Помощь студентам в учебе
Обоснование технологии производства сплава 20Х13 в условиях электросталеплавильного производства
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Назначение выплавляемого сплава 8
1.2 Описание сплава 8
1.3 Технология выплавки сплава и работа оборудования в условиях
ПАО АМЗ 9
1.3.1 Выбор оборудования для выплавки 12
1.3.2 Выбор шихты для выплавки 16
1.3.3 Выбор огнеупорных материалов 17
1.3.4 Т ехнологическая карта выплавки 19
1.3.5 Контроль качества продукции 26
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 28
2.1 Расчет энергоемкости оборудования 28
2.2 Нормирование технологических процессов получения продукции.... 28
2.3 Расчет материального баланса выплавки сплава 20Х13 в ДСП 29
2.3.1 Расчет шихты 29
2.3.2 Выплавка стали в ДСП. Период плавления 31
2.3.3 Окислительный период 45
2.3.4 Содержание газов в металле под слоем шлака в условиях
открытой плавки ДСП 53
2.3.5 Обработка стали в печи-ковше 55
2.4 Расчет теплового баланса 71
3 ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ 82
3.1 Возможные способы нарушения технологического режима
выплавки сплава и борьба с ними 82
3.2 Виды брака и способы борьбы с ними 82
3.3 Возможное направление модернизации технологии получения стали
20Х13 86
4 ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ПОДОБНОЙ ПРОДУКЦИИ.... 90
5 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. ОХРАНА
ОКРУЖАЮЩЕЕ СРЕДЫ 92
5.1 Общие требования охраны труда 92
5.2 Охрана труда при работе на агрегатах 92
5.3 Мероприятия и средства по созданию безопасных и безвредных
условий труда 93
5.4 Мероприятия по пожарной безопасности 95
5.5 Охрана окружающей среды 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 100
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Назначение выплавляемого сплава 8
1.2 Описание сплава 8
1.3 Технология выплавки сплава и работа оборудования в условиях
ПАО АМЗ 9
1.3.1 Выбор оборудования для выплавки 12
1.3.2 Выбор шихты для выплавки 16
1.3.3 Выбор огнеупорных материалов 17
1.3.4 Т ехнологическая карта выплавки 19
1.3.5 Контроль качества продукции 26
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 28
2.1 Расчет энергоемкости оборудования 28
2.2 Нормирование технологических процессов получения продукции.... 28
2.3 Расчет материального баланса выплавки сплава 20Х13 в ДСП 29
2.3.1 Расчет шихты 29
2.3.2 Выплавка стали в ДСП. Период плавления 31
2.3.3 Окислительный период 45
2.3.4 Содержание газов в металле под слоем шлака в условиях
открытой плавки ДСП 53
2.3.5 Обработка стали в печи-ковше 55
2.4 Расчет теплового баланса 71
3 ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ 82
3.1 Возможные способы нарушения технологического режима
выплавки сплава и борьба с ними 82
3.2 Виды брака и способы борьбы с ними 82
3.3 Возможное направление модернизации технологии получения стали
20Х13 86
4 ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ПОДОБНОЙ ПРОДУКЦИИ.... 90
5 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. ОХРАНА
ОКРУЖАЮЩЕЕ СРЕДЫ 92
5.1 Общие требования охраны труда 92
5.2 Охрана труда при работе на агрегатах 92
5.3 Мероприятия и средства по созданию безопасных и безвредных
условий труда 93
5.4 Мероприятия по пожарной безопасности 95
5.5 Охрана окружающей среды 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 100
Развитие современной техники и промышленности основано, главным образом, на применении металла. Получение достаточных количеств металла, обладающего необходимыми механическими, физическими и физикохимическими свойствами, позволяет сооружать мощные гидроэлектростанции, атомные реакторы, строительные конструкции и многое другое. То есть новая техника XXI века - техника высоких давлений и температур, больших скоростей и сильных химических воздействий - потребовала новых материалов для машин, аппаратов и других металлических изделий. Такими материалами и явились высококачественные и специальные стали и сплавы.
Таким образом, черная металлургия - одна из важнейших отраслей
современной промышленности не только России, но и многих других стран.
Важнейшим условием развития и возрождения черной отечественной металлургии является обеспечение конкурентоспособности выпускаемой продукции: ее низкой себестоимости и высокого качества, которое удовлетворяет требованиям международного рынка. Выполнение этого условия обеспечивается использованием современной техники и технологии, автоматизации и компьютеризации производственного процесса, высокой производительностью труда.
