Проект снижения расхода леточной массы на ДП №4 при работе печи на сниженных параметрах с целью снижения себестоимости чугуна в условиях доменного це

Одной из важнейших задач доменного производства ОАО “Северсталь” в современных условиях мирового рынка стали и проката является снижение себестоимости чугуна.
Выбор между используемой леточной массы конкурирующих компаний и потреблений продуктов в доменном производстве приводит к разной оценке качества чугуна и экономической эффективности данного выбора.
С целью уменьшения затрат на производство чугуна необходимо произвести анализ и посчитай экономический эффект при замене леточной массы.
Основной целью данной курсовой работы является оценка экономической эффективности данной замены.
Данная экономия достигнута за счёт внедрения следующих мероприятий:
-анализа обеих леточных масс по химическому составу;
-обеспечение наиболее рационального протекания производственного процесса;
-подб ...

Введение 3
1 Общая часть 4
1.1 Обоснование выбора темы 4
1.2 Назначение и характеристика доменного цеха. 5
1.3 Исходное сырье, источники поступления, характеристика готовой продукции. 8
1.4 Требования к исходному сырью и готовой продукции, согласно ГОСТов и ТУ. 8
1.5 Описание подготовки и забивки леточной массы 14
1.6 Характеристика и принцип действия основного оборудования. 17
1.7 Системы автоматического контроля. 19
1.8 Контроль и метрологическое обеспечение технологического процесса 21
2 Специальная часть. 24
2.1 Расчет материального баланса выплавки передельного чугуна . 24
Заключение 43
Литература 44

Введение
Череповецкий металлургический комбинат ОАО «Северсталь» - крупнейшее предприятие металлургического комплекса Вологодской области. В 2010 году комбинату исполнилось 55 лет. С момента запуска на комбинате выплавлено 400 миллионов тонн стали.
Первый череповецкий чугун был выдан в 1955 году. Именно с этого момента ведет свою историю ЧерМК «Северсталь». 24 августа – не только день рождения комбината, но и юбилей доменного цеха, 55 лет истории которого складывались из постоянной технической модернизации и улучшения качества продукции. К примеру, в прошлом году доменщики освоили технологию выплавки низкокремнистого чугуна, что позволило увеличить производительность доменных печей.В состав доменного цеха в настоящее время входят 4 доменные печи объемом от 1007 до 5500 . Еще одна домен ная печь – ДП №3 находится на реконструкции. На доменной печи №4 «Вологжанке», реконструкция которой была проведена в 2005 году, внедрены самые передовые решения последнего времени. В частности, впервые в Череповце применена замкнутая система охлаждения, что позволило продлить срок службы печи. Печь оснащена немецким оборудованием – бесконусным засыпным аппаратом, гидравлическими пушками и бурмашинами. Увеличено количество измерений различных параметров технологического процесса, что наряду с австрийской экспертной системой дает возможность своевременно диагностировать отклонения от нормального хода доменной плавки на ранних стадиях. Наряду с современными системами аспирации бункерной эстакады и литейных дворов предусмотрены укрытия для чугунных желобов.
Одна из крупнейших доменных печей мира – ДП №5 «Северянка» объемом 5500 после прошедшего в 2006 году капитального ремонта первого разряда с реконструкцией претерпела ряд конструктивных изменений. Была изменена конструкция горна и лещади с применением высокоэффективных микропористых огнеупоров в целях продления стойкости горна, усовершенствована система охлаждения печи за счет установления в подлеточных зонах медных холодильников. Все это позволило не только увеличить производительность, но и улучшить качественные параметры чугуна. Во время реконструкции был решен и ряд экологических задач. Совершенствование процесса сжигания топлива, а также модернизация системы аспирации, в частности, реконструкция электрофильтров на вытяжной станции, — позволили снизить выбросы в атмосферу.

-обеспечение бесперебойной загрузки расходных бункеров шихтовыми материалами.
-оперативный контроль за уровнем заполнения расходных бункеров.
