Разработать технологическую схему производства стали марки 35Г2 и определить основные техникоэкономические показатели производства

Ìîñêîâñêèé èíñòèòóò ñòàëè è ñïëàâîâ.

êàôåäðà ìåòàëëóðãèè ñòàëè

"Òâîð÷åñòâî è ñàìîñòîÿòåëüíîñòü"

ÊÓÐÑÎÂÀß ÐÀÁÎÒÀ

ïî äèñöèïëèíå

"Ìåòàëëóðãèÿ ñòàëè è ñïëàâîâ è íîâûå ïðîöåññû"

Ãðóïïà ÌÝ-91-1

Ñòóäåíò Àíèêóøèí Ñ. Ñ.

Ïðåïîäàâàòåëü Êëþåâ Ì. Ï.

Çàäàíèå. Ðàçðàáîòàòü òåõíîëîãè÷åñêóþ ñõåìó ïðîèçâîäñòâà ñòàëè ìàðêè 35Ã2 è îïðåäåëèòü îñíîâíûå òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè ïðîèçâîäñòâà.

Èñõîäíûå äàííûå

Ñîñòàâ ÷óãóíà (âåñ %): Ñ-4.8, Si-0.85, Mn-0.75, P-0.24, S-0.08

Òåìïåðàòóðà ÷óãóíà, Ñ - 1315

Åìêîñòü êîíâåðòåðà, ò - 300

Îöåíêà __________________

Ââåäåíèå.

Ïîñëå ðàñïàäà ÑÑÑÐ â Ðîññèè îñòàëîñü îêîëî 60 % ïðåäïðèÿòèé ÷åðíîé ìåòàëëóðãèè. Ïðîáëåìû, âîçíèêøèå ïîñëå ðàñïàäà ÑÑÑÐ, â îñíîâíîì âîëíîâàëè îòðàñëü â 1991 ãîäó.  òå÷åíèå 1992 ãîäà õîçÿéñòâåííûå ñâÿçè áûëè â öåëîì âîññòàíîâëåíû. Îáúåìû ïðîèçâîäñòâà è ïîòðåáëåíèÿ ÷åðíûõ ìåòàëëîâ â Ðîññèè ñòàáèëèçèðîâàëèñü ê ñåðåäèíå 1993 ãîäà [2].

Ïîòåíöèàë ÷åðíîé ìåòàëëóðãèè Ðîññèè îïðåäåëÿåòñÿ ïðîèçâîäñòâåííûìè ìîùíîñòÿìè, ïîçâîëÿþùèìè ïðîèçâîäèòü (ìëí. ò. ãîä) [3]:

ãîòîâûé ïðîêàò 67

ñòàëü 94

÷óãóí 61

êîêñ 34

òîâàðíàÿ æåëåçíàÿ ðóäà 103

Ïî ïðîãíîçó Êîìèòåòà ÐÔ ïî ìåòàëëóðãèè, â 1993 ãîäó áóäåò ïðîèçâåäåíî 42,8 ìëí. ò ãîòîâîãî ïðîêàòà. Íî ñåãîäíÿ 50 % ïðîêàòà è 60% ñòàëè ïðîèçâîäèòñÿ â Ðîññèè íà óñòàðåâøåì îáîðóäîâàíèè. Â 1992 ãîäó 51,5 % ñòàëè èçãîòàâëèâàëîñü ìàðòåíîâñêèì ñïîñîáîì, 34,5% êîíâåðòåðíûì, 14% ýëåêòðîñòàëåïëàâèëüíûì. Ïî ïðîãíîçàì Êîìèòåòà ïî ìåòàëëóðãèè, â 1993 ãîäó ýòè ïîêàçàòåëè ïî÷òè íå èçìåíÿòñÿ. Ê òîìó æå áîëåå 76% ñòàëè ðàçëèâàåòñÿ â ñëèòêè, ÷òî âåäåò ê ïåðåðàñõîäó ýíýðãîðåñóðñîâ íà ñóììó $210 ìëí. â ãîä [2].

 öåëîì íàøà ÷åðíàÿ ìåòàëëóðãèÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ ñëåäóþùèìè îñîáåííîñòÿìè [3]:

· ïîâûøåííàÿ ìàòåðèàëî- è ýíåðãîåìêîñòü ïðîèçâîäñòâà;

· çíà÷èòåëüíûé èçíîñ îñíîâíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôîíäîâ, ïðåâûøàþùèé â öåëîì ïî îòðàñëè 50%, à ïî ðÿäó ïðåäïðèÿòèé 70%, íåâûñîêèé òåõíè÷åñêèé óðîâåíü ïðîèçâîäñòâà è ñâÿçàííûå ñ ýòèì êà÷åñòâî è êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòü ïðîäóêöèè;

· íåñáàëàíñèðîâàííîñòü ïîäîòðàñëåé è îòäåëüíûõ ïåðåäåëîâ, îñîáåííî èç-çà ðàçðûâà ñâÿçåé ïî ìåæîòðàñëåâîé è âíóòðèîòðàñëåâîé êîîïåðàöèè ñûðüÿ è ïîëóôàáðèêàòîâ;

· êðàéíå íåóäîâëåòâîðèòåëüíàÿ ýêîëîãè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà â ðåãèîíàõ ñ ìåòàëëóðãè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòüþ.

Îñíîâíàÿ ìàññà ìåòàëëóðãè÷åñêîé ïðîäóêöèè â Ðîññèè ïðîèçâîäèòñÿ ïî íåñîâðåìåííîé òåõíîëîãèè íà ìîðàëüíî è ôèçè÷åñêè óñòàðåâøåì îáîðóäîâàíèè, òåõíè÷åñêèé óðîâåíü êîòîðîé ñîîòâåòñòâóåò øåñòèäåñÿòûì ãîäàì [3]. Âñëåäñòâèå ýòîãî ïðîäóêöèÿ èìååò ïîâûøåííóþ ìàòåðèàëî- è ýíåðãîåìêîñòü.

Ðàñïàä åäèíîãî ìåòàëëóðãè÷åñêîãî êîìïëåêñà îñîáåííî îñòðî ñêàçàëñÿ íà ìèíåðàëüíî-ñûðüåâîé áàçå.  Ðîññèè îòñóòñòâóþò ìåñòîðîæäåíèÿ è ïðåäïðèÿòèÿ ïî äîáû÷å ìàðãàíöåâûõ è õðîìîâûõ ðóä, îñíîâíûå çàïàñû êîòîðûõ íàõîäÿòñÿ íà Óêðàèíå è â Êàçàõñòàíå. Íåäîñòàòî÷íà ñûðüåâàÿ áàçà îãíåóïîðíîé ïðîìûøëåííîñòè [3].

Èç-çà áîëüøîãî êîëè÷åñòâà óñòàðåâøèõ îñíîâíûõ ôîíäîâ ìåòàëëóðãèÿ íàíîñèò çíà÷èòåëüíûé óùåðá îêðóæàþùåé ñðåäå - 400-450 ìëðä. ðóá (öåíû 1992 ã.) [3].

Èç-çà âûñîêèõ òàìîæåííûõ ïîøëèí, ïðîòåêöèîíèñòñêèõ ìåð è âûñîêîé êîíêóðåíöèè ïðàêòè÷åñêè íå ïîääàþòñÿ ðàñøèðåíèþ ðûíêè ñáûòà â Çàïàäíîé Åâðîïå, Ñåâåðíîé è Öåíòðàëüíîé Àìåðèêå. Âûñîêêàÿ ðåñóðñîåìêîñòü ïðîèçâîäñòâà ïðè íåäîñòàòî÷íî âûñîêîì óðîâíå êà÷åñòâà îáóñëîâëèâàþò íèçêóþ êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòü áîëüøèíñòâà âèäîâ ãîòîâîé ïðîäóêöèè è íà ìèðîâîì ðûíêå ìîæåò êîíêóðèðîâàòü òîëüêî 10-15% ãîòîâîé ìåòàëëîïðîäóêöèè: ýëåêòðîòåõíè÷åñêàÿ ñòàëü (÷àñòè÷íî), àðìàòóðíàÿ ñòàëü, ëåãèðîâàííûé ñîðòîïðîêàò, ðåëüñû, ñóäîâàÿ ëèñòîâàÿ ñòàëü è íåêîòîðûå äðóãèå, à òàêæå ïîëóôàáðèêàòû (÷óãóí, çàãîòîâêà äëÿ ïåðåäåëà, ãîðÿ÷åêàòàííûå ðóëîíû) [3].

Ìîæíî âûäåëèòü ñëåäóþùèå îñíîâíûå òåõíîëîãè÷åñêèå íàïðàâëåíèÿ ðàáîò ïî ìîäåðíèçàöèè ïðîèçâîäñòâà [1,3]:

· êîìïëåêñíîå èñïîëüçîâàíèå ñûðüÿ;

· áîëåå ãëóáîêîå îáîãàùåíèå ðóä, ìàêñèìàëüíî âîçìîæíàÿ ïåðåðàáîòêà íàêîïëåííîãî è îáðàçóþùåãîñÿ ìåòàëëè÷åñêîãî ëîìà ñ öåëüþ ñíèæåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêèõ çàòðàò;

· ñîâåðøåíñòâîâàíèå ñòðóêòóðû ñòàëåïëàâèëüíîãî ïðîèçâîäñòâà ïóòåì çàìåíû ìàðòåíîâñêèõ ïå÷åé íà ñîâðåìåííûå ñòàëåïëàâèëüíûå àãðåãàòû ñ ðàçëèâêîé ñòàëè íà ÌÍËÇ;

· ìèíèìèçàöèÿ èçäåðæåê ïðîèçâîäñòâà, âêëþ÷àÿ òðàíñïîðòíûå ðàñõîäû íà ïåðåâîçêó ñûðüÿ è ãîòîâîé ïðîäóêöèè;

· îðãàíèçàöèÿ ïðîèçâîäñòâà îòäåëüíûõ âèäîâ ìåòàëëîïðîäóêöèè, ñíèæàþùèõ óäåëáíóþ ìåòàëëîåìêîñòü íàöèîíàëüíîãî äîõîäà, âêëþ÷àÿ õîëîäíîêàòàííûé ëèñò, êîððîçèîííî-çàùèùåííûå ìåòàëëè÷åñêèå èçäåëèÿ, õîëîäíîãíóòûå ïðîôèëè è äð.;

· ïîâûøåíèå êà÷åñòâà ñòàëüíîé çàãîòîâêè (ñîäåðæàíèå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â óçêèõ ïðåäåëàõ, áåçäåôåêòíàÿ ïîâåðõíîñòü, êà÷åñòâåííàÿ ìàêðî- è ìèêðîïðîäóêöèÿ.

 îòíîñèòåëüíî êðàòêîñðî÷íîé (10-20 ëåò) ïåðñïåêòèâå íàèáîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûìè áóäóò êîíâåðòåðíûé è ýëåêòðîñòàëåïëàâèëüíûé ïðîöåññû [1].

 ïåðåõîäíûé ïåðèîä ÷àñòü ñòàëè áóäåò âûïëàâëÿòüñÿ â ìàðòåíîâñêèõ ïå÷àõ. Çäåñü âîçìîæíû äâà ïàðàëëåëüíî èäóùèõ ïðîöåññà: ðåêîíñòðóêöèÿ ìàðòåíîâñêèõ ïå÷åé â ïðÿìîòî÷íûå àãðåãàòû è âîçâðàò ê êëàññè÷åñêîìó ìàðòåíîâñêîìó ïðîöåññó áåç èñïîëüçîâàíèÿ êèñëîðîäà èëè ñ âåñüìà îãðàíè÷åííûì åãî ïðèìåíåíèåì. Ïðè ýòîì äëèòåëüíîé ïåðñïåêòèâû ýòè ïðîöåññû íå èìåþò. Èäóò ïîïûòêè ïîèñêà ðåøåíèé âïèñàòü â ñóùåñòâóþùèå çäàíèÿ ìàðòåíîâñêèõ öåõîâ êîíâåðòåðû è ýëåêòðîïå÷è ïðè èõ ñîîòâåòñòâèè ñàìûì ñîâðåìåííûì òðåáîâàíèÿì, à òàêæå ðàçðàáîòàòü íîâûé êîíêóðåíòîñïîñîáíûé ñòàëåïëàâèëüíûé àãðåãàò (íàïðèìåð óæå ôóíêöèîíèðóþùàÿ â ÑØÀ òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà òèïà: ïëàâèëüíûé àãðåãàò - óñòàíîâêà âíåïå÷íîé îáðàáîòêè - óñòàíîâêà ïîëó÷åíèÿ çàãîòîâêè ìàëîãî ñå÷åíèÿ - ïðîêàòíûé ñòàí) [1].

Êîìèòåò ïî ìåòàëëóðãèè ïîäãîòîâèë ïðîåêò "Íàöèîíàëüíîé ïðîãðàììû òåõíè÷åñêîãî ïåðåâîîðóæåíèÿ è ðàçâèòèÿ ìåòàëëóðãèè Ðîññèè".  òå÷åíèå 1993-2000 ãã. ïðîåêòîì ïðåäóñìîòðåíà ëèêâèäàöèÿ ìàðòåíîâñêîãî ïðîèçâîäñòâà ñ çàìåíîé åãî êîíâåðòåðíûì è ýëåêòðîñòàëåïëàâèëüíîì íà çàâîäàõ â ×åëÿáèíñêå, Ìàãíèòîãîðñêå, Íîâîêóçíåöêå è â Íèæíåì Òàãèëå. Íà äðóãèõ ïðåäïðèÿòèÿõ áóäåò ïðîèñõîäèòü ÷àñòè÷íàÿ çàìåíà îáîðóäîâàíèÿ, ÷òî äîëæíî óâåëè÷èòü äîëþ ïðîèçâîäñòâà êîíâåðòåðíîé ñòàëè ê 2000 ãîäó äî 52% [2].

Âñå ñòàëåïëàâèëüíîå îáîðóäîâàíèå, âêëþ÷àÿ êîíâåðòåðû, ýëåêòðîñòàëåïëàâèëüíûå ïå÷è, óñòàíîâêè âíåïå÷íîé îáðàáîòêè ñòàëè è ìàøèíû íåïðèðûâíîãî ëèòüÿ çàãîòîâîê, íàìå÷àåòñÿ èçãîòîâèòü íà îòå÷åñòâåííûõ ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ ïðåäïðèÿòèÿõ è çàâîäàõ ÂÏÊ. Ïî èìïîðòó ïðåäïîëàãàåòñÿ ïðèîáðåñòè ëèøü ýëåêòðîííóþ è ãèäðàâëè÷åñêóþ àïïàðàòóðó äëÿ àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñèñòåì [2].

Ââûïîëíåíèå íàöèîíàëüíîé ïðîãðàììû îáëåã÷èò ñîçäàíèå îòðàñëåâîãî áàíêà, êîòîðûé óæå ïîëó÷èë ëèöåíçèþ è ïðèñòóïàåò ê ðàáîòå. Îäíàêî íå ðåøåíû åùå ìíîãèå ôèíàíñîâûå ïðîáëåìû îòðàñëè. Ïðåäïðèÿòèÿ òðåáóþò èíäåêñèðîâàòü îáîðîòíûå ñðåäñòâà è ïðîñÿò èçìåíèòü óñòàíîâëåííûé Ìèíôèíîì ïîðÿäîê âûäåëåíèÿ áþäæåòíûõ ñðåäñòâ ïî ôàêòè÷åñêîìó îñâîåíèþ êàïèòàëüíûõ âëîæåíèé, êîòîðûé ïðîòèâîðå÷èò ñóùåñòâóþùåìó ïîðÿäêó ïðåäîïëàòû ñ÷åòîâ çà ìàòåðèàëû, ðåñóðñû è óñëóãè [2].

Ñåðüåçíîé ïðîáëåìîé îñòàþòñÿ íåäîñòàòêè ñëóæáû ñåðòèôèêàöèè è ñòàíäàðòèçàöèè, à òàêæå íåýôôåêòèâíîå ôóíêöèîíèðîâàíèå òàìîæåííîãî êîíòðîëÿ è ïîðòîâûõ õîçÿéñòâ (â êîíöå 1992 ãîäà áîëåå ìèëëèîíà òîíí ìåòàëëîïðîäóêöèè ñêîïèëîñü â ïîðòàõ èëè áðîøåíî íà ïîäõîäàõ ê íèì) [2].

Çà ïåðâîå ïîëóãîäèå 1993 ãîäà èíâåñòèöèè â îòðàñëü ñîñòàâèëè 242 ìëðä. ðóáëåé, îæèäàåòñÿ, ÷òî ê êîíöó ãîäà îíè óâåëè÷àòñÿ äî 510 ìëðä. ðóáëåé.  1992 ãîäó îíè ñîñòàâèëè 61,7 ìëðä. ðóáëåé [2].

Ïðåäïðèÿòèÿ óæå íå æäóò ïîìîùè èç ãîñáþäæåòà, à îáåñïå÷èâàþò ñåáÿ ñàìè, èñïîëüçóÿ ïðèáûëü, êîììåð÷åñêèå è ëüãîòíûå êðåäèòû. Îäíàêî ìîùíîñòè ïî ïðîèçâîäñòâó ïðîêàòà è òðóá â 1992 ãîäó áûëè çàãðóæåíû âñåãî íà 72 ïðîöåíòà. Ïîýòîìó áîëüøóþ ðîëü äëÿ îòðàñëè èãðàþò èíâåñòèöèè â ìàøèíîñòðîèòåëüíûé, íåôòå-ãàçîâûé è âîåííî-ïðîìûøëåííûé êîìïëåêñû, ïîñêîëüêó ýòî îáåñïå÷èâàåò ñïðîñ íà ïðîäóêöèþ [2].

Ñóùåñòâåííûì ÿâëÿåòñÿ òîò ôàêò, ÷òî 75% ñðåäñòâ íà âûïîëíåíèå íàöèîíàëüíîé ïðîãðàììû ó ïðîèçâîäèòåëåé åñòü (69,9% - ñâîè ñðåäñòâà, 5,1% - èíîñðàííûå èíâåñòèöèè è êîììåð÷åñêèå êðåäèòû). Åäèíñòâåííîé ïðîñüáîé ê ãîñóäàðñòâó îñòàåòñÿ ïðîñüáà îá îòñðî÷êå ïî ïëàòåæàì òàìîæåííûõ ïîøëèí. Ýòî ñâÿçàíî ñî ñïåöèôèêîé ïóñêà íîâîãî îáîðóäîâàíèÿ , äëÿ ïîäãîòîâêè êîòîðîãî òðåáóåòñÿ îêîëî ãîäà. Çà ñ÷åò òàêîé îòñðî÷êè îòðàñëü áóäåò èìåòü íåäîñòàþùèå 25% ñðåäñòâ íà âûïîëíåíèå íàöèîíàëüíîé ïðîãðàììû [2].

Íî âñå ýòè ïëàíû è îæèäàíèÿ ìîãóò áûòü ïåðå÷åðêíóòû ïðè ââåäåíèè ñâîáîäíûõ öåí íà ýíåðãîíîñèòåëè. Êàê ïîêàçûâàþò ðàñ÷åòû Êîìèòåòà ÐÔ ïî ìåòàëëóðãèè, ïîâûøåíèå öåí íà óãîëü è ýíåðãîíîñèòåëè áîëåå ÷åì â òðè ðàçà ïðèâåäåò ê ñåðüåçíîìó êðèçèñó íå òîëüêî â ÷åðíîé ìåòàëëóðãèè, íî è âî ìãíîãèõ îòðàñëÿõ [2].

 1992 ãîäó ïðèâàòèçàöèåé áûëî îõâà÷åíî áîëüøèíñòâàî ïðåäïðèÿòèé îòðàñëè (171 îò÷èòàâøååñÿ èç 221). Îêîëî 70% ïðåäïðèÿòèé (92 èç 221) âûáðàëè âòîðîé åå âàðèàíò (51% àêöèé ïðèíàäëåæèò ïåðñîíàëó). Îñòàåòñÿ ïîêà íå äîñòèãíóòîé ãëàâíàÿ öåëü ïðèâàòèçàöèè: îíà íå ñïîñîáñòâóåò ñòàáèëèçàöèè ïðîèçâîäñòâà è íå îáåñïå÷èâàåò ðîñòà ïðîèçâîäèòåëáíîñòè òðóäà.  Êîìèòåòå ÐÔ ïî ìåòàëëóðãèè ñ÷èòàþò, ÷òî ñóùåñòâóþùåå çàêîíîäàòåëüñòâî íå äàåò âîçìîæíîñòè îðãàíàì ôåäåðàëüíîé èñïîëíèòåëüíîé âëàñòè îêàçûâàòü âëèÿíèå íà ïðîöåññû àêöèîíèðîâàíèÿ ïîäâåäîìñòâåííûõ ïðåäïðèÿòèé. Îñíîâíûì ñðåäñòâîì ãîñóäàðñòâåííîãî âëèÿíèÿ êîìèòåò âèäèò ñîõðàíåíèå â ôåäåðàëüíîé ñîáñòâåííîñòè íà 3 ãîäà êîíòðîëüíîãî ïàêåòà àêöèé è âûïóñê ïðè ýìèññèè àêöèé ýòèõ ïðåäïðèÿòèé "Çîëîòîé àêöèè". Ïðè ýòîì êîìèòåò íàìåðåí ïðåäñòàâëÿòü èíòåðåñû ãîñóäàðñòâà ïî àêöèÿì, çàêðåïëåííûì â ôåäåðàëüíîé ñîáñòâåííîñòè [2].

Ðàçðàáîòêà òåõíîëîãè÷åñêîé ñõåìû ïðîèçâîäñòâà ñòàëè ìàðêè 35Ã2.

1. Õàðàêòåðèñòèêà ìàðêè ñòàëè 35Ã2 [7].

Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ.

Ñ

Si

Mn

P

S

Cu

Cr

Ni

0,31-0,39

0,17-0,37

1,4-1,8

0,035

0,035

0,30

0,30

0,30

Íàçíà÷åíèå - âàëû, ïîëóîñè, öàïôû, ðû÷àãè ñöåïëåíèÿ, âèëêè, ôëàíöû, êîëåí÷àòûå âàëû, øàòóíû, áîëòû, êîëüöà, êîæóõè, øåñòåðíè è äðóãèå äåòàëè, ïðèìåíÿåìûå â ðàçëè÷íûõ îòðàñëÿõ ìàøèíîñòðîåíèÿ, ê êîòîðûì ïðåäúÿâëÿþòñÿ òðåáîâàíèÿ ïîâûøåííîé èçíîñîñòîéêîñòè.

Òåõíîëîãè÷åñêèå ñâîéñòâà:

Òåìïåðàòóðà êîâêè, C: íà÷àëà 1200, êîíöà 800.

Ñâàðèâàåìîñòü - ÐÄÑ, íåîáõîäèìûé ïîäîãðåâ è ïîñëåäóþùàÿ òåðìîîáðàáîòêà, ÊÒÑ, òðåáóåòñÿ ïîñëåäóþùàÿ òåðìîîáðàáîòêà.

Îáðàáàòûâàåìîñòü ðåçàíèåì - ïðè HB 156-207 K òâ.ñïë.=0,85,

Êá.ñò.=0,65

Ôëîêåíî÷óâñòâèòåëüíîñòü - ÷óâñòâèòåëüíà.

Ñêëîííîñòü ê îòïóñêíîé õðóïêîñòè - ñêëîííà.

2. Àíàëèç ñîñòàâà ÷óãóíà, âíåäîìåííàÿ îáðàáîòêà ÷óãóíà, îïðåäåëåíèå ðàñõîäà ðåàãåíòîâ íà îáðàáîòêó.

Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ÷óãóíà:

Ñ

Si

Mn

S

P

4,8

0,85

0,75

0,08

0,24

Ñîäåðæàíèå ïðèìåñåé â öåëîì ñîîòâåòñòâóåò îïòèìàëüíîìó, çà èñêëþ÷åíèåì ñåðû, ñîäåðæàíèå êîòîðîé â ÷óãóíå ñîñòàâëÿåò 0,08% è ÿâëÿåòñÿ íåäîïóñòèìûì, ò. ê. íåâîçìîæíî òîãäà ïîëó÷èòü ñòàëü ñ ñîäåðæàíèåì ñåðû ìåíåå 0,035%. Ñ öåëüþ óìåíüøåíèÿ ñîäåðæàíèÿ ñåðû â ÷óãóíå ïðîâîäèòñÿ âíåäîìåííàÿ äåñóëüôóðàöèÿ ïîðîøêîîáðàçíîé èçâåñòüþ â ïîòîêå ïðèðîäíîãî ãàçà â êîâøàõ ìèêñåðíîãî òèïà.

Äåñóëüôóðàöèÿ ÷óãóíà èçâåñòüþ.

[S]í=0,08

[S]ê=0,03

T÷=1315Ñ

[S]ê=0,005+4,05[S]í/2,2q+0,23(S)èçâ.

[S]èçâ.=0,022

q=4,05[S]í/{2,2([S]ê-0,005-0,23(S)èçâ.)}

q=4,05*0,08/2,2(0,03-0,005-0,23*0,022)=7,39 êã/ò ÷óã

3. Îïðåäåëåíèå ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé äîëè ëîìà.

Ïðèõîä òåïëà

1) Q÷óã.ôèç.=100[0,7451200+217+0,88(1290-1200)]=119020 êÄæ

Ñ=4,8-0,9050,3=4,528

Si=0,85

Mn=0,75-0,9050,1=0,66

P=0,24-0,9050,02=0,222

Q÷óã.õèì.=14786*4,528+28160*0,85+7000*0,66+29606*0,222=102079 êÄæ

3) Gøë.=100[(1+3)*2,14*0,85+1,29*0,66+2,29*0,222+1]/(100-10)=10,71 êÄæ

Q FeO=4225*0,01*10*10,71=4525 êÄæ

4) Q Fe äûì=5100*1,5=7650 êÄæ

Qïðèõ.=233274 êÄæ

Ðàñõîä òåïëà

1) Qñò.ôèç.=90,3[0,7*1500+276+0,84(1539-80*0,3+100-1500)]=128400 êÄæ

2) Qøë.ôèç.=10,17(1,25*1615+210)=22666,4 êÄæ

3) Qãàç.ôèç.=0,9*4,528*1500*1,176*28/12+0,1*4,528*1500*1,892*44/12=20204 êÄæ

4) Qäûì=(1,23*1500+210)*2,14=4398 êÄæ

5) Qïîò.=(128400+22666+20204+4398)*3/97=5433 êÄæ

Qðàñõ.=181101 êÄæ

Q=233274-181101=52173 êÄæ

Q'=-1020,79+1284+214,521=477,7 êÄæ

Gë=52173*[1+477,7/(1190,2+1020,79)]/(1190,2+1020,79)=28,69 %

Ïîâûøåíèå äîëè ëîìà â øèõòå êîíâåðòåðà äîñòèãàåòñÿ ïóòåì óâåëè÷åíèÿ ïðèõîäà òåïëà â ðàáî÷åå ïðîñòðàíñòâî êîíâåðòåðà. Ïðè ïåðåõîäå íà ðàáîòó ñ êîìáèíèðîâàííûì äóòüåì íåñêîëüêî ñíèæàåòñÿ êîëè÷åñòâî ïîñòóïàþùåãî â êîíâåðòåð òåïëà â ñëåäñòâèå ìåíüøåãî ðàçâèòèÿ îêèñëèòåëüíûõ ðåàêöèé â âàííå ïî ñðàâíåíèþ ñ îáû÷íîé ïðîäóâêîé êèñëîðîäîì ñâåðõó, à òàêæå îõëàæäàþùåãî äåéñòâèÿ äîííîãî äóòüÿ èíåðòíûì ãàçîì.

Ñ öåëüþ óâåëè÷åíèÿ ïðèõîäà òåïëà â ðàáî÷åå ïðñòðàíñòâî êîíâåðòåðà èñïîëüçóþò êîìáèíàöèþ óâåëè÷åíèÿ ñòåïåíè äîæèãàíèÿ ÑÎ è ïðåäâàðèòåëüíûé íàãðåâ ëîìà.

Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ñòåïåíè äîæèãàíèÿ CO èñïîëüçóþò äâóõúÿðóñíûå ôóðìû. Ïðè ýòîì áîëüøàÿ ÷àñòü îáðàçóþùåãîñÿ CO2 ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ÑÎ âòîðè÷íîãî êèñëîðîäà äóòüÿ âåðõíåãî ÿðóñà. Ïðè ýòîì îáúåì îòõîäÿùèõ ãàçîâ íå óâåëè÷èâàåòñÿ è íàãðóçêà íà ãàçîî÷èñòêó íå âîçðàñòàåò.

Êðîìå òîãî èñïîëüçóþò ïðåäâàðèòåëüíûé íàãðåâ ëîìà äî 600Ñ â ïîëîñòè êîíâåðòåðà ïðèðîäíûì ãàçîì.

Qäîï. ëîì=(600-20)*28,69*0,7=11648 êÄæ

q=11648/(1190,2+1020,79)=5,27%

Qco=0,3*23583*0,3*4,528=9610,5 êÄæ

q=9610,5/(1190+1020,8)=4,35%

Gë. max=28,69+5,27+4,35=38,31%

4. Ïðîäóâêà.

Êîìáèíèðîâàííîå äóòüå ñïîñîáñòâóåò áîëåå ïîëíîìó ðàôèíèðîâàíèþ ìåòàëëà îò ïðèìåñåé, îáåñïå÷èâàåò ïîâûøåíèå âûõîäà ãîäíîãî.

Ïðèìåíåíèå äîííîé ïðîäóâêè èíåðòíûì ãàçîì ñïîñîáñòâóåò èíòåíñèâíîìó ïåðåìåøèâàíèþ ìåòàëëè÷åñêîé âàííû è ñîîòâåòñòâåííî ïðèáëèæàåò ê ðàâíîâåñèþ ðåàêöèè ìåæäó ìåòàëëîì è øëàêîì.

Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå èç ýòîé ãðóïïû ïðîöåññîâ ïîëó÷èë LBE-ïðîöåññ (Lance-Bubling-Equilibrum), ðàçðàáîòàííûé ôèðìîé ABBED (Ëþêñåìáóðã) è èíñòèòóòîì IRSID (Ôðàíöèÿ). Ïðîöåññ LBE ïðåäóñìàòðèâàåò âäóâàíèå â ìåòàëëè÷åñêóþ âàííó ÷åðåç ïîðèñòûå îãíåóïîðíûå áëîêè â äíèùå êîíâåðòåðà èíåðòíîãî ãàçà (Ar, N2, CO2) â ñî÷åòàíèè ñ âåðõíèì êèñëîðîäíûì äóòüåì. Äëÿ âåðõíåé ïðîäóâêè èñïîëüçóþò ñïåöèàëüíóþ äâóõúÿðóñíóþ ôóðìó, â êîòîðîé êðîìå îáû÷íûõ ñîïåë, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ âäóâàíèÿ êèñëîðîäà â âàííó, èìååòñÿ ðÿä îòâåðñòèé äëÿ ïîòîêà êèñëîðîäà äëÿ äîæèãàíèÿ CO äî CO2. Ïðîäóâêó èíåðòíûì ãàçîì ÷åðåç ïîðèñòûå áëîêè íà÷èíàþò çà íåñêîëüêî ìèíóò äî îêîí÷àíèÿ êèñëîðîäíîé ïðîäóâêè ñâåðõó è ïðîäîëæàþò åå â òå÷åíèå 1-2 ìèí ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ âåðõíåãî äóòüÿ. Îïûò ðàáîòû 310- è 210-ò êîíâåðòåðîâ LBE ñâèäåòåëüñòâóåò î ïîâûøåíèè âûõîäà ãîäíîãî íà 0,5-0,6%, ñíèæåíèè ðàñõîäà àëþìèíèÿ è êèñëîðîäà íà 1,2 ì3/ò. Áëàãîäàðÿ âûñîêèì òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèì ïîêàçàòåëÿì LBE-ïðîöåññ øèðîêî âíåäðåí â ïðàêòèêó êèñëîðîäíî-êîíâåðòåðíîãî ïðîèçâîäñòâà.

Äëÿ ôóòåðîâêè èñïîëüçóþòñÿ ïåðèêëàçîóãëåðîäèñòûå îãíåóïîðû. Îíè îáëàäàþò âûñîêîé òåðìîñòîéêîñòüþ, ïîâûøåííîé óñòîé÷èâîñòüþ ê ïðîíèêíîâåíèþ øëàêà; íà èõ ïîâåðõíîñòè îáðàçóåòñÿ ïðî÷íîå øëàêîâîå ïîêðûòèå, êîòîðîå îáåñïå÷èâàåò âûñîêóþ ñòîéêîñòü ôóòåðîâêè.

Ñ öåëüþ ïîâûøåíèÿ ñòîéêîñòè ôóòåðîâêè ïðèìåíÿåòñÿ äîëîìèòèçèðîâàííàÿ èçâåñòü.

Ïðîäóâêà.

Ñ

Si

Mn

S

P

Cu

Cr

Ni

×óãóí 61,7%

4,8

0,85

0,75

0,03

0,24

Ëîì 38,3%

0,268

0,12

0,76

0,039

0,039

0,06

0,06

0,06

ÆÓÐ

3,06

0,57

0,75

0,033

0,163

0,02

0,02

0,02

Ïîëóïðîäóêò

0,3

0

0,1

0,025

0,02

0,02

0,02

0,02

Êîëè÷åñòâî îêèñëèâøèõñÿ ïðèìåñåé, êã/100 êã ì.ø.

Ñ: 3,06-0,905*0,3=2,788

Si: 0,57

Mn: 0,75-0,905*0,1=0,659

S: 0,033-0,905*0,025=0,01

P: 0,163-0,905*0,02=0,145

Ðàñõîä êèñëîðîäà íà îêèñëåíèå ïðèìåñåé

C: 0,7*2,788*16/12+0,3*2,788*32/12=4,832

Si: 0,57*32/28=0,65

Mn: 0,659*16/55=0,192

S: 0,1*0,01*32/32=0,001

P: 0,145*5*32/4/31=0,187

Fe: 1,5*3*32/4/56=0,643

[O]: 0,9*0,01*16/32=0,0045

=4,832+0,65+0,192+0,001+0,187+0,643-0,0045=6,5

Îïðåäåëåíèå ðàñõîäà èçâåñòè

ñîñòàâ

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

Fe2O3

C

H3O

CO2

èçâåñòü

3

70

23

1

1

2

áîêñèò

20

4

52

18

6

ôóòåðîâêà

6,8

79,2

14,0

CaO SiO2

èç ôóòåðîâêè 0,02

èç áîêñèòà 0,024 0,12

èç èçâåñòè 0,7y 0,03y

èç ìåòàëëîøèõòû 1,22

3=(0,044+0,7y)/1,34+0,03y)

y=6,518

Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ øëàêà

èñòî÷íèê øëàêà

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

S

MnO

P2O5

Fe2O3

FeO

ìåòàëëîøèõòà

1,22

0,009

0,851

0,332

0,088

0,78

ôóòåðîâêà

0,02

0,28

áîêñèò

0,12

0,022

0,312

0,108

èçâåñòü

0,195

4,56

1,5

0,065

èòîãî, êã

1,513

4,602

1,78

0,312

0,009

0,851

0,332

0,261

0,78

%

20,16

48,18

4,16

4,49

0,001

9,21

3,779

2,5

7,5

ìàññà øëàêà áåç îêñèäîâ Fe =9,399 êã

FeO=10%

Møë.=8,319/0,9=10,44 êã

Ìàññà îêñèäîâ Fe = 10,44-9,399=0,921 êã

FeO=0,783 êã

Fe2O3=0,261 êã

0,261-0,065-0,108=0,088 Fe2O3 ïîñòóïèò èç Ìå

0,792 Fe óõîäèò â øëàê

0,2 êèñëîðîäà ðàñõîäóåòñÿ íà îêèñëåíèå äî FeO è Fe2O3

=100-0,792-1-0,5-1,5-4,172=92,04

1000/0,9204=1086,78 êã/ò - ðàñõîä ìåòàëëîøèõòû

383/0,9204=416,12 êã/ò - ðàñõîä ëîìà

O2=6,5+0,2=6,7 êã

95% O2 óñâîèòñÿ

Ñîñòàâ òåõíè÷åñêîãî êèñëîðîäà : 99,5% O2, 0,5% N2

Ðàñõîä òåõíè÷åñêîãî êèñëîðîäà : 6,7*22,4/(32*0,95*0,995)=4,962 ì3

V N2 =4,962*0,005=0,0248 ì3

M N2 =0,0248*28/22,4=0,031 êã

V O2 íåóñâ.=(4,962-0,031)*0,05=0,246 ì3

M O2 íåóñâ.=0,246*32/22,4=0,352 êã

M O2 òåõí.=6,7+0,031+0,352=7,083 êã

q O2 =49,62/0,9204=53,91 ì3/ò

=53,91/3,5=15,4 ìèí.

q Ar =6*0,1=0,6 ì3/ò

Cîñòàâ è êîëè÷åñòâî îòõîäÿùèõ ãàçîâ

êã/100 êã ì.ø.

ì3

%

CO2

3,0668

1,4312

25,92

CO

4,554

3,6432

65,98

H3O

0,0688

0,0856

1,55

O2

0,352

0,2464

4,46

N2

0,031

0,0248

0,46

SO2

0,002

0,0007

0,01

Ar

0,06

0,0896

1,62

8,1146

5,5215

100

Ìàòåðèàëüíûé áàëàíñ

Ïîñòóïèëî

Ïîëó÷åíî

¹

êã/100 êã

¹

êã/100 êã

1

÷óãóí

61,7

1

ïîëóïðîäóêò

92,04

2

ëîì

38,3

2

øëàê

10,44

3

èçâåñòü

6,518

3

ãàçû

8,115

4

áîêñèò

0,6

4

êîðîëüêè

0,5

5

ôóòåðîâêà

0,3

5

âûáðîñ

1,0

6

òåõíè÷åñêèé êèñëîðîä

7,08

6

ïûëü

2,143

7

àðãîí

0,06

7

èòîãî

114,24

8

èòîãî

114,54

Íåâÿçêà 0,3 (0,26%)

5. Âíåïå÷íàÿ îáðàáîòêà. Ðàçëèâêà.

Ñ

Si

Mn

S

P

Cu

Cr

Ni

Ïîëóïðîäóêò

0,3

0,1

0,025

0,02

0,02

0,02

0,02

Ñòàëü

0,31-0,39

0,17-0,37

1,4-1,8

0,035

0,035

0,30

0,30

0,30

Ëåãèðîâàíèå ñèëèêîìàðãàíåöåì ÑÌí14

ð=1,4/0,8*0,65=2,69 êã/100 êã

[Si]=2,69*0,14*0,8=0,3 êã

[Mn]=0,1+1,4=1,5 êã

[C]=0,3+2,69*0,8*0,025=0,354 êã

[P]=0,02+2,69*0,8*0,0025=0,025 êã

[S]=0,025+2,69*0,8*0,0003=0,026 êã

Ââèäó îòâåòñòâåííîñòè âûïëàâëÿåìîé ñòàëè íåîáõîäèìî ïðîâåñòè åå âíåïå÷íóþ îáðàáîòêó ñ öåëüþ äåãàçàöèè è óñðåäíåíèÿ.

Äëÿ âíåïå÷íîé îáðàáîòêè èñïîëüçóåòñÿ óñòàíîâêà öèðêóëÿöèîííîãî âàêóóìèðîâàíèÿ (RH-ïðîöåññ). Äëÿ ýòîãî ïðîöåññà õàðàêòåðíà âûñîêàÿ ñòåïåíü óäàëåíèÿ âîäîðîäà, áîëüøàÿ ãèáêîñòü è ýêîíîìè÷íîñòü. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü îáðàáîòêè ñîñòàâëÿåò 25 ìèí.

Ðàçëèâêà ïðîèçâîäèòñÿ íà ÌÍËÇ. Ýòî ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü âûõîä ãîäíîãî ïðîêàòà íà 6-12%. Âñëåäñòâèå ìàëûõ ïîïåðå÷íûõ ðàçìåðîâ ñëèòêà è âûñîêîé ñêîðîñòè êðèñòàëëèçàöèè ñòàëè îãðàíè÷èâàåòñÿ ðàçâèòèå ëèêâàöèè. Ñëèòîê, îòëèòûé íà ÌÍËÇ, çàòâåðäåâàåò â ñòàáèëüíûõ óñëîâèÿõ è èìååò âûñîêóþ ñòðóêòóðíóþ è õèìè÷åñêóþ îäíîðîäíîñòü. Íåïðèðûâíî ëèòûå ñëèòêè èëè çàãîòîâêè ïðîêàòûâàþò íåïîñëåäñòâåííî íà ëèñòîâûõ èëè ñîðòîâûõ ñòàíàõ. Ïðèìåíåíèå íåïðèðûâíîé ðàçëèâêè ñòàëè ïîçâîëÿåò èñêëþ÷èòü èç ïðîèçâîäñòâåííîãî öèêëà îïåðàöèè ïî ïîäãîòîâêå ðàçëèâî÷íîãî ñîñòàâà èëè êàíàâû, ïðîêàòêå íà îáæèìíûõ ñòàíàõ è äðóãèõ. Âñå ýòî ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ êàïèòàëüíûõ çàòðàò, óñòðàíåíèþ ðÿäà òðóäîåìåèõ îïåðàöèé, ñîêðàùåíèþ äëèòåëüíîñòè ïðîèçâîäñòâåííîãî öèêëà îò âûïóñêà ñòàëè äî ïîëó÷åíèÿ ãîòîâîãî ïðîêàòà.

Èñïîëüçóåòñÿ êðèâîëèíåéíàÿ ÌÍËÇ, êîòîðàÿ èìååò ìåíüøóþ îáùóþ âûñîòó.

6. Ãîäîâàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü öåõà.

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü öèêëà:

Îïåðàöè

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü, ìèí

1) Îñìîòð êîíâåðòåðà

6

2) Çàâàëêà ëîìà è èçâåñòè

2

3) Ïîäîãðåâ ëîìà

15

5) Çàëèâêà ÷óãóíà

2

5) Ïðîäóâêà

18

6) Îòáîð ïðîá, çàìåð òåìïåðàòóðû, îæèäàíèå àíàëèçà

4

7) Âûïóñê ìåòàëëà

5

8) Âûïóñê øëàêà

2

Èòîãî

54

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü öåõà â ñîñòàâå 3-õ êîíâåðòåðîâ, ðàáîòàþùèõ áåç èñïîëüçîâàíèÿ ðåçåðâíîãî âðåìåíè.

P=1440*300*0,97*365*2/54=5664800 ò/ãîä

7. Òàáëèöà óäåëüíûõ ðàñõîäîâ íà 1 òîííó ãîäíûõ çàãîòîâîê.

Êîìïîíåíò

Ðàñõîä, êã/ò ãîäíûõ çàãîòîâîê

÷óãóí

691,1

ëîì

429

èçâåñòü

73

áîêñèò

6,7

ôóòåðîâêà

3,4

òåõíè÷åñêèé êèñëîðîä

79,3

àðãîí

0,67

ïðèðîäíûé ãàç

7,1

ñèëèêîìàðãàíåö ÑMí14

30

8. Âûâîäû.

 ðåçóëèòàòå ïðåäïðèíÿòûõ ìåð óäàëîñü óâåëè÷èòü äîëþ ëîìà â øèõòå êîíâåðòåðà äî 38,3%. Äëÿ ïðîöåññà ïðèìåíåíû ñîâðåìåííûå ìàòåðèàëû (òàêèå êàê ïåðåêëàçîóãëåðîäèñòàÿ ôóòåðîâêà, äîëîìèòèçèðîâàííàÿ èçâåñòü) è ñîâðåìåííàÿ âíåïå÷íàÿ îáðàáîòêà ñòàëè (RH-ïðîöåññ), ÷òî ñïîñîáñòâóåò óëó÷øåíèþ òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé è ïîëó÷åíèþ ñòàëè íåîáõîäèìîãî êà÷åñòâà.

Ñïèñîê èñïîëüçîâàííîé ëèòåðàòóðû.

1. Â.Ã. Àíòèïèí, Ñ.Ç. Àôîíèí, Ë.Ê. Êîñûðåâ "Î íàïðàâëåíèè ðàçâèòèÿ è ñòðóêòóðå ñòàëåïëàâèëüíîãî ïðîèçâîäñòâà", "Ñòàëü" ¹3 1993 ã.

2. Äìèòðèé Ëåîíòüåâ "×åðíàÿ ìåòàëëóðãèÿ Ðîññèè íå æäåò ïîìîùè îò ãîñóäàðñòâà", "Ôèíàíñîâûå èçâåñòèÿ" ¹45 1993 ã.

3. Î.Í. Ñîñêîâåö "Òåõíè÷åñêîå ïåðåâîîðóæåíèå è ðàçâèòèå ìåòàëëóðãèè â Ðîññèè", "Ñòàëü" ¹6 1993 ã.

4. Â.È. ßâîéñêèé è äðóãèå "Ìåòàëëóðãèÿ ñòàëè", "Ìåòàëëóðãèÿ", 1983 ã.

5. Ï.Ï. Àðñåíòüåâ è äðóãèå "Êîíâåðòåðíûé ïðîöåññ ñ êîìáèíèðîâàííûì äóòüåì", "Ìåòàëëóðãèÿ", 1991 ã.

6. Ì.Ï. Êëþåâ "Ëåêöèè ïî ìåòàëëóðãèè ñòàëè",  Ñ.Ñ. Àíèêóøèí, Ìîñêâà, 1993 ã.

7. Ìàðî÷íèê ñòàëåé è ñïëàâîâ, Ìàøèíîñòðîåíèå, 1989 ã.