Оборудование и технология производства сплава из стали марки 35Г в условиях предприятия ОАО 'Ашинский металлургический завод'

Химический элемент

C

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Cu

Содержание

0,30 - 0,37

0,60 - 0,90

0,80 - 1,20

≤ 0,045

≤ 0,040

≤ 0,30

≤ 0,30

≤ 0,30

Термообработка, состояние поставки

Сечение, мм

s_0,2, МПа

s_B, МПа

d₅, %

KCU, Дж/м²

HB

Сталь арматурная III класса горячекатаная

6 - 40

390

590

14

Образец длиной 340 - 360 мм профиля № 14 стержневой арматуры горячекатаный

410 - 450

690 - 710

15 - 21

48 - 64

202

Образец длиной 340 - 360 мм профиля № 14 стержневой арматуры после закалки 1000 °С, вода (35 °С), 4 с, отпуск 425 °С

890 - 900

1000 - 1050

9 - 10

127 - 157

363

Критическая точка

^оС

Ac1

750

Ac3

820

Mn

369

Тип печи

переменного тока с полной платформой

Система загрузки скрапа

система непрерывной загрузки - CONSTEEL

Tип выпуска жидкого металла

эркерный

Сталь на выпуске

120 T

Зеркало расплавленного металла

50 т

Диаметр кожуха

6800 мм

Внутренний диаметр панелей

6900 мм

Тип панелей

стальные и медные (нижние) трубы

Угол выпуска

20°

Угол спуска шлака

-15°

Емкость печи

144,5 м3

Тип электродных консолей

проводные

Круговой диаметр электродов

1250 мм

Диаметр электрода

610 мм

Длина электрода

2700 мм

Емкость корзины для лома

85 м³

Наименование показателей

Единица измерения

Обозначение

Конструкция футеровки свод

-

Центральная часть свода в зоне прохода электродов выполняется футерованной (из периклазохромитового кирпича), периферийная часть из водоохлажадемых панелей

стены

-

Водоохлаждаемые панели. Участок стен под водоохлаждаемыми панелями-кирпич периклазоплавленный обожженный. На внутреннюю поверхность панелей наносится защитная огнеупорная масса.

Температура воды: на подводе на сливе

°С °С

70-80 90-100

расход воды на охлаждение (свод и стены электропечи)

м³/т

85

Организация пылегазоудаления устройство для отвода дымовых газов

-

Водоохлаждаемый коленообразный патрубок от электропечи; диаметр газоходов - 2200 мм

Количество отводимых газов

м3/ч

36000

Тип газоочистки

-

мокрая

Содержание пыли в отходящих газах: до газоочистки после газоочистки

 г/нм3 г/нм3

 1,164 0,205

Оборудование для интенсификации расплавления шихты. Манипулятор

  (см. ниже)

Кислородная фурма: скорость перемещения фурмы

м/мин

30

расход кислорода

м3/мин

50

давление кислорода

кгс/см2

13-15

Устройство измерения температуры металла и отбора проб скорость перемещения зонда

м/мин

не более 20

управление работой устройства

-

с помощью АСУТП, ручное

глубина погружения сменного блока зонда в расплав металла

мм

500

длительность цикла измерения температуры и взятия пробы металла

сек

не более 10

Устройство для загрузки добавочных материалов

-

Загрузка в электропечь шлакообразующих и ферросплавов производится через специальное отверстие в водоохлаждаемой части свода

Диаметр загрузочной трубы и кессона

мм

350

Электроды тип

 -

графитированные

диаметр

мм

610

поставщик

-

НЭЗ (г. Новочеркаск) НовЭЗ (г. Новосибирск), Италия, Испа-ния, Герма-ния, Япония и др

герметизация

-

газодинамическое уплотнение

диаметр распада электродов

мм

1400

скорость перемещения электродов: в автоматическом режиме в ручном режиме

мм/сек мм/сек

60-120 80-160

привод исполнительного механизма перемещения электродов

-

гидравлический

Кислородная фурма: скорость перемещения фурмы

м/мин

30

расход кислорода

м3/мин

50

давление кислорода

кгс/см2

13-15

Механизм подъема и поворота свода

-

Осуществляет подъем и поворот свода на величину, обеспечивающую полное раскрытие рабочего пространства печи Наклон печи в сторону рабочего окна для скачивания шлака производится на 10°

Длительность подъема и поворота свода с возвратом

сек

100

Механизм наклона печи

-

Осуществляет наклон пе-чи в сторону слива метал-ла на 40°, что обеспечива-ет полное удаление метал-ла и шлака. Наклон печи в сторону рабочего окна для скачивания шлака произ-водится на 10°.

Аппаратура контроля, автоматического регулирования и автоматизированного управления

ДСП-100И7 оснащена надежной системой контроля температуры подины с сигнали-зацией аварийного перегрева. Электропечь оснащена аппаратурой контроля параметров электрического и теплового режимов ее работы, автоматическим регулированием мощности и автоматизированной системой управления на базе вычислительной техники (АСУ ДСП). Автоматический регулятор мощности обеспечивает устойчивое горение электрических дуг при максимальных скоростях перемещения электродов во все периоды плавки. АСУ ДСП-100И7 реализует следующие функции: ▪ контроль и управление энерготехнологическим режимом плавки; ▪ контроль и управление системой газокислородных горелок; ▪ контроль и управление системой водоохлаждения; ▪ контроль и управление кислородной продувкой; ▪ контроль и управление отводом дымовых газов; ▪ контроль и управления системой дозирования и ввода в печь шлакообразующих материалов и ферросплавов; ▪ контроль состояния готовности основных узлов, технологических схем, устройств и пускорегулирующей аппаратуры.

Наименование параметра

Норма

Примечание

Номинал

Допустимая

1. Емкость ковша, т

117

120

2. Диаметр кожуха ковша, мм

- в верхней части

3700

-

- в нижней части

3375

-

3. Высота ковша, мм

3950

-

4. Мощность трансформатора, МВА

18

-

5. Напряжение трансформатора, В

- высокое напряжение

10000

+ 5 %

- низкое напряжение

318,5…132,5

6. Номинальный ток, кА

32,6

-

7. Число фаз

3

-

8. Напряжение цепей управления, В

220; 24

-

9. Напряжение силовых цепей приводов, В

380

380

10. Диаметр графитированных электродов, мм

400

400

11. Диаметр распада электродов, мм

700

700+5

12. Ход электрода, мм

2500

2500_-20

13. Скорость перемещения трех электродов одновременно вверх, мм/с

75

-

14. Скорость нагрева металла, ⁰С/мин

3…4

-

расчетная

15. Расход охлаждающей воды, м³/ч

- на свод

160

-

- на вторичный токопровод

60

-

16. Расход аргона на продувку металла, м³/ч

5-25

30

17. Расход азота на газодинамические уплотнители, нм³/ч

2100

2500

18. Давление аргона на продувку, МПа

1,6

19. Масса агрегата ковш-печь, кг

168000

-

Радиус разливочной дуги, м.

8

Количество ручьев, шт.

1

Металлургическая длина машины, м.

25,68

Скорость разливки

1,72-2,17 м/мин - для сляба толщиной 180 мм  ь0,97-1,22 м/мин - для сляба толщиной 240 мм

Размерный сортамент отливаемых слябов

180х900 - 1600 мм 240х900 - 1600 мм длина слябов 4,5÷6,8 м

Вес плавки, т

100

Емкость сталеразливочного ковша, т

110

Цикл разливки, мин

50-60

Емкость промежуточного ковша, т

27-30

Кристаллизатор

прямой с изменением ширины и толщины

Тип затравки

Цепная

Механизм качания

Гидравлический

Вид резки заготовок

Газовая

Массовая доля углерода в стали перед выпуском, %

Масса алюминия для присадки в ковш, кг

<0,05

195

0,05-0,07

165

0,07-0,09

135

0,10-0,15

105

0,16-0,20

90

0,20 не менее

60

Температура полупродукта, ^оС

Содержание элементов в первой пробе на АКП, %

S

P

Si

Mn

Не ниже 1580

Не более 0,060

Не более 0,015

На нижнем пределе по марке (см. приложение 4)

Параметры разливки металла

Марка стали

35Г

Сечение сляба, мм

240 х 1300

Рабочий интервал температур в п/к, ^оС

1524-1540

Температура металла в с/к, ^оС

1560-1575

Температура металла в п/к, ^оС

1524 и ниже

1525-1534

1535-1540

1541 и выше

Скорость разливки, м/мин^*

0,85

0,84-0,71

0,70-0,60

не более 0,60

Примечание: * С увеличением температуры металла в промковше скорость разливки уменьшать.

Зоны

Распределение по зонам, %

Узкие грани (подбой)

3,4

Широкие грани (подбой)

9,4

Бендер, верх

17,7

Бендер, низ

13

Сегмент № 1 малый радиус

4,1

Сегмент № 1 большой радиус

4,5

Сегмент № 2, 3 малый радиус

5,5

Сегмент № 2, 3 большой радиус

6,4

Сегмент № 4, 5 малый радиус

4

Сегмент № 4, 5 большой радиус

4,6

Сегмент №6, 7 малый радиус

2,8

Сегмент №6, 7 большой радиус

3,2

Сегмент № 8,9,10 малый радиус

8,5

Сегмент № 8,9,10 большой радиус

12,9

Химический элемент

C

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Cu

Содержание

≤ 0,37

≤ 0,9

≤ 1,2

≤ 0,070

≤ 0,020

≤ 0,30

≤ 0,30

≤ 0,30

Изначально ДСП загружают при помощи скраповой бадьи, оборудованной зажимом на дне, используя основной и вспомогательный крюки загрузочного крана. Печь и скраповая бадья предназначены для выполнения загрузки за счет двух или трех бадей даже при завалке легковесного лома (плотностью менее 0,7 т/м³).Вес лома в бадье должен составлять не более 50 т, объемом не более ½ бадьи.

Загрузка не должна превышать 90% объема печи во избежание проблем с закрытием свода. Последовательность загрузки лома в бадью - исключительно важна (особенно, первая загрузка или первоначальная загрузка при условии использования Consteel).

При погрузке лома на конвейер должны быть учтены следующие моменты:

Лом должен быть разложен равномерно, его высота должна составлять приблизительно 650 мм, что на 150 мм ниже высоты загрузочного конвейера. Если используются чугун и брикетированное железо, для получения равномерной загрузки они должны быть разложены на загрузочном конвейере тем же самым образом. При этом загрузка чугуна и брикетированного железа в ДСП должна быть закончена за 15 минут до выпуска для того, чтобы предотвратить любые задержки, вызванные высоким содержанием углерода.

Из-за высокой плотности чугуна и брикетированного железа (ГБЖ), при использовании этих материалов загрузка конвейера соответственно увеличивается. Программа АСУ ТП ДСП уменьшит скорость конвейера для того, чтобы соответствовать интенсивности подачи в рамках заданной системы продолжительности загрузки.