-обеспечение транспортировки мелочи агломерата.
-сигнализация о выходе контролируемых параметров за регламентные пределы.
-обеспечение безопасного пуска конвейеров.
-осуществление технологических блокировок и блокировок безопасности механизмов.
-отображения состояния механизмов:конвейеров,шиберов,автостелл.
-основным управляющим органом является терминал управления, резервным - рабочая станция.
АСУШП ДП № 2 выполняет следующие функции:
-набор и коррекция заданной машинистом шихтоподачи ДЦ дозы шихтового материала в весовые воронки агломерата и кокса.
-контроль текущей массы, расчёт скорости набора материала, формирование признаков - “предворение”, “доза”, “перегруз”, “о-весы”.
-формирования задания на загрузку весовых воронок учётом необходимых коррекций.
-формирование заказов на загрузку весовых воронок с учётом сформированных программ качественного набора.
-управление механизмами ВЗ и НЗ.
-расчёт необходимых коррекций по ошибкам дозирования.
-обработка сигналов влагомеров, формирование достоверного значения влажности кокса.
-расчёт производительности грохотов, изменяющийся с течением времени.
-диагностирование, сигнализация отклонений хода технологического процесса.
-отображения состояния объектов: грохотов, конвейеров отсева, затворов, питателей, лебёдки коксовой мелочи, скиповой лебёдки, лебёдок зондов, лебёдки конусов, уравнительных клапанов, ВРШ, весовых воронок, главных конвейеров, наличие материала в бункерах.
-отображение и корректировка технологических параметров:“вес заданный”, “вес скорректированный”, “вес текущий”, “вес тары”, показания влагомеров, программа качественного набора ж/р материалов, программа загрузки весовых воронок, настроечные параметры таблицы материалов, производительность грохотов.
-архивирование и отображение в виде графиков технологических параметров и состояний сигналов: масса материала в весовых воронках, влажность кокса, положение вращающегося распределителя шихты,положение скиповой лебёдки и её скорость, уровень засыпи шихты, положение конусов.
-формирование признаков по весовым воронкам:“предварение”, “доза”, “перегруз”, установка”о”.
-архивирование протокола загрузки.
Основным управляющим органом являются терминалы управления(2 шт), резервным рабочая станция(3 шт).
1.8 Контроль и метрологическое обеспечение технологического процесса.
Таблица 15 – Требования к метрологическому обеспечению ДП № 1 по коксу.
Наименование измеряемого параметра
Номинальное значение параметра
Предельное отклонение от номинального значения
Пункт ТИ
Наименование и тип средств измерения
Метрологические характеристики
Диапозон измерений
Класс точности
Цена деления
Масса кокса в подаче,кг
Не более 3500 в один скип
4.4.1.23
Система“Алконт”ф.RAUTE PRECISION
0-5000 кг
15кг
2кг
Масса ж/р материалов в подаче, кг
Не более 15000 в один скип
4.4.1.23
Омрон ДСТ1778
0-12500кг
0,25%
100кг
Уровень засыпи шихты в ДП, м
1,3
-0,5
+0,7
4.4.2.1.4
КСФ-3 Дшк-250
-1,5 до 4 м
1,5
0,2м
Уровень материала в расходных бункерах, %
Не менее 2/3 вместимости бункера
4.3.4
FMU 862 ультразвук
0-100%
0,005%
0,01%
Давление в межконусномпрстранстве, кгс/
