Технологія автоматизація ливарних процесів

АНОТАЦІЯ

Злобіна С.А. Розробка автоматизованої системи управлінняпроцесом розкислювання і легування сталі в конвертері в умовах ККЦ-1 ВАТ
"ЗСМК".

Дипломний проект по спеціальності "Технологія, математичнезабезпечення та автоматизація ливарних процесів "(110403). - Новокузнецьк,
2002. - 167 с. Табл. 10, іл. 20, 36 джерел, додатків 7, креслень 6аркушів.

Автоматизована система управління, Розкислювання і легуваннястали, модель, алгоритм, оптимізація, окислення плавки, угоревшіе масиелементів, розрахункові та оптимальні маси феросплавів, процедура адаптаціїкоефіцієнтів перерахунку, прогнозування контрольованих параметрів ічасу зливу.

Об'єктом дослідження є процес розкислення і легування сталив ковші конвертерного цеху.

У дипломному проекті проведено вивчення проектованої технологіїрозкислення і легування конвертерної сталі стосовно ККЦ-1 ВАТ
"ЗСМК" з метою зниження економічних витрат на здійсненнявищевказаного процесу.

У роботі розроблені методи розкислення і легування сталі з допомогоюавтоматизованої системи управління, заснованої на розрахунку угоревшіх маселементів

Виконавець

Злобіна С.А.

THE SUMMARY

Slobina SA The working automated control system of process ofdeoxidation and alloying in converter.

Degree activity on a specialty (110403). - Novokuznetsk, 2002. - 167p. Tables 10, pict. 20, orig 36

ЗМІСТ

ВСТУП 7
1 ХАРАКТЕРИСТИКА існуючих технологій і СИСТЕМИ 8
1.1 Загальна характеристика підприємства 8
1.2 Характеристика конвертерного виробництва 14
1.3 Конструкція агрегату і її відповідність завданням технології 19

1.3.1 Система подачі і дозування сипучих матеріалів з бункерів приймального пристрою у витратні бункери конвертерного цеху 22

1.3.2 Система дозування і подачі сипучих матеріалів і феросплавів в конвертер, в ківш при зливі металу, в приймальні бункера установки УДМ

22
1.4 Проектована технологія, її критичний аналіз та напрямок вдосконалення 25

1.4.1 Особливості розкислення і легування конвертерної сталі 25

1.4.2 Технологія розкислення і легування сталі, що застосовується в ККЦ-1

ВАТ "ЗСМК" 26

1.4.3 Опис організації взаємодії постів ККЦ-1 при розкислювання і легування стали 28
1.5 Аналіз проектованої системи управління технологічним процесом і постановка завдання 32

1.5.1 АСУ ТП виплавки сталі в конвертері 32

1.5.2 Постановка задачі 40
2 ДОСЛІДЖЕННЯ І РОЗРОБКА Автоматизована технологія 41
2.1 Змістовна модель фізико-хімічного механізму процесу 41

2.1.1 Розкислювання марганцем 43

2.1.2 Розкислювання кремнієм 44 < p> 2.1.3 Розкислювання алюмінієм 45
2.2 Розробка математичної моделі для цілей дослідження технології 46
2.3 Розрахунки технології з використанням розробленої моделі 56
2.4 Дослідження та оптимізація технології на основі моделі та експериментальних даних 59
2.5 Розробка технологічної інструкції і блок-схеми алгоритму керування технологічним процесом 67
3 Алгоритмічні ТА ІНФОРМАЦІЙНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 70
3.1 Алгоритмічне забезпечення системи управління 70

3.1.1 Призначення та характеристика системи управління 70

3.1.2 Алгоритм рішення 72
3.2 Інформаційне забезпечення 88

3.2.1 Перелік вхідних сигналів і даних 88

3.2.2 Перелік вихідних сигналів і даних 89
4 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА 90
5 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА 96
5.1 Охорона праці 96

5.1.1 Аналіз умов праці в обчислювальному центрі 96

5.1.2 Аналіз умов праці в ККЦ-1 100

5.1.3 Заходи з безпеки праці 102

5.1.4 Заходи щодо виробничої санітарії 103

5.1.5 Пожежна безпека 104
5.2 Охорона навколишнього середовища 106
ВИСНОВОК 109
Посібник/За ред ІНФОРМАЦІЇ 110
ДОДАТОК 1 113
ДОДАТОК 2 114
ДОДАТОК 3 115
ДОДАТОК 4 116
ДОДАТОК 5 117
ДОДАТОК 6 163
Розташування елементів в блок-схеми алгоритму розкислення і легування стали 163
ДОДАТОК 7 165
Заходи при надзвичайних ситуаціях 165

ВСТУП

В даний час на підприємствах чорної металургії спостерігаєтьсязначний дефіцит феросплавів. Крім того, потрібно випуск продукції,конкурентоспроможною на внутрішньому і зовнішньому ринках. Конкурентоспроможністьбагато в чому визначається вартістю і якістю продукції, які в своючергу визначаються кількістю що віддають при розкислювання і легуванняферосплавів. Причому для підвищення якості металу потрібно віддаватиферосплавів, як правило, більше, а задля зниження вартості розкислювання ілегування стали менше. Тому сьогоднішня ситуація у виробництві і наставить ринку завдання оптимізації витрати феросплавів при розкислювання ілегуванні сталі.

