- •Технико-экономическое обоснование работы
- •Общая часть
- •Характеристика стали шх-15
- •Состав электросталеплавильного цеха ЧерМк
- •3 Влияние вредных примесей на свойства стали шх-15
- •3.1 Влияние кислорода
- •3.2 Влияние водорода
- •3.3 Влияние азота
- •3.4 Влияние фосфора
- •3.5 Влияние серы
- •Технологическая часть
- •Технология производства стали шx-15 в условиях электросталеплавильного цеха ЧерМк оао «Северсталь»
- •4.1.1 Операционная карта на выплавку полупродукта в шахтной печи (ок 105-7-01.00.5)
- •Описание процесса выплавки стали шх-15 на шахтной печи
- •Операционная карта на внепечную обработку
- •4.1.4 Внепечная обработка на упк
- •4.1.5 Внепечная обработка на увс
- •4.2 Расчет материального баланса выплавки стали шх-15
- •5 Специальная часть
- •5.1 Методы внепечной обработки на снижение вредных примесей в стали
- •5.1.1 Продувка металла аргоном
- •5.1.2 Обработка стали шлаком
- •5.1.3 Вакуумирование стали
- •6 Расчетная часть
- •6.1 Расчет растворимости водорода в железе и стали шх15
- •6.2 Расчет растворимости азота в железе и стали шх-15
- •6.3 Расчет количества и состава неметаллических включений
- •6.4 Расчет скорости всплывания неметаллических включений
- •6.5 Расчет процесса десульфурации стали
- •6.6 Расчет десульфурации стали при использовании карбида кальция
- •6.7 Расчет сульфидной емкости шлака и коэффициента распределения серы
- •7 Автоматизация производства
- •7.1 Автоматизация процесса доводки стали в ковше
- •8 Экономика
- •9 Безопасность жизнедеятельности
- •9.1 Общая характеристика безопасности процесса производства стали
- •9.2 Анализ опасных производственных факторов
- •9.3 Анализ вредных производственных факторов
- •9.4 Пожарная безопасность
- •9.5 Электробезопасность
- •9.6 Анализ и оценка возможных чрезвычайных ситуаций
- •Охрана окружающей среды
- •Охрана атмосферы воздуха
- •Охрана водного бассейна
- •Литература
-
Технологическая часть
-
Технология производства стали шx-15 в условиях электросталеплавильного цеха ЧерМк оао «Северсталь»
-
Технологическая схема производства стали в электросталеплавильном цехе на ЧерМК ОАО «Северсталь» изображена на рисунке 4.
Шахтная печь
МНЛЗ
УПК
УВС
Рисунок 4 - Технологическая схема производства стали
Для производства стали, определенной марки существуют специальные маршрутная и операционные карты. Они определяют порядок и правила технологического процесса.
Маршрутная карта по производству сортового проката из стали
ШX-15 на стане 150 СПЦ:
-
Параметры готовой продукции.
-
Стандарт на марку стали - (ГОСТ 801-78).
-
Марка стали ШХ15.
-
Группа марки стали - конструкционная легированная подшипниковая.
-
-
Химический состав стали преведен в таблице 3.
Таблица 3 - Химический состав стали
Марка стали |
Массовая доля химических элементов, % |
|||||||
С |
Si |
Мл |
Р |
S |
Сг |
Ni |
Си |
|
ШX15 |
0,95- 1.05 |
0,17- 0,37 |
0,20- 0,40 |
max 0,027 |
max 0,020 |
1,30- 1.65 |
max 0,30 |
max 0,25 |
-
Стандарт на продукцию - ТУ 14-105-703-02.
-
Наименование продукции катанка, круг в мотках,
-
Назначение продукции для холодной калибровки и горячей штамповки
-
Состояние материала ускоренно охлажденное (двухстадийное).
-
Размеры диаметр катанки 8. 9мм (диаметр 6,5мм с согласованием условий поставки; диаметр круглого проката в мотках 10, II, 12, 13 мм.
-
Точность изготовления ГОСТ 2590-88, (В) обычная точность прокатки.
