Деятельность комбината «Уральская сталь»

Глава 1. Общая характеристика комбината

1.1 История развития комбината. Источники сырья, топлива, электроэнергии, воды

Город Новотроицк, являясь третьим в Оренбургской области по численности населения после Оренбурга и Орска, по объемам промышленного производства занимает второе место, опережая по этому показателю город Орск. Специализацией Новотроицка является черная металлургия. Созданию черной металлургии в Новотроицком промышленном узле способствовало наличие крупных месторождений хромоникелевых бурых железняков, известняков и огнеупорных глин. На базе их использования был построен Орско-Халиловский металлургический комбинат (1955 г.), в настоящее время «Уральская сталь», входит в холдинг «Металлоинвест» — единственный в стране производитель природно-легированного металла.

Возникновению металлургического комбината благоприятствовал ряд обстоятельств: наличие крупных запасов природно-легированных железных руд; обеспеченность технической водой из реки Урал, а также собственным вспомогательным сырьем; соседство Орска, Оренбурга — крупных потребителей металла; выгодное географическое положение, относительная близость к Кузнецкому и Карагандинскому угольным бассейнам и удобство сбыта металла в Казахстан, Среднюю Азию, Нижнее и Среднее Поволжье и другие районы страны.

«Уральская сталь» является крупным металлургическим предприятием с полным металлургическим циклом. Местная сырьевая база предприятия — Орско-Халиловский железорудный район, запасы которою оцениваются более чем в 179 млн. т. Однако руды преимущественно бедные, труднообогатимые. Поэтому предприятие использует в основном привозное сырье и топливо. Вспомогательным сырьем для металлургического комбината служат местные месторождения известняков и огнеупорных глин. Близ города Новотроицка находится крупное Аккермановское месторождение высококачественных известняков, запасы которого исчисляются в сотни тысяч тонн. Очень обширны связи предприятия по сбыту готовой продукции: комбинат отправляет свою продукцию в 16 экономических районов страны и в ряд зарубежных стран.

1955 год — Доменная печь № 1 выдала первый чугун.

1958 год — Мартеновская печь № 1 произвела выпуск первой стали.

1960 год — Пуск стана 2800.

1962 год — Пуск заготовочного обжимного стана 1250 (блюминг).

1969 год — Пуск сортового стана 950/800.

1978 год — Пуск широкополосного универсального стана 800.

1981 год — Пуск первой электропечи ЭСПЦ.

1992 год — На базе государственного предприятия ОХМК создано акционерное общество открытого типа «НОСТА».

2002 год — создано Общество с ограниченной ответственностью «Уральская Сталь».

2004 год — Введена в строй машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ 2).

2005 год — ООО «Уральская Сталь» преобразовано в Открытое Акционерное Общество «Уральская Сталь».

2006 год — полномочия единоличного исполнительного органа ОАО «Уральская Сталь» переданы ООО «Управляющая компания «МЕТАЛЛОИНВЕСТ».

2007 год: — Получен сертификат соответствия системы менеджмента качества международным стандартам в системе «Транссерт».

— Уральская Сталь подтвердила право на выпуск судостроительной стали в соответствии с требованиями Правил классификации и постройки морских судов, плавучих буровых установок и морских стационарных платформ.

— Введен в эксплуатацию двухпозиционный печь-ковш для комплексной обработки электростали, изготовленный компанией SMS Demag.

— Подтверждено соответствие системы экологического менеджмента Уральской Стали требованиям международного стандарта ИСО 14 001:2004.

— Уральская Сталь награждена серебряной медалью VII Московского салона инноваций и инвестиций за разработку новых марок стали: УралСВ-1 (Уральская сталь высокопрочная) и К60.

— Завершен первый этап модернизации линий стана 2800.

— Подтверждено соответствие системы менеджмента качества и продукции Уральской Стали требованиям международного стандарта ИСО 9001:2000 и Европейских директив 97/23/ЕС и 89/106/ЕС.

— Уральская Сталь впервые в металлургической отрасли России успешно применила механизм Киотского протокола по сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов.

2008: — Пройден ресертификационный аудит системы менеджмента качества на соответствие международному стандарту ИСО 9001−2001.

— Введены в эксплуатацию реконструированные прокатный стан 2800 и электросталеплавильная печь мощностью 1 млн тонн стали в год.

2009: — Уральская Сталь — тройной лауреат «Металл-Экспо» 2009;

— Комбинат прошел сертификацию по стандартам СТО «Газпром» 9001−2006.

2010: — Уральская Сталь (совместно с ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина») награждена золотой медалью и званием лауреата Международной промышленной выставки «Металл-Экспо'2010» за освоение производства штрипса класса прочности К52-К60 на реконструированном оборудовании сталеплавильного и прокатного переделов.

— Уральская Сталь (совместно с ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина») награждена серебряной медалью и званием лауреата «Металл-Экспо'2010» за разработку и освоение производства проката толстолистового из стали класса прочности Х70, толщиной 29,3 мм. для производства электросварных труб.

