Дипломная (вкр): Проект реконструкции электросталеплавильного цеха

Таблица 2.12-Технические характеристики кристаллизатора после реконструкции:

Для транспортировки круглых заготовок диаметром 200 мм был спроектирован холодильник на шагающих балках.

Для правильного расчета холодильника на шагающих балках, важно определить наиболее неблагоприятный случай с учетом следующих условий:

средняя расчетная температура заготовки на входе в холодильник составляет 900 °C;

максимальная скорость разливки для 4 ручьев;

максимальная температура на выходе 600 °C.

Общая длина холодильника 16 м, шаг позиций укладки на холодильнике 300 мм. Температура заготовки на выходе (наихудший случай): выше 600°C (5,5 м) [5].

Планировочное расположение МНЛЗ в цехе

Установка непрерывной разливки стали со встроенным зданием снабжения средами расположена в сталеплавильном цехе - пролет D/E, между колоннами 1-4 - и в прокатном цехе - пролет E/F до колонны 5.

Вспомогательное оборудование, как, например, хозяйство промковшей и опорная мастерская с необходимыми складскими участками находятся в сталеплавильном цехе - пролет D/E между колоннами 4-7.

Складские участки для промежуточного хранения блюмов в аварийных ситуациях расположены в зоне прокатного цеха.

Все реконструкционные мероприятия планируется провести на базе существующего оборудования ЭСПЦ - 2 РУП «БМЗ» без каких либо изменений в планировке цеха (приложение Г).

. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ МАРКИ 40Х

.1 Технические требования и химический состав легированной среднеуглеродистой стали 40Х

Из стали 40Х на РУП «БМЗ» согласно ГОСТу 4543-71 производится заготовка круг, которая применяется в машиностроении для производства конструкционных деталей и механизмов (оси, валы, вал- шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, зубчатые венцы и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

Вид поставки - сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.

Технологические свойства: трудносвариваемая, флокеночуcтвительная, склонна к отпускной хрупкости.

Основными механическими характеристиками круга диаметром 80-120 мм из стали 40Х являются временное сопротивление разрыву и сужение поперечного сечения при испытании на растяжение, отражающие возможность упрочнения и пластичность. Технические требования к заготовке кругу диаметром 80-120 мм, должны соответствовать требованиям, изложенным в ГОСТ 4543-71 (таблица 3.1), [ 6 ].

Таблица 3.1 - Химический состав стали марки 40Х по ГОСТ 4543-71

3.2 Технология выплавки стали 40Х на ДСП-3

Сталь 40 Х выплавляется в ДСП-3 одношлаковым процессом, с жидким стартом - завалкой шихты на "болото" (оставление части металла и шлака 5-10 тонн от предыдущей плавки). После слива предыдущей плавки производится операция по заправке печи огнеупорными материалами и подварке порога печи.

Для заправки печи используется магнезитовый порошок. Заправка производится сухим материалом, либо увлажненным водным раствором жидкого стекла, с помощью лотков, вручную, или штатными средствами заправки. Порог рабочего окна должен быть очищен от остатков металла и шлака. Порог заправляется (подваривается) сухим магнезитовым порошком или доломитом, либо порошком фракции, не превышающей 20 мм, из переработанных второгнеупоров.

Загрузка металлошихты, состоящей из лома черных металлов и передельного чугуна, осуществляется с помощью специальных корзин в два приема - завалка (основная) и подвалка. Шихтовка плавок для стали 40 Х производится по 3 вариантам с использованием легированного лома в количестве, обеспечивающим содержание легирующих элементов в жидком металле на нижнем пределе (таблица 3.2).

Таблица 3.2 - Рекомендуемые варианты шихтовок для стали 40Х

Сразу после выпуска плавки присаживается известь массой от 1000 до 1500 кг, а затем коксовая мелочь или кокс с размером фракции от 25 до

мм массой от 300 до 350 кг.

Завалка металлошихты в печь производится после закрытия шибера и засыпки канала эркера. При ведении плавки с "болотом" для ускорения плавления лома укладыватся кислородное "копье" под металлошихту. Во избежание зашлакования выходного отверстия кислородного копья подается кислород для отдува с минимальным расходом 250 м3/ч. Далее производят процесс завалки металлошихты из корзины в печь.

После загрузки металлошихты в печь заводится свод, опускаются графитированные электроды и производится расплавление шихты в автоматическом режиме, за счет образования электродуги и использования энергии топливно-кислородных горелок (ТКГ). В автоматическом режиме осуществляется также энергетический режим (переключение ступеней напряжения) и присадка шлакообразующих материалов.

