Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
Сибирский государственный индустриальный университет
Кафедра литейного производства
Отчет по ознакомительной практике на ЗСМК.
Студент:………………………….
Группа: МЛА – 97
Руководитель практики от института: Лубяной Д. А.
Руководитель практики от завода: Лубяной Д. А.
Время прохождения практики: 28.06.99. – 11.07.99.
Новокузнецк 1999
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение……………………………………………………….…..4
2. Общая характеристика завода и его история……………………5 2.1 Источники сырья и топлива……………………………………..………..6 2.2 Основные виды продукции………………………………………………..6 2.3 Основные и вспомогательные цехи и их взаимосвязь………………….6
3. Доменный цех……………………………………………………..8 3.1 Характеристика сырых материалов доменной плавки и порядок их
складирования……………………………………………………………… 3.2 Рудный двор и доставка сырья к доменной печи……………………….9 3.3 Назначение и устройство воздухонагревателей………………………..11 3.4 Основные процессы в доменной печи…………………………………..11 3.5 Продукты плавки: чугун, шлак, газ……………………………………..12 3.6 Выпуск и уборка чугуна и шлака………………………………………..13 3.7 контрольно-измерительная аппаратура доменной печи и ее назначение. 3.8 Основные технико-экономические показатели работы цеха………….15
4. Коксохимическое производство………………………..………15 4.1 Подготовка угля перед коксованием…………………………..……….16 4.2 Шихтовка………………………………………………………………….17 4.3 Устройство коксовальных камер……………..…………………………17 4.4. Металлургический и литейный кокс и его назначение……….……..18 4.5 Разгрузка коксовальной камеры, тушение кокса. Сортировка….……18 4.6 Побочные продукты коксохимического производства………………..19
5. Конвертерный цех……………………………………………….20
6. Прокатный цех…………….……………………………………..21
7. Литейный цех…………………………………………………….23 7.1 Шихтовый участок……………………………………………………….23 7.2 Плавильный участок……………………………………………………..24 7.3 Смесеприготовительный участок………………………………………25 7.4.Формовочный участок……………………………………………….….26 7.5 Обрубной участок………………………………………………………..27 7.6 Термообработка…………………………………………………………..27 7.7 Модельный участок………………………………………………………28
8. Список литературы………………………………………………29
Введение
Цель ознакомительной практики – знакомство с работой металлургического
комбината на примере Западно-Сибирского Металлургического Комбината.
В ходе практики мы познакомились с работой: . коксохимического производства, . доменного цеха, . конвертерного цеха, . прокатного цеха, . литейного цеха,
Ознакомились с функционированием данных цехов и их взаимосвязью.
Ниже приводится краткое описание работы этих цехов.
Общая характеристика завода и его история.
Вопрос о строительстве второго металлургического комбината в Сибири
был выдвинут Серго Орджоникидзе в 1933 году после посещения Кузнецкого
металлургического комбината. В 1957 году утверждено проектное задание на
строительство комбината в районе г. Новокузнецка, на Антоновской площадке.
В мае 1957 года началось строительство жилого поселка и промышленной базы.
В 1961 году был заложен фундамент под коксовую батарею, которая 1 октября
1963 года выдала первый кокс. 27 июля 1964 года был получен первый чугун.
Этот день считается днем рождения комбината.
В апреле 1970 года введен в эксплуатацию непрерывный заготовочный стан
и замкнут металлургический цикл.
Комбинат оснащен агрегатами большой единичной мощности. Для
интенсификации металлургических процессов применяются кислород и природный
газ.
В июле 1986 года была получена 100 миллионная тонна стали, а в июне
1987 года 100 миллионная тонна чугуна.
Решением трудового коллектива Западно-Сибирский металлургический
комбинат преобразован в акционерное общество открытого типа
“Запсибметкомбинат”.
Крупнейший в Сибири Западно-Сибирский металлургический комбинат уже 30
лет является лидером в области производства стали и проката.
Продукция ЗСМК отличают высокие стандарты качества , что
подтверждается соответствующими удостоверениями, в том числе международными
сертификатами качества Регистра Ллойда (1992г) , знаками “Золотая звезда”,
“Арка Европы” (1993г.) и “Золотой Глобус” (1994г.).
1 Источники сырья и топлива.
ЗАПСИБ потребляет громадное количество исходного сырья :
железнодорожный эшелон с концентратом и обогащенной рудой , которая за один
месяц перерабатывают металлурги занимает 170 километров.