Загружаемые на конвейер Consteel чугун и брикетированное железо, дойдут до печи приблизительно через 10 минут. Более крупные, тяжёлые куски скрапа могут поглотить больше тепла во время транспортировки через устройство предварительного подогрева, следовательно, по возможности, они должны быть размещены на верхнем слое.

В зимнее время во избежание примерзания компонентов металлошихты к конвейеру Consteel и блокирования его движения, запрещается оставлять металлошихту на конвейере на длительный период времени (более 1 часа). Перед остановкой печи на ремонт, загрузку шихты вести таким образом, чтобы после завалки плавки перед ремонтом конвейер остался пустым. В случае аварийных остановок печи на длительный срок (более 1 часа) загруженную шихту снять с открытого участка конвейера на участок складирования металлошихты.

При завалке через конвейер тяжеловесного лома для исключения поломки электродов обязательно производить заблаговременно отключение печи и подъем электродов. Отключение производить через промежуток времени с момента захода тяжелого (объемного) лома в горячую зону конвейера (под прижимной ролик) до подхода лома к печи. Данное время определяется скоростью конвейера Consteel.

Скорость конвейера, %        100 95 90 85 80 75 70 65 60

Время до печи, мин     5,8 6,1 6,5 6,8 7,3 7,8 8,3 9,0 9,7

Завалка печи бадьей.

Дно бадьи должно быть наполнено слоем легковесного лома без воды или масла; дробленный очищенный лом может использоваться вплоть до 10% от общего объема завалки. Данный слой действует в виде подушки для обеспечения защиты огнеупорного пода печи от возможных повреждений из-за тяжеловесных кусков скрапа. А также является неким уплотнением, предотвращающим потери через дно бадьи мелкого лома.

Следующий слой должен содержать самые тяжелые (большие) куски лома вплоть до 15% от загрузки бадьи во избежание поломки электродов при падении лома во время плавления.

Следующий слой лома должен составлять основной объем веса шихты. Это слой лома среднего веса для защиты футеровки и водоохлаждаемых панелей от теплоизлучения дуги.

Последний слой - это легковесный лом малого размера, необходимый для облегчения зажигания и выравнивания дуги.

Максимальный размер лома для загрузки бадьи не более 1000×500×500 мм с массой не более 1000 кг.

Расчет ведем на 100 кг металлошихты. Среднее содержание хрома в шихте для большинства выплавляемых марок стали не должно превышать 1 %. В противном случае образующиеся соединения оксидов хрома сильно понижают жидкотекучесть шлака, что затруднит ведение плавки.

В качестве шихты используем собственные отходы стали марки Ст3сп, образовавшиеся в ходе обработки сляб в ЛПЦ - 1, а также отходы стали марки 65Г. Исходя из этого, зададим в шихту 70 кг отходов стали Ст3сп и 30 кг отходов стали 65Г. Данные о фактическом химическом составе используемых материалов приведены в табл. 13 и 14.

Таблица 13 - Химический состав металлической части шихты, масс. %

Таблица 14 - Химический состав шлакообразующих и огнеупорных материалов, %

С учетом массы компонентов и их химического состава определим массу элементов, вносимых каждым компонентом шихты, и представим результаты также в виде табл. 15.

Таблица 15 - Масса элементов, вносимых шихтовыми материалами, кг

Кроме металлической части шихты, в завалку сверху добавляют известь. Для наведения шлака в завалку на 1 т металлошихты обычно дают 15...30 кг извести.

ü  Плавка в дуговой сталеплавильной печи

ü  Период плавления

В период плавления происходит расплавление металлошихты, сопровождающееся окислением химических элементов, которые в виде оксидов переходят в шлак. Помимо продуктов окисления шлак периода плавления образуется из вносимой в завалку извести и материала футеровки печи, попадающего в шлак в результате разрушения футерованной части печи.

Продукты окисления компонентов металлического расплава вносят в шлак следующее количество оксидов.

Кремний. К окончанию периода весь кремний окисляется до SiO₂. Количество окислившегося кремния 0,215 · 1 = 0,215 кг. На окисление этого количества кремния потребуется 0,215 · 32/28 = 0,246 кг кислорода. При этом в шлак будет внесено 0,215 · 60/28 = 0,461 кг SiO₂.

Марганец. В период плавления до MnO окислится 35 % от вносимого шихтой марганца, т.е. 0,635 · 0,35 = 0,222 кг. На его окисление потребуется 0,222 · 16/55= = 0,065 кг кислорода. При этом в шлак будет внесено 0,222 · 71/55 = 0,286 кг MnO.

Хром. При современной технологии плавки хром окисляется незначительно. Учитывая относительно невысокое содержание хрома в шихте, в период плавления до Cr₂O₃ окислится около 5 % от вносимого шихтой хрома, т.е. 0,200·0,05 = 0,010 кг. На его окисление потребуется 0,010 · 48/104 = 0,005 кг кислорода. При этом в шлак будет внесено 0,010 · 152/104 = 0,015 кг Cr₂O₃.

Железо. В период плавления окислится 0,4 % от вносимого шихтой железа, т.е. 98,548 · 0,004 = 0,394 кг. Из них половина окислившегося железа уносится с пылью в виде Fe₂O₃. На окисление этого количества железа потребуется 0,394·0,5·48/112 = 0,084 кг кислорода. При этом образуется 0,394 · 0,5 · 112/160 = = 0,138 кг Fe₂O₃. В шлак будет внесено 0,394 · 0,5 · 72/56 = 0,253 кг FeO. На его образование требуется 0,394 · 0,5 · 16/56 = 0,056 кг кислорода.

Фосфор. В период плавления в шлак из металла переходит 30 % фосфора в виде P₂O₅. Окислится 0,034 · 0,3 = 0,010 кг фосфора, на что потребуется 0,010 · 80/62 = = 0,013 кислорода. При этом в шлак будет внесено 0,010 · 142/62 = 0,023 кг P₂O₅.

В период плавления углерод не окисляется, сера из металла не удаляется.

Учтем, что в завалку вместе с металлошихтой вводили известь в количестве около 2 % от массы завалки или 2 кг на 100 кг шихты. С учетом получения необходимой основности скорректируем это значение до 1,5 кг. С известью вносится в шлак, кг:

CaO: 0,780 · 1,5 = 1,170 кг;

MgO: 0,020 · 1,5 = 0,030 кг;

SiO₂: 0,093 · 1,5 = 0,140 кг;

Al₂O₃: 0,008 · 1,5 = 0,012 кг;

Fe₂O₃: 0,012 · 1,5 = 0,018 кг или в пересчете на FeO 0,018 · 112/160 · 72/56 = 0,016.

Вследствие потерь при прокаливании из извести удалится в атмосферу 0,087·1,5= 0,131 кг CO₂.

Во время работы печи происходит износ футерованной части подины и свода, продукты износа в виде соответствующих оксидов переходят в шлак. Печь имеет периклазоуглеродистую набивную подину, водоохлаждаемые стены и свод, расход периклазоуглеродистых огнеупоров около 3 кг/т (или 0,3 кг на 100 кг металлошихты.

По результатам выполненных расчетов определяем состав и количество шлака в конце периода плавления (таб. 16). Отдельно составляем баланс металла за этот период (таб. 17).

Таблица 16 - Количество и состав печного шлака периода плавления

При составлении баланса металла учтем, что в процессе плавки происходит науглероживание металла в результате износа графитированных электродов. Расход электродов на плавку в современных печах составляет 1,7...2,5 кг/т стали. В ДСП на ОАО «АМЗ» расход электродов 2 кг/т или 0,2 кг на 100 кг шихты и усвоение углерода ванной 75 %. С учетом того, что продолжительность периода плавления составляет 2/3 общего времени плавки, в металл дополнительно перейдет 0,2 · 0,75 · 2/3 = 0,100 кг углерода и выделится 0,2 · 0,25 · 28/12 · 2/3 = = 0,078 кг СО. На это потребуется 0,2 · 0,25 · 2/3 · 16/12 = 0,044 кг О₂.

Таблица 17 - Баланс составляющих металла за период плавления

*С учетом потерь с пылью.

Основность полученного шлака, выраженная через отношение % CaO / % SiO₂= = 1,93. Это удовлетворяет требованиям к шлаку в период плавления.

ü  Период окисления

Сразу после окисления жидкого шлака его начинают вспенивать, и по мере наполнения ванны печи жидким металлом часть шлака через рабочее окно самотеком покидает рабочее пространство печи. С ним удаляется значительная часть фосфора. Потери шлака в течение всей плавки компенсируют небольшими присадками извести, поддерживая необходимый уровень шлака и его основность.

Задачами окислительного периода являются:

окисление углерода и фосфора в металле до их требуемого содержания в готовом полупродукте и частично удаление серы;

нагрев металла до необходимой температуры.

Окисление металла проводят продувкой техническим кислородом с чистотой не менее 99,5 %. В случае затруднений с удалением фосфора в ванну печи можно присадить железную руду. В нашем случае для получения не более 0,12...0,20 % фосфора в металле достаточно поддерживать в этот период основность не ниже 2,7...3,0 при содержании FeO в шлаке около 12...15 %.

Для интенсификации массо- и теплопереноса в сталеплавильной ванне, способствующей нормальному развитию в ней физических и физико-химических процессов, в это время необходимо обеспечить возможность окисления не менее 0,3...0,5 % углерода.

Обезуглероживание и окисление примесей. С учетом того, что углеродистые ферросплавы значительно дешевле, чем низкоуглеродистые, используем в дальнейшем для легирования углеродистые ферросплавы. Поэтому с учетом количества вводимых ферросплавов необходимо в конце периода иметь содержание углерода в металле на нижнем пределе по марке или несколько ниже. Примем, что содержание углерода в металле в конце окислительного периода должно составлять 0,10 %.

Углерод. После окончания периода плавления в металле с учетом науглероживания электродами содержится 0,441 кг углерода. Учтем науглероживание электродами за период окисления и определим количество углерода, которое необходимо окислить.

За окислительный период при расходе электродов 2 кг/т в металл с учетом 75 % усвоения попадает дополнительно 0,2 · 0,75 · 1/3 = 0,050 кг. углерода. Всего требуется окислить углерода

(0,441 + 0,050) - 0,10 = 0,391 кг.

Примем, что весь углерод окисляется до СО. Тогда для окисления 0,481 кг углерода потребуется 0,391 · 16/12 = 0,641 кг О₂ и образуется 0,391 · 28/12 = 1,122 кг СО.

Марганец. В окислительный период окислится примерно 45 % оставшегося в металле марганца: 0,413 · 0,45 = 0,186 кг. На его окисление необходимо 0,186·16/55 = 0,054 кг О₂. При этом образуется 0,186 · 71/55 = 0,240 кг MnO.

Хром. С учетом относительно невысокого содержания хрома в металле за этот период окислится 5 % хрома, поступившего с металлом: 0,190 · 0,05 = 0,010 кг. На его окисление необходимо 0,010 · 48/104 = 0,005 кг О₂ и в результате образуется 0,010 · 152/104 = 0,015 кг Cr₂O₃.