У дипломному проекті запропоновано варіант вирішення такого завдання шляхомрозрахунку розкислювачі і легуючих не по емпіричного коефіцієнту чаду,що має слабку технологічну та управлінську інтерпретацію, а за чадовіелементів, який більш щільно і точно характеризує процес розкислювання ілегування. Крім того, для підстроювання коефіцієнтів визначення угоревшіхмас використовується процедура їх адаптації. Оптимізація процесу полягає ввведенні в сталь необхідних мас елементів з урахуванням їх чаду, маючи прице більш економічну технологію процесу розкислення і легування сталі,більш високі властивості прокату. Оптимізація процесу розкислювання ілегування здійснюється процедурою мінімізації критерію, що мав насвоєму складі цінову складову і складові, що визначають відхиленнярозрахункового складу сталі від заданого. Причому коефіцієнти привідповідних складових є підлаштовується і можна шляхом їхзміни орієнтувати розрахунковий алгоритм як на більш економічнутехнологію, так і на отримання високих і механічних властивостей прокату.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА існуючих технологій і СИСТЕМИ

1 Загальна характеристика підприємства

Відкрите акціонерне товариство "Західно-Сибірський металургійнийкомбінат "(ВАТ" ЗСМК ") розташований у місті Новокузнецьку Кемеровськоїобласті, має повний замкнутий металургійний цикл і є найбільшимпідприємством галузі в Сибірському регіоні країни.

Перші металургійні агрегати комбінату - коксові батареї,доменна піч - були введені в експлуатацію в 1963-1964 роках. Останнім уексплуатацію (1976 р.) був введений безперервний середньосортного стану 450.

Західно-Сибірський металургійний комбінат сьогодні включає в себекоксохімічне виробництво; агломераційному-вапняне виробництво;доменний цех, у складі якого знаходяться три доменні печі;сталеплавильне виробництво, що має дві конвертерних цеху; прокатневиробництво; метизні виробництво. Продукцією комбінату є чавун,сталь, прокат, кокс і дріт.

В даний час на комбінаті інтенсифікуються діючі тавпроваджуються нові технологічні процеси з використанням автоматичнихсистем управління на базі електронно-обчислювальних машин, освоюютьсянові економічні види продукції та підвищується якість виробленоїпродукції.

Розглянемо основні виробництва металургійного комбінату. Доменнийцех має у своєму складі:

* три доменні печі сумарним корисним об'ємом 8000 м3 (доменні печі

№ 1 і № 3 за 3000 м3, доменна піч № 2 - 2000м3);

* відділення з приготування заправних матеріалів;

* чотири розливальних машини зі складом холодного чавуну;

* відділення з ремонту чугуновозні і шлаковозів ковшів; < p> * ділянку шіхтоподачі;

* дві центральні витяжні станції.

У доменному цеху застосовують агломерат власного виробництва (70 -
90%), окатиші Качканарський (10-20%), руди (5-15%), металлодобавкі (до 5%),кокс власного виробництва (90-100%), кокс привізною (до 10 %).

Для перевезення чавуну в конвертерні цеху використовуються чугуновозніковші місткістю 140 т і ковші міксерного типу ємністю 420 і 150 т. Дляперевезення шлаку використовуються шлакові ковші з ємністю чаші 16.5 м3. длявиробництва 4.5 млн. т чавуну щорічна потреба в залізорудному сировинаскладає 8 млн. т., в коксі металургійному - 2.3 млн. т.

Перед завантаженням у доменну піч з залізорудної шихти та коксувідсіваються дрібні фракції. Вся завантажується в доменні печі шихтазважується в спеціальних вагових воронках з реєстрацією отриманихданих автоматичною системою управління. Завантаження доменних печейпроводиться скиповий підйомниками. Для коригування основності шлакувикористовується кварцит і конвертерний шлак. З метою інтенсифікації процесуплавки дуття печей збагачується киснем до 28-28.5%.

У доменному цеху функціонує інформаційно-керуючий комплекс,що включає в себе АСУ дозування шихти, АСУ регулювання основностішлаку, АСУ завантажувальними пристроями, АСУ по обліку кількості та якостівиплавлюваного чавуну.