Кузбасс имеет не только прекрасно коксующиеся угли и руду, но и
остальное металлургическое сырье: известняки, кварциты, доломиты и
огнеупорную глину.
Основные партнеры по поставкам сырья: . АО СибРуда . АО Коршуновский ГОК . АО КузнцкУголь . АО Кзбассразрезуголь . АО СевероКузбассУголь.
2 Основные виды продукции.
ЗСМК производит продукцию необходимую для поддержания собственного
производства а также для других предприятий: кокс, сульфат аммония,
угольный концентрат и т.д. Из выплавляемых чугуна и стали прокатное
производство изготавливает: круг, арматуру, уголок, швеллер, балку, шахтную
стойку. На метизном производстве изготавливается проволока.
3 Основные и вспомогательные цехи и их взаимосвязь.
Коксохимическое производство.
В составе углеподготовительного , углеобогатительного , двух коксовых
цехов , двух цехов улавливания , смолоперерабатывающего и фталевого
ангидрида.
Агломелационно-известковое производство.
В составе агломерационной фабрики с тремя агломашинами АКМ общей
площадью спекания 852 м2 , проектной мощностью 7080 тыс. тонн агломерата в
год ; известкового цеха с 12 обжигательными печами шахтового типа проектной мощностью 950 тыс. тонн извести в год ;
дробильно-сортировочной фабрики.
Доменный цех.
В составе трех печей, из которых (№1,3) объемом 3000 м3, с проектной
мощностью по 1900 тыс. тонн чугуна в год каждая и третья (№2) объемом 2000
м3 с проектной мощностью 1150 тыс. тонн чугуна в год.
Сталеплавильное производство.
Имеет в своем составе цехи: два конверторных, подготовки составов,
копровый, подготовки сталеплавильного производства, ремонта
металлургических печей, смоломагнезитовый, ремонта сталеплавильного
производства.
Конвертерный цех №1 оснащен тремя конвертерами емкостью по 160 тонн,
второй – двумя конвертерами емкостью по 300 тонн. Общая проектная мощность
конвертерных цехов – 6.9 млн. тонн стали в год.
Прокатное производство.
В составе цехи – обжимной, среднесортный и мелкосортный,
вальцетокарный. Обжимной цех состоит из блюминга 1300 и непрерывно-
заготовочного стана 850/700/500. Проектная мощность – 6 млн. тонн в год.
Метизное производство.
В июне-ноябре 1980 года принят в эксплуатацию первый и второй под-
этапы первой очереди комплекса сталепроволочного цеха проектной мощностью
275 тыс. тонн проволоки обыкновенного качества в год.
Внутренний заводской транспорт.
Рельсы, автодороги, трубопроводы и конвейеры связывают между собой
отдельные звенья производства; протяженность железнодорожных путей 400 км,
конвейерных – 90 км. Перевозка грузов в вагонах составляет 60 млн. тонн в
год. Объем автомобильных перевозок – 20 млн. тонн. Опытные специалисты
обеспечивают безупречную работу транспорта.
[pic] Таблица 1. Устройство и связь цехов.
Доменный цех.
1 Характеристика сырых материалов доменной плавки и порядок их складирования.
К сырым материалам металлургического производства прежде всего относят
руды, топливо и флюсы. На практике приходится иметь дело с магнитной окисью
железа Fe3О4 (72,4 % Fe), безводной окисью железа Fe2О3 (70 % Fe) и водной
окисью железа Fe2О3·тН2О, соединениями железа с двуокисью углерода FeСО3
(48,3 % Fe).
Подготовка железной руды к плавке имеет большое значение , так как это
зависит поступление в печь железорудного концентрата определенной
крупности, равномерного химического состава, хорошей восстановимости и,
главное, с высоким содержанием железа. Чем тщательнее подготавливают руду к
плавке, тем выше производительность доменной печи, ниже расход топлива и
выше качество выплавляемого чугуна. В конечном итоге, стремятся снабжать
доменную печь шихтой, состоящую только из двух компонентов: офлюсованного
железорудного сырью и кокса определенной кусковатости и содержащих мелких
фракций (ниже 5 – 8 мм для железорудной шихты и ниже 20 – 30 мм для кокса).
Для обеспечения хорошей газопроницаемости плавильных материалов желательно,
чтобы шихта была однородной по кусковатости. Также важным резервным
фактором повышения производительности доменных печей и снижения расхода
топлива является увеличение содержание железа в шихте, т.е. обогащение.
2 Рудный двор и доставка сырья к доменной печи.
