Введение 9
1 Общая часть 11
1.1 История становления Западносибирского металлургического комбината 11
1.2 Характеристика кислородно-конвертерного цеха №2 12
1.3 Конвертерное отделение 15
1.4 Отделение подготовки лома 18
1.5 Отделение перелива чугуна (ОПЧ) 18
1.6 Разливочное отделение 19
1.7 Отделение непрерывной разливки стали 20
1.8 Общевспомогательное оборудование цеха 23
1.9 Сортамент производства стали: слитки, слябы, заготовка 26
1.10 Принцип получения заготовки на МНЛЗ 27
2 Мировые практики литейно-прокатных комплексов 28
2.1 Распределение ЛПК в мировой металлургии 28
2.2 Развитие технологий литейно-прокатного комплекса 31
2.3 Развитие ЛПК на расширение сортамента 36
3 Строительство литейно-прокатного комплекса 43
3.1 Характеристики готовой продукции. Сортамент 45
3.2 Предварительные технические решения 51
3.2.1 Расчет производительности литейно-прокатного комплекса 51
3.3 Состав основного технологического оборудования 56
3.4 Варианты технологических линий литейно прокатного комплекса 58
3.4.1 Линия непрерывной прокатки полосы (ЛНПП) 58
3.4.2 Линия периодической прокатки полосы (ЛППП) 63
3.4.3 Линия комбинированной прокатки полосы 67
3.5 Размещение литейно-прокатного комплекса (ЛПК) 72
3.6 Сравнительный анализ технологических линий 73
3.6.1 Сравнение технологических линий производства горячекатаной полосы 74
3.6.2 Сравнение затрат на строительство и эксплуатацию литейно прокатного комплекса (ЛПК) 76
3.6.3 Технико-экономическое обоснование рекомендуемой линии 81
4 Охрана труда 84
4.1 Общие требования безопасности 84
4.2 Требования безопасности при работе на агрегатах, машинах, станках и механизмах 86
4.3 Обучающиеся, направляемые на производственную практику: 88
4.4 Требования безопасности при передвижении по территории и производственным помещениям .... 90
Заключение 91
Список использованных источников 92
Приложение 1 97
Приложение 2 98
Приложение 3 99
Приложение 4 100
Приложение 5 101
Приложение 6 102
Приложение 7 103
Металлургические производства полного цикла требуют определенных условий для строительства, сырьё, энергоресурсы (топливные, электроэнергия, вода), помимо этого, такие предприятия требуют немало площадей для распределения производств различных переделов до конечного продукта, который в свою очередь является самым дорогим в линейке, востребованным и соответственно высоко рентабельным товаром. Но с развитием металлургии возросла и конкуренция, которая диктовала условия повышения качества, производительности оборудования и снижения затрат на производство. Основным направлением в развитии, включающем в себя все описанные потери, стало сокращение переделов в организацию единого непрерывного потока. Таким образом снижались затраты на энергоносители, транспортировку, складирование, содержание оборудования и др. На территории бывшего СССР, ныне Российской федерации и стран СНГ принято название «Литейно-прокатные комплексы (ЛПК)». За рубежом закрепилось название «Совмещенный процесс непрерывного литья и прокатки». Первый подобный комплекс был запущен на заводе Ньюкор Стил в 1989 году, в США, в городе Кроуфордсвилл. С того момента мировая металлургия приросла на 68 подобных ЛПК, выпускающих ежегодно 120 млн. т продукции.
Акционерное общество «Западно-Сибирский металлургический комбинат» является одним из крупнейших металлургических комплексов Российской Федерации. Строительство и реконструкция цехов и агрегатов велись с широким применением новой техники и технологии, внедрением передового отечественного и зарубежного опыта. Современная структура комбината включает в себя коксоаглодоменное, сталеплавильное, прокатное производства.