После расходования от 1000 до 1500 кВт·ч электроэнергии производится включение газокислородных горелок с инжектором. Суммарный расход природного газа на все горелки поддерживается автоматически составляет 1750 м3/ч, кислорода около 8500 м3/ч газа, угля - 15-40 кг/мин.Продолжительность работы горелок от 15 до 18 мин.

После расхода электроэнергии от 7000 до 10000 кВт·ч в печь присаживают коксовую мелочь или кокс с размером фракции от 25 до 40 мм массой 400кг разовыми порциями до 50 кг, присадка извести массой до 4,0 тонн производится отдельными порциями массой от 200 до 300 кг.

При вдувании кислорода через копье, находящееся под шихтой, после отработки 7000 кВт·ч электроэнергии его массовый расход повышают от 1200 до 1500 м3/ч. После отработки 17000-20000 кВт·ч производится подвалка металлошихты. Масса подвалки составляет 50-60 т.

Расплавление подвалки производится также в автоматическом режиме.

Сразу после окончания работы дверной горелки и подрезки шихты, в

рабочее окно вводится фурма «МАРК-4» и производится продувка жидкого расплава кислородом с расходом от 1800 до 2400 м3/ч и эркерной горелкой с расходом от 1200 до 1500 м3/ч.

Цель данной технологической операции заключается в интенсификации процесса расплавления шихты, поскольку кипение (перемешивание) ускоряет нагрев ванны и усредняет расплав по температуре и химическому составу. Для повышения устойчивости горения дуг, защиты футеровки и водоохлаждаемых элементов печи от прямого излучения при помощи манипулятора и эркерной горелки подается угольная пыль фракцией с расходом от 15 до 40 кг/мин в количестве от 300 до 600 кг на плавку, с таким расчетом, чтобы поддерживать шлак во вспененном состоянии до конца плавки, который необходим для экранирования электродуги.

После отработки 17000-20000 кВт·ч производится подвалка металлошихты. Масса подвалки составляет 50-60 т. Расплавление подвалки производится также в автоматическом режиме.

Включение печи и зажигание дуги производят на 19 ступени напряжения с последующим переходом на 22-24 ступень.

Сразу после окончания работы дверной горелки и подрезки шихты, в рабочее окно вводится фурма «МАРК-4» и производится продувка жидкого расплава кислородом с расходом от 1800 до 2400 м3/ч и эркерной горелкой с расходом от 1500 до 1900 м3/ч. С началом подачи кислорода в печь осуществляется присадка извести отдельными порциями массой от 100 до 200 кг до 1,5 тонн.

В процессе всей выплавки стали в ДСП-3 производится донная продувка ванны металла по методу "VRD" азотом или аргоном в автоматическом режиме. В течение всего окислительного периода шлак поддерживается во вспененном состоянии, что позволяет производить технологический процесс удаления фосфора и небольшой части серы из

металла, которая в процессе плавки переходит в шлак. Шлак самотеком скачивают через порог рабочего окна в шлаковую чашу, не допуская схода металла.

После расплавления металлошихты, при температуре 1560-15800С отбирается проба, которая отправляется в лабораторию по пневмопочте. В пробе металла спектральным методом определяется массовая доля химических элементов: углерода, кремния, серы, фосфора, меди, никеля, марганца, хрома согласно требованиям нормативно-технической документации (НТД).

Доводка плавки производится на 22-19 ступенях напряжения. За период доводки плавки должно быть окислено не менее 0,10 % массовой доли углерода. Продолжительность кислородного рафинирования зависит от массовой доли углерода в металле и содержания серы (соответственно менее 0,2% и 0,030%).

По окончании окислительного периода и нагрева металла перед выпуском измеряют температуру и отбирают пробу металла на химический анализ. По окончанию окислительного периода и нагрева металла до температуры 1660-16800С производится его выпуск в сталеразливочный ковш, который предварительно прогретый до состояния красного каления (температура не менее 8000С) устанавливается на сталевозе. Рекомендуемая массовая доля углерода в металле перед выпуском не менее 0,10 %. Перед выпуском стали из печи производится расчет количества науглероживателя, раскислителей, легирующих на плавку на нижний марочный предел для заданной марки стали и загружается в расходный бункер заранее взвешенными порциями. После выпуска полупродукта плавка передается на участок внепечной обработки [ 7 ].

Технические характеристики и технологические показатели ведения плавки в ДСП-3 представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Технико - технологические характеристики ДСП - 3