Запасы сырых материалов создаются на складе, называемом рудным двором,
который находится вблизи доменного цеха. На этом дворе складируют кусковую
руду или окатыши, а также флюсы. С одной стороны рудного двора находится
разгрузочная эстакада, а с другой стороны бункера для приема шихты.
Материалы доставляются на разгрузочную эстакаду в саморазгружающихся
вагонах. Иногда для разгрузки предусматривают вагоноопрокидыватели,
применение которых позволяет полностью механизировать разгрузку материалов.
Руду, добавки, флюсы, окатыши, агломерат, и кокс подают к печи разными
способами. В соответствии с этим следует различить три подачи шихты.
Первый поток – подача прочных железорудных материалов, привозимых со
стороны (железной руды, окатышей, известняка, марганцевой руды).
Второй поток – подача агломерата с аглофабрики. Третий поток – подача кокса при помощи транспортера. 1. Устройство доменной печи.
Внутреннее очертание вертикального разреза доменной печи называют ее
профилем (см. рис1), в котором различают колошник 1, шахту 2, распар 3,
заплечики 4 и горн 5. Для современных больших печей полезная высота равна
29 – 32 м. Средний объем печей 1000 – 3000 м3, самая большая печь объемом
5000 м3.
Доменная печь заключена в металлический кожух толщиной 20 – 25 мм в
верхней части и 35 – 40 в нижней, состоящий из ряда цилиндрических и
конических поясов. Кожух выполняют цельносварным. С внутренней стороны
кожуха находится огнеупорная футеровка, охлаждаемая холодильниками.
Материал на колошник подают при помощи транспортера. Основной частью
колошникового устройства является засыпной аппарат состоящей из большого и
малого конуса с приемной воронкой. Для равномерного распределения шихты
малый конус вращается вокруг своей оси, которой опускается в межконусное
пространство. Большой конус опускается в доменную печь. Наличие двух
поочередно опускающихся конусов обеспечивает герметизацию колошника при
загрузки шихты. В нижней части печи находятся фурменные устройства через
которые подается нагретое дутье и добавки газообразного, жидкого или
пылевидного топлива. Жидкие продукты плавки непрерывно стекают вниз в горн
печи, в которой расположены летки для выпуска чугуна и для выпуска шлака.
Через эти летки периодически выпускают продукты плавки. Таким образом,
процессы в печи и подача шихты происходят непрерывно, а выпуск чугуна и
шлака – периодически.
3 Назначение и устройство воздухонагревателей.
Для подачи в доменную печь дутья и его сжатия применяют воздуходувные
машины различных типов. В настоящее время в качестве дутья и его сжатия
применяют воздух, обогащенный кислородом.
Наружный диаметр воздухонагревателя равен 9 м, высота до верха купола
составляет 36 м. Верхнюю часть насадки и купол выкладывают из
высокоглиноземистого кирпича или динаса, а нижнюю часть – из шамотного
кирпича. Толщина насадочного кирпича составляет 40 мм.
Следует различать газовый и воздушный периоды работы
воздухонагревателя. В газовый период осуществляется нагрев насадки
продуктами сжигания газа, а в воздушный период нагревается дутьё за счет
охлаждения насадки. По мере охлаждения насадки воздухонагревателя
температура горячего воздуха, выходящего из него, падает. Это недопустимо
для нормальной работы доменной печи, поэтому воздух нагревают до более
высокой температуры, чем это необходимо, и к нему подмешивают, используя
автоматическое дозирование, требуемое количество холодного воздуха, чтобы
поддерживать температуру дутья постоянной.
Газовый период примерно в два раза продолжительнее воздушного.
Следовательно, необходимо не менее трех кауперов – два одновременно
нагреваются, а один нагревает воздух. Фактически на печь приходится четыре
каупера, а некоторых случаях – семь кауперов на две печи. Поверхность
нагрева воздухонагревателей составляет 60 – 100 м2 на 1 м3 объема печи.
Например, на доменной печи объемом 2 700 м3 поверхность нагрева одного
воздухонагревателя составляет 42 500 м2, а все четыре 170 000 м2, а для
доменной печи объемом 5 000 м3 она увеличена до 500 000 м2.
4 Основные процессы в доменной печи.
В соответствии с основными закономерностями процесса восстановления
окислов железа, выявленными академиком А.А. Байковым высший окисел железа
Fe2О3 превращается в железо последовательно через промежуточные окислы.
Железо, восстановленное в доменной печи, поглощает углерод и другие
элементы, образуя чугун.