1.2 Состав комбината по основным производствам

В технологию производства «Уральской Cтали» входят: коксохимическое производство, агломерационный цех, доменный цех, мартеновский цех, электросталеплавильный цех, обжимной цех, листопрокатный цех № 1 (толстолистовой стан 2800), сортопрокатный цех (крупносортный стан 950/800), листопрокатный цех № 2 (универсальный стан 800) (в комплексе с термотравильным производством), цех штампованных изделий.

1.3 Сортамент продукции, объем производства, рентабельность

Предприятие выпускает более 100 марок углеродистой легированной и низколегированной стали; толстолистового, универсального широкополосного и сортового проката; огнеупоров, кокса и коксохимической продукции. На базе технологии природного легирования специалистами комбината были созданы 25 марок сталей нового поколения.

Продукция: Балка, Квадрат, Крепеж, Круг, Огнеупоры, Полоса, Прокат листовой холоднокатаный, Прокат толстолистовой г/к, Прокат тонколистовой г/к, Трубы стальные бесшовные, Уголок, Чугун, Швеллер.

Объем выпуска основных видов продукции на «Уральской Стали» представлен в таблице 1.

Таблица 1 — Объем производства, тыс. тонн

1.4 Перспективы развития комбината

ОАО «Уральская Сталь» реализует стратегию планомерного наращивания производства непрерывно-литой заготовки из электростали и сокращения доли мартеновского производства.

Если в 2004 году было произведено 749 тысяч тонн электростали, то в 2011 году — уже 1 712 тысяч тонн, что составило 67% от общего объёма выпуска стали. В текущем году запланировано довести долю электростали до 75%.

В 2012 году запланирован рост производства электростали, а также литой круглой заготовки и листового проката, в том числе благодаря завершению реализации проектов строительства воздухоразделительной установки № 5 в кислородно-компрессорном цехе, вакууматора в ЭСПЦ и реконструкции методической печи № 2 в ЛПЦ-1. Реализуется также проект по увеличению мощности участка разливки чугуна. Эти мероприятия позволяют сокращать производство мартеновской стали. Так, в декабре 2011 года комбинатом был выведен из эксплуатации двухванный сталеплавильный агрегат № 9.

Рост объёмов производства непрерывно-литой заготовки из электростали позволяет обеспечить конкурентоспособность комбината за счет улучшения качества и снижения себестоимости выпускаемой продукции.

Кроме того, сокращение мартеновского производства позволяет снизить производственную нагрузку предприятия на экологию.

Другими приоритетными направлениями деятельности ОАО «Уральская Сталь» являются снижение издержек, снижение эмиссии двуокиси углерода, модернизация коксохимического производства, обеспечение энергобезопасности сталеплавильного производства, повышение конкурентоспособности прокатной продукции, обучение персонала, улучшение социального климата.

1.5 Состояние и охрана окружающей среды

Предприятие ОАО «Уральская сталь» находится в восточной части города Новотроицк, который расположен на Южном Урале. В городе роза ветров благополучная для местного населения, отмечается большая повторяемость северо-восточных ветров. Предприятие расположено за чертой города и на ровной площадке. Нормативная санитарно-защитная зона для действующего предприятия, согласно СН 245−71 составляет 2000 метров.

Металлургическая промышленность, по степени ущерба, наносимого окружающей среде в нашей стране занимает второе место среди отраслей промышленности после топливно-энергетического комплекса, отличаясь высокой ресурсоемкостью и, как следствие большими отходами.

Основными источниками загрязнения на металлургическом предприятии с полным циклом, в том числе и на ОАО «Уральская сталь» (ОХМК), являются выбросы коксохимического, агломерационного, доменного и сталеплавильного производств. Согласно измерениям, объем выбросов комбината в атмосферу в 2011 году был на 25% ниже разрешенных норм.

Мониторинг качества воздуха в санитарной зоне предприятия проводится ежедневно 4 раза в сутки на 25-ти контрольных точках, которые располагаются на территории Уральской Стали и города. Замеры обрабатывается в лаборатории, оснащенной сверхточным современным оборудованием, позволяющим точно определить содержание загрязняющих веществ в атмосфере. Полученные данные сверяются с цифрами природоохранной прокуратуры и «Росгидромета». Недавно был произведен очередной замер атмосферного воздуха. Превышений не выявлено ни по одному из показателей, — сообщает пресс-служба ОАО «Уральская Сталь».

Глава 2. Доменный цех

2.1 Продукция и сортамент цеха

В доменных печах выплавляют чугун трёх видов: передельный, литейный, литейный — хромоникелевый. Доменные печи №№ 3,4, в основном, выплавляют передельный чугун. Литейный чугун выплавляют эпизодически, во время раздувок после капитальных ремонтов и технологических расстройств. Доменные печи №№ 1,2 специализируются на выплавке литейного и хромоникелевого чугунов. Выплавка каждого вида чугуна имеет свою специфику и соответственно различные технологические условия плавки.

Передельный чугун подразделяется по