До складу сталеплавильного виробництва входять конвертерні цеху № 1 та
№ 2, цех підготовки складу, смоломагнезітовий цех, копровий цех, цехремонту металургійних печей, цех ремонту сталеплавильного обладнання.

Сталеплавильне виробництво є ключовим в технологічнійланцюжку виробництва продукції на комбінаті.

Киснево-конвертерний цех № 1 (ККЦ-1) експлуатується в складі трьохконвертерів ємністю 160 т кожний. Проектна продуктивність цехускладає 3.5 млн. т сталі на рік. До складу ККЦ-1 входять конвертерне,міксерні, димососное відділення, відділення шихтових і магнітних матеріалів,приймальний пристрій з трактом подачі сипучих матеріалів, шлаковий двір. Уконвертерах виплавляються вуглецеві, конструкційні, низьколеговані,леговані і звичайної якості сталі. Вся виплавляється стальрозливається в виливниці зверху в двох розливальних прольотах.

У цеху є три установки доведення металу (УДМ), розташовані надсталевознимі шляхами. На них виробляється усереднюються продування сталі в ковшіінертними газами через занурені фурми, а також відбір проб металу нахімічний аналіз, вимірювання температури і окислення металу.

У різний час в цеху були розроблені і випробувані технологіїкомбінованої продувки з подачею нейтрального газу через донні фурми, атакож технологія переробки підвищеної частки брухту (до 100 %).

Киснево-конвертерний цех № 2 (ККЦ-2) введено в експлуатацію в травні
1974 року в складі двох конверторів № 4 та № 5 ємністю 350 т кожний.
Проектна продуктивність цеху становить 4.2 млн. т сталі на рік.

ККЦ-2 складається з конвертерного і димососного відділень, відділеньрозливання сталі в виливниці і безперервного розливання сталі, приймальногопристрої з трактом подачі сипучих матеріалів у конвертерне відділення іперевантажувального пристрою, відділення переливу чавуну, шлакового двору івідділення магнітних матеріалів.

Над сталевознимі шляхами між конвертерним і разливочні відділеннямивстановлені УДМ, на яких проводиться усереднення, коректування металупо хімічному складу і температурі продувкою через занурені фурмиінертним газом.

Частина виплавлюваної стали розливається в виливниці. На відміну від ККЦ-1сталерозливних ківш обладнаний двома шиберних затворами, і розливанняведеться відразу в два виливниці, що прискорює процес розливання.

У відділенні безперервного розливання сталі встановлена трубна машинабезперервного лиття заготовок. У перспективі розвитку ККЦ-2 повний перекладна безперервну розливку сталі з установкою двох сортових машин безперервноголиття заготовок і установок позапічної обробки типу "піч-ківш".

Цех підготовки складу вводився в експлуатацію у складі двохчерг. Перша черга цеху почалася експлуатуватися в 1969 році вскладі:

1. двору изложниц № 1, призначеного для підготовки складів з изложницам під розливку сталей;

2. відділення розливання злитків № 1, де приймаються склади з наповненими изложницам і звільняються затверділі злитки від изложниц;

3. відділення лакосмазкі изложниц № 1;

4. відділення гідроочищення № 1;

5. складу злитків № 1 і № 2.

Друга черга цеху була введена в експлуатацію в травні 1974 року звведенням в дію ККЦ-2.

Призначення копрового цеху - переробка брухту і відходівпрокатного виробництва за допомогою вогневої та механічного різання,пакетування, удару та вибуху для конвертерних і ливарного цехів комбінату,а також відвантаження на бік.

У складі цехи:

1. Відділення вогневої і механічної переробки брухту. У відділенні встановлено п'ять мостових кранів вантажопідйомністю по 16 т, два магнітних крана вантажопідйомністю по 15 т і чотири грейферних крана продуктивністю 45-55 т/год

2. Копровому відділення складається з двох закритих бойних залів та складу негабаритного скрапу. Бійня зали обладнані кадровими кранами вантажопідйомністю 15 т. Відкрита кранова естакада обладнані двома мостовими магнітними кранами вантажопідйомністю 30/50 т. Весь великий скрап великого перерізу піддається дроблення на габаритні шматки.

Дроблення проводиться ударом 10-тонного металевого кулі, падає з висоти 25 м.

3. Вибуховий відділення обладнано мостовим краном вантажопідйомністю 80/20 т і вибуховий ямою. Металеві масиви, що не піддаються дроблення у копровому відділенні, подаються у вибуховий відділення, де дробляться вибухом у вибуховій ямі. Габаритні шматки роздробленого вибухом металу завантажуються у вагони.

4. Два підлогових складу металобрухту з чотирма залізничними тупиками і двома залізничними кранами вантажопідйомністю по 25 т.

Прес-ножиці 40-340 встановлені у відділенні вогневої і механічноїпідготовки брухту; продуктивність 10-30 т/год забезпечується примаксимальному зусиллі кожного різу і безперервної подачі.

