Бизнес-план по стали

1) В кислородном  конвертере.

2) В ДСП.

3) Комплексные технологические  схемы выплавки:

 А) Электродуговая  печь – вакуум-окислительное обезуглероживание. В ДСП расплавляют полупродукт, содержащий 0,2-0,25% С, наводят достаточно активный шлак, которым десульфурируют расплав на выпуске, затем шлак отсекают при переливе из ковша в ковш и расплав доводят до требуемого химического состава в вакуумной установке, то есть обезуглероживают, раскисляют и легируют.

Б)    ДСП  – циркуляционное вакуумирование.

В) ДСП –  аргонно-кислородное рафинирование  – циркуляционное вакуумирование.

Г) Установка  для внедоменной десульфурации  чугуна – конвертер с комбинированным дутьем – циркуляционное вакуумирование. Преимущество данной схемы – получение стали с низким содержанием азота.

2.2 Выбор технологической схемы  для данной марки стали. 

Сравнение экономической  и технологической эффективности  выплавки стали в условиях НЛМК.

1. Дополнительные затраты на металлошихту при выплавке в ККЦ ввиду большего расходного коэффициента на выплавку стали  (1,115 в ККЦ и 1,085 в ЭСПЦ).
2. Строительство ЭСПЦ позволило  высвободить мощности в конвертере цехе для производства металла других марок и сэкономить капиталовложения.
3. Выплавка изотропной стали в электропечи по сравнению с выплавкой в конвертере позволяет получать более качественный электротехнический металл (по удельным ваттным потерям в стали и величине магнитной индукции).

2.3 Мини-завод.  В последнее время широкое распространение получили мини-заводы из-за своей коммуникабельности. Эти заводы не имеют доменного производства, обжимных станов и выплавляют сталь в одной или нескольких дуговых печах, разливая ее на МНЛЗ. Конкурентоспособность мини-заводов, кроме наличия довольно мелких постоянных потребителей, достигается благодаря использованию современного металлургического оборудования – электропечей с высокой удельной мощностью трансформаторов, МНЛЗ и компактных узкоспециализированных прокатных станов высокой производительности, сконструированных непосредственно для этих заводов.

 

 

 

3.Характеристика  агрегатов.

В технологической схеме применяются  следующие агрегаты: печь жидкофазного восстановления для получения жидкого чугуна, дуговая сталеплавильная печь переменного тока (ДСП) емкостью 100 т; агрегат комплексной обработки стали (АКОС) переменного тока; машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с промежуточным ковшом.

 

Получение жидкого чугуна с помощью жидкофазного восстановления.

На рисунке представлена схема агрегата ЖФВ. Восстановление железа идет из шлакового расплава, содержащего постоянно не более 3% Fe0. При эксплуатации в условиях нормальной работы обслуживающих систем расход энергетического угля на тонну чугуна находится в пределах 650—850 кг, а кислорода 600—750 м³ в зависимости от содержания железа в шихте и степени дожигания восстановительных газов в агрегате. Производственная эксплуатация агрегата полностью подтвердила принципы, заложенные при разработке процесса. Среди них:

 

• возможность осуществления процесса с получением чугуна одностадийным способом в одном агрегате с потерями железа в отходящем шлаке не выше 2,0%, протекание процесса восстановления железа углем в шлаковой ванне, барботируемой кислородосодержащим дутьем при окислении угля в ванне до СО;
• использование  дожигания восстановительных газов (СО и Н₂), выделяющихся из шлаковой ванны, над ванной с возвращением в нее необходимого тепла;
• осуществление в агрегате  непрерывного (процесса получения чугуна при непрерывной загрузке шихты и угля и непрерывном одновременном раздельном выпуске  чугуна и шлака.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дымовые газы в котел-утилизатор

 

Схема печи ЖФВ:

1-баботируемый слой шлака, 2-металлический  сифон, 3-шлаковый сифон, 4-горн с подиной, 5-переток, 6-загрузочная воронка, 7-дымовыводящий патрубок, 8,9-фурмы нижнего/верхнего ряда, 10-слой спокойного шлака, 11-слой металла, 12-водоохлаждаемые кессоны, 13-шихта, 14-металл, 15-шлак.

 

Для процесса ЖФВ удельный расход энергетического угля находится на примерно одинаковом уровне с удельным расходом коксующего угля современных доменных печей. Причем процесс ЖФВ не применяет на технологические цели ни природного газа, ни мазута. В то же время впечатляет большой удельный расход кислорода — свыше 500 м³, что в 5 раз превышает его расход в доменных печах. Привлекают внимание в тепловом балансе агрегата ЖФВ большой вынос физического тепла из рабочего пространства с газами, имеющими температуру до 1700 °С. Для доменных печей эта температура не превышает 300 °С. Поэтому энтальпия отходящих газов в агрегате ЖФВ выше в 3—5 раз, чем для доменных печей. Коэффициент полезного действия тепла в печи h_т находится для доменных печей в пределах 83—85 %, а для агрегата ЖФВ не превышает 50%. Отсюда нередко делается вывод о более высокой энергоемкости процесса ЖФВ. Коэффициент полезного действия углерода в печи (h_с) в доменных печах равен 56-65%, а в агрегатах ЖФВ при степени дожигания газов в пределах 70% h_с составляет 80%. Это связано с тем, что в доменной печи большие потери энергии углерода определяются химической энергией отходящих газов. Эти потери примерно в два раза выше, чем для агрегата ЖФВ.