Одним из направлений совершенствования процессов производства проката в настоящее время является использование для производства листового проката литейно-прокатного комплекса (ЛПК), представляющего совмещенную технологическую линию, в состав которой входят МНЛС для литья тонких слябов, устройства для передачи непрерывно литых слябов, печь для их подогрева и непосредственно прокатный стан с необходимым технологическим оборудованием. Применение такой технологии по сравнению с традиционной технологией раздельного получения литой заготовки и ее последующей прокатки позволяет практически полностью использовать теплоту литой заготовки для ее деформации, что способствует снижению расхода энергии на нагрев. Также исключается промежуточное складирование заготовок, что повышает производительность стана и эффективность использования оборудования.
Следует отметить, что обжатие литого металла в таком совмещенном процессе способствует улучшению качества поверхности и структуры проката. Совмещение процессов разливки и прокатки позволяет снизить себестоимость проката благодаря повышению выхода годного и сокращению расходов по переделу.
Кроме того, в ЛПК можно получать заготовки различных профилей, в том числе малых сечений без снижения производительности, так как сталь разливают в кристаллизатор одного наиболее выгодного размера, под который разработаны все схемы калибровок прокатного стана.
В соответствии с изложенным для расширения сортамента готовой продукции предусматривается модернизация существующего производства со строительством ЛПК мощностью до 2,5 млн т/год г/к рулонов. Для их производства потребуется около 2,61 млн т/год жидкой стали.
В современных рыночных отношениях среди конкурирующих предприятий более успешны те из них, чья продукция имеет высокое качество при относительно невысокой стоимости, чья репутация проверена годами и подтверждена множеством наград, свидетельств и золотых знаков качества. Для достижения таких результатов необходимо своевременно и грамотно обновлять материальную базу, проводить мероприятия по совершенствованию организации и планированию производства на предприятии. И, конечно, перепрофилировать сортамент под требования рынка.
В настоящей работе представлена технология производства в кислородно-конвертерном цехе №2 АО ЕВРАЗ ЗСМК, с приведением сортамента по маркам стали и видам заготовок.
Проведен обзор актуальных направления повышения эффективности производства. Приведены примеры мировых практик металлургических производств, имеющих в своем арсенале современные литейно- прокатные комплексы.
Проведен сравнительный анализ технико-экономических показателей 3 вариантов технологий литейно-прокатных комплексов (ЛПК) с точки зрения возможности строительства в рамках ККЦ-2 ЕВРАЗ ЗСМК, расположения ЛПК и объектов инфраструктуры, технических характеристик и операционных затрат на производство 1 т продукции:
• непрерывная
• периодическая
• комбинированная (непрерывная/периодическая)
Выбран оптимальный состав оборудования для получения максимальной выгоды и перспективы развития.
Проведена оценка бюджетной стоимости строительства литейно-прокатного комплекса и объектов инфраструктуры на трех вариантах технологии производства. Срок окупаемости.
Разработка и внедрение проекта по строительству ЛПК приведет к расширению сортамента, заполнению регионального рынка по листовому прокату и повышению конкурентной способности предприятия.
1. ЕВРАЗ ЗСМК -http://rus.evraz.com/enterprise/steel/zsmk/history/
2. ПТИ 899-ККЦ-2-38-15 Эксплуатация и обслуживание конвертеров емкостью 300 тонн [Текст]; Новокузнецк: АО Евраз ЗСМК, 2015. - 25 с.
3. ПТИ 899-ККЦ-2-54-2015 Эксплуатация и обслуживание оборудования двухпозиционного агрегата ковш-печь (АКП) кислородно-конвертерного цеха №2 [Текст]; Новокузнецк: АО ЕВРАЗ ЗСМК, 2015. - 68 с.
4. ТИ 899-ККЦ-2-01-2014 Выплавка внепечная обработка стали на УВОС и разливка стали в изложницы в конверторном цехе №2 [Текст];
Новокузнецк: АО ЕВРАЗ ЗСМК, 2014. - 119 с.
5. ПТИ 899-ККЦ-2-89-2015 Эксплуатация машин непрерывного литья заготовок [Текст]; Новокузнецк: АО Евраз ЗСМК, 2014. - 149 с.