Внедрение инноваций и использование энерго-, ресурсо - и трудосберегающих технологий практически на всех металлургических переделах должны обеспечивать повышение конкурентоспособности производств и продукции.
В металлургической практике применяются три главных сталеплавильных процесса, использующих различное преобразование энергии в тепловую с последующей передачей ее шихтовым материалам и расплавленной металлической ванне: мартеновский, кислородно-конверторный и
электроплавильный.
Развитие инновационной составляющей металлургии в значительной мере определяется состоянием электрометаллургии как наиболее наукоемкой, энергосберегающей и экологичной технологии.
В условиях конкуренции на мировом рынке черной металлургии одним из главных условий существования и получения стабильной прибыли на Ашинском металлургическом заводе является использование современных технологий в производстве, которые позволяют снизить себестоимость и повысить качество выпускаемой продукции.
В связи с этим произведена поэтапная реконструкция мартеновского цеха с последующим выходом на современный технологический уровень. Было принято решение о строительстве, отделения непрерывной разливки стали, в которое вошли агрегат «ковш-печь» и слябовая МНЛЗ, с последующим строительством электросталеплавильного цеха. В здании нового электросталеплавильного комплекса (ЭСПК) установлена дуговая сталеплавильная печь (ДСП-120 +
«CONSTEEL») с конвейерной загрузкой металлошихты. Результатом реконструкции стало прекращение работы мартеновского цеха в составе трех мартеновских печей и перевод разливки стали в слябы на МНЛЗ вместо ее разливки в изложницы на слитки.
Современная технология производства стали в дуговой сталеплавильной печи позволяет существенно снизить себестоимость производимой продукции. Внепечная обработка в установке ковш-печь позволяет получать металл высокого качества. Использование современных технологий при разливке стали на машине непрерывного литья заготовки также позволяет повысить качество и снизить себестоимость производимой заготовки.
Целью дипломной работы стало изучение этих современных технологий производства и возможности их применения в условиях ПАО «Ашинский металлургический завод». В связи с этим были определены задачи исследования:
1. Изучение и описание выбранной для производства в условиях ПАО «АМЗ» марки стали.
2. Изучение существующей технологии производства стали на ПАО «АМЗ».
3. Осуществление и обоснование выбора типа агрегата для использования в условиях ПАО «АМЗ».
4. Расчет материального и энергетического баланса выбранного
электросталеплавильного агрегата.
5. Описание технологической цепочки, начиная с выплавки и заканчивая разливкой стали.
Таким образом, черная металлургия - одна из важнейших отраслей
современной промышленности не только России, но и многих других стран.
Важнейшим условием развития и возрождения черной отечественной металлургии является обеспечение конкурентоспособности выпускаемой продукции: ее низкой себестоимости и высокого качества, которое удовлетворяет требованиям международного рынка. Выполнение этого условия обеспечивается использованием современной техники и технологии, автоматизации и компьютеризации производственного процесса, высокой производительностью труда.
Внедрение инноваций и использование энерго-, ресурсо - и трудосберегающих технологий практически на всех металлургических переделах должны обеспечивать повышение конкурентоспособности производств и продукции.
В металлургической практике применяются три главных сталеплавильных процесса, использующих различное преобразование энергии в тепловую с последующей передачей ее шихтовым материалам и расплавленной металлической ванне: мартеновский, кислородно-конверторный и
электроплавильный.
Развитие инновационной составляющей металлургии в значительной мере определяется состоянием электрометаллургии как наиболее наукоемкой, энергосберегающей и экологичной технологии.
В условиях конкуренции на мировом рынке черной металлургии одним из главных условий существования и получения стабильной прибыли на Ашинском металлургическом заводе является использование современных технологий в производстве, которые позволяют снизить себестоимость и повысить качество выпускаемой продукции.
В связи с этим произведена поэтапная реконструкция мартеновского цеха с последующим выходом на современный технологический уровень. Было принято решение о строительстве, отделения непрерывной разливки стали, в которое вошли агрегат «ковш-печь» и слябовая МНЛЗ, с последующим строительством электросталеплавильного цеха. В здании нового электросталеплавильного комплекса (ЭСПК) установлена дуговая сталеплавильная печь (ДСП-120 +
«CONSTEEL») с конвейерной загрузкой металлошихты. Результатом реконструкции стало прекращение работы мартеновского цеха в составе трех мартеновских печей и перевод разливки стали в слябы на МНЛЗ вместо ее разливки в изложницы на слитки.