Годовое производство чугуна составит 334 тыс.т при степени дожигания отходящих газов в пределах 60%. Для такого режима работы h_т составляет всего 41%. Однако при использовании физического тепла, выходящих из рабочего пространства газов в котле-утилизаторе агрегата, получается 220 т пара в час энергетических параметров. В элементах пароиспарительного охлаждения агрегата может быть выработано еще 30 т/ч пара.

В проектах промышленных агрегатов ЖФВ предусматривается сухая газоочистка, конкретный состав которой определяется необходимостью  улавливания  соединений  цинка, свинца и очистки газов от оксида серы. В отходящих газах не содержится органических соединений, что гарантируется высокой температурой (до 170 °С) их выхода из печи.

 

Обоснование выбора ДСП и АКОСа переменного  тока.

Для данной стали опасен азот, а  на основании опытных данных в  стале, выплавленной в  ДСП переменного тока азота меньше. АКОС выбираем такого же тока, как и печь, так как использование в цехах агрегатов, работающих на разном токе нерационально.

Загрузка металлошихты в современные ДСП проводится бадьями грейферного типа, доставляемыми из шихтовых отделений автобадьевозами. При загрузке наряду с общей массой лома автоматически фиксируется и масса лома по группам или сортам. Транспортирование в цехи шлакообразующих, ферросплавов осуществляется конвейерным транспортом через специальный бункерный пролет с взвешивающим и дозирующим устройствами.

ДСП переменного  тока садкой в 100 т. В отличие от постоянного тока в данной печи происходит меньшее насыщение металла азотом, а это для данного класса сталей важно, т.к. азот подвергает металл к старению. Мощность трансформатора 75 МВА и продувка кислородом (35 м³/т) позволяют снизить период расплавления до часа и, следовательно, увеличить производительность. Кроме того, такое количество кислорода заменяет 120-140 кВт.ч/т электроэнергии.

 

Таблица 2.     Геометрические параметры печи ДСП-100И6.

Номинальная вместимость, т	100
Мощность трансформатора, МВт*А	75
Max:           вторичное напряжение                                                    трансформатора,В	761
сила тока, кА	59,4
Диаметр:   электрода, мм	555
распада электрода, мм	1700
ванны на уровне порога, мм	5900
внутреннего кожуха, мм	6900
Ход электрода, мм	3600
Глубина ванны от уровня порога, мм	1080
Рабочее окно:                 ширина, мм	1050
высота, мм	1180
Min время наклона печи  на 40°, сек	80
Масса металлоконструкции, т	440
Скорость перемещения  электродов, м/мин	3-6
Производительность печи, плавки в сутки	22

 

 

Использование водоохлаждаемых элементов  печи и увеличение производительности не позволяют долго держать металл в ДСП из-за потерь тепла с водой. Поэтому в печи проводят расплавление и выпускают металл в ковш (эркерный выпуск).

 

 Описание АКОС.

Обычно металл в ковше  нагревают электродуговым способом. В состав участка входит соответствующей мощности трансформатор и оборудование. В целях безопасности АКОС переменного тока также как и ДСП. Подогрев металла осуществляется со скоростью 3 град/мин и составляет обычно от 20 до 50 град. Процесс включает перемешивание путем продувки металла аргоном в ковше и обработку синтетическим шлаком в процессе его перемешивания аргоном. Процесс обеспечивает не только получение металла заданного состава и температуры, но и снижение количества неметаллических включений в результате удаления серы и кислорода, что приводит к значительному улучшению механических свойств. В состав АКОС входит вакуумная система, которая позволяет обеспечить вакуум до 0.001 атм.

В данном варианте в агрегат комплексной  обработки будем вводить все ферросплавы, что обеспечит лучшее их усвоение (угар не более 5 %). Затем проведем вакуумирование в течение 20 минут. После этого нагрев в течение 20 минут, при этом расход электроэнергии составит 26.5 кВт*ч/т, расход электродов 0,2 кг/т. /6/

 

   Описание разливки.

 В настоящее время разработан  способ литья полосы в двухроликовом  кристаллизаторе. Технологическую  цепочку получения листовой продукции  можно существенно сократить  благодаря прямому литью полосы, пригодной для холодной прокатки.

