Совершенствование технологии внепечного рафинирования сталей с целью повышения качества

Разработка технологии комплексного воздействия на металлический расплав в агрегатах внепечной обработки стали, с целью получения в стали сверхнизких содержаний вредных примесей, что позволит увеличить на 30-50 % механические свойства готового металла.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 22.11.2010
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

К сожалению по ряду причин отсутствовала возможность проведения замеров концентрации сернистого газа над обрабатываемым ковшом. Но по некоторым данным около 5 % серы переходит из шлака в газ. Согласно расчету, проведенному в пункте 2.3.3, содержание серы в шлаке составляет 1 %. При массе шлака 2 т, масса серы составляет 100 кг. На 5 % приходится 5 кг серы. Из 5 кг серы образуется 10 кг или 3,5 м3 сернистого газа. В масштабах производства это количество сернистого газа очень велико.

В данной работе в пункте 2.1.2.5 и 2.3.4 было предложено провести мероприятия по уплотнению зазора между сводом и ковшом на установке «ковш-печь». Это мероприятие позволит устранить подсос воздуха в рабочее пространство над ковшом, т.е. снизится доступ азота и кислорода. При отсутствии газообразного кислорода протекание реакции образования сернистого газа станет невозможным.

Таким образом, проведение мероприятий по уплотнению свода на установке «ковш-печь» снимает вопрос об очистке отходящих газов и решает ряд технологических проблем.

Охлаждающая вода используется в замкнутом цикле, поэтому загрязнения природных водоемов не происходит.

Отработанный шлак, как и в предыдущем случае, вывозится в отвал.

5 Экономика и организация производства

5.1 Организация производственных потоков

В настоящее время в ЭСПЦ ООО «Уральская Сталь» (ОХМК) существует схема производственных потоков, представленная на рисунке 5.32.

Рисурок 5.33 - Схема производственных потоков

5.2 Структура управления электросталеплавильного цеха

В штат ЭСПЦ ООО «Уральская Сталь» (ОХМК) входят 675 человек, из них руководящий и служащий состав составляют 60 человек и 615 человек рабочие. Графически структура управления электросталеплавильного цеха представлена на рисунке 5.33.

Рисунок 5.34 - Структура управления электросталеплавильного цеха

5.3 Технологические меры, проводимые в цехе

Основной задачей работы «ковша-печи» - это получение продукции высокого качества с заданным химическим составом и заданной температурой, т.е. получение продукции высокого качества с заданными свойствами, по этому системам управления качеством продукции отводится первостепенное внимание. Целью данной работы является изменение является изменение конструкции существующей крышки «ковша-печи» с целью ликвидации подсосов воздуха, т.е. снижение концентрации азота и кислорода в рабочем пространстве печи.

Использование такой конструкции позволит:

· снизить расход раскислителя за счёт введения меньшег количества;

· предотвратить азотацию стали во время обработки;

· получать сталь с низким содержанием серы.

5.4 Расчет плановой калькуляции себестоимости

В таблице 5.46 представлена базовая калькуляция себестоимости стали выпускаемой в электросталеплавильном цехе ООО «Уральская Сталь».

Таблица 5.46 - Базовая калькуляция себестоимости стали 15ХСНДА

Статьи затрат

Цена,

руб

Кол-во,

т/т

Сумма,

руб

1

2

3

4

1. Сырье и основные материалы, т

Чугун чушковый

2011,07

0,1000

201,1070

Лом

468,52

1,1740

550,0424

Ферросплавы:

Алюминий чушковый

19825,00

0,0019

37,6675

Ферротитан 20

7085,00

0,0010

7,0850

Ферросилиций 65

8189,00

0,0130

106,4570

Феррохром 025

13781,00

0,0060

82,6860

Ферромарганец

10709,00

0,0090

96,3810

Никель

129850,00

0,0020

259,7000

Феррониобий

224035,00

0,0001

22,4035

Итого ферросплавов

0,0330

612,3800

Итого сырья и основных

материалов

1,2070

1170,3524

2. Отходы ( - ), т

Обрезь технологическая

317,81

0,0209

6,6422

Скрап

265,81

0,0174

4,6250

Угар

0,00

0,1067

0

3. Брак ( - ), т

305,31

0,0520

15,8761

Итого отходов и брака

0,1970

27,1434

Задано за вычетом отходов и брака

1,0100

1143,2090

4. Добавочные материалы

Агломерат

279,84

0,0008

0,2238

Известь

450,42

0,0740

33,3310

Плавиковый шпат

2751,23

0,0038

10,4546

Окатыши

816,33

0,0236

19,2653

Коксовая мелочь

506,95

0,0075

3,8021

Магнезитовый порошок

1758,13

0,0150

26,3719

Силикокальций

6435,37

0,0002

1,2870

Итого c учетом добавочных

1,1349

1237,9452

5. Расходы по переделу

5.1. Топливо

Газ природный, тыс.м

290,70

0,0311

9,0407

Электроды, т

43956,36

0,0067

294,5076

5.2. Энергозатраты

Эл-энергия, кВт.ч

174,45

0,6598

115,1021

Пар, ГДж

10,29

0,1619

1,6656

Вода оборотная, тыс.м

272,09

0,0633

17,2232

Продолжение таблицы 5.46

1

2

3

4

Сжатый воздух, тыс.м

29,29

0,2607

7,6359

Аргон, м3

1674,32

0,0017

2,8463

Кислород, м3

226,56

0,0102

2,3109

Итого энергозатрат

450,3325

5.3. Фонд оплаты труда

44,9900

5.4. Отчисления в общественные фонды

18,9300

5.5. Содержание основных фондов

152,8400

5.6. Сменное оборудование

18,2800

5.7. Ремонтный фонд

115,7200

5.8. Амортизация

27,1000

5.9. Внутрезаводские передвижения

19,4200

5.10. Прочие расходы

8,9100

Итого расходы по переделу

856,5223

6. Общезаводские расходы

317,0100

Итого затрат

2411,4775

7. Расходы на АКОС

28,0300

Производственная себестоимость

2439,5075

Время обработки стали на одном “печи-ковше” синхронизировано с выплавкой стали в одной ДСП.

Номинальное время определяется вычитанием из календарного простоев на холодных ремонтах

, (5.42)

где Тк -календарное время, сут;

Тх.р. - простои на холодных ремонтах, сут.

В таблице 5.47 приведен технический отчет работы ДСП №1 за 2002 г.

Таблица 5.47 - Технический отчет работы ДСП №1 за 2002 г

Капитальный ремонт, суток

4,2

Холодные простои, суток

10,5

Горячие простои, суток

112,7

Фактическое время работы, суток

237,6

ТН = 365 - 14,7 = 350,3 суток (8407,2 ч).

Фактическое время равно:

ТФ = 0,92 • ТН , (5.43)

где ТФ - номинальное время, сут.

ТФ = 0,92 • 350,3 = 322,3 сут (7734,6 ч)

С использованием усовершенствованной крышки «печь-ковша» расход раскислителя, т.е. алюминия снижается с 0,0019 до 0,0015 т/т. Расход ферротитана снижается с 0,0010 до 0,0008 т/т.

Расчет плановой калькуляции себестоимости, представленный в таблице 5.48 производился исходя из выше перечисленных мер по экономии алюминия и ферротитана.

Таблица 5.48 - Плановая калькуляция себестоимости стали 15ХСНДА

Статьи затрат

Цена,

руб

Кол-во,

т/т

Сумма,

руб

1

2

3

4

1. Сырье и основные материалы, т

Чугун чушковый

2011,07

0,1000

201,1070

Лом

468,52

1,1740

550,0424

Ферросплавы:

Алюминий чушковый

19825,00

0,0015

29,7375

Ферротитан 20

7085,00

0,0008

5,6680

Ферросилиций 65

8189,00

0,0130

106,4570

Феррохром 025

13781,00

0,0060

82,6860

Ферромарганец

10709,00

0,0090

96,3810

Никель

129850,00

0,0020

259,7000

Феррониобий

224035,00

0,0001

22,4035

Итого ферросплавов

0,0330

604,4500

Итого сырья и основных материалов

1,2070

1161,005

2. Отходы ( - ), т

Обрезь технологическая

317,81

0,0209

6,6422

Скрап

265,81

0,0174

4,6250

Угар

0,00

0,1067

0

3. Брак ( - ), т

305,31

0,0520

15,8761

Итого отходов и брака

0,1970

27,1434

Задано за вычетом отходов и брака

1,0100

1133,8616

4. Добавочные материалы

Агломерат

279,84

0,0008

0,2238

Известь

450,42

0,0740

33,3310

Плавиковый шпат

2751,23

0,0038

10,4546

Окатыши

816,33

0,0236

19,2653

Коксовая мелочь

506,95

0,0075

3,8021

Магнезитовый порошок

1758,13

0,0150

26,3719

Силикокальций

6435,37

0,0002

1,2870

Итого c учетом добавочных

1,1349

1228,5973

5. Расходы по переделу

5.1. Топливо

Газ природный, тыс.м

290,70

0,0311

9,0407

Электроды, т

43956,36

0,0067

294,5076

5.2. Энергозатраты

Эл-энергия, кВт.ч

174,45

0,6598

115,1021

Пар, ГДж

10,29

0,1619

1,6656

Вода оборотная, тыс.м

272,09

0,0633

17,2232

Сжатый воздух, тыс.м

29,29

0,2607

7,6359

Аргон, м3

1674,32

0,0017

2,8463

Кислород, м3

226,56

0,0102

2,3109

Итого энергозатрат

450,3325

5.3. Фонд оплаты труда

44,9900

5.5. Содержание основных фондов

152,8400

5.4. Отчисления в общественные фонды

18,9300

5.6. Сменное оборудование

18,2800

5.7. Ремонтный фонд

115,7200

5.8. Амортизация

27,1000

5.9. Внутрезаводские передвижения

19,4200

5.10. Прочие расходы

8,9100

Итого расходы по переделу

856,5223

6. Общезаводские расходы

317,0100

Итого затрат

2188,2970

7. Расходы на АКОС

28,0300

Производственная себестоимость

2216,3270

5.5 Расчет прибыли от реализации продукции

Прибыль от реализации продукции рассчитывается по формуле /37/:

, (5.44)

где П - прибыль от реализации продукции, руб;

Ц - оптовая цена продукции, руб;

С - себестоимость продукции, руб;

Р - производительность, руб.

С учетом рентабельности равной 18,7 %:

Пбаз = (2896,32 - 2439,51) · 420360 = 192,02 млн руб/год.

При расчете плановой прибыли оптавая цена оставалась прежней.

Пплан = (2896,32 - 2216,33) · 420360 = 285,84 млн руб/год.

Рентабельность при этом составит 30,7 %.

Чистая прибыль:

ЧП=П·[1-(НП+ПН)], (5.45)

где ЧП - чистая прибыль,%;

НП - налог на прибыль, 24 %;

ПН - прочие налоги, составляющие примерно 15 %.

ЧПбаз = 192,02 · 0,39 = 74,88 млн руб/год.

ЧПплан = 285,84 · 0,39 = 111,48 млн руб/год.

5.6 Экономическая эффективность технологических решений

Таким образом экономия на одной тонне стали составит:

уд = Сбаз - Сплан, (5.46)

где Сбаз - базовая себестоимость стали, руб/т

Сплан - плановая себестоимость, руб/т

уд = 2439,5077 - 2216,3270 = 223,18 руб/т.

Фактический выпуск металла в ЭСПЦ ООО «Уральская Сталь» составил

Рфакт = 420360 тонн металла в год. Годовая экономия составит:

? = ?Эуд • Рфакт (5.47)

? = 223,18 • 420360 = 93816239 руб / год.

При цене доллара США 29 рублей ?Э? = $ 3235042,7 в год.