6. Технический паспорт конвертерного цеха №2 [Текст]; Новокузнецк: АО ЕВРАЗ ЗСМК, 2004. - 81 с.
7. Григорьев В. П. Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства [Текст] : учебник для вузов / В. П. Григорьев и [д.р.]; - Москва - МИСИС : 1995. - 512 с.
8. Мао X., Wang S. Exploration and Innovation: 30 Years' De-velopment of Thin Slab Casting and Direct Rolling Technology / Intern. Symp. on Thin Slab Casting and Direct Rolling. Wuhan (China). 2018. / Ibid. P. 2-11.
9. Tsai H.T. Development and Current Status of Thin Slab Casting in USA / Ibid. P 18-25.
10. Мунтин А.В., Куренной Ю.М., Колесников А.Г. Современные технологические решения и оборудование для производства ультратонкой горячекатаной полосы // Производство проката. 2016. № 8, С. 13-21.
11. Салганик В.М., Гун И.Г., Карандасв А.С., Радионов А.А. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос: Учебное пособие. М. : МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. 506 с.
12. Лисин В,С,, Селянинов А.А. Модели и алгоритмы расчета термомеханических характеристик современных литейно -прокатных процессов. М,: Высш. Школа. 1995. 144 с.
13. Науменко В.В., Мунтин А.В., Червонный А.В., Эфрон Л.И. Влияние микролегирования на микроструктуру и уровень механических свойств рулонного проката класса прочности К56, произведенного в условиях ЛПК // Сталь. 2015. № 7. С. 50-56.
14. Червонный Л.В., Науменко В,В., Мунтин А.В. и др. Микролегирование хладостойких трубных сталей для производства рулонного проката на литейно-прокатном комплексе // Сталь. 2015. № 9. С. 56-61.
15. Мунтин Л,В., Частухин Л.В., Червонный Л.В. и др. Разработка технологии производства рулонного проката трубного назначения класса прочности К60, производимою в условиях литейно-прокатного комплекса // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2016. № 3. С. 17 -
25.
16. Червонный Л.В., Науменко В.В., Мунтин А.В. и др. Разработка системы микролегирования для производства хладостойкого рулонного проката трубного назначения в условиях ЛПК // Металлург, 2016. № 10. С. 38-44.
17. Метс А. Ф. Организация производства в прокатных цехах [Текст]/ - А.Ф. Метс - Москва: Металлургия, 2003. - 260 с.
18. World Direct Reduction Statistics // Midrex [Электронный ресурс): URL: https://www.midrex.com/assets/uscr/news/Midrex StatsBook2016.pdf. Дата обращения: 22.05.19.
19. Jungbauer A., Wersching G., Viehbock A., Linzer B. Achievements at Rizhao Steel's New ESP Complex Setting New Standards / Intern. Symp. on Thin Slab Casting and Direct Rolling. Wuhan (China). 2018. P. 375-380.
20. Lee S.H. CEM Process: POSCO's Innovative Endless Rolling Process of TSCR /Ibid. P. 12-17.
21. Qin Z., Yu Y., Zhao W. et al. Development and Application of ESP Products in Rizhao Steel / lbid. 2018. P. 49-58.
22. Pigani A„ Bobig P., Knights M. Danieli Universal Endless - DUE the First-ever Universalsolution for Flat Products SGJT Leads the Way for the Future of Thin Slab Casting & Rolling / Ibid. P. 66-69.
23. Kang Y., Tian P,, Chen L. et al. Characteristics Analysis of Process, Microstructure and Properties of Hot Rolled Low-carbon and Extra Low-carbon Steels by ESP / Ibid. P. 33-43.
24.Isasti N., Uranga P., Rodriguez-lbabe J.M. et al. Quality and Performance Improvements of Nb Microalloyed Steels Based on Modeling Approaches for TSCR Route / Ibid. P, 130-136.