К существенным факторам, влияющим на качество, относится равномерное распределение температуры полосы по длине и ширине. В сочетании с предварительно рассчитанными термическим расширением литейных валков это позволяет получить выпуклость полос, необходимую для их дальнейшего передела. Механические свойства полос прямого литья после холодной прокатки очень близки к свойствам полос, то есть после непрерывного литья слябов и горячей прокатки.

Сопоставление процессов классического  непрерывного литья, литья тонких слябов и литья полосы в двухроликовом кристаллизаторе выявляет существенное различие этих процессов литья и затвердевания. Так, при литье полосы, поскольку поверхности кристаллизатора движутся вместе полосой, нет никакого относительного движения или движения качания, которые требуются для преодоления трения между непрерывным слитком и кристаллизатором при обычном непрерывном литье. Кроме того, разливка ведется без сталеразливочной смеси. Полное затвердевание полосы происходит при непрерывном ее контакте с литейными роликами до тех пор, пока корки с обеих сторон полосы не соединятся в самом узком месте зазора между роликами. Получаемая полоса толщиной 2-4 мм примерно в 20 раз тоньше тонкого сляба, а геометрия полосы формируется без процесса прокатки. Время затвердевания полосы составляет около 0,6 секунд, тогда как при обычном непрерывном литьеи литье тонких слябов оно составляет более 10 минут. Тонкие слябы в настоящее время отливают со скоростью 4-6 м/мин. Напротив, полосу можно отливать со скоростью 30-90 м/мин, в зависимости от ее желательной толщины. Тепловой поток, поступающий в литейные ролики, составляет в среднем 6-10МВт/м², что в четыре раза больше, чем при непрерывном литье в обычный кристаллизатор (около 2 МВт/м²). Это оказывает соответствующее влияние на конструкцию литейных роликов. Общая длина установки для литья полосы Myosotis от устройства для заливки жидкой стали до моталки составляет менее 40 м; при средней скорости литья 60 м/мин это означает, что от затвердевания стали, и до ее смотки проходит около 40 секунд./8 /

 Расчет скорости  разливки.

Сталь находится в печи один час, внепечная обработка проводится 40 минут, время разливки равно времени  плавки. Во время внепечной обработки  и разливки проводят подготовку печи к следующей плавке, загрузку и  завалку шихты.

Описание промежуточного ковша.

Промежуточный ковш ¾ это металлургический агрегат непрерывного действия, предназначенный для дополнительного внепечного рафинирования стали и повышение ее качества.

     Современный промежуточный ковш снабжен приспособлениями, позволяющими: устранить влияние таких источников загрязнения, как эрозия огнеупоров, повторное окисление, взаимодействие с ковшевым шлаком; обеспечить влияние и отделение неметаллических включений путем правильной ориентации движения металла, исключающей появление застойных зон и укороченных путей; обеспечить применение дополнительных технологических приемов – продувки нейтральными газами, применения специальных крышек и покровных флюсов, размещения порогов и фильтров, регулирования температуры, проведения раскисления и микролегирования стали. Для выполнения этих функций промковши оборудуют датчиками, позволяющими фиксировать концентрацию кислорода и азота в жидком металле, основность шлака, температуру металла.

Активному удалению неметаллических  включений способствуют: правильный выбор наклона стенок ковша и расстановки перегородок; продувка металла аргоном в ковше через вращающиеся насадки для дробления газовой струи и эффективного перемешивания расплава; рациональное раскисление, в том числе экзотермическими ферросплавами, дающими жидкие продукты раскисления; фильтрация.

 

Конструкция промежуточного ковша с «воротами».

На пути движения устанавливают  своеобразные «ворота» из огнеупоров, замедляющие движение металла, а  в днище ковша за воротами ¾ пористую пробку, через которую в пузырьковом режиме подают аргон таким образом, чтобы весь металл проходил через барботируемый слой. Установлено, что при продувке аргоном общее содержание кислорода стабильно снижается, уменьшается содержание включений, повышаются механические свойства готового металла. Конечным продуктом разливки является сляб размерами 250´1800 мм.

 

 

 

Таблица 3 Себестоимость  стали марки 2413(динамная).

Статья затрат	Единица измерения	Количество	Цена, дол	Сумма, дол
Электричество (на плавку)	кВт ч/т	480	0,0282	13,52
Огнеупоры (печные+ковшевые)	кг/т	1,7+6,6	1,75+0,32	5,07
Электроды	кг/т	5	2,5	12,5
Чугун	т/т	0,05	170,83	8,54
Лом	т/т	0,95	96,67	91,83
Ферросилиций 75% пов.чист.	т/т	2,4	84,33	202,40
Марганец	т/т	0,0004	1093,5	0,44
Известь	кг/т	7,5	0,039	0,296
Плавиковый шпат	кг/т	1,85	0,041	0,076
Аргон	м3/т	0,3	0,051	0,02
Кислород	м3/т	10	0,009	0,09
Зарплата	дол/т			1,22
Амортизация				0,07
Итого				336,07