Технология и организация строительного производства

Кислородно-конвертерный цех состоит из нескольких отделений:

Отделение перелива чугуна, в котором производится перелив  чугуна из миксеров в заливочные ковши.

 Скрапное отделение  для приема металлического лома  в совках.

Конвертерное отделение,  состоящее из трех конвертеров производительностью 350 т каждый, в которых производится выплавка стали и разливка в сталь-ковши.

Отделение подготовки ковшей.

Отделение внепечной  обработки стали состоит из агрегата доводки стали и печи-ковша. В  отделении производится доводка до заданной марки стали химического состава и до заданной условиями непрерывной разливки температуры.

Отделение непрерывной  разливки стали (ОНРС), в котором  производится разливка стали на машинах  непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) и резка слитка на слябовые заготовки машинной газовой резки (МГР).

Две транспортно –  отделочные линии (ТОЛ) для подготовки и подачи слябовой заготовки на листопрокатные станы.

 2.1 Технология производственного процесса кислородно-конвертерного цеха

При конвертерных процессах жидкий чугун подвергается воздействию окислительного газа – воздуха, кислорода, водяного пара.

Кислород дутья окисляет примеси чугуна – кремний, марганец, углерод. При окислении примесей выделяется значительное количество тепла, разогревающего металл. Температура плавления при удалении примесей повышается. Одновременно повышается и температура металла, сохраняется или увеличивается перегрев металла над точкой плавления (ликвидусом). Поэтому сталь получается жидкой.

Предусмотрена комбинированная продувка металла в конвертере с установкой необходимого для этой цели оборудования (объемное днище, системы подачи технологических газов и др.). В конвертерном цехе перерабатывается чугун с низким (менее 0,2%) содержанием марганца. Технология передела такого чугуна имеет существенные особенности, связанные с ухудшением процесса шлакообразования: малое количество шлака в начале продувки, замедление растворения извести в шлаке, увеличение выносов металла и шлака, заметалливание кислородной фурмы и горловины   конвертера   и   др.

Недостаток марганца для шлакообразования в этих условиях обычно компенсируется увеличенным  содержанием оксидов железа в шлаке (в результате изменения параметров дутьевого режима) и повышенным расходом разжижителей шлака (плавикового шпата и др.), что, в свою очередь, приводит к уменьшению выхода годного.

Схема технологии продувки следующая:

В конвертер заливается жидкий чугун при положении конвертера «на спине» (приблизительно в горизонтальном  положении).

 Пуск дутья и одновременный подъем конвертера в вертикальное положение. С этого момента начинается продувка.

Продувка чугуна делится  на три периода по внешним явлениям, наблюдаемым у горловины и  по физико-химической сущности.

В первом периоде из горловины  вырываются почти прозрачные газы (без пламени) и искры. В этот период окисляются железо, кремний, марганец. Их окислы FeO, SiO₂, MnO образуют шлак. За счет окисления примесей температура металла поднимается.

Во втором периоде  интенсивно окисляется углерод, что  возможно при повышении температуры и понижении концентрации кремния. Окись углерода окисляется на воздухе до двуокиси (СО₂), при этом появляется яркое пламя, постепенно увеличивающееся в размере.

Третий период – период дыма. В этот момент углерод выгорел  почти до конца, кремния и марганца тоже очень мало и окисляется преимущественно железо. Капельки окисляемого железа выносятся газами, дополнительно окисляются до Fe₃O₄ и Fe₂O₃ и дают интенсивный бурый дым.

При достижении металлом заданного состава следует «повалка» конвертера и прекращение дутья. Продолжительность всей продувки – от подъема до повалки – 10 – 20 мин.

Раскисление металла  и слив его в сталеразливочный ковш.

Разливка стали.