Крім вище перерахованих відділень, до складу копрового цеху увійшовраніше існуючого окремо цех підготовки сталеплавильного виробництва,до складу якого входять склад феросплавів, відділення сушіння руди ібокситу, склади вогнетривів та відкриті майданчики для зберігання вогнетривів.

Смоломагнезітовий цех введений в експлуатацію в грудні 1969 року. Цехвипускає магнезіальні вапняні вогнетриви на смоляної зв'язці методомбезобжігового напівсухого пресування для потреб конвертерних цехів комбінату.
Проектна продуктивність цеху 60 тис. т вогнетриви на рік.

Цех складається з приймального пристрою магнезиту; складу магнезиту
(залізобетонний силос ємністю 600 м3); з відділення дроблення ісортування, де є дві гуркоту ГВП-1А, елеватор, двовалковоїдробарка, пневмокамерні насос, дві стрічкових конвеєра, чотири шибернихзатвора, два пересипних пристрої; зі складу смоли, в якому розігрівають,зневоднюють і приймають смолу. Є в цеху також галерея № 1, якаслужить сполучною ланкою між прийомним пристроєм і силосні складоммагнезиту; галерея № 2 пов'язує відділення сортування і головний корпус, уякому розсіюють і подають матеріали в бункера по фракціях помелуматеріалу, дозують і змішують.

У 1983 році в експлуатацію було введено ділянку з приготування торкрет -маси продуктивністю 12 млн. т/рік.

Персонал цеху ремонту металургійних печей робить замінуфутеровки конвертерів ККЦ-1 і ККЦ-2.

Ремонт сталеплавильного обладнання, виготовлення головок кисневихфурм - основні завдання цеху з ремонту сталеплавильного обладнання.

Прокатне виробництво має у своєму обжимной, сортопрокатного івальцетокарний цеху.

До складу обтискного цеху входять блюмінг 1250, безперервно-заготівельністан 850/750/500, відділення нагрівальних колодязів, склад напівпродукту,приміщення для подачі та зберігання коксик і прибирання шлаку. Проектна потужністьблюмінга по всадив становить 6 млн. т/рік, виробнича потужність 6.3млн. т.

Нагрівання злитків під прокатку виробляється в нагрівальнихрекуперативного колодязях, опалювальних однієї верхньої пальником.

сортопрокатного цех у своєму складі має два дрібносортна стану 250,дротовий стан 250 і середньосортного стану 450.

1.2 Характеристика конвертерного виробництва

Киснево-конвертерний цех № 1 експлуатується в складі трьохконвертерів, один з яких в даний момент знаходиться в ремонті. Усклад ККЦ-1 входять конвертерне, міксерні і димососное відділення,відділення шихтових і магнітних матеріалів, приймальний пристрій з трактомподачі сипучих матеріалів, шлаковий двір.

Розглянемо технологію виплавки і розливання сталі в ККЦ-1.

Для виплавки сталі в якості шихтових матеріалів використовуються рідкийчавун і металобрухт. Рідкий чавун повинен подаватися з доменного цеху впопередньо очищених чугуновозні ковшах з мінімальною кількістюшлаку. Чавун зливається в міксери або переливається в заливний ківш тотількопісля отримання результатів хімічного аналізу проб, відібраних на випускучавуну. Чавун у цех повинен поставлятися наступного хімічного складу: 0.4-
0.8% Si; 0,5-0,7% Mn; S не більше 0.03%; P не більше 0.28%. Чавун з ковшівповинен зливатися повністю, забороняється повертати доменному цеху ковші знеповністю злитим чавуном.

витрачуваний на плавці чавун подається як шляхом прямого переливу здоменного ковша в заливний ківш, так і через міксери. При роботі черезміксери незнижуваний запас чавуну в кожному міксері повинен бути не менше 600т. Зняття обмежень не допускається при ремонті одного з міксерів,незнижуваний запас чавуну в працюючому міксері повинен бути не менше 500 т.
Видача чавуну за наявності у роботі двох міксерів та їх наповненняпроводиться по черзі з таким розрахунком, щоб один з них видавав чавун,а інший знаходився на заповнення до повної ємності або відстої. Зважуванняналивають, чавуну виробляється з використанням локальної АСУ. При зливічавуну з міксера міксеровой відбирає пробу з носка міксера післянаповнення чавуном 1/2 ковша і негайно відправляє її пневмопошта влабораторію. Температура чавуну заміряється в ковші термоблоком і повиннабути не нижче 1320 (С.