Суммарная стоимость материала и работ по уплотнению крышки на установке составляет $ 200000. Учитывая что в цехе имеется две установки «ковш-печь», то необходимо закупить два комплекта оборудования:

Z = 200000 • 2 = $ 400000.

Коэффициент экономической эффективности определяется по формуле:

Е = ; (5.48)

Е = = 8,09;

Таким образом, не дисконтированный срок окупаемости составляет:

, (5.49)

года.

5.7 Расчет точки безубыточности

Расчет точки безубыточности производится по формуле:

·Рплан, (5.50)

где Р - точка безубыточности, т/год;

Спос - постоянные затраты в себестимости продукции, млн руб;

Ц - продажная цена единицы продукции, руб/т;

Спер - переменные затраты в себестоимости продукции, млн руб;

Из калькуляции себестоимости:

Спланпос = 803,65 руб/т

Спланпер = 2216,33 - 433,52 = 1412,68 руб/т.

Точка безубыточности для планового периода:

Р = т/год.

График безубыточности изображен на рисунке 5.34.

В таблице 5.49 приведены технико-экономические показатели.

Y

Затр. руб/т

2896,32

2216,33

1412,68

803,65

Х

227698,31 420360 т/год

Рисунок 5.34 - График безубыточности

Таблица 5.49 - Технико-экономические показатели

Показатели

Базовые

значения

Проектные значения

Годовой объем производства, т/год

420360

420360

Численность трудящихся, чел

639

639

Производительность труда, т/(чел·год)

658

658

Удельная себестоимость, руб/т

2439,51

2216,33

Точка безубыточности, т/год

227698,31

Чистая прибыль, млн руб/год

74,88

111,48

Годовой экономический эффект, руб/т

21,6

Срок окупаемости, год

0,046

Рентабельность, %

18,7

30,7

Выводы

1. Конкурентоспособность металла на внутреннем и внешнем рынке металлопродукции во многом определяется эксплуатационными свойствами (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение при рабочих температурах и давлениях, достаточная вязкость и стойкость к хрупкому разрушению, а также свариваемость в полевых условиях) трубных и конструкционных марок стали, которые, как показали результаты анализа металловедческих исследований зависят главным образом от уровня содержания вредных примесей ([0] 20 ppm, [N] 50 ppm, [P] 50 ppm, [S] 20 ppm).

2. Для получения в металле ультранизких содержаний вредных примесей менее 150 - 200 ррм, была разработана комплексная технология глубокого рафинирования металлического расплава во внепечных агрегатах, включая установку «ковш-печь».

3. Результаты физико-химического анализа рафинирующих свойств шлаков различного состава позволили определить их сорбционные характеристики по отношению к фосфору и сере, при регулируемом уровне окисленности системы. При этом степень одновременного рафинирования стали от азота и серы может достигать RР = 93 %, RS =91 % (при расходе смеси 10 кг/т).

4. Для осуществления данной технологии было предложено уплотнить свод УКП, производить вдувание порошкообразных синтетических шлаков и производить вакуумную обработку стали.

5. Результаты внедрения разработанных мероприятий приводят к существенному повышению экономических показателей производства, в частности чистая прибыль составляет 93,8 млн. руб.

Список использованных источников

1. Рафинирование расплавов от азота при внепечной обработке в условиях ОЭМК. / А.И. Кочетов, Л.Н. Кац, Р.А. Алеев, А.А. Клачков и др. // Электрометаллургия. - 1998. - № 1.

2. Порошковая проволока для внепечной обработки металла. / А.Ф. Каблуковский, С.И. Ябуров, А.Н. Никулин и др. // Электрометаллургия. - 1998. № 3.

3. Качество толстолистового проката (штрипса) из новых низколегированных сталей и труб для магистральных трубопроводов. Всесоюзное совещание. Мариуполь 1989. - 50с.

4. Смирнов Н.А., Кудрин В.А. Теоретические предпосылки и опыт глубокого рафинирования стали от фосфора и серы. // Металлургия России и СНГ в 21 веке. Международная конференция. - М.: Металлургия, 1994. Т. 3.

5. Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных трубопроводов. - М.: Металлургия, 1989. - 288с.

6. Хулка К., Петерс П., Хайстеркамп Ф. Тенденции разработки сталей для труб большого диаметра. // Сталь - 1997 - № 10.

7. Внепечное рафинирование и непрерывная разливка при производстве чистых сталей. // Новости чёрной металлургии за рубежём. - 1995. - № 2.

8. Уткин Ю.В. Обеспечение крупнейших государственных программ высококачественной металлопродукцией. // Чёрная металлургия России и стран СНГ в веке. Сборник трудов международной конференции. - М.: Металлургия, 1994. Т. 2.

9. Стали для газопроводных труб и фитингов. Труды конференции. - М.: Металлургия, 1985. - 480с.

10. Производство высокопрочных марок стали для применения в условиях крайнего севера. / К. Антлингер, Р. Шимбек , и др. Труды четвёртого конгресса сталеплавильщиков. - М.: Черметинформация, 1997. с. 55-59.

11. Лузгин В.П., Близнюков С.А., Близнюков А.С. Влияние природы неметаллических включений на механические свойства трубной стали 10Г2БТ. // Сталь - 1995. - № 6.

12. Казаков С.В., Неретин А.А., Капнин В.В. Повышение качества трубного металла кальций алюминиевым реагентом. // Сталь - 1997. - № 6.

13. Штремель М.А. Решённые и не решённые задачи физики разрушения. Научные школы МИСиС-75 лет.

14. Свяжин А.Г., Романович Д.А. Фильтрация неметаллических включений. // Известия вузов. Чёрная металлургия. - 1997. - № 3.

15. Овчинников Н.А., Разумный П.К., Овсянников А.М. Перспективы производства особо чистой стали на АО ”Мариупольский металлургический комбинат”. Труды четвёртого конгресса сталеплавильщиков. - М.: Черметинформация, 1997. с. 62-63.

16. Отчет о научно-исследовательской работе «Отработка технологии производства стали с массовой долей азота не более 0,007% в 100-тонных электродуговых печах ЭСПЦ ОАО «НОСТА»(ОХМК)».

17. Краморов А. Д. Производство стали в электропечах. - М.: Металлургия, 1964.

18. Григорян В.А., Стомахин А.Я., Понаморенко А. Г. и др. Физико - химические расчеты электросталеплавильных процессов. - М.: Металлургия. 1989.

19. Технологическое письмо по выплавке стали 13ХФА в ЭСПЦ № 21/в - 2530 от 06.11.2003.

20. Выплавка стали в основных дуговых электропечах. Технологическая инструкция. ТИ - 13657842 - СТ. ЭС - 44 - 2003.

21. Sigworth G. K., Elliott J. F. Metal Science, 1974, v. 8, p. 289 - 310.

23. Кудрин В. А. Внепечная обработка чугуна и стали. -М.: Металлургия. 1992.

24. Технологическое письмо по выплавке стали ВС-3 (18Г2ХФЮД) в ЭСПЦ № 21/в - 2541 от 10.11.2003.

25. Атлас шлаков. Перевод с немецкого. -М.: Металлургия. 1985.

26. Технологическое письмо по выплавке стали 09ГСФ в ЭСПЦ № 21/в - 2482 от 6. 03. 2002.

27. Ершов Г. С., Бычков Ю. Б. Свойства металлургических расплавов и их взаимодействие в сталеплавильных процессах. -М.: Металлургия. 1983. -216 с.

28. Явойский В. И., Кряковский Ю. В., Григорьев В. П. и др. Металлургия стали. -М.: 1983. -239 с.

29. Дюдкин Д. А., Гринберг С. Е., Маринцев С. Н. Оптимизация состава рафинирующего шлака «ковша - печи». «Саль». №5. 2003.

30. Поволоцкий Д. Я., Кудрин В. А., Вишкарев А. Ф. Внепечная обработка стали. -М.: МИСиС. 1995. -256 с.

