических предприятий России, которое расположено на основных транспортных магистралях России в Уральском Федеральном округе.
В настоящее время ПАО "Ашинский метзавод" - это компактное, современное, многопрофильное производство, входящее в пятерку лучших поставщиков толстолистового проката из углеродистых, низколегированных, конструкционных и легированных марок сталей. Завод является одним из крупнейших в России производителей специальных сплавов для нужд предприятий оборонного комплекса, нефтегазовой, химической, атомной, авиационной и космической отраслей промышленности.
С 2004 года на заводе была осуществлена коренная реконструкция производства. Она началась со сталеплавильного передела, в результате которой в ноябре 2005 года был пущен 100-тн агрегат «печь -ковш» (АКП), а в 2007 году был дан старт работе машины непрерывного литья заготовки (МНЛЗ). Завершающим этапом реконструкции стало строительство
электросталеплавильного цеха № 2 и пуск 30 июля 2010 года первой в России и 33-й в мире 120-тонной печи с непрерывной конвейерной загрузкой металлошихты мощностью 1 млн тн стали в год. Все это позволило существенно расширить марочный сортамент выпускаемых сталей, снизить расход металла в прокатном переделе, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Являясь градообразующим и социально -ориентированным предприятием, ПАО "Ашинский метзавод" вкладывает средства не только в развитие производства, но и в развитие социальных объектов. На предприятии есть все необходимое для лечения, отдыха, культурного и физического развития работников, завода и их семей, жителей города. [33]
При написании работы использовалась учебная и специальная литература таких авторов, как Журавлев В.Н., Беленький А.М., Самарин А.М., Кудрин В.А. и другие, кроме того, использовались публикации в научных изданиях и в СМИ, материалы Интернета.
Целями данной выпускной квалификационной работы являются:
- изучение конструкционной низколегированной стали: описание свойств и характеристик, назначения и применения, технологии выплавки и разливки стали 12ГС;
- изучение оборудования, применяемого для производства конструкционной стали на ПАО «АМЗ»;
- изучение методов контроля качества продукции;
- изучение мероприятий охраны труда при выплавке стали;
- рассмотрение зарубежного опыта производства конструкционной стали.
В соответствии с поставленными целями в работе необходимо решить следующие задачи:
- расчет материального баланса плавки сплава 12ГС;
- расчет выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи;
- расчет теплового баланса;
- описание возможных дефектов конечного продукта производства;
- описание возможных направлений модернизации производства.
В данной выпускной квалификационной работе описана технология производства стали 12ГС. Также приведена техническая характеристика агрегатов и описывается основное оборудование ЭСПЦ-2.
Рассматриваются общие требования по охране труда и параметры микроклимата ЭСПЦ-2 и их влияние на самочувствие человека.
В графической части дипломного проекта представлен план расположения оборудования цеха, оборудование цеха и химический состав стали 12ГС.
Настоящий период развития черной металлургии характеризуется коренным изменением масштабов производства качественных и высококачественных марок стали, а также их доли в общем объеме производства металла. Электросталеплавильный цех №2 выпускает конструкционную сталь высокого качества, одной из которых является конструкционная низколегированная сталь 12ГС. Данная сталь применяется для производства элементов сварных и металлоконструкций, производства различных деталей машин и оборудования, которые изготовлены методом вытяжки, гибки, ковки.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были описаны: характеристики стали 12ГС, ее назначение и применение, оборудование и технология производства стали в условиях ЭСПЦ-2. Первый этап при производстве готовой продукции - получение полупродукта. Основной задачей данного этапа производства является выплавка в ДСП-120 полупродукта, при этом химический состав сплава должен удовлетворяет требованиям, обусловленным особенностями дальнейшей его обработки на агрегате печь- ковш. На стадии внепечной обработки металла на АКП происходит доводка полупродукта до готовой стали марки 12ГС, химический состав которой должен соответствовать требованиям ТИ 123-Э-10-2017. Далее происходит разливка металла на МНЛЗ.
Были произведены следующие расчёты: материальный баланс плавки, расчет выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи, тепловой расчёт плавки.
Также в работе были определены следующие отклонения и нарушения технологического режима в ходе выплавки полупродукта в ДСП-120, такие как повышенное содержание фосфора и углерода в металле по расплавлении, содержание кремния в металле по расплавлении свыше 0,04%, повышенное содержание FeO в шлаке свыше 30%.
В низкоуглеродистых сталях интервал затвердевания узкий, и поэтому слитки низкоуглеродистой стали более предрасположены к образованию трещин. Поэтому рассмотрены дефекты конечного продукта производства, а именно продольные трещины.
Также в работе были изложены возможные направления для повышения качества продукции, мероприятия по охране труда, рассмотрены параметры микроклимата электросталеплавильного цеха и их влияние на самочувствие человека.
По итогам работы можно сделать вывод о том, что продукция ЭСПЦ-2 прочно занимает свою нишу на отечественном рынке. В результате проделанной работы можно сделать вывод о том насколько процесс производства продукции является сложным, наукоёмким и затратным, но конечный результат того стоит.
На основании изложенного поставленные задачи решены, а цель исследования достигнута.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были описаны: характеристики стали 12ГС, ее назначение и применение, оборудование и технология производства стали в условиях ЭСПЦ-2. Первый этап при производстве готовой продукции - получение полупродукта. Основной задачей данного этапа производства является выплавка в ДСП-120 полупродукта, при этом химический состав сплава должен удовлетворяет требованиям, обусловленным особенностями дальнейшей его обработки на агрегате печь- ковш. На стадии внепечной обработки металла на АКП происходит доводка полупродукта до готовой стали марки 12ГС, химический состав которой должен соответствовать требованиям ТИ 123-Э-10-2017. Далее происходит разливка металла на МНЛЗ.
Были произведены следующие расчёты: материальный баланс плавки, расчет выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи, тепловой расчёт плавки.
Также в работе были определены следующие отклонения и нарушения технологического режима в ходе выплавки полупродукта в ДСП-120, такие как повышенное содержание фосфора и углерода в металле по расплавлении, содержание кремния в металле по расплавлении свыше 0,04%, повышенное содержание FeO в шлаке свыше 30%.
В низкоуглеродистых сталях интервал затвердевания узкий, и поэтому слитки низкоуглеродистой стали более предрасположены к образованию трещин. Поэтому рассмотрены дефекты конечного продукта производства, а именно продольные трещины.
Также в работе были изложены возможные направления для повышения качества продукции, мероприятия по охране труда, рассмотрены параметры микроклимата электросталеплавильного цеха и их влияние на самочувствие человека.
По итогам работы можно сделать вывод о том, что продукция ЭСПЦ-2 прочно занимает свою нишу на отечественном рынке. В результате проделанной работы можно сделать вывод о том насколько процесс производства продукции является сложным, наукоёмким и затратным, но конечный результат того стоит.
На основании изложенного поставленные задачи решены, а цель исследования достигнута.