После ковшевой обработки  весь металл поступает на МНЛЗ для  отливки слябов. Непрерывную разливку стали в слябы сечением (1100...2350) х 250 мм производят в два ручья, а в слябы сечением (750... 1050) х 250 мм - в четыре ручья. Разливка осуществляется из 385-т сталеразливочного ковша через промежуточный ковш вместимостью 50т в криволинейные кристаллизаторы с радиусом кривизны базовой стенки 8000 мм и высотой 1200 мм. Ниже кристаллизатора расположена зона вторичного охлаждения сляба с водяным и водовоздушным охлаждением. Металлургическая длина МНЛЗ (расстояние от поверхности жидкого металла в кристаллизаторе до оси последней пары роликов) составляет 35800 мм. Разделение непрерывнолитого сляба на мерные длины (4800. ..12000 мм) осуществляется на агрегате газокислородной резки. Слябы при помощи рольганг-тележки поступают на транспортно-отделочную линию (ТОЛ) и   далее на стан 2000 горячей прокатки.

Проектная производительность МНЛЗ составляет 1250 тыс. т литых слябов в год, скорость вытягивания заготовки - 0,62...1,15 м/мин (в зависимости от сечения  сляба), продолжительность разливки одной плавки - 70 мин.

Достоинствами установленного оборудования для непрерывной разливки стали являются:

- использование промежуточных  ковшей достаточно большой вместимости  с рабочим уровнем металла  1100 мм, что обеспечивает необходимый запас металла при смене сталеразливочных ковшей и благоприятные условия для удаления неметаллических включений;

- применение комбинированных  кристаллизаторов для разливки   стали в два и четыре ручья;

- защита жидкого металла  от вторичного окисления и  снижение тепловых потерь путем применения шлакообразующих смесей (ШОС), удлиненных стаканов, крышек, подачи инертного газа;

- применение режима "мягкого"  водовоздушного охлаждения;

- надежная эвакуация  пароводяной смеси из зоны  вторичного охлаждения.

2.2.Оборотные  системы водоснабжения цеха

Система оборотного водоснабжения  кислородно - конвертерного цеха ОАО  «ММК» состоит из нескольких оборотных  циклов:

- «чистый» оборотный  цикл;

- «грязный» оборотный  цикл МНЛЗ;

- «грязный» оборотный  цикл газоочисток.

«Чистый» оборотный  цикл производительностью 19200 м³/ч включает в себя:

- две группы насосных  агрегатов, расположенных в насосной  станции блока очистных сооружения (БОС);

- насосная станция  нагретой воды «чистого» оборотного  цикла, расположенная в шламовой  насосной станции (ШНС);

- бак разрыва струи;

- башенные градирни  № 1, 2, 3;

Первая группа насосных агрегатов БОС подает воду по двум водоводам диаметром 800 мм на охлаждение кристаллизаторов.  Вода от охлаждения кристаллизаторов МНЛЗ под остаточным давлением по водоводу диаметром 1200 мм поступает в бак разрыва струи.

Вторая группа насосных агрегатов БОС  подает воду по двум водоводам диаметром 1200 мм на:

- компрессорную станцию, 

- фурмы и «юбки»  конвертеров,

- печи прокаливания  ферросплавов,

- установку десульфурации  чугуна,

- циркуляционные насосные  станции котлов - охладителей,

- оборудование МНЛЗ, АДС,  УПВС и холодильной станции,

- печь – ковш,

- крышку котлов –  охладителей.

Оборотная вода возвращается в бак разрыва струи, откуда по трем водоводам диаметром 1200 мм направляется для охлаждения на башенные градирни № 1, 2, 3. Охлажденная вода самотеком по двум водоводам диаметром 1400 мм поступает а приемную камеру охлажденной воды «чистого» оборотного цикла, откуда двумя группами насосных агрегатов подается вышеуказанным потребителям.

В состав «Грязного» оборотного цикла газоочисток производительностью 3860 м³/ч входят:

- группа насосав №  1.4 – 1.8, которая подает воду  из приемной камеры осветленной  воды по двум водоводам на:

 газоочистки конвертеров;

на форсунки узла предварительного охлаждения;

на скруббер;

на форсуночное отделение трубы Вентури;

на взмучивание осадка в баке – гидрозатворе;

на обмыв аппаратов;

на газоочистку машин  газовых резок.