В чугун в небольших количествах переходят на разных горизонтах печи
другие восстановленные элементы (кремний, марганец, фосфор, и в некоторых
случаях ванадий, мышьяк, хром, никель, мель), а также сера.
При современной доменной плавке установлено следующее % содержание
углерода: в ферросилиции составляет около 2 %, в литейном чугуне – 4 %, в
передельном чугуне – около 4,5 % и в ферромарганце – около 7 %.
5 Продукты плавки: чугун, шлак, газ.
Состав чугуна, получаемый в ходе доменной плавки, определяется
требованиями потребителей и возможностями доменной плавки. Сообразно с этим
стремятся подобрать состав шихтовых материалов технологический режим
плавки. Все доменные чугуны по своему назначению подразделяют три основных
вида:
Передельный: предназначается для дальнейшего передела в сталь;
Литейный: используемый после переплава в чугуноплавильных цехах для отливки чугунных изделий;
Доменные ферросплавы, используемые в качестве раскислителей или
присадки сталеплавильном и чугунолитейном производствах.
Выплавка в доменных печах неизбежно сопровождается получением
значительного количества доменного шлака, являющегося побочным продуктом
доменной плавки. Шлак образуется в доменной печи из флюсов, золы кокса и
железосодержащих материалов. Обычно при выплавке передельного и литейного
чугунов выход шлака составляет 0,3 – 0,6 т на 1 т чугуна.
Газ, выходящий из печи через ее верхнюю часть – колошник, называют
колошниковым. Он состоит из СО, СН4., Н2, СО2 и N2. После очистки от
содержащейся в нем пыли, газ используют как топливо для нагрева насадок
воздухонагревателей, стальных слитков, коксовых батарей, для отопления
котлов и других целей. Горючими компонентами в газе являются СО, СН4. и
Н2., которого больше 50 %.
6 Выпуск и уборка чугуна и шлака.
Для выпуска жидких продуктов плавки предназначены чугунные и шлаковые
летки. Чугунную летку вскрывают при помощи бурильной машины ударно-
вращательного действия. Эта машина выполняет операции рассверливания,
заполненного огнеупорной затвердевшей массой леточного отверстия, и
пробивки чугунной корки на внутренней поверхности летки. Глубина бурения
достигает 2,5 м при диаметре бура 50 – 70 мм. Летку разделывают под углом 8
– 10° по отношению к горизонту. После выпуска чугуна летку заделывают
огнеупорной глиной, которую подают в канал летки при помощи пушки
поршневого типа. Заряд огнеупорной глины составляет 0,6 – 1,0 т.
Чугун после отделения от него шлака стекает по желобу в чугуновозные
ковши. Специальный передвижной желоб позволяет направлять чугун с одного
ковша в другой.
Для перевозки чугуна применяются чугуновозы. Пока еще широко
распространены ковши с грушевидными чашами емкостью 90 – 140 т, но в
последнее время стали применять сигарообразные ковши емкостью 150 – 420 т.
Использование таких ковшей позволяет отказаться от поворотных желобов в
сталеплавильных цехах в качестве промежуточных емкостей.
Чугун в чугуновозах направляют в сталеплавильные цехи, а в случае
выплавки так называемого товарного чугуна предназначенного для вывоза из
завода, – на разливочные машины.
На ленте машины крепятся около 300 мульд, и масса получаемых чушек
чугуна составляет 45 кг. Скорость движения конвейера выбирают из условия
затвердевания чугуна, она равна примерно 10 м /мин. Суточная
производительность двух ленточной машины около 2000 т. чугуна.
Шлак иногда выпускают не только вместе с чугуном, но и через шлаковые
летки. Для закрывания и открывания шлаковых леток применяют дистанционно
управляемые шлаковые стопоры рычажной конструкции обычно с пневматическим
приводом. Рабочим органом стопора является стальная пробка, которая плотно
закрывает охлаждаемую водой фурмочку. Шлак из печи, как верхний, так и
нижний, стекает по желобам в специальные устройства так называемой
припечной грануляции или же в шлаковозы, в которых его вывозят дальнейшей
переработки.
7 Контрольно–измерительная аппаратура доменной печи и ее назначение.
В настоящее время разработаны и внедряются различные новые приборы для
контроля доменного процесса и автоматизации отдельных операций. В
частности, освоено автоматическое регулирование дутья, подаваемого на
каждую фурму, автоматическое управление процессом вращения распределителя
шихты по температуре газов в нескольких точках периферийных зон колошника,
непрерывное измерение температуры выпускаемого чугуна, изменение
температуры очагов горения топлива у фурм.