Металобрухт, що використовується в конвертерної плавці, повинен бути розмірів,забезпечують вільну завантаження в конвертер. Привізною лом, пакети,блюмінговая обріз зберігаються на шихтові дворі окремо у спеціальновідведених місцях. Забороняється використовувати в шихту промасляний стружку, атакож брухт, забруднений паливно-мастильними матеріалами (сірої або фосфором),не очищена від гуми і кольорових металів (цинку, олова, свинцю, міді ітощо), не звільнений від вибухонебезпечних і легкозаймистих предметів іматеріалів, а також снігу, льоду і закритих судин. Весь металобрухт,що подається до конвертера, провішують. Лом доставляється в совку об'ємом
40 м3, що завантажуються в копровому цеху або на шихтові дворі конвертерногоцеху. Дозування до заданого ваги виробляється на шихтові дворіблюмінговой обріз і недолівкамі. На шихтові дворі в совки спочаткузавантажуються пакети і легкий металобрухт, а потім до заданого вагизавантажуються обріз і недолівкі. Недолівкі завантажуються ближче до торцевогостінці совка.

Для наведення шлаку застосовується свежеобоженная вапно, замість неїдопускається використання твердого конвертерного шлаку. Для розрідженняшлаку в процесі продувки застосовується концентрат плавікошпатовий, уртіт,флюорітокарбонатная руда (ФКР) і огарки вугільної футеровки алюмінієвихелектролізерів. Температурний режим регулюється коксом, антрацитом, сиримдоломітом. Раскіленіе і легування виробляється в ковші при випуску плавокз конвертера феромарганцю, феросплавів, марганцевої лігатурою,силікомарганцю, ферохрому, ферротітаном, ферробромом, феррованадий,алюмінієм, сірим колчеданом, силікокальцій і Феррофосфор. Всірозкислювачі і легуючі матеріали повинні задовольняти вимогамвідповідних ГОСТів та ТУ, застосовуватися подрібненими в шматках не більше 50мм.

Плавки починають з завалювання брухту в конвертер (брухт попередньопідігрівають до 800 (С і вище). Одночасно із завантаженням брухту в конвертерподають матеріали містять вуглець (кокс, антрацит). У процесі підігрівубрухту через верхню фурм подається кисень. Після закінчення підігріву брухтув конвертер заливають чавун. У процесі заливки чавуну і для подальшогопродувки повинен використовуватися кисень чистотою не менше 99.5% і тискомне нижче 15 атм з вмістом азоту не більше 0.1%. продування ведеться зверхучерез пятісопловую фурм з витратою кисню 350-450 м3/хв. Положенняфурми протягом перших 3-4 хв продувки підтримується на висоті 2-2.6 м відрівня рідкого металу, після чого продування ведеться при висоті фурми 1.2-
1.6 м. Режим закінчення продувки повинен забезпечити отримання жідкоподвіжногоуварені шлаку. Зміст загальних оксидів заліза в шлаку рекомендуєтьсямати не більше 28%, а основность - не менше 2.8. Момент закінчення продувкивизначається за кількістю витраченого кисню, часу продуваннявізуально за виглядом факела. По закінченню продувки проводиться поваленняконвертера, відбір проб металу і шлаку, вимірювання температури металутермоблоком. Проба металу розкислють в ложці чистої алюмінієвоїдротом з розрахунку отримання в гатунку не більше 0.5% алюмінію ізаливається в металевий стаканчик. Відібрані проби охолоджуються інегайно відправляються в експрес-лабораторію. У пробі металувизначається вміст вуглецю, марганцю, сірки, фосфору, хрому, нікелю,міді, при необхідності визначають зміст інших елементів. У пробішлаку визначають вміст окису кальцію, кремнезему, закису заліза імарганцю, оксиду магнію. Температура металу перед випуском плавки зконвертера рекомендується мати не вище 1650 (С.