25. Xia J„ Huo X., Li L. et al. Recrystallization Behavior of Ti Microalloyed High Strength Steel Produced by CSP Process / Ibid. P. 121-125.
26. Hennessy D., De Amar K., Mahimkar C. et al. Technological Exploitation of a New Flex Mill at Big River Steel, USA for the Production of Advanced Grades of Steel / Ibid. P. 44-48.
27. Zhou X., Qin Z., Liu Z. et al. Production Practice of High Quality DP600 Steel Based on ESP Process / Ibid. P. 151—155.
28. Yang G., Mao., Zhao G. et al. Microstructure and Mechanical Properties of TR1P600 Steel Produced by Simulated CSP Process / Ibid. P. 278 282.
29. Miao X., Zhao G., Xu Y., Huang H. Investigation of Continuous Cooling Phase Transformation on 22MnB5 Hot Stamping Steel / Ibid. P. 294-298.
30. Wang Z., Han R., Hu K., Deng Z. Effect of Heat-treatment Process on Microstructure Evolution of Ultra-high Strength Hot Stamping Steel / Ibid. P. 227-230.
31. Li Н., Zhang J., GaoX. et al. Production Practice of22MnB5 for Hot Stamping by FTSR Process at Tangsteel / Ibid. P. 227—230.
32. Fan J., Yu Y., Du M. et al. Applied Research on Hot Stamping Steel Produced by Thin Slab Casting and Direct Rolling for Automobiles / lbid. P. 107-120.
33. Hu К., Мао X., Gong T. et al. Development and Application of a Press Hardening Steel Produced by Thin Slab Casting and Directly Rolling / Ibid. P. 137-141.
34. Xiao L., Chen W., Wu D., Zhang Z. The Production of Medium High Carbon Steel of CSP / Ibid. P. 258-262.
35. Tian Z., Wang M., Wang S. et al. Study on ESP 1 High Carbon Steel Mould Powder / Ibid. P. 514-517.
36. Cai Z., Wang S,, Xu J. et at. Impact of Hot Rolling Process on Microstructure arid Properties, of High Carbon Strip Steel. P, 204-209.
37. Bao S, Xu S., Zhao C. et al. Effect of Coifing temperatures on the Microstructure and Mechanical Properties of Hot-Pofled Strip of Alloy Tool Steel SKS51 Produced by TSCR Process / Ibid. P. 289-293.
38. He F., Pel Y. Huang S. et al, Study on Hot Rolling Precipitation Behavior of Low and Medium Grade Non-oriented Silikon Steel / Ibid. P. 263-268
39. Метс А. Ф. Совершенствование организации, планирования и управления в прокатном производстве [Текст]/ - Метс А. Ф., Абакумова Н. В. // Металлургия 2001, - 232 с.
40. ТИ СМК 7.5-30-2017 Структура выпускной квалификационной работы [Текст] - Введ. 26.05.2017 -Новокузнецк: ФГБОУ ВО СибГИУ 2017. - 32с
41. ИОТ ЕВРАЗ ЗСМК-001-2016 Для работающих в АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат», с изм. №1 (приказ от 08.08.2018 №0639), с изм. №2 (приказ от 16.05.2019 №0391), с изм. №3 (приказ от 31.12.2019 № 060/0032) [Текст]; Новокузнецк: АО Евраз ЗСМК, 201 6. - 64 с.
42. ИОТ ЗСМК- 002 - 2014 Для руководителей практики от учебных заведений, учащихся высших и средних специальных учебных заведений и профессиональных училищ во время прохождения практики, а также для лиц, находящихся на территории комбината во время экскурсий и других мероприятий [Текст]; Новокузнецк: АО Евраз ЗСМК, 2014. - 9 с.
43. ИОТ ЕВРАЗ ЗСМК-011-2019 При передвижении по территории и производственным помещениям работников АО «ЕВРАЗ
Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» [Текст]; Новокузнецк: АО Евраз ЗСМК, 2019. - 22 с.