Современная технология производства стали в дуговой сталеплавильной печи позволяет существенно снизить себестоимость производимой продукции. Внепечная обработка в установке ковш-печь позволяет получать металл высокого качества. Использование современных технологий при разливке стали на машине непрерывного литья заготовки также позволяет повысить качество и снизить себестоимость производимой заготовки.
Целью дипломной работы стало изучение этих современных технологий производства и возможности их применения в условиях ПАО «Ашинский металлургический завод». В связи с этим были определены задачи исследования:
1. Изучение и описание выбранной для производства в условиях ПАО «АМЗ» марки стали.
2. Изучение существующей технологии производства стали на ПАО «АМЗ».
3. Осуществление и обоснование выбора типа агрегата для использования в условиях ПАО «АМЗ».
4. Расчет материального и энергетического баланса выбранного
электросталеплавильного агрегата.
5. Описание технологической цепочки, начиная с выплавки и заканчивая разливкой стали.
В дипломном проекте приведён химический состав и рассмотрены особенности стали 20Х13. Проведён анализ технологии выплавки стали. Разработана технология выплавки данной марки стали по схеме ДСП «Consteel» ^ сталеразливочный ковш ^ ковш - печь ^ МНЛЗ. Произведён расчёт материального и энергетического баланса плавки.
На современном этапе развития экономики нашей страны снижение энерго- и материалоёмкости является одним из решающих условий повышения эффективности общественного производства. В этом отношении в электротермии имеются крупные резервы экономии сырья, топливоэнергетических и трудовых ресурсов.
Электроплавка, как одна из разновидностей электронагрева, развивалась в нашей стране в прошедший период главным образом в связи с возрастающими потребностями в высококачественном металле, получение которого в других агрегатах было либо невозможно, либо неэкономично.
К основным преимуществам электроплавки следует отнести:
1. применение высокотемпературного источника энергии,
2. исключение смешивания технологических газов с продуктами сгорания топлива, что позволяет работать в вакууме или защитной атмосфере при резком уменьшении выброса газов в атмосферу;
3. резкое сокращение в электроплавке расхода ферросплавов (из-за уменьшения угара хрома, марганца и особенно ванадия и кремния);
4. облегчение управлением выделения тепла, что позволяет значительно сократить тепловые потери и повысить термический к.п.д. печей;
5. улучшение условий труда обслуживающего персонала;
6. снижение себестоимости и уменьшение капитальных затрат.
Основным направлением развития электронагрева является повышение единичной мощности крупнотоннажных печей. Однако в связи с повышением расхода мощности на единицу продукции ухудшаются условия службы футеровки стен и свода печей из-за теплового воздействия на кладку.
Применяя различные типы электротермических устройств, можно обеспечить равномерный прогрев различных материалов и изделий не только с целью повышения их пластичности перед деформацией (ковкой, штамповкой или прокаткой) и придания им специальных свойств, но и нагреть только поверхность изделий или отдельные их участки (например для поверхностной или частичной термообработки).
На современном этапе развития экономики нашей страны снижение энерго- и материалоёмкости является одним из решающих условий повышения эффективности общественного производства. В этом отношении в электротермии имеются крупные резервы экономии сырья, топливоэнергетических и трудовых ресурсов.
Электроплавка, как одна из разновидностей электронагрева, развивалась в нашей стране в прошедший период главным образом в связи с возрастающими потребностями в высококачественном металле, получение которого в других агрегатах было либо невозможно, либо неэкономично.
К основным преимуществам электроплавки следует отнести:
1. применение высокотемпературного источника энергии,
2. исключение смешивания технологических газов с продуктами сгорания топлива, что позволяет работать в вакууме или защитной атмосфере при резком уменьшении выброса газов в атмосферу;
3. резкое сокращение в электроплавке расхода ферросплавов (из-за уменьшения угара хрома, марганца и особенно ванадия и кремния);
4. облегчение управлением выделения тепла, что позволяет значительно сократить тепловые потери и повысить термический к.п.д. печей;
5. улучшение условий труда обслуживающего персонала;
6. снижение себестоимости и уменьшение капитальных затрат.
Основным направлением развития электронагрева является повышение единичной мощности крупнотоннажных печей. Однако в связи с повышением расхода мощности на единицу продукции ухудшаются условия службы футеровки стен и свода печей из-за теплового воздействия на кладку.
Применяя различные типы электротермических устройств, можно обеспечить равномерный прогрев различных материалов и изделий не только с целью повышения их пластичности перед деформацией (ковкой, штамповкой или прокаткой) и придания им специальных свойств, но и нагреть только поверхность изделий или отдельные их участки (например для поверхностной или частичной термообработки).