Доведення металу здійснюється на установці доведення металу (УДМ). Насталерозливних ківш з металом опускається захисна футерованих кришка.
Фурма опускається в розплав на 85-95% глибини розплаву в ковші, іпроводиться короткочасна продування аргоном з метою усередненняхімічного складу і температури сталі. Після виміру температури і відборупроби, якщо хімічний склад і температура не відповідають ГОСТу, в ківшв будь-якій послідовності дозуються потрібні феросплави, алюмінійдріт, порошкоподібні матеріали і металева січка. Потім зновуслід продування аргоном. Матеріали в весодозірующуюся систему УДМ подаютьсяз системи дозування конвертерним відділенням. Мікролегірующіе добавки іметалева січка подаються в саморуйнуються контейнерах краном. Всіподаються матеріали зважуються і дозуються. Порошкоподібні матеріаливдувається в струмені аргону. При науглерожіваніі вдувається порошок графіту абококсу. Алюмінієва дріт подається в ківш трайб-апаратом. Доменний шлакподається через труботечку із системи вагового дозування сипучих. Післязавершення обробки фурми виводиться з ковша, а ківш сталевозом відвозиться з
УДМ і видається в один з розливальних прольотів, повільно піднімається краномі транспортується до майданчика для встановлення циліндра дистанційногоуправління шиберних затвора. Потім ківш подається до складу з изложницамвстановлюється над складом так, щоб центр колектора збігався з центромвиливниці, а відстань між колектором і верхньому торцем виливниці абоутеплювача не перевищувало 200 мм. За допомогою установки для дистанційногоуправління відкривається шиберних затвор, засипка здувається спрямованоїструменем повітря. Якщо після відкриття шиберних затвора метал з ковша НЕйде, ківш піднімається над виливниці, і сталерозливних канал припікаєкиснем. Відкриття шиберних затвора проводиться плавно, на половинуструменя тривалістю до 15 с, після чого наповнення виливниціпроводиться повної струменем. Забороняється переривати струмінь і оброблятиколектор киснем під час наповнення тіла злитком. Струмінь металу повиннабути рівним (без віяла, розбризкування), вертикальної і центрованої поперетину изложниц. При необхідності швидкість наповнення изложницрегулюється шляхом промивки колектора киснем між заповненнямизложниц. При цьому потрібно стежити потім, щоб метал не потрапляв на зчепленнявізків. Дозволяється промивка склянки-колектора киснем на спокійнихмарках стали після наповнення тіла злитку без перекриття шиберних затвораабо зі скороченням струменя. При розливання сталі колектор очищується віднастилей, які збиваються між изложницам під час переміщення ковша з одноговиливниці на іншу. Дозволяється збивати дрібні напіврідкі починаютьсяутворюватися допоминайся наповнення изложниц, але при цьому недопускається попадання збитих настилей у виливниці. Під час наповненняостаннього злитку стежать за появою шлаку. При його появі шибернихзатвор негайно перекривається. проби для визначення плавочногохімічного складу відбирається розливальник після розливання приблизно половиниметалу ковша. Від перших і трьох останніх злитків відбираються контрольніпроби. Контрольна проба від останнього злитку відбирається після наповнення
2/3 виливниці.

1.3 Конструкція агрегату і її відповідність завданням технології

Враховуючи тему даного дипломного проекту і виникає разом з неюнеобхідність більш детального розгляду процесу розкислювання ілегування сталі, найбільш доцільно взяти за агрегату системуподачі і дозування сипучих матеріалів і феросплавів. Феросплавипіддаються розгляду виходячи з того, що вони берутьбезпосередню участь у процесі розкислення і легування сталі.
Тому важливо знати, яким чином феросплави надходять до місця протіканняхімічних реакцій розкислення і легування.

Система подачі і дозування сипучих матеріалів і феросплавіввключає систему подачі та дозування з прийомних бункерів приймальногопристрою в витратні бункера конвертерного цеху і систему дозування іподачі сипучих матеріалів і феросплавів з видаткових бункерівконвертерного цеху в конвертер (для кожного конвертера своя система), вківш при зливі металу, в приймальні бункери УДМ (рис.1).

об'єкта до рис.1:
РБФ - витратні бункера феросплавів;
РБС - витратні бункера сипучих матеріалів;
УДМ - установка доведення металу;
ВП - воронка приймальня;
V1 ... V18 - вібратори ИВ-98 видаткових бункерів 1 ... 18;
P1V ... P6V, P9V, P10V, P13V ... P18V - живильники вібраційні видаткових бункерів

+1 ... +6, 9, 10, 13 ... 18;
P7G, P8G, P11G, P12G - живильники-грохоти видаткових бункерів 7, 8, 11, 12;
W1F ... W3F, W10F ... W12F - бункерні вагові дозатори 1 ... 3, 10 ... 12 феросплавів;
W4S ... W9S - бункерні вагові дозатори +4 ... +9 сипучих матеріалів;

Рисунок 1 - Система подачі сипучих матеріалів і феросплавів в конвертер, ківш і на УДМ

PW1F, PW2F, PW10F, PW11F - живильники вібраційних ваг W1F, W2F, W10F,

W11F;
ZW3F, ZW4S, ZW6S, ZW8S, ZW9S, ZW12F - затвори ваг W3F, W4S, W6S, W8S, W9S,

W12F;
PW5SL, PW7SL - живильники стрічкових ваг W5SL, W7SL;
HP1 ... HP8 - шибер перекидний 1 ... 8;
ТК1 ... ТК4 - тічки хитні 1 ... 4;
ЕК1 ... ЕК4 - печі прожарювання 1 ... 4 феросплавів;
РЕК1, РЕК2 - живильники печей прожарювання феросплавів;
УР1, УР2 - пристрої поворотні 1,2;
N51 ... N54 - проміжні бункера 51 ... 54;
Z51, Z53, Z54 - затвори проміжних бункерів 51, 53, 54;
P52M - живильник проміжного бункера дрібниці 52.