Не более 1,8
4.6.1.5
PRESS EL ф.VALMETдиск -250
0-4кгс/
0,5
0,05кгс/
Объёмный расход холодного дутья,
Не более 2300
4.6.2.6
Сапфир 22ДД диск-250
0-3200
0,5
100
Давление горячего дутья, кгс/
Не более 2,8
4.6.1.2
Сапфир22ДИ диск-250
0-4кгс/
0,5
0,1кгс/
Давление холодного дутья, кгс/
Не более 3
4.6.1.2
Сапфир 22ДИ диск-250
0-4кгс/
0,5
0,1кгс/
t кладки шахты,
Не более 500
4.6.1.12
Термопара ХА Simatik монитор
0-1100
0,5
10
t горячего дутья,
1200
30
4.6.1.4
TПRT диск-250
300-1600
0,5
0,5
20
Массовая концентрация влаги в дутье,г/
Не более 23
4.6.3.12
КВД 201М диск-250
5-50г/
1г/
Объёмная доля кислорода в дутье,%
Не более 35
4.7.29
АГ0011 диск-250
0,50%
0,5
1%
t чугуна,
1480
+20
-60
4.6.3.3
Диск-250 сменные блоки ТПО
1000-1800
1,5%
10
Давление природного газа, кгс/с
Не менее 3,8
4.7.4
Сапфир 22 ДИ диск-250
0-10кгс/
0,5
0,2кгс/
Объёмный расход природного газа,
Не более 19000
4.7
Сапфир 22ДД диск-250
0-25000
0,5
1000
Угол поворота ВРШ,градус
До 360
4.4.32.13
Энкодер Е6С2-СWZ6Cсигнальный
0-
Объёмный расход природного газа через фурму,
Не более 21
4.6.2.26
Сапфир 22Simaticмонитор
0-25
1,5
0,25
мин
Давление колошникового газа, кгс/
Не более 1,8
4.6.1.5
Сапфир 22ДД показывающий
0-2,5 кгс/
0,5
0,1кгс/
Влажность кокса,%
7
5
4.1.8
Влагомер ВПН-03
0-12,5%
1
0,01%
t колошникового газа
Не более 450
4.6.1.6
4.8.11.2
Термопара ХА Simaticмонитор
0-600
0,5%
10
Объёмная доля в колошниковом газе, %
СO-25
-22
-12
4.6.1.11
Система газоаналитическая “Гранат”
0-50%
0-30%
0-20%
0,5
1%
0,5%
0,5%
t переферийного газового потока,
Не более 850
4.6.1.7
Термопара ХА Simatikмонитор
0-1100
10
Переход давлений общий, кгс/
Не более 1,3
4.6.2.16
Сапфир 22ДД диск-250
0-16кгс/
1,5
0,02кгс/
Перепад давлений верхний, кгс/
0,25
0,5
4.6.2.16
Сапфир 22ДД диск-250
0-1кгс/
1,5
0,01кгс/
Переход давлений нижний, кгс/
1,1
0,3
4.6.2.16
Сапфир 22ДД диск-250
0-1,6кгс/
1,5
0,01кгс/
2 Специальная часть
2.1Расчет материального баланса выплавки передельного чугуна .
1 Исходные данные для расчёта:
Химический состав сырых материалов приведён в таблице1 (основность агломерата определена предварительным расчётом, исходя из условия полного вывода сырого флюса из доменной шихты )
Таблица 1 – Химический состав сырых материалов
Материалы
Fe
общ
Mn
общ
S
общ
Р
общ
FeO
Fe2O3
MnO
Mn3O4
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
SO3
P2O5
FeS
Агломерат (63,5%)
58,40
0,287
0,009
0,034
11,70
71
0,37
-
4,92
1,1
7,8
2,76
0,0275
0,078
-
Окатыши (33,5%)
63,33
0,046
0,107
0,014
1,66
88,4
0,06
-
5,05
0,3
3,43
0,41
0,21
0,032
-
Руда (3%)
40,66
0,07
0,217
0,023
5,36
54,7
0,09
-
33,38
0,4
3,27
0,37
1,107
0,053
-
Рудная смесь (63,5%А+33,5%Ок++3%Р)
59,51
0,201
0,044
0,027
8,039
76,66
0,257
-
5,817
0,81
6,2
1,9
0,121
0,062
-
Зола кокса
5,32
-
-
-
-
7,2
-
-
56,90
22
3,44
2,27
-
-
-
Состав кокса: %=11,4; Sк=0,54; Vс=0,7
В органической массе кокса содержится: 0,33%Н2; 0,25%N2; 0,25%О2; 86,23%С; 2%Н2О (сверх 100%)
Состав чугуна, %:
Si Mn P S C Fe
0,48 0,37 0,06 0,015 4,9 94,175
Ti Cr СКО(Si) СКО(S)
0,092 0,038 0,10523 0,00298
Масса сухого кокса без выноса 430 кг/т чугуна.