Шламовая вода после  всех аппаратов от каждой газоочистки  конвертеров отдельно по самостоятельному шламопроводу диаметром 800 мм отводится в отделение улавливания крупной фракции и далее в камеру дегазации, где происходит удаление окиси углерода СО из воды. Далее вода по самотечным водоводам распределяется на радиальные отстойники № 1, 3, 4. Осветленная вода самотеком поступает на башенную градирню № 5, откуда в приемную камеру насосной станции. Далее охлажденная вода возвращается вышеуказанным потребителям.

2.3«Грязный» оборотный цикл водоснабжения МНЛЗ

Технологическая схема  оборотного водоснабжения МНЛЗ представляет собой следующий цикл (рис.1).

Отработанная вода от потребителей «грязного» цикла водоснабжения  и «перетоки» из чистого, возникающие  из-за несовершенства работы данного  цикла, в объеме 3500 м³/ч поступают в горизонтальный отстойник шламовой насосной станции, откуда вода поступает в распределительную камеру загрязненных вод, а от нее на два радиальных отстойника № 5 (типа 2К-30) и № 6 (типа ОГ-30).

Осветленная вода с отстойников  поступает на две градирни № 7 и  № 8. (градирня № 7 башенного типа, противоточная; градирня № 8 вентиляторная двухсекционная, площадь одной секции 64 м², с маркой вентилятора 2ВГ-50). Потери воды на градирнях составляют 70 м³/ч, которые компенсируются переливной водой.

Осветленная вода с отстойников  поступает на две градирни № 7 и  № 8. (градирня № 7 башенного типа, противоточная; градирня № 8 вентиляторная двухсекционная, площадь одной секции 64 м², с маркой вентилятора 2ВГ-50). Потери воды на градирнях составляют 70 м³/ч, которые компенсируются переливной водой.

Осветленная вода с отстойников  поступает на две градирни № 7 и № 8. (градирня № 7 башенного типа, противоточная; градирня № 8 вентиляторная двухсекционная, площадь одной секции 64 м², с маркой вентилятора 2ВГ-50). Потери воды на градирнях составляют 70 м³/ч, которые компенсируются переливной водой.

Дебалансные воды, возникающие  в «грязном» цикле вследствие переливов воды  из «чистого»  цикла в «грязный», перекачиваются после двух ступеней очистки и  охлаждения группой насосов типа Д500-65 (Q = 500 м³/ч; P = 65 м вод. ст.) в приемную камеру «чистого» цикла блока очистных сооружений ККЦ.

 

 

Рисунок 1 – Принципиальная схема «грязного» оборотного цикла  водоснабжения МНЛЗ

 

Оставшаяся вода в  объеме 2345 м³/ч поступает в приемную камеру осветленной и охлажденной воды блока очистных сооружений, откуда группой насосов типа 300Д-70 (Q = 1000 м³/ч; Р = 24 м вод.ст.) перекачивается на фильтры типа Е3В9-3У-01 (производительность не более 450 м³/ч; загрузка – песок крупностью 1,5 – 2,5 мм, антрацит крупностью 3 – 6 мм, скорость фильтрования до 50 м/ч).

         После третьей ступени очистки вода поступает в приемную камеру фильтровальной воды блока очистных сооружений, откуда группой насосов подается на повторное использование потребителям МНЛЗ.

Требования к качеству оборотной воды представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Требования к качеству воды «грязного» оборотного цикла МНЛЗ.

№ п/п	Показатель	Ед. изм.	Требования к качеству воды
1	2	3	4
1	Температура	ºC	30
2	рН	ед	8,39
3	Щелочность общая	мг-экв/дм3	12
4	Жесткость общая	мг-экв/дм3	4

продолжение таблицы 2

1	2	3	4
5	Хлориды	мг-экв/дм3	41
6	Взвешенные вещества	мг-экв/дм3	40
7	Нефтепродукты	мг-экв/дм3	10

 

2.4 Существующие проблемы, возникающие при эксплуатации оборотной системы водоснабжения МНЛЗ

В процессе эксплуатации оборотной системы водоснабжения  возник ряд проблем:

Во-первых, существующая башенная градирня имеет физический износ внутренних водоохлаждающих элементов, в результате чего не обеспечивается требуемого охлаждающего эффекта.