Сучасна проектована технологія розкислення і легування сталиповинна передбачати подачу феросплавів у кілька етапів (декількомапорціями), у тому числі на різних агрегатах. За заданої технологіїнайбільша порція (основне Розкислювання і легування) феросплавівподається при зливі металу в ківш, а уточнене ( "тонка") Розкислювання ілегування здійснюється на УДМ. В даному дипломному проекті поставленазавдання розрахунку розкислювачі і легуючих для подання їх у ківш при зливіметалу з конвертора. Даний алгоритм придатний також і для розрахункуферосплавів для наступних етапів розкислення і легування здодатковим уточненням налаштувань.

Розглянемо систему подачі і дозування сипучих матеріалів іферосплавів більш докладно.

1.3.1 Система подачі і дозування сипучих матеріалів з бункерів приймального пристрою у витратні бункери конвертерного цеху

Завантаження сипучих матеріалів і феросплавів в бункери приймальногопристрою здійснюється автомобільним транспортом. До сипучим матеріаламивідносяться вапно, кокс і плавиковий шпат. Сипучі матеріали і феросплавиз бункерів непарній лінії приймального пристрою живильниками, а вапно --живильниками-гуркотом з конвеєрів за допомогою розвантажувальної візки подаютьсяу витратні бункери конвертерного цеху непарній лінії, а з бункерів парномулінії приймального пристрою сипучі матеріали та феросплави подаються ввитратні бункера парному лінії. За допомогою перекидних шиберів можливапередача матеріалів з парних бункерів приймального пристрою у непарнібункера прольоту, а з непарних бункерів - у парні. Необхідна кількістьматеріалів задається і регулюється двома електронно-тензометричнимиконвеєрними вагами, встановленими на конвеєрах.

Подача сипучих матеріалів з видаткових бункерів цеху в конвертерздійснюється наступним чином. Вапно фракцією більше 10 мм з бункерів
7, 8, 11, 12 живильниками-гуркотом P7G, P8G, P11G, P12G подаються в бункерніваги-дозатори W5S, W7S, а з них стрічковими живильниками PW5SL, PW7SL впроміжні бункера БП-1, БП-2. Відсів вапна після грохотів по тічкаспускається в бункер дрібниці БМ. Коксу і плавиковий шпат з бункерів 5 і 6відповідно живильниками P5V, P6V подається в бункерні ваги-дозатори W4S,а потім через перекидний шибер НР-3 в проміжний бункер БП-1 і вконвертер. Кокс може бути відданий з бункера 13 живильником P13V через W8S в
БП-2 і в конвертер. Руда з видаткових бункерів 9, 10 живильниками P9V, P10Vподається в бункерні ваги-дозатори W6S, а з них через перекидний шибер НР-
5 у проміжні бункери БП-1 або БП-2, з яких через систему затворівздійснюється двухсторонняя подача сипучих в конвертер.

Подача відсіву вапна з бункера дрібниці головного корпусу в ківш призливі металу відбувається як на мал. 1. Відсів дрібниці вапна фракцієюменше 10 мм від живильників-грохотів P7G, P8G, P11G, P12G, встановлених підвитратними бункерами 7, 8, 11, 12, подається в бункер дрібниці БМ, а з ньогоживильниками Р52М у ваговій дозатор W9S і далі при відкритті його щелепногозатвора ZW9S - в ківш при зливі металу.

Подача феросплавів і сипучих матеріалів з видаткових бункерів цеху вківш при зливі металу, а також у приймальні бункера установки УДМ,виконується згідно рис.1. Феросплави з видаткових бункерів 1 ... 4, 15 ... 18живильниками P1V ... P4V, P15V ... P18V подаються в бункерні ваги-дозатори W1F, W2F,
W10F, W11F, а з них живильниками PW1F, PW2F, PW10F, через PW11F перекиднийшибер НР-1, НР-7 хитними тічки ТК1, ТК4 надходять в одну з печейпрожарювання феросплавів ЕК1, ЕК4. Після прожарювання феросплави зтемпературою 400 (З видаються в загальну на дві печі прийомну лійку ВП, а знеї живильниками РЕК1, РЕК2 через НР-2, НР-8 в вагові дозатори W3F, W12Fпропечений феросплавів, потім при відкритті їх щелепних затворів ZW3F,
ZW12F в ківш при зливі металу або з ВП живильниками РЕК1 або РЕК2 через НРабо НР * на поворотні пристрої УР1 або УР2, потім у бункери 25 ... 28 і на
УДМ. Кокс і шпат з видаткових бункерів 5, 6 відповідними живильниками
P5V, P6V подаються в бункерні ваги-дозатори W4S, а потім через перекиднийшибер НР3 в проміжний бункер БП-3 і в ківш.