2 Расчёт шихты:
2.1 Определение содержание Fe, Mn и Si в 1 тонне чугуна:
А=aFe*1000 (1)
где 1000-количество чугуна, кг;
aFe, aMn, aSi -содержание Fe, Mn и Si в чугуне, в долях единицы (см исходные данные)
1000 * 0,94175 = 941,75 кг Fe,
1000 * 0.0037 = 3,7 кг Mn,
1000 * 0.0048 = 4,8 кг Si,
1000 * 0,0006 = 0,60 кг P,
1000 * 0,00015 = 0,15 кг S,
1000 * 0,0490 = 49 кг C,
1000 * 0,00092 = 0,92 кг Ti,
1000 * 0,00038 = 0,38 кг Cr,
1000 * 0,0010523 = 1,0523 кг СКО(Si),
1000 * 0,0000298 = 0,0298 кг СКО(S),
2.2 Определение расхода рудной смеси:
1 Определение содержание золы в коксе:
зк=mк*Ас (2)
где Ас-содержание золы в коксе, в долях единицы (см исходные данные)
mк – расход сухого кокса без выноса, кг/т чугуна.
зк =430 * 0,114 = 49,02 кг.
2 Определение количества железа, вносимого золой кокса:
зFe= з*mFe (3)
где mFe- содержание железа в золе кокса (доли ед.).
зFe =49,02*0,0532=2,607 кг
В соответствии с составом шихтовых материалов и опытными данными принимаем выход шлака равным 278 кг, а содержание FeO в нём 0,3% (оно обычно изменяется от 0,3 до 0,7%).
3 Определение содержания железа, переходящего в шлак:
Feшл=ш*0,003* (4)
где ш – выход шлака, кг/т чугуна
56- атомная масса Fe;
72-молекулярная масса FeO.
0,003 – 0,3% FeO в шлаке (доли ед)
Feшл =278*0,005*=1,081кг
4 Определение количества железа, вносимого рудной смесью:
Feр.с=АFe+Feш-зFe (5)
где Fe –содержание железа в 1 тонне чугуна.
Feр.с =941,7 + 1,081 – 2,607 = 940,174 кг.
5 Определение расхода рудной смеси:
mр.с= (6)
где Feр.с – количество железа, вносимого рудной смесью, кг
Feобщ – содержание железа в рудной смеси (доли ед.)
mр.с =940,7 : 0,5967 = 1576,504 кг,
6 Количество расхода рудной смеси с учётом выноса в колошник (принимаем вынос равным 2%, он определяется качеством рудной смеси и технологией доменной плавки и изменяется от 1 до 10%) составляет:
1576,504 : 0,98=1608,67 кг.
где 0,98 – вынос (доли ед.)
2.3 Расчёт количества шлакообразующих
Таблица 15 -Количество шлакообразующих
Материал
Кол-во, кг
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
%
кг
%
кг
%
кг
%
кг
Рудная смесь
Зола кокса
1576,504
49,02
5,817
56,90
91,70
27,89
0,772
22
12,17
5,83
6,2
3,44
97,74
1,68
1,9
2,27
29,95
1,11
Итого
-
-
119,59
-
18
-
99,42
-
31,06
2.3.1 Определение количество кремнезёма, израсходованного на Si, переходящего в чугун по реакции SiO2 + 2CSi +2CO
m1=сSi* (7)
где; сSi – содержание Si в чугуне,%
28-атомная масса кремния;
60-молекулярная масса SiO2.