Существенное значение имеют приборы, служащие для непрерывного
контроля состава доменного газа. Разработаны и проходят проверку различные
схемы автоматического управления доменным процессом, включающие
математическую обработку счетно-решающими машинами показаний приборов и
автоматизацию отдельных узлов контроля регулирования: распределение потока
газа по радиусу колошника, сход шихтовых материалов, тепловое состояние
отдельных зон печи, распределение потока газа по окружности печи.
Большое значение имеют автоматические устройства, регистрирующие
основные параметры доменного процесса. Устройства подобного рода
осуществляют последовательный опрос измерительных приборов, передают
измеренные и преобразованные величины в запоминающее, а затем на печатающее
устройство.
8 Основные технико-экономические показатели работы цеха (К.И.П.О. расход сырья и топлива, себестоимость чугуна).
Основными показателями, характеризущими работу доменной печи,
являются: производительность в единицу времени и расход кокса на тонну
выплавляемого чугуна. Для оценки производительности доменных печей
различного объема в отечественной практике применяют относительный
показатель: Коэффициент Использования Полезного Объема доменной печи,
представляющий собой отношение полезного объема доменной печи V ,
выраженного в м3, к ее среднесуточной производительности Р, выраженной в
тоннах, ти.е. т/сут: к.и.п.о. = V/ Р. Таким образом, единицей измерения
к.и.п.о. является м3?сут/т.
Важнейшим показателем доменной плавки, характеризующим экономичность
работы печи, служит удельный расход кокса. Его величина не только
непосредственно влияет на производительность печи, но и показывает
использование химической и тепловой энергий топлива в рабочем пространстве
печи. Почти все мероприятия, осуществляемые в доменном производстве,
находят свое отражение в удельном расходе кокса. На лучших доменных печах в
настоящее время расход кокса достигает 360 – 400 кг/т.
Коксохимическое производство
Основным продуктом коксохимического производства является кокс. Кокс
используется в различных процессах и в зависимости от них кокс может быть
разделен на металлургический кокс – для выплавки чугуна в доменных печах;
литейный кокс – для плавки чугуна и других материалов в вагранках; кокс для
электротермических производств – для получения фосфора, карбида кальция,
ферросплавов; кокс для шахтных печей – применяется для обжига руд цветных
металлов и для обжига известняка; кокс – для подготовки рудного сырья
(агломераты и окатыши); кокс для бытовых целей.
Главным потребителем кокса является черная металлургия. На доменные
печи поступает до 80% кокса, на литейные цели затрачивается до 10% кокса,
6% идет для получения цветных металлов и в химическую промышленность, 4% на
прочие цели.
Получают кокс на коксовой батарее методом термодиструкции при
температуре более 1200 О С из концентратов коксующихся углей.
1 Подготовка угля перед коксованием
Угольная шихта, которая перерабатывается на коксохимических заводах,
составляется на 100% из обогащенных углей, поступающих с предприятий
угледобывающей промышленности. При обогащении улучшаются технологические
свойства угля, его спекаемость и коксуемость, уменьшается (на 15-25%)
содержание серы, снижается зольность шихты. В результате обогащения
повышается спекаемость углей и шихты. Таким образом, обогащение углей и
шихт является важнейшим и необходимым моментом подготовки углей к
коксованию.
Процессу обогащения предшествует предварительное дробление,
классификация по крупности (грохочение), обеспыливание (дешламация), то
есть выделение мелких классов крупности частиц размером 25 мм., называется
металлургическим. Металлургический кокс предназначен для выплавки чугуна в
доменных печах. В доменном процессе кокс является основным источником тела
и источником получения восстановителя оксидов железа. В общем требования к
качеству кокса могут быть сформулированы следующим образом: кокс должен
иметь минимум влаги, минеральных веществ, серы, определенный уровень
прочности, оптимальный гранулометрический состав.
Литейный кокс предназначен для плавки чугуна и других материалов в
вагранках. Важнейшими показателями качества литейного кокса являются его
прочность и гранулометрический состав. Прочность литейного кокса должна
быть высокой, особенность прочность кусков, чтобы он не разрушался в
вагранке. Истираемость кокса может быть меньше, чем у доменного кокса, так
как вагранка значительно ниже и меньше доменной печи. Зольность и
сернистость литейного кокса должны быть меньше, чем у доменного кокса
(соответственно