31. Григорян В. А., Белянчиков Л. Н., Стомахин А. Я. Теоритические основы электросталеплавильных процессов. Издание 2-е. -М.: Металлургия. 1987. -271 с.

32. В. В. Болотников, А. И. Александров, М. К. Шакиров. Эффективное управление шлаковым режимом при внепечной обработке стали. «Сталь». №12. 1996.

33. Смирнов Н. А., Кудрин В. А. Рафинирование стали продувкой порошком в печи и ковше. -М.: Металлургия. 1986. -168 с.

34. ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - М.: Издательство стандартов, 1975.

35. Охрана труда и окружающей среды: Учебное пособие для практических занятий / Бриз В.Н. -М.: МИСиС, 1985. - 122 с.

36. Бабайцев И.В., Варенков А.Н., Потоцкий Е.П. Безопасность жизнедеятельности и экология. Учебное пособие по разделу в дипломной работе. - М.: МИСИС, 1997. - 60 с.

37. Бочков Д.А. Управление производством. Учебное пособие. - М.: МИСиС, 1998. - 68 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Разработка технологии комплексного воздействия на металлический расплав в агрегатах типа АКОС и промковше МНЛЗ с целью получения в трубной стали сверхнизких содержаний вредных примесей. Методика и инструменты очистки межузлия решётки и границ зёрен.

    дипломная работа [239,0 K], добавлен 22.11.2010

  • Методика исследования газонасыщенности стали и равновесности расплава. Схема установки для изучения кинематической вязкости металлических расплавов. Влияние технологических параметров внепечной обработки на содержание в металле общего кислорода.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.10.2012

  • Принципы обозначения стандартных марок легированных сталей, их механические свойства. Влияние вредных примесей, величины зерна на свойства. Виды закалки, структура сплава после нее. Понятие свариваемости стали. Коррозионные повреждения нержавеющей стали.

    курсовая работа [5,1 M], добавлен 18.03.2010

  • Характеристика стали 60С2А, химический состав и механические свойства. Структурные превращения в стали при термической обработке. Выбор оборудования для обработки детали. Разработка технологии термообработки и маршрутной технологии изготовления пружины.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 05.12.2014

  • Классификация и маркировка стали. Характеристика способов производства стали. Основы технологии выплавки стали в мартеновских, дуговых и индукционных печах. Универсальный агрегат "Conarc". Отечественные агрегаты ковш-печь для внепечной обработки стали.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.08.2012

  • Описание электропечи и установки внепечной обработки. Определение производительности участка. Изучение технологии выплавки и разливки шарикоподшипниковой стали. Подготовка печи к плавке. Расчет металлошихты, расхода ферросплавов для легирования стали.

    курсовая работа [760,3 K], добавлен 21.03.2013

  • Механические свойства легированной конструкционной стали 35ХМЛ. Подбор шихты и определение среднего состава стали для расчета содержания основных компонентов. Описание технологии выплавки стали в кислой и основной электродуговых печах с окислением.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.11.2013

  • Характеристика заданной марки стали и выбор сталеплавильного агрегата. Выплавка стали в кислородном конвертере. Материальный и тепловой баланс конвертерной операции. Внепечная обработка стали. Расчет раскисления и дегазации стали при вакуумной обработке.

    учебное пособие [536,2 K], добавлен 01.11.2012

  • Выбор и обоснование футеровки сталеразливочного ковша. Выбор дутьевых продувочных устройств. Расчет основных параметров обработки стали: раскисление и легирование; процесс десульфурации стали в ковше. Технологические особенности внепечной обработки стали.

    курсовая работа [423,1 K], добавлен 21.04.2011

  • Механические свойства стали при повышенных температурах. Технология плавки стали в дуговой печи. Очистка металла от примесей. Интенсификация окислительных процессов. Подготовка печи к плавке, загрузка шихты, разливка стали. Расчет составляющих завалки.

    курсовая работа [123,5 K], добавлен 06.04.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.