-
Технологические операции производства стали ШХ15 в ЭСПЦ приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Технологические операции
Технологическая операция |
Операционная карта |
Выплавка стали |
ОК 105-7-01 00 5 |
Внепечная обработка |
ОК 105-7-02 00.5 |
Разливка на МНЛЗ квадрат 150 мм |
ОК 105-7-03.03.2 |
4.1.1 Операционная карта на выплавку полупродукта в шахтной печи (ок 105-7-01.00.5)
Чтобы получить сталь, чистую от вредных примесей, необходимо контролировать качество шихтовых и добавочных материалов, подаваемых в электропечь
Основной составляющей шихты (70-80%) электроплавки является стальной лом. Лом не должен содержать цветных металлов и должен иметь минимальное количество никеля и меди, желательно, чтобы содержание фосфора в ломе не превышало 0,05%. При более высоком содержании фосфора продолжительность плавки возрастает. Лом не должен быть сильно окисленным (ржавым). С ржавчиной (гидратом окиси железа) вносится в металл много водорода.
Предварительный прогрев металлошихты и ферросплавов снижает содержание в ней влаги, а значит и водорода.
Особое внимание необходимо уделять контролю состава извести. Основная составляющая извести СаО взаимодействует с содержащейся в воздухе влагой СаО +H2O= CaO(OH)2. Содержание влаги в извести начинает заметно возрастать уже через несколько часов хранения на воздухе. Через сутки хранения обожженную известь нежелательно использовать, так как можно ввести в ванну значительное количество водорода.
Требования к материалам приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Характеристика материалов
Наименование |
Характеристика |
Расход |
Стальной лом |
|
818,2 - 1000 кг на тонну |
Чугун жидкий |
Si < 1.04, S < 0,054. Р < 0.10% |
350 - 400 кг на тонну |
Известь |
фракция менее 50 мм |
54,5 кг на тонну |
Доломит |
фракция менее 50 мм |
9,1 кг на тонну |
Кислород |
|
49,8 м3 на тонну |
Азот |
|
35,5 м3 на тонну |
Аргон |
|
0,5 м3 на тонну |
Кокс |
Фракция 1÷3 мм |
11 кг на тонну |
Оборудование должно быть определенной мощности и обеспечивать необходимый расход. Технологические показатели оборудования приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Технологические показатели оборудования
Наименование |
Технологические показатели |
1.Инжектор кислородный |
Расход кислорода от 2000-4000 м3/ч. Угол наклона сопла 540 |
2.Сводовая фурма |
Расхода кислорода от 2000-4000 м3/ч. Фурма трех сопловая, угол наклона сопла 150 |
3.Газокислородные горелки |
Мощность от 1,5-3,6 МВтч. |
Основные технологические операции по выплавке стали ШХ15 приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Технологические операции
Наименование |
Особенности применения |
Завалка шихты |
После закрытия летки и установки печи в рабочее положение |
Подвалка |
Производится на завалку через шахту |
Электрорежим |
|
Режим работы газокислородных горелок |
|
Шлаковый режим |
|
Кислородный режим |
|
Выпуск |
|
Электрический, шлаковый и режим работы газокислородных горелок видны на схеме рисунка 5.
Рисунок 5 - Электрический, шлаковый режимы и режим работы газокислородных горелок
Кислородный режим работы шахтной печи приведен в таблице 8.
Таблица 8 - Кислородный режим работы печи
Технологическая операция |
Особенности операции |
1 После заливки жидкого чугуна (по отработке 2÷5 МВтч) |
Включение кислородных инжекторов с минимальным расходом кислорода (2000 м3/ч на каждый) |
2 По обработке 5 МВтч |
Включение кислородной фурмы (расход кислорода 2000 м3/ч) |
3 По обработке 15÷17 МВтч ( до получения анализа первой пробы) |
Расход кислорода на фурму и стеновые инжектора от 6000÷10000 м3/ч |
4 Додувка при отключении печи (при необходимости) |
Продувку вести верхней фурмой с расходом не более 25000 м3/ч |
Выпуск плавки производится по схеме, приведенной в таблице 9.
Таблица 9 - Показатели выпуска плавки
Вес выпуска, т |
Угол наклона, 0 |
Количество и порядок отдачи ферросплавов и шлакообразующих |
0÷20 |
3(начало отдачи ферросплавов и шлакообразующих) |
Карбид кремния – (не менее 0,4 т) |
20÷40 |
4 |
Ферросилиций (на нижний предел по кремнию) |
40÷60 |
6 |
Марганецсодержащие ферросплавы (на нижний предел) |
60÷80 |
8 |
|
Продолжение таблицы 9
Вес выпуска, т |
Угол наклона, 0 |
Количество и порядок отдачи ферросплавов и шлакообразующих |
80÷100 |
10 |
Известь в количестве 1,0-1,2 т |
Более 100 (при достижении 115 т печь раскантовать) |
12 (конец отдачи ферросплавов и шлакообразующих) |
Примечание:
-алюминий на выпуске не отдавать.
-масса металла в ковше не должна превышать 118 т.