Железо. В окислительный период окислится около 0,4 % железа из металла, 85% от этого количества переходит в шлак в виде FeO, а 15 % удаляется в виде пыли Fe₂O₃ с отходящими газами. Всего окисляется 0,004 · 98,154 = 0,393 кг железа.

В шлак перейдет 0,393 · 0,85 = 0,334 кг железа, на его окисление израсходуется 0,334 · 16/56 = 0,095 кг О₂ и образуется 0,334 · 72/56 = 0,429 кг FeO. С пылью теряется 0,393 - 0,334 = 0,059 кг железа, на его окисление до Fe₂O₃ требуется 0,059 · 48/112 = 0,025 кг кислорода. Образуется 0,059 · 160/112 = 0,084 кг Fe₂O₃.

Сера. В окислительный период из металла удаляется около 20 % содержащейся в нем серы: 0,027 · 0,2 = 0,005 кг.

Фосфор. В окислительный период в шлак переходит 30 % имеющегося в металле фосфора: 0,024 · 0,30 = 0,007 кг. На его окисление до P₂O₅ требуется 0,007·80/62 = 0,009 кг O₂ и в шлак переходит 0,007 · 142/62 = 0,016 кг P₂O₅.

Шлакообразование в окислительный период. К концу периода плавления в печи остается 1/3 шлака, состав которого приведен в табл. 10. После этого в печи наводится новый шлак присадками извести. Шлак окислительного периода образуется из остатков шлака предыдущего периода, извести, оксидов - продуктов окисления металла, компонентов износа футеровки. С учетом требуемой величины основности примем, что в окислительный период присаживают 0,5 кг извести. С ней в шлак попадет:

CaO: 0,780 · 0,5 = 0,390 кг;

MgO: 0,020 · 0,5 = 0,010 кг;

SiO₂: 0,093 · 0,5 = 0,047 кг;

Al₂O₃: 0,008 · 0,5 = 0,004 кг;

Fe₂O₃: 0,012 · 0,5 = 0,006 кг или в пересчете на FeO 0,006 · 112/160 · 72/56 = 0,005.

Вследствие потерь при прокаливании из извести удалится в атмосферу 0,087·0,5= 0,044 кг CO₂.

Из футеровки при расходе за период 0,2 кг на 100 кг металлошихты в шлак переходит:

MgO: 0,920 · 0,2 = 0,184 кг;

SiO₂: 0,012 · 0,2 = 0,002 кг.

Аналогично периоду плавления подсчитываем количество и состав шлака (см. таб. 18) и определяем баланс металла (таб. 19).

сплав печь брак шихта

Таблица 18 - Количество и состав шлака в конце окислительного периода

Примечание. Основность % CaO / % SiO₂ = 3,1. Это удовлетворяет требованиям ведения плавки.

Таблица 19 - Баланс составляющих металла за окислительный период

*С учетом потерь с пылью.

Химический состав полупродукта удовлетворяет условиям ТИ 123-ЭС-01-2011.

2.2 Энергоемкость оборудования

Диаметр электрода:

d_Э= (1)

где: d_Э - диаметр электрода, мм;

I - максимальный ток, А;

i - допустимая плотность тока, А/см²

Для современных графитированных электродов i=30-35 А/см²

Принимаю I=30 кА

d_Э= =0,6 м

Выбираю стандартный электрод d_Э=610 мм.

Диаметра распада электрода выбирается с учетом необходимости быть достаточным для размещения электрододержателей без замыкания при перемещении электродов и при условии необходимой прочности центральной части свода. Он равен:

d_Р=(2,5-3,5)×

d_Р=3×610=1830 мм

2.3 Материальный баланс

Продувку кислородом прекращают, когда содержание углерода в металле достигнет заданного.

После выполнения всех расчетов составляем итоговый материальный баланс плавки, в который заносим все вводимые в печь материалы и все получаемые при этом продукты. Количество материалов суммируем за всю плавку. Поскольку точно определить долю кислорода из атмосферы, пошедшую на окисление элементов нельзя, то считается, что получено значение расхода кислорода суммарное. Реальный расход кислорода несколько меньше (таб. 20).

Таблица 20 - Материальный баланс плавки

Невязка составляет 1,009 кг или 0,97 %.

2.4 Тепловой расчет печи

ü  Приход тепла

Тепло, вносимое электрической энергией, Q₁

На ОАО «АМЗ» расход электрической энергии фиксируется приборами учета электроэнергии. Важным параметром, характеризующим использование электроэнергии, является коэффициент полезного действия, учитывающий потери энергии при подводе ее к рабочему пространству печи на ДСП - 120 в ЭСПЦ - 2 η = 90 %. Расход электроэнергии, с учетом подогрева лома и наличия газокислородных горелок и времени их работы, равен 350 кВт·ч/т. Для пересчета кВт·ч в МДж используется переводной коэффициент 3,6 (1 Вт/ч = 3600 Дж/ч).

Расчет проведем на 100 кг шихты. Зададимся расходом электрической энергии, равным 350 кВт·ч/т стали, или 35 кВт·ч на 100 кг. Тогда с учетом электрического КПД η = 0,9

Q₁ = 35 · 3,6 · 0,9 = 113,40 МДж.

Тепло, вносимое газокислородными горелками, Q₂

Вносимое горелками тепло определяется по формуле:

Q_гор = N_гор · τ · Р_гор · 3,6, (2)

где N_гор - число горелок на печи, шт.;

τ - время работы горелки, ч;

Р_гор - мощность горелки, кВт;

,6 - переводной коэффициент кВт·ч в МДж.

ДСП на «АМЗ» оборудована 4 газокислородными горелками по 3,3 МВт каждая. Продолжительность их работы за плавку 10 минут (0,17 часа).

Q_гор = 4 · 0,17 · 3,3 · 10³ · 3,6 = 8078,4 МДж.

С учетом емкости печи количество тепла, внесенного горелками, приведенное к 100 кг металлошихты составит: Q₂ = 6,73 МДж.

Тепло, вносимое в печь шихтовыми материалами, Q₃

Расчет энтальпии ведется по формуле:

ΔH_к = М_к · с_к · Δt_к, (3)

где ΔH_к - изменение энтальпии соответствующего компонента;

М_к - масса компонента;

с_к - теплоемкость компонента;

Δt_к - изменение температуры компонента.

Энтальпия лома, заваливаемого в печь, подогретого до 400 ^оС состави:

H_л = 100 · 0,538 · 10^{- 3} · 400 = 21,52 МДж.

Энтальпией остальных компонентов пренебрегаем, т. к. их подается очень мало.

Итого энтальпия шихты составит:

Q₃ = ΔН = 21,52 МДж.

Тепло, вносимое при протекании экзотермических реакций, Q₄

В процессе ведения плавки происходит окисление имеющихся в шихте компонентов (в первую очередь Si, Mn, C и Fe). Точно учесть количество тепла, выделившееся при их протекании, на практике сложно из-за неоднородности химического состава шихты. Кроме того, при введении в печь избытка кислорода происходит избыточное окисление железа, а при введении малого количества кислорода часть углерода может не окислится.

Q₄ = M_Siq_Si + M_Mnq_Mn + M_Cq_C + M_Feq_Fe + M_Crq_Cr, (4)

где M_i - масса соответствующего элемента, окислившегося за всю плавку по материальному балансу;

q_i - тепловой эффект реакции его окисления.

В расчете условно принимаем, что все элементы окисляются по реакции:

xMe+yO = Me_xO_y. (5)

С учетом материального баланса запишем, что окислится:

Si до SiO₂: 0,215 · 28,4 = 6,11 МДж;

Mn до MnO: (0,222 + 0,186) · 6,99 = 2,85 МДж;

Cr до Cr₂O₃: (0,010 + 0,010) · 11 = 0,22 МДж;

Fe до FeO: (0,197 + 0,334) · 4,76 = 2,53 МДж;

Fe до Fe₂O₃: (0,197 + 0,059) · 7,36 = 1,88 МДж;

С до СО: (0,033 + 0,481) · 11,3 = 5,81 МДж.

Итого Q₄ = 19,40 МДж.

В процессе плавки часть графита окисляется до СО, часть - до СО₂, часть попадает в металл, а часть выносится в виде пыли с отходящими газам. При составлении теплового баланса принимают те же допущения, что и при составлении материального баланса (расход электродов 2 кг/т, 2/3 этого количества попадает в металл и учитывается при окислении углерода из расплава, остальное сразу окисляется до СО).

Итого за плавку приход тепла в печь:

Q_п = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄, Дж, (6)

Q_п = 113,40 + 6,73 + 21,52 + 19,40 = 161,05 МДж.

ü  Расход тепла

Тепло, идущее на нагрев, плавление и перегрев до заданной температуры металла, шлака и легирующих добавок, Q₅

В процессе плавки происходит расплавление лома, шлакообразующих и легирующих элементов (если они вводятся в шихту). Количество тепла каждой составляющей определяется исходя из материального баланса по формулам:

H_М = M_M · [c₁ · (t_пл - t_о) +q_M + c₂ · (t_вып + t_пл)], (7)

где М_М - масса компонента данного вида, вносимого в печь за плавку;

с₁ - средняя теплоемкость этого материала в интервале температуры от загрузки до плавления;

с₂ - средняя температура металла в интервале температуры от плавления до выпуска;

t_o - температура скрапа при завалке;

t_пл - температура плавления стали;

t_вып - температура стали на выпуске;

q_М - теплота плавления металла.

Теплоемкость компонентов определяется по справочным данным. Средняя теплоемкость определяется следующим образом. Так как лом подогревали до 400 ^оС, то берется средняя теплоемкость материала в диапазоне от 400 ^оС до температуры плавления.

Для стали рядовых марок можно принять q_М = 284 кДж/кг, q_шл = 58 кДж/кг, с_{жидк.ст} = 0,79 кДж/град, с_шл = 1,05 кДж/кг. Температура плавления углеродистой стали 1350 ^оС, образующего шлака - 1550 ^оС.

Средняя теплоемкость для стали 3сп:

c₁ = (0,536 + 0,670)/2 = 0,603 кДж/град,

тогда

Н_Ст3сп = 70 · [0,603 · (1350 - 400) + 284 + 0,79 · (1630 - 1350)] = 75,46 МДж.

Для стали 65Г

с₁ = (0,683 + 0,540)/2 = 0,612 кДж/град,

тогда

Н_65Г = 30 · [0,612 · (1350 - 400) + 284 + 0,79 · (1630 - 1350)] = 30,23 МДж.

Для сталеплавильного шлака можно принять сумму энтальпий нагрева и плавления q = 1890 кДж/кг и записать уравнение:

Н_шл = 4,92 · [1890 + 1,05 · (1630 - 1550)] = 9,71 МДж.

Итого: Q₅ = 75,46 + 30,23 + 9,71 = 115,4 МДж.

Тепло идущее на протекание эндотермических реакций, Q₆

Данная статья определяется по материальному балансу плавки и включает в себя потери тепла на разложение карбонатов извести.

Согласно материальному балансу, при прокаливании недообоженной извести выделяется 0,131 кг (в период плавления) + 0,044 кг (в окислительный период) = = 0,175 кг СО₂. При нормальных условиях это количество газа займет 22,4·10^{- 3}·175/44 = 89,09 · 10^{- 3} м³. На это потребуется 89,09 · 10^{- 3} · 7,21 = 0,64 МДж.

Итого: Q₆ = 0,64 МДж.

ü  Потери тепла через футеровку, Q₇

Для удобства расчета всю печь делят на 3 основные элемента - подину, стены и свод. В печи в ЭСПЦ - 2 на ОАО «АМЗ» футерована только подина, а стены и свод, кроме центральной керамической части, представляют собой конструкции из сборных водоохлаждаемых панелей, расчет потерь тепла в которых приведен отдельно.

В условиях постоянно действующего металлургического производства можно считать, что печь работает в стационарных условиях и аккумуляции тепла футеровкой не происходит, т. к. ее температура изменяется незначительно. Можно считать, что все тепло, подводимое к футеровке внутри печи, передается теплопроводностью к ее наружной поверхности. Поэтому достаточно рассчитать количества тепла, передаваемого теплопроводностью через какой-либо слой футеровки, или рассчитать теплоотдачу с внешней поверхности (кожуха печи).

Тепло, переданное теплопроводностью через слой футеровки Q_сл, можно определить по уравнению

Q_сл = λ · (t₁ - t₂) · F · τ/δ, (8)

где λ - коэффициент теплопроводности материала слоя, Дж/(м·ч·К);

t₁, t₂ - температура на внутренней и внешней поверхностях слоя, К;

F - площадь поверхности теплообмена, м²;

τ - время, ч;

δ - толщина слоя, м.

Тепло, отдаваемое поверхностью кожуха Q_кож, можно определить по уравнению

Q_кож = α · (t_к - t_в) · F · τ, (9)

где α - суммарный коэффициент теплоотдачи излучением и конвекцией, Дж/(м·ч·К);

t_к - температура на внешней поверхности кожуха, К;

t_в - температура окружающего воздуха, К.

На действующей печи известны степень черноты кирпичной кладки и кожуха, значения температуры t_к геометрия печи. Для ДСП температура внутренней поверхности кладки t_вн для подины принимается равной температуре жидкого металла в ванне. Средняя температура воздуха принимается равной 20 ^оС. При этом значение α зависит от другой неизвестной - температуры кожуха t_к. Значение же t_к в свою очередь зависит от температуры подины печи, толщины и теплопроводности материала кладки. На теплопроводность материала влияет средняя температура футеровки. Поэтому Q₇ рассчитывают методом последовательных приближений. Для этого в первую очередь задаются температурой кожуха t_к. Так как есть дополнительный слой теплоизоляции t_к равно 100 ^оС.

Затем определяем среднюю температуру футеровки:

t_ср = (t_вн - t_к)/2. (10)

По справочной литературе для данной t_ср находим коэффициент теплопроводности материала λ по рис. 6 определяем значение α, соответствующее данной температуре кожуха. Далее вычисляем значение теплового потока q₇ =Q₇/F и сравниваем его величину с приведенным на том же рисунке q_окр.

Определяем среднюю температуру футеровки, зная, что в среднем за плавку температура металла составит 1500 ^оС, продолжительность плавки - 45 минут, диаметр кожуха ~ 6,85 м²:

t_ср = (1500 - 100) = 700 ^оС.

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента суммарной теплоотдачи α и удельного теплового потока, теряемого поверхностью печи в окружающую среду при t_в: 10^оС - 1; 20^оС - 2; 30^оС - 3

Согласно справочным данным коэффициент теплопроводности магнезиальной футеровки при:

^оС λ = 6,28 - 0,0027 · 700 = 4,39 Вт/(м² · ^оС).

По рис. 3 находим α :

α= 0,059 МДж/м²·ч.

Тогда:

Q_кож = 0,059 · (100 - 20) · 6,85 · 0,75 = 24,25 МДж.

Проверяем:

q = 24,25/6,85 = 3,54 МДж/(м² · ч).

Согласно рис. 3 q_окр ~ 3,85 МДж/(м² · ч). Разница не превышает 10 %, расчет считается законченным и окончательно принимаем Q_кож = 24,25 МДж. С учетом того, что расчет выполняется на 100 кг, Q₇ = 0,02 МДж.

ü  Потери тепла через водоохлаждаемые панели Q₈

Потери тепла с охлаждающей водой можно определить, исходя из расхода воды и разницы значений температуры воды на входе в систему охлаждения и на выходе из нее. Температура и расход воды на рабочей печи измеряются непосредственно. Температура воды на входе 20 ^оС, на выходе температура воды 40 ^о С, чтобы избежать образование накипи на внутренних поверхностях панелей.

Q₈ = c_в · V_в · (t_вых - t_вх) · τ, (11)

где с_в - теплоемкость воды, 4,2 МДж/(м³·К);

V_в - часовой расход воды через элемент (или всю печь), м³/ч;

t_вых - температура воды на выходе, ^оС;

t_вх - температура воды на входе, ^оС;

τ - время, ч.

Анализ работы ДСП на ОАО «АМЗ» показал, что при соблюдении температурного режима расход воды на охлаждение стеновых панелей составляет ~ 350 м³/ч, и 95 м³/ч на охлаждение сводовых панелей.

Потери тепла на охлаждение стен составят:

Q_ст = 4,2 · 350 · (40 - 20) · 0,75 = 25200 МДж

на плавку (120 т) или 18,38 МДж на 100 кг.

Потери тепла на охлаждение свода составят:

Q_св = 4,2 · 95 · (40 - 20) · 0,75 = 5985 МДж

на плавку (120 т) или 4,98 МДж на 100 кг.

Итого:

Q₈ = 18,38 + 4,98 = 23,36 МДж.

Потери тепла излучением через открытые окна и отверстия, Q₉

Во время плавки рабочее окно постоянно закрыто, поэтому потерями тепла через рабочее окно можно пренебречь, так как расчет ведется на 100 кг металлошихты.

ü  Потери тепла с отходящими газами, Q10

Холодный воздух, попадая в печь через неплотности, нагревается и уносится в систему газоочистки, приводя к потерям тепла. Прежде чем попасть в газоочистку, поток горячего воздуха проходит через горячую зону конвейера Consteel и подогревает собой металлошихту. Помимо атмосферного воздуха в газоочистку уносятся газы, образующиеся при продувке расплава кислородом, а также продукты сгорания топлива при использовании дополнительных горелок.

На печи в системе газоходов имеются специальные датчики, фиксирующие температуру, состав и расход газа. Измеряя скоростной напор Δp, рассчитывают скорость и расход уходящих газов по формуле:

 (12)

где ω - скорость газового потока, м/с;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с²);

Δр - скоростной напор, Па;

ρ_г - плотность уходящих газов, кг/м³;

V₁ - количество газов, уходящих из печи (фактически), м³/ч;

F - площадь сечения патрубка, м²;

V_о - количество газов, уходящих из печи (приведенные к температуре 0 ^оС), м³/ч;

Т_ух - температура уходящих газов, К.

Количество тепла, уносимого из печи с газовым потоком, можно определить по формуле:

Q₁₀ = V_o · c_сух · Т_сух · τ, (13)

где с_сух - средняя теплоемкость уходящих газов, Дж/(м³·К).

В среднем на печи перепад давления между печью и атмосферой составляет 2 Па, плотность отходящих газов - 1,5 кг/м³, площадь сечения патрубка газоотсоса из печи - 6 м², температура отходящих газов в среднем за плавку - 1200 ^оС. Тогда:

ω = 5,1 м/с;

V₁ = 3600 · 5,11 · 4,5 = 82782 м³/ч;

V_о = 273 · 82782/1200 = 18833 м³.

Тогда количество тепла, уносимое газами из печи за плавку,

Q₁₀ = 18833 · 1430 · 1200 · 0,75 = 24,23 · 10⁹ Дж,

или в пересчете на 100 кг 20,2 МДж.

Итого за плавку расход тепла:

Q_р = 115,4 + 0,64 + 0,02 +23,36 + 0,0 + 20,2 = 159,62 МДж.

Полученный тепловой баланс плавки стали 35ГС в ДСП - 120 приведен в таблице 21. Невязка 0,9 %.

Таблица 21 - Тепловой баланс плавки стали в ДСП - 120

. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

3.1 Возможные способы нарушения технологического режима выплавки сплава и борьба с ними

К нарушениям технологического режима выплавки сплава относят:

. Неравномерная температура: вверху горячий металл, внизу - холодный.

. Прогар футеровки.

. Неисправности в работе электродов (например, поломка электродов).

. Попадание воды в печь.

. Нарушение системы водоохлаждения (свод, кожух, эркер, газоотсос).

Во всех случаях требуется отключить печь от питания. Если необходимо, провести наладочные работы (заменить неработоспособный электрод, заделать футеровку, наладить систему водоохлаждения) или создать необходимое перемешивание металла (для равномерного обеспечения температуры).

Также, для предотвращения нарушения технологического режима выплавки сплава необходимо:

·   Своевременно проверять знания обслуживающего персонала.

·   Использовать материалы соответствующего качества.

·   Проводить периодический метрологический контроль.

·   Своевременно проводить планово-предупредительные ремонты.

·   Проводить исследовательские работы для выяснения конкретных причин брака.

·   Осуществлять контроль за соблюдением технологии.

3.2   
Виды брака и методы борьбы с ним

Кристаллическая структура непрерывнолитого слитка схожа со структурой слитков, полученных разливкой в изложницы - наружная корка из мелких неориентированных кристаллов (ее толщина 10 - 20 мм), далее столбчатые кристаллы и в осевой части слитка различно ориентированные равноосные кристаллы; в слитках мелкого сечения зона столбчатых кристаллов может простираться до центра слитка. Целесообразно уменьшение зоны столбчатых кристаллов, обладающей пониженной прочностью и пластичностью и расширение центральной зоны равноосных кристаллов; это достигается при снижении температуры разливаемого металла, электромагнитном перемешивании жидкой фазы слитка и при снижении интенсивности вторичного охлаждения.

Непрерывный слиток благодаря малой толщине и быстрому вследствие этого затвердеванию отличается меньшим развитием химической неоднородности, более равномерным распределением неметаллических включений. От слитков, разливаемых в изложницы, он отличается также более чистой и гладкой поверхностью.

Ниже перечислены основные дефекты слитков, получаемых непрерывной разливкой. Сильно развита в них осевая пористость, что объясняется наличием в кристаллизующемся слитке очень глубокой и узкой лунки жидкого металла. Образование в ней «моста» сросшихся кристаллов может привести к появлению больших по протяженности зон, в которых металл кристаллизуется без доступа жидкой стали сверху, и, следовательно, к появлению пустот. Особенно сильно осевая пористость проявляется в квадратных и круглых слитках; в плоских слитках она развита слабее, так как усадка металла здесь рассредоточена по продольной оси поперечного сечения слитка. Осевая пористость заметно усиливается при увеличении перегрева металла и повышенной скорости разливки, иногда переходя в осевые усадочные пустоты. Заметно выражена в непрерывных слитках осевая ликвация, при этом по длине слитка располагаются отдельные участки увеличенной ликвации; это объясняется тем, что ликвирующие примеси скапливаются в пустотах под сросшимися кристаллами осевой части слитка.

В слитках криволинейных и особенно горизонтальных УНРС наблюдается некоторая несимметричность структуры и распределения составляющих стали, поскольку зона затвердевания последних порций металла, а следовательно, и усадочная пористость, и скопление ликвирующих примесей смещены к верхней грани слитка; у верхней грани наблюдается также повышенное содержание неметаллических включений вследстиие их всплывания.

Иногда наблюдается искажение формы слитка. Для слитков квадратного сечения характерна ромбичность - искажение профиля слитка в кристаллизаторе, когда квадратное сечение деформируется в ромбическое. Причины: перекос слитка к кристаллизаторе под воздействием несоосно расположенных с ним опорных роликов, неравномерное охлаждение различных граней слитка в кристаллизаторе. Раздутие слитка (выпуклость его поперечного сечения) возникает под воздействием ферростатического давления столба жидкой стали в слитке; возникновению дефекта способствуют повышенные скорость разливки и температура металла, что уменьшает толщину затвердевшей корки; недостаточная интенсивность вторичного охлаждения; отклонения в настройке опорных роликов; увеличенное расстояние между опорными роликами.

Распространенным дефектом являются трещины - поверхностные и внутренние. Продольные поверхностные трещины на гранях слитка имеют длину до 1-1,5 м и более и глубину до 10-15 мм. Эти трещины являются результатом усадочных напряжений и образуются при неравномерном прилегании формирующейся корки к стенкам кристаллизатора в местах уменьшенной ее толщины, которые возникают из-за снижения теплоотвода там, где корка отходит от стенок (например, в результате ее деформации или коробления стенок кристаллизатора). Трещины представлены на рисунке 5. Местное уменьшение толщины корки и образование трещин может также происходить вследствие размывания корки струей металла, особенно при его подаче в кристаллизатор вертикальной струей. Вероятность возникновения продольных трещин повышается при перегреве стали и увеличении скорости разливки, при увеличении содержания серы в металле и снижении величины отношения

[Mn]/[S], при увеличении ширины плоского слитка и при содержании углерода в нелегированных сталях в пределах 0,18-0,25 %.

Рисунок 4 - Основные виды трещин в вытягиваемом из кристаллизатора УНРС слитке

1 - центральная трещина; 2 - диагональные трещины; 3 - осевые; 4 -внутренние трещины перпендикулярные широким граням слитка; 5 - продольные поверхностные трещины на гранях слитка; 6 - трещины, перпендикулярные узким граням слитка; 7 - продольные трещины по ребрам (углам); 8 - паукообразные и сетчатые трещины; 9 - поперечные трещины в углах слитка; 10 - поперечные поверхностные трещины (надрывы корки).

Действенным средством борьбы с этим дефектом является разливка с защитным шлаковым покрытием, поскольку образующаяся между коркой и стенками кристаллизатора тонкая шлаковая прослойка существенно снижает неравномерность теплоотвода.

Продольные трещины по ребрам (углам), образуются в квадратных слитках при искажении профиля в кристаллизаторе (ромбичность). В слябах такие трещины возникают на расстоянии ~ 350 мм от уровня металла в кристаллизаторе в случае отхода корки слитка от узкой стенки кристаллизатора вследствие ее износа или изменения угла ее наклона (неправильная установка кристаллизатора).

Поперечные поверхностные трещины 10 (надрывы корки) возникают в кристаллизаторе вследствие усиленного трения при недостаточной смазке стенок и вследствие зависания корки при наличии на стенках кристаллизатора царапин, вмятин. Такие трещины могут также возникать при изгибании или выпрямлении слитка на МНЛЗ с криволинейной осью. Поперечные трещины в углах слитка 9 могут также образовываться в результате слишком интенсивного вторичного охлаждения.

Паукообразные и сетчатые трещины, схожи, каждая трещина распространяется из одного центра в нескольких направлениях. Паукообразные трещины возникают в кристаллизаторе при неравномерном прилегании корки к его стенкам в местах плотного прилегания, т. е. в участках наиболее сильного охлаждения. Пораженность этими трещинами снижается при разливке со шлаковым покрытием в кристаллизаторе, так как шлаковая прослойка предотвращает непосредственный контакт стенок с коркой, уменьшая неравномерность ее охлаждения. Сетчатые трещины образуются в зоне вторичного охлаждения при температурах 700-900 °С в результате чередования нагревов и охлаждений поверхности слитка (охлаждение у форсунок и разогрев за счет внутреннего тепла слитка при его движении между форсунками). Количество этих трещин сильно снижается при переходе от водяного к более мягкому водовоздушному вторичному охлаждению.

Многообразные внутренние трещины образуются в результате совместного воздействия термических напряжений в охлаждаемом слитке и механических усилий от опорных, тянущих и изгибающих роликов. Распространены внутренние трещины, перпендикулярные широким граням слитка основной причиной их возникновения считают механическое воздействие роликов на затвердевающую корочку слитка и средством борьбы с ними - правильную настройку роликовой проводки и сохранение постоянства расстояния между роликами. Такие трещины могут также возникать из-за термических напряжений при неравномерном вторичном охлаждении (например, при разогреве поверхности после интенсивного охлаждения).

Гнездообразные трещины - скопления мелких, схожих с трещинами типа и располагающихся ближе них к центру слитка образуются при разгибании слитка с жидкой сердцевиной.

Осевые трещины в слябах располагаются по их большой оси в зоне смыкания фронтов кристаллизации. Считают, что эти трещины образуются в результате усадки стали, если она не компенсируется сжимающим усилием опорных роликов; особенно они проявляются при выпучивании широких граней слитка, когда сжимающие усилия явно недостаточны. В слитках квадратного сечения, где усадка сконцентрирована в центре слитка, форма осевых трещин иная.

Трещины, перпендикулярные узким граням и расположенные вблизи от них, возникают при выпучивании широких граней слитка, т. е. при недостаточном поддерживании оболочки слитка опорными устройствами. Диагональные трещины на стыке кристаллов, растущих от двух смежных граней, встречаются преимущественно в слитках квадратного сечения при искажении профиля (ромбичности) в тупых углах.

Газовые пузыри в корковом слое слитка возникают при недостаточно раскисленном металле, высоком содержании в нем водорода, повышенном содержании влаги в защитной шлаковой смеси, вводимой в кристаллизатор. Ряд поверхностных дефектов слитка связан с неудовлетворительной организацией разливки. Шлаковые включения на поверхности возникают при заливке жидким металлом прилипающих к стенкам кристаллизатора частиц шлака или размытых огнеупоров. Ужимины (поперечные углубления на поверхности слитка) возникают в результате резкого изменения напора струи и колебаний уровня металла в кристаллизаторе, при местном размывании корки струей металла и в участках неплотного прилегания корки к стенкам кристаллизатора.

3.3 Возможные направления модернизации технологии получения стали C345

ü  Применение порошковых проволок для наплавки роликов МНЛЗ

Современное металлургическое производство немыслимо без технологии непрерывной разливки стали и обусловлено существенной экономией энергетических и временных затрат, повышением производительности и качества продукции, снижением производственных потерь, реализацией более эффективного инвестирования. В связи с этим проводится системное внедрение МНЛЗ и, как следствие, ожидается рост объема их производства и ремонта. Опыт металлургических предприятий показывает, что технические и технико-экономические показатели машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) в значительной степени зависят от долговечности роликов поддерживающих систем. Ролики поддерживающих и разгибающих узлов работают в тяжелом температурном режиме термоциклирования, максимальная температура поверхности роликов может достигать 650-750 °С. Ролики воспринимают усилия от ферростатического раздутия и усилия от разгиба слитка. На прямолинейных участках ролики подвергаются абразивному износу. Разрушение рабочей поверхности роликов проявляется в виде износа поверхностного слоя и образования трещин разгара. В соответствии с требованиями производства интенсивность изнашивания материала рабочих поверхностей не должна превышать 0,1-0,25 мм на 1 тыс. плавок, при этом МНЛЗ должна выпустить не менее 1 млн. тонн заготовок без смены роликов. Известно, что электродуговая наплавка рабочих поверхностей роликов износо- и коррозионностойкой сталью - наиболее эффективный и распространенный способ увеличения срока службы подобных деталей. Данный способ упрочнения роликов применяется большинством фирм, создающих МНЛЗ как в нашей стране, так и за рубежом.

Реализуются технологии наплавки под флюсом по винтовой линии одиночной и расщепленной дугой, без колебаний и с поперечными колебаниями начиная от диаметра 70 мм и более. Наиболее распространена технология двухслойной наплавки, а на ряде ремонтных служб применяется трехслойная наплавка. Для данного способа наплавки выпускаем проволоки диаметром от 2,0 до 4,0 мм. Предлагаемые порошковые проволоки позволяют наплавить на рабочую поверхность роликов слой металла стойкий к много-факторному износу. Сочетание порошковой проволоки с флюсом позволяет получить высокохромистый (Cr-Mn-Ni-Mo-N, Cr-Mn-Ni-Mo-V-Nb) наплавленный металл с пластичной структурой низкоуглеродистого мартенсита, упрочненный дисперсными карбидами и нитридами при минимизации содержания δ феррита 5-10% .

Применение наплавки в защитном газе наиболее эффективно в смеси 82Ar+18CO₂или Ar по сравнению с углекислым газом вследствие более высокой стабильности процесса, снижения окислительной способности защитного газа, уменьшения проплавления основы. К преимуществам можно отнести приемлемую производительность процесса, визуальный контроль за процессом наплавки, химический состав задается композицией проволоки и нет влияния характерного для флюса, меньшее содержание водорода в наплавленном металле по сравнению с флюсом, проще реализация процесса с поперечными колебаниями проволоки. Процесс наплавки характеризуется хорошим формированием металла, легкой отделимостью шлаковой корки и возможностью наплавки последующего слоя без удаления шлака. К недостаткам можно отнести: необходимость защиты от брызг и излучения дуги, менее ровная поверхность наплавленного металла, необходимость применения дымососов, забрызгивание сопла подачи защитного газа. Для данного способа наплавки выпускаем проволоки диаметром от 1,6 до 2,4 мм как для нанесения подслоя, так и рабочих слоев наплавленного металла.

Процесс наплавки открытой дугой обладает преимуществами присущими процессу в защитном газе и дополняется отсутствием необходимости применения защитного газа, более упрощенной комплектацией наплавочной установки, но наиболее существенно его преимущество в металлургическом аспекте. При данном способе наплавки реализуется возможность легирования наплавленного металла азотом. Необходимость такого металлургического решения обусловлена актуальностью увеличению ресурса роликов МНЛЗ за счет повышения стойкости наплавленного металла к разгару и коррозии. Наиболее успешно это решение реализовано английской фирмой Welding Alloys. Рабочая поверхность ролика подвергается циклическому воздействию высоких температур, что приводит изменению структурного состояния при-поверхностного слоя металла.

Наблюдается укрупнение зерен и формирование на их границах карбидов хрома, что приводит к развитию межзеренной коррозии. Потеря мартенситной матрицей углерода приводит к формированию мягкого ферритного слоя, обладающего низким сопротивлением механическому износу. Замена части углерода азотом подавляет процессы укрупнения зерен и формирования на границах зерен карбидов хрома. Образующиеся нитриды равномерно распределены в структуре металла, проявляется эффект вторичного упрочнения в процессе термоциклирования. Реализация этих механизмов позволяет повысить ресурс роликов. Для данного способа наплавки выпускаем проволоки диаметром 2,0-2,4 мм [11].

. ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ПОДОБНОЙ ПРОДУКЦИИ

ü  Китай

Компания «Lingyuan Iron & Steel» («Linggang») начала горячие испытания новой семиручьевой МНЛЗ производительностью 1,2 млн т/год, которая будет отливать заготовку из углеродистых и пружинных сталей, а также сталей для холодной высадки. Заготовка предназначена для строящегося мелкосортного стана производительностью 500 тыс. т/год.

ü  Украина

Компания «ArcelorMittal Kryviy Rih» начала строительство на комбинате блюмовой МНЛЗ, которая позволит исключить используемую в настоящее время разливку в слитки. МНЛЗ, стоимость которой оценивается в 100 млн долл., будет иметь производительность 1,2 млн т/год заготовки и должна быть пущена в сентябре 2011 г. В сооружении МНЛЗ примет участие фирма «Siemens VAI», однако 80 % работ будут выполнены украинскими компаниями.

ü  Малайзия

Компания «Perwaja Steel» перенесла установку новой ДСП производительностью 700 тыс. т/год со второй половины 2010 г. на середину 2011 г. Строительство 90-т печи на заводе «NSC Steelmaking plant» в г. Кемаман (Kemaman), принадлежащем «PerwajaSteel», ведет фирма «Concast». После пуска новой печи компания планирует приступить к модернизации двух существующих ДСП производительностью600 тыс. т/год каждая.

ü  Катар

Один из крупнейших производителей стали на Ближнем Востоке компания «Qatar Steel» подписала контракт с фирмой «Siemens VAI» на расширение сталеплавильных мощностей на 30 %. В настоящее время мощность ДСП компании составляет 1,47 млн. т/год. Пуск новой печи планируется на II кв. 2012 г., после чего производство заготовки в течение следующих пяти лет будет доведено до 4 млн т/год. В настоящее время компания производит заготовку, пруток и катанку.

.       
ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это деятельность, направленная на сохранение жизни и здоровья человека в среде обитания, призванная выявлять и идентифицировать опасные и вредные факторы, разрабатывать методы и средства с целью снижения негативного влияния их на организм до приемлемых значений, вырабатывать меры по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

Решение вопросов БЖД необходимо для создания безопасных и безвредных условий жизнедеятельности, проектирования новых технологий и технологических процессов в соответствии с современными требованиями по экологии и безопасности их эксплуатации с учетом устойчивости функционирования объектов народного хозяйства и технических систем, прогнозирования и принятия грамотных решений в условиях чрезвычайных ситуаций по защите населения и производственного персонала от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, а также в ходе их ликвидации.

Соблюдение правил, норм и требований БЖД обязательно для учреждений всех организационно-правовых форм, независимо от сферы деятельности и ведомственной подчиненности при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации цехов и участков, при проектировании, изготовлении, монтаже и наладке нового оборудования, эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте и модернизации действующего оборудования, разработке, внедрении и совершенствовании технологических процессов.

При организации и эксплуатации сталеплавильных цехов и участков должны соблюдаться действующие правила Конституции РФ, Трудового кодекса РФ (ТК РФ), «Системы стандартов безопасности труда» (ССБТ) и другие нормативно-правовые акты по охране труда, утвержденные в установленном порядке.

Конституция РФ закрепляет право человека на охрану здоровья. Это право обеспечивается развитием и совершенствованием техники безопасности и производственной санитарии, проведением широких профилактических мероприятий.

В ТК РФ отражены: правила организации охраны труда на предприятиях, планирование и финансирование мероприятий по охране труда; правила по технике безопасности и производственной санитарии; правила и нормы по специальной охране труда женщин, молодежи и лиц с пониженной трудоспособностью; правила, регулирующие деятельность органов государственного надзора и общественного контроля в области охраны труда; правовые нормы, в которых предусматривается ответственность за нарушения ТК РФ.

Проектирование, строительство, эксплуатация, реконструкция, расширение, техническое перевооружение, консервация, ликвидация сталеплавильных производств, изготовление, монтаж, наладка, обслуживание и ремонт технических устройств, проведение подготовки и аттестации работников осуществляются в соответствии с требованиями ССБТ, «Общих правил промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов» (ПБ 11-552-03), утвержденных постановлением Госгортехнадзора РФ от 18.10.02 № 61-А, «Общих правил безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств» (ПБ 11-493-02), утвержденных постановлением Госгортехнадзора РФ от 21.06.02 № 35 и других юридических документов.

Важность и необходимость обеспечения безопасности труда очевидна, так как жизнь и здоровье человека признаны главной ценностью общества. Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Реальные производственные условия характеризуются наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов. Задача охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.

ü  Порядок обучения по охраны.

Для всех принимаемых на работу лиц ,а также для работников ,переводимых на другую работу, работодатель обязан проводить инструктаж по охране труда. Все принимаемые на работу лица, а так же командированные на работу работники и работники сторонних организаций, выполняющие работы на выделенном участке проходят в установленном порядке вводный инструктаж, который проводит специалист по охране труда.

Кроме вводного инструктажа по охране труда, проводится первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой инсруктаж.

Первичный, повторный, внеплановый и целевой инструкажи проводит непосредственный руководитель работ (мастер, прораб ит.д.), прошедший в установленном порядке обучение по охране труда и проверку знаний требования охраны труда.

Проведение инструктажей по охране труда включает в себя ознакомление работников с имеющимися опасными и вредными факторами изучение охраны труда, эксплуатационной документации, а так же применение безопасных методов работ.

Инструктажи завершаются устной проверкой знаний.

Первичный инструктаж на рабочем месте проводится до начала самостоятельной работы.

Повторный инструктаж проходят все работники не реже одного раза в шесть месяцев.

Внеплановый инструктаж проводится: при введении в действие новых или изменении законодательных и иных нормативных правовых актов. При изменении технологических процессов. При нарушении работниками требований охраны труда. По требованию должностных лиц органов государственного контроля и надзора. При перерывах в работе.

Целевой инструктаж проводится при выполнении разовых работ.

ü  Описание природно-климатических условий района расположения предприятия

Открытое акционерное общество «Ашинский металлургический завод» спланировано с учетом производственных, транспортных, экономических и других требований. Площадка завода удовлетворяет санитарным требованиям в отношении прямого солнечного света, естественного проветривания, имеет относительно ровную поверхность и уклон, обеспечивающий отвод поверхностных и сточных вод. Предприятие относится ко второму классу по санитарной классификации СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96. Деятельность ОАО «АМЗ» связана с эксплуатацией опасных производственных объектов.

В геоморфологическом отношении площадка приурочена ко второй правобережной надпойменной террасе реки Сим. Территория паводковыми водами в весенний период не затапливается. Основание сложено толщей галечников, мощность которых достигает шести метров.

В геологическом отношении территория района предприятия расположена на границе Уральской геосинклинальной области с Предуральским краевым прогибом. В геологическом строении структур принимают участие осадочные, различной степени метаморфизованные, породы широкого возрастного диапазона.

Естественный рельеф площадки нарушен в процессе строительства и эксплуатации существующих сооружений. На заболоченной ранее территории выбраны биогенные грунты и торф, поверхность спланирована насыпными грунтами, представляющими собой механическую смесь различных природных грунтов, металлургического шлака, щебня.

Климатическая характеристика района. Температурный режим в результате высокой континентальности климата характеризуется резким колебанием как внутри года, так и в течение суток. Среднемесячные и экстремальные значения температуры воздуха за многолетний период приведены в таблице 4.1.

Крайние значения температуры, наблюдающиеся в течение года, изменяются в пределах от +37°С летом до - 48°С зимой. Среднегодовая температура воздуха положительна и равна 1,4°С.

Осадки. Исследуемый район располагается на западном склоне Уральского хребта, норма годовой суммы осадков для которого более 700 мм, для предприятия ОАО «АМЗ» она равна 539 мм. Наибольшее количество осадков выпадает летом. В таблице 3.1 приводится среднее многолетнее количество осадков по месяцам.

Снежный покров. Среднее число дней со снегом 172. Наибольшей высоты снежный покров достигает в марте перед началом таяния. Средняя высота снежного покрова на открытых участках равна 42 см.

Таблица 22 - Среднемесячные и экстремальные значения температуры воздуха и среднее многолетнее количество осадков

Гидрогеологические условия исследованной территории не благоприятны для строительства: подземные воды обнаружены во всех скважинах. Глубина заложения фундаментов согласно техническому заданию составляет 2,0 - 2,5 м, а для ямы окалины - не менее 10,0 м, подземные воды существенно влияют на выбор инженерного решения устройства оснований и фундаментов. Территория по положению уровня подземных вод относится к затопляемым. По химическому составу вода гидрокарбонатно-сульфато-кальциево-магниевая с минерализацией 0,409 - 1,879 г/л. По степени минерализации воды относятся к пресным и слабосолоноватым. Углекислотная агрессивность отсутствует. Подземные воды являются неагрессивными по отношению к бетонам. Агрессивность подземных вод к арматуре железобетонных конструкций в условиях периодического смачивания слабая, в условиях постоянного погружения подземные воды являются неагрессивными. Степень агрессивного воздействия подземных вод по отношению к металлическим конструкциям при свободном доступе кислорода - средняя.

Подтопление оказывает решающее влияние на выбор проектных решений, поэтому площадка по сложности инженерно-геологических условий отнесена к III категории. К осложняющим строительство факторам относятся также наличие насыпных разнородных, тиксотропных и чрезмерно пучинистых грунтов.

В соответствии с «Рекомендациями по формированию программы развития системы управления промышленной безопасностью (СУПБ) на предприятии» разработана «Программа развития системы управления промышленной безопасностью открытого акционерного общества «Ашинский металлургический завод», которая предлагается в качестве эффективного инструмента контроля обеспечения промышленной безопасности на предприятии. Цели СУПБ состоят в обеспечении промышленной безопасности при эксплуатации опасных производственных объектов на основе системного подхода к принятию управленческих решений и практических мер по предупреждению или уменьшению опасности промышленных аварий для жизни человека, снижению случаев травматизма, заболеваемости, ущерба имуществу и окружающей среде.

ü  Описание ЭСПЦ - 2 и отделения непрерывной разливки стали ОАО «АМЗ»

Площадь застройки - электросталеплавильного цеха №2 с ОНРС - составляет ~ 40000 м², объем ~ 1500000 м³. Каркас здания металлический, стены выполнены из шлакоблока, кирпича, профнастила, кровля металлическая без утепления. Здание неотапливаемое, вентилируемое.

Здание цеха расположено в центре территории предприятия, что является оптимальным вариантом с точки зрения обеспечения поточности технологического процесса производства стали.

Производственное здание имеет въезды и выезды железнодорожного и автомобильного транспорта через металлические ворота размерами 5,2х4,5 м. Объем производственного помещения на каждого рабочего более 20 м³, площадь более 4,5 м². Ширина проходов не менее 1,5 м. Все площадки на высоте более 0,6 м от пола, лестницы, переходные мостки, проемы, люки ограждены перилами высотой 1,2 м со сплошным ограждением по нижней части на высоту 0,2 м. Лестницы имеют уклон не более 40°. Пол земляной, бетонный, металлический. Для обслуживания мостовых кранов имеются подкрановые проходные галереи, огражденные перилами.

По взрывопожарной и пожарной опасности здание цеха относится к категории Г, используются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном и расплавленном состоянии, а также твердые вещества, жидкости и газы, которые сжигаются и утилизируются в качестве топлива (НПБ 105-95). Степень огнестойкости здания по СНиП 21-01-97 - первая.

По степени поражения электрическим током помещение цеха относится к особо опасным, так как оно характеризуется наличием токопроводящей пыли, токопроводящих полов и токопроводящей смазочно-охлаждающей жидкости.

К основным особенностям выполняемой работы относятся непосредственная близость работника к раскаленным элементам агрегатов и оборудования, расплавленным веществам и токоведущим частям.

Рабочая площадка имеет металлическое ограждение на высоту 1,2 м сплошное по низу на высоту 0,2 м, что соответствует нормам (ПБ 11-493-02). Все тоководы и электрические кабели скрыты кабель-каналами, вращающиеся, движущиеся части и элементы оборудования находятся в кожухах, либо свободный доступ к ним отсутствует, а также снабжены конечными выключателями, трубопроводы, тракты подачи сыпучих веществ и проволок находятся на достаточном удалении от обслуживающего персонала. Рабочее место освещено, достаточно вентилируемое.

Характерной особенностью является большое количество выделяющихся высоконагретых сильнозапыленных газов. Рассматриваемое место работы снабжено мощным современным газоотводящим трактом и системой пылегазоулавливания.

Коэффициент риска в рассматриваемом цехе составляет:

, (14)

где N - количество травм, полученных обслуживающим персоналом за год;

K - общее количество работающих в цехе.

5,6510^-4 (15)

Данный показатель превышает значение приемлемого риска по России (R_ср = 1,4×10^-4).

Снижение коэффициента риска на производстве является одной из основных задач охраны труда. В связи с этим рассмотрим предлагаемые мероприятия по уменьшению коэффициента риска.

Главным условием обеспечения безопасности на производстве является глубокое осознание самими работающими необходимости соблюдения правил безопасности, требований норм и инструкций. Этому способствует обучение персонала грамотной работе с технологическим оборудованием, разъяснительные беседы.

Необходимость своевременного проведения технического осмотра, планово-предупредительных ремонтов оборудования и агрегатов очевидна, также как поддержание рабочего места в соответствии с требованиями норм и правил.

Эффективность всех мероприятий существенно возрастает при наличии жесткого независимого контроля со стороны компетентных органов за соблюдением техники безопасности на производстве, техническим состоянием оборудования, инструментов, а также при разработанном механизме несения ответственности за нарушения в области охраны труда.

ü  Анализ опасных производственных факторов и мероприятия по снижению их воздействия

Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или к другому внезапному, резкому ухудшению здоровья.

К опасным производственным факторам на анализируемом участке работы относятся:

- подвижные части оборудования, вращающиеся и перемещающиеся механизмы;

электрический ток;

раскаленные элементы агрегатов и оборудования, а также металл в расплавленном состоянии.

Основными мероприятиями по защите от травм подвижными частями оборудования, вращающимися и перемещающимися механизмами являются: использование защитных кожухов, блокировки для отключения оборудования при попадании человека в опасную зону, оборудование пультов управления защитными экранами, создание ограждений, безопасных пешеходных проходов, переходов и галерей, установки предостерегающих надписей.

Для работы на оборудовании участка цеха допускаются лица, прошедшие специальную подготовку по технике безопасности и имеющие допуск к работе на этом оборудовании.

Подъемно-транспортное оборудование для перемещения грузов в цехе представлено рольгангами, поперечными и продольными транспортерами с цепными шлепперами, передаточными тележками и мостовыми кранами. При эксплуатации этого оборудования возможно травмирование персонала движущимися частями, падающим грузом, электрическим током. Серьезная опасность возникает при обрыве несущих органов (канатов, тросов). Все части подъемно-транспортного оборудования, представляющие опасность при эксплуатации, надежно ограждены. Непредусмотренный контакт работающих с перемещаемыми грузами исключен, обеспечена надежная прочность механизмов. Запас грузовой устойчивости не менее 25%. На каждом устройстве находятся бирки с указанием всех технических характеристик, а так же отмечен последний срок проверки и допуск к работе. К работе с подъемно-транспортными машинами допускаются только лица прошедшие специальную подготовку, инструктаж по технике безопасности и имеющие допуск к работе с этими машинами.

Не все требования по обеспечению защиты от данного опасного производственного фактора на участке работы соблюдаются. В связи с этим предлагаются следующие мероприятия по ее улучшению: постоянный контроль за состоянием световой и звуковой сигнализации на оборудовании и механизмах (в первую очередь на мостовых кранах и самоходных передаточных тележках); поддержание проходов, переходов и галерей не загроможденными технологическими материалами, что обеспечит безопасное перемещение обслуживающего персонала.

Электробезопасность - это система организационно-технических мероприятий и средств обеспечения защиты людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля, статического электричества. ОНРС относится к помещению с повышенной электрической опасностью. Максимальная мощность электрического тока на рабочем месте - 30 МВт, максимальный ток - 10 кА. Все металлические и токонесущие части оборудования, которые из-за нарушения изоляции могут оказаться под напряжением заземлены и занулены. Сопротивление заземления не более 4 Ом. Рабочие не имеют права самостоятельно проводить ремонт электротехнического оборудования. На участках, связанных с опасностью поражения электрическим током, имеются предостерегающие таблички и надписи. Персонал проинструктирован по электробезопасности и обучен оказанию первой медицинской помощи при поражении электрическим током.

Раскаленные элементы агрегатов и оборудования, а также металл в расплавленном состоянии могут стать причиной термических ожогов работников при несоблюдении правил и требований безопасности и неосторожном обслуживании агрегата внепечной обработки. Они же являются источником теплового излучения. Для защиты рабочего персонала от теплового излучения источники излучения закрываются защитными экранами. С целью уменьшения времени пребывания персонала в зоне повышенных температур используются способы дистанционного и автоматического управления процессами.

Кроме того, с целью снижения воздействия на организм человека обязательным является использование средств коллективной и индивидуальной защиты. К средствам коллективной защиты относятся:

- средства нормализации воздушной среды (системы газоочистки и аэрации);

средства нормализации освещения;

средства защиты от теплоизлучения (теплоизоляционные покрытия ковшей, нагревательных стендов);

средства защиты от поражения электрическим током (ограждения, изолирующие устройства, покрытия, предохранительные устройства, знаки предупреждения, световая и звуковая сигнализация);

средства защиты от воздействия механических факторов (предохраняющие, сигнальные и тормозные устройства);

средства защиты от воздействия химических факторов (герметизирующие, вентилирующие, очистные устройства);

средства защиты от шума;

стационарные или инвентарные ограждения открытых проемов;

средства защиты от попадания в подвижные и вращающиеся части оборудования (защитные кожухи и ограждения).

К средствам индивидуальной защиты относятся:

- спецодежда (суконные брюки, куртка, рукавицы, каска, и др.);

средства защиты глаз (защитные очки с металлической сеткой);

средства защиты органов дыхания (марлевые повязки типа «Лепесток-200», респираторы и др.).

ü  Анализ вредных производственных факторов и мероприятия по снижению их воздействия.

Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.

К вредным производственным факторам на анализируемом участке работы в первую очередь относятся:

- запыленность воздуха рабочей зоны;

загазованность воздуха рабочей зоны;

производственный шум и вибрация;

Параметры микроклимата (фактические и допустимые) приведены в таблице 23.

Таблица 23 - Фактические и допустимые параметры микроклимата на рабочем месте

Источниками запыленности являются: взаимодействие струи несущего перемешивающего газа с жидким металлом (выносы и выбросы мельчайших капель окислов железа); химическое взаимодействие металла с вводимыми материалами, результатом, которого является пылегазовыделение; механическое разрушение хрупких технологических материалов при транспортировке и подаче в агрегат.

По пылевой нагрузке (Р 2.2.755-99, ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ) производство относится к классу 3.1 (вредный).

Основной технологической особенностью выполнения работы является периодическое пребывание персонала в зоне запыленности (в течение 40 мин с перерывом в 3 часа).

Основное коллективное средство защиты от данного вредного производственного фактора - система пылеулавливания и отведения выделяющихся газов, а также изоляция человека от источника пыли посредством автоматизации, механизации и дистанционного управления процессами. Индивидуальные средства защиты от пыли (респираторы, очки, местная вытяжная вентиляция), как правило, применяются при ремонтах, техническом осмотре оборудования и разгрузочных работах. Все пульты управления представляют собой изолированные кабины, где имеется местная вентиляция.

Основными источниками газовыделения на рабочем месте являются: химическое взаимодействие металла с вводимыми материалами; утечки технологических газов (природного газа, аргона, азота, кислорода) через неплотности газоподводящих трактов.

По загазованности (Р 2.2.755-99, ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ) производство относится к классу 2 (допустимый).

Средства защиты от загазованности такие же, как от запыленности, с установкой датчиков регистрации давлений и утечки газов на газопроводах, а также звуковой и световой сигнализации, позволяющих своевременно заметить и предотвратить возникновение нежелательных ситуаций.

Работа агрегата сопровождается повышенным шумом и вибрацией. Основными источниками шума в цехе являются: работа оборудования и механизмов, работа вентилирующих устройств, погрузочно-разгрузочные работы. Вибрацию вызывает работа некоторых видов механического оборудования.

По уровню общей вибрации (СН 2.2.4/2.1.8.566-96) производство относится к классу 2 (допустимый). Для предотвращения её вредного воздействия применяется балансировка оборудования и удаление рабочего персонала из опасных зон.

По уровню шума (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) производство относится к классу 3.3 (вредный). Меры по борьбе с шумом осуществляются согласно ГОСТ 12.1.003-83, который определяет допустимый уровень шума не более 85 Дб. Основные мероприятия по снижению уровня шума: установка звукоизолирующих кожухов, применение шумозащитных наушников, заглушек, которые снижают уровень шума на 5 - 15 Дб. Все пульты управления звукоизолированы.

ü  Пожарная безопасность

В соответствии с техническим регламентом «О требованиях пожарной безопасности» (ФЗ №123 от 22.07.2008 г.) по взрывопожарной и пожарной опасности здание цеха относится к категории Г, используются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном и расплавленном состоянии, а также твердые вещества, жидкости и газы, которые сжигаются и утилизируются в качестве топлива. Степень огнестойкости здания по - первая. Все строительные материалы и конструкции в цехе сделаны из несгораемых материалов (естественные и искусственные неорганические минеральные материалы и используемые при строительстве металлы).

Главную пожарную опасность в черной металлургии представляют взрывы газа, а также прорывы и выбросы металла и шлака из основных металлургических агрегатов.

На территории предприятия находится пожарная часть ОППЧ-50, которая призвана локализовывать и ликвидировать возможные очаги возгораний. Для проезда пожарных машин используются дороги, предназначенные для производственных нужд. Подъезды к зданиям пересекаются железнодорожными путями, поэтому для обеспечения своевременного прибытия пожарных машин переезды через находятся на расстоянии не менее длины расчетного состава поезда.

Для тушения пожаров применяют противопожарный цеховой инвентарь. Пожарный инструмент и оборудование размещены у входа или вблизи помещения на специальных щитах так, чтобы в случае возникновения пожара ими быстро можно воспользоваться. К основным средствам тушения пожаров, которые применяют в мартеновском цехе, относят воду, твердые огнегасительные вещества (сухой песок, асбестовые плиты) и огнетушители. Огнетушители предназначены для тушения возгораний и пожаров на начальной стадии их

возникновения до прибытия пожарных подразделений. В соответствии с нормами оснащения помещений ручными огнетушителями используются порошковые огнетушители вместимостью 5 л - ОП-5, 10 л - ОП-10 (предназначены для тушения возгораний легковоспламеняющихся жидкостей, щелочноземельных металлов, электроустановок, находящихся под напряжением) и пенные вместимостью 10 л - ОХП-10 (предназначены для тушения твердых горючих материалов, различных горючих жидкостей).

На случай возникновения пожара в здании цеха предусмотрены пути эвакуации персонала (безопасные проходы, переходы, галереи). Ширина проходов не менее 1,5 м, загромождение их не допускается. В цехе выполнено аварийное и эвакуационное освещение.

ü  Чрезвычайные ситуации

Возникновение и развитие чрезвычайных ситуаций может привести к дезорганизации и остановке производства, нанести материальный ущерб, а также создать угрозу жизни и здоровью производственного персонала. Среди возможных чрезвычайных ситуаций на ОАО «АМЗ» рассмотрим воздействие грозы, сейсмическую и радиоактивную опасности.

Для предотвращения ударов грозовых разрядов в производственные здания на территории предприятия устроены двойные стержневые молниеотводы, которые находятся на наиболее высоких строениях - осветительных прожекторных столбах, расположенных по периметру завода вдали от хранилищ горюче-смазочных материалов, кислородо-, газо- и мазутопроводов, электрических кабелей высокого напряжения.

За время существования данного предприятия ударов молний в производственные здания на его территории зафиксировано не было, также не наблюдалось повышения сейсмической активности в районе расположения завода и превышения допустимого радиоактивного фона.

На случай возникновения сейсмической или радиоактивной опасности для персонала созданы специальные укрытия бункерного типа, разработана схема оповещения работающих, локализации воздействия и ликвидации последствий. Работники всех подразделений предприятия проинструктированы о действиях в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.

Для управления объектом в условиях чрезвычайных ситуаций создано формирование гражданской обороны, которое возглавляет начальник цеха. Он осуществляет руководство через штаб отряда.

Отряд состоит из:

- санитарной дружины;

спасательной команды;

звена связи и электроснабжения;

специального эвакуационного пункта;

комендатуры места эвакуации;

четырех команд (технологические смены);

звена обеззараживания;

звена материально-технического снабжения;

звена охраны.

При невозможности изоляции работающих от воздействия сейсмической или радиоактивной опасности на территории предприятия основным мероприятием является эвакуация в безопасные районы. Грамотно разработанная схема по своевременной и полной эвакуации персонала, а также действие работников предприятия согласно инструкций по действию в случае ЧС является условием сохранения жизни и здоровья человека. Эвакуация персонала начинается по команде начальника цеха и осуществляется в соответствии с заранее разработанным планом. Выход рабочих производится централизованно после прекращения подачи электроэнергии к оборудованию и механизмам и после тушения технологического пламени через безопасные проходы, переходы, галереи, аварийный балкон к пункту сбора персонала. Дальнейшее передвижение за пределы предприятия в специальный эвакуационный пункт осуществляется автомобильным транспортом силами заводского автотранспортного цеха и МЧС. Защита рабочих и служащих при возникновении чрезвычайных ситуаций является важнейшим фактором повышения устойчивости работы любого объекта.

ü  Описание выбросов, жидких, твердых и газообразных отходов.

Вопрос экологии и защиты окружающей среды особенно остро стоит на ОАО «Ашинский металлургический завод» прежде всего в связи с тем, что предприятие расположено в экологически чистом районе Челябинской области, все производство размещено в непосредственной близости от водоема (р. Сим). Основная тяжесть негативного воздействия предприятия на экосистему приходится на долю водной и воздушной сред.

Большинство технологических операций цепочки производства основной продукции завода связано с интенсивным газопылевыделением, загрязнением воды и тепловым загрязнением окружающей среды.

Источники загрязнения воздушного бассейна:

- источники выделения: технологические агрегаты (установки, устройства, аппараты и т.п.), производственные участки (шлакоотвалы, места разгрузки материалов и т.п.), выделяющиеся в процессе эксплуатации загрязняющие вещества;

источники выбросов: специальные устройства (аэрационные фонари, выбросные трубы, вентиляционные шахты и т.п.), посредством которых осуществляется выброс загрязняющих веществ в атмосферу;

организованные источники выделения загрязняющих веществ, от которых последние поступают в систему газоходов или воздуходувов с газоочистными и пылеулавливающими установками;

неорганизованные источники выделения, загрязняющие вещества от которых поступают непосредственно в цех или атмосферу вследствие негерметичности технологического оборудования, транспортных устройств, резервуаров, также сюда относят пылящие отвалы, открытые склады и т.п.

Валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу представлены в таблице 24.

Таблица 24 - Валовые выбросы вредных веществ в атмосферу за 2012 год

ü  Системы очистки и утилизации отходов

ü  Защита атмосферного воздуха

Основными источниками пылегазовыделения ОНРС являются:

агрегат печь-ковш;

машина непрерывного литья заготовок;

участок ремонта подготовки и промежуточных ковшей.

От источников в атмосферу и производственные помещения попадает пыль, окислы азота и окислы углерода.

На всех указанных участках предусматривается комплекс мероприятий, обеспечивающих улавливание и удаление пылегазовых выделений и исключающих попадание пыли и газов в производственные помещения.

На МНЛЗ зона вторичного охлаждения размещается в специальном бункере, из которого производится отсос образующейся при охлаждении поверхности заготовки паровоздушной смеси. Образующаяся на машинах газовой резки парогазовоздушная смесь очищается на газоочистке за МГР.

В отделении предусмотрены также местные вытяжные и аспирационные установки, включающие фильтры, вентиляторы и выбросные трубы.

Защита водных объектов.

Для обеспечения отделения водой заданных параметров по качеству и создания бессточной системы водоснабжения, применяют 3 оборотных цикла:

«грязного» цикла водоснабжения газоочисток;

«грязного» цикла водоснабжения МНЛЗ;

«чистого» цикла оборудования отделения.

Конструкцией МНЛЗ предусмотрено наличие системы гидросмыва окалины и шламов. В процессе разливки металла на МНЛЗ в зоне вторичного охлаждения заготовки и при дальнейшей её порезке на мерные длины на участках первичной и вторичной газорезок образуется большое количество окалины. Кроме того в систему гидросмыва попадает достаточно большое количество нефтепродуктов (в основном, это смазочные материалы и масла) и шламов (часть затвердевшей шлакообразующей смеси, подаваемой в ходе разливки металла в кристаллизатор, несгоревшие элементы забивки затравки, асбестового шнура, шлака и др.). Удаление всех этих нежелательных элементов из разливочного ручья и ванн грануляции окалины первичной и вторичной газорезок - основное предназначение системы гидросмыва МНЛЗ.

ü  Схема работы системы гидросмыва окалины и шламов на МНЛЗ

В яму окалины по каналам и лоткам поступают сточные воды, загрязненные окалиной (600 - 1340 мг/л) и нефтепродуктами (50 мг/л) с температурой 55ºС. Количество сточных вод, поступающих в яму окалины 726 м³/ч. Сточные воды поступают от:

зоны вторичного охлаждения - 300 м³/ч;

гидросмыва окалины - 426 м³/ч.

Сточные воды по лоткам гидросмыва окалины поступают в первичный отстойник, состоящий из двух секций.

Из приёмной камеры осветлённая вода насосами СМ200-150-315/4 (2 рабочих и 2 резервных) с электродвигателями мощностью N=75 КВт, установленными в насосной станции, перекачивается на дальнейшую очистку на очистные сооружения и на гидросмыв окалины.

Качество воды после первичного отстойника:

окалины - 100 мг/л;

нефтепродуктов - 10 - 20 мг/л.

Часть воды в количестве 426 м³/ч подается во всасывающий трубопровод повысительных насосов СМ200-150-540/4 (1 рабочий и 1 резервный) с электродвигателями мощностью N=250 КВт, установленных в помещении первичного отстойника и подающих воду на гидросмыв окалины.

Насосы работают в автоматическом режиме от уровня воды в приёмной камере. Постоянный уровень воды поддерживается с помощью частотного преобразователя. Все насосы взаимозаменяемые. При выходе из строя одного из рабочих насосов автоматически включается резервный.

В насосной станции для откачки воды из дренажного приямка во время аварии установлены насосы ПРВП 63/22,5. Для откачки случайных вод из дренажного приямка установлен насос ВКС 2/26. Насосы работают в автоматическом режиме от уровня воды в дренажном приямке. Постоянный и аварийный дренаж поступает в приёмную камеру первичного отстойника.

Окалина, выпавшая в первичном отстойнике, подвесным мостовым краном с грейфером г/п 5,0 т подаётся в бункеры для обезвоживания окалины, затем автотранспортом вывозится на утилизацию.

Для улавливания нефтепродуктов из сточных вод устанавливаются 2 маслосборных устройства производительностью 60 л/ч по маслу. Нефтепродукты собираются в баки ёмкостью по 100 л и далее вывозятся на утилизацию.

Для опорожнения отстойника при ремонте предусматриваются 2 погружных насоса ГНОМ10-10 (1 рабочий и 1 резервный).

ü 

© 2003 - 2022 «Библиофонд»

Обратная связь

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

Полная версия

Помощь по учебным работам

Консультация по курсовой работе

Консультация по дипломной работе ВКР

Консультация по реферату

Консультация по отчетам о практике