Доменний гранульований шлак, необхідний для запобіганняохолодження металу, з бункера 14 живильником P14V подається у ваговій дозатор
W8S, потім через шибер НР6 в бункер 29 і на УДМ.

Пропонована технологія дозволяє витримувати тимчасові інтервалиподачі сипучих матеріалів і феросплавів у відповідність з табл.1.

Дана система подачі і дозування сипучих матеріалів і феросплавіврозрахована на реальні маси що подаються матеріалів і влаштована такимчином, що при необхідності подачі будь-якого матеріалу протягомпроцесу виплавки сталі дозволить швидко і точно видавати потрібний матеріал уконвертер, ківш і на УДМ.

1.4 Проектована технологія, її критичний аналіз та напрямок вдосконалення

1.4.1 Особливості розкислення і легування конвертерної сталі

У киснево-конвертерному процесі застосовують два методи розкислювання ілегування стали: з попередніми розкисленням в конвертері іостаточним в ковші; з розкисленням тільки в ковші.

Застосування попереднього розкислення в кисневому конвертерівиправдане, тому що в агрегаті після кінця продувки не відбувається окисленняметалу внаслідок надходження кисню з атмосфери, а спостерігається лишедеяке окислення за рахунок шлаку, причому при малій поверхні контактуйого з металом. Це зменшує угар розкислювачі, що виключає повторнекипіння ванни і полегшує отримання заданого змісту вуглецю. Крімтого, попереднє Розкислювання в конвертері не підвищує вмістводню в металі, проте викликає відновлення фосфору, що вимагаєхорошою дефосфораціі перед розкисленням. Цей метод розкислення стализастосовується при виплавці конструкційноїмарки сталі з хромом. Дляпопередження значного відновлення фосфору здійснюється глибокадефосфорація металу та видалення частини шлаку з наводкою нового. Післяскачування першого шлаку в конвертер вводять феромарганець і феросиліцій.
Потім наводять другу шлак і продовжують продувку. ПопереднєРозкислювання в конвертер зазвичай виробляють силікомарганцю абоферосиліцію, потім сідаю феррохром і виробляють погойдування впротягом 15-17 хв. Остаточне Розкислювання виробляють в ковшіферосиліцію і алюмінієм.

При виплавки сталей в ККЦ-1 Розкислювання і легування відбуваєтьсятільки в ковші. Розкислювачі і легуючі сідаю в ківш під час зливуметалу. У разі присадки великої кількості феросплавів частина їхзавантажують у ківш до зливу. Феросплави повинні бути сухими, в кусках НЕбільше 50 мм. Алюміній вживається в шматках не більше 4 кг. Феромарганець,силікомарганець, феррохром перед присадкою прожарюють в печах для підігрівута сушіння феросплавів. Решта феросплави сідають в холодномустані, але сухими. Присадку феросплавів починають після заповненняметалом 1/5 ковша і закінчують до наповнення його на 2/3 висоти.
Феросплави через шлак не сідають. Порядок присадки наступний: післянаповнення металом 1/5 ковша сідаю феромарганець (силікомарганець),потім феросиліцій і після нього алюміній. Феротитан, Ферробор,ферросілікоцірконій при їх використанні задаються в ківш в останнючергу після присадки всіх розкислювачі. Мідь і нікель сідаю в ківшу виняткових випадках для коригування хімічного складу в кускахвагою не більше 20 кг до наповнення металом 1/2 ковша. Зазвичай Розкислюванняміддю та нікелем проводиться в конвертері. Поряд з розкисленнямздійснюється науглерожіваніе коксівним порошком, який сідаю вківш з початку випуску плавки до наповнення ковша на 1/2 висоти. Післяподачі розкислювачі, легуючих і шлакоутворюючих відбирається пробаметалу, і здійснюється остаточне доведення металу.

1.4.2 Технологія розкислення і легування сталі, що застосовується в ККЦ-1 ВАТ

"ЗСМК"

Процес розкислення і легування стали в ККЦ-1 виробляється в ковшіпри випуску плавки з конвертера і на установці доведення металу.

Розрахунок завдання на дозування мас розкислювачі і легуючихелементів при випуску металу з конвертера виконується незадовго до початкупоточної плавки при отриманні всієї вихідної інформації і в залежності відмарки випускається сталі. Можливі обмеження при розрахунку мас формуютьсямайстром виплавки також незадовго до початку поточного плавки. Можливіобмеження на види використовуваних феросплавів, на кількості використовуванихферосплавів.

Розрахунок завдання на довешіваніе мас розкислювачі і легуючихелементів для віддачі в ківш на УДМ виконується до зливу стали всталерозливних ківш після отримання всієї необхідної для розрахункуінформації.

Розрахунок мас розкислювачі і легуючих призначений для розрахунку масрозкислювачі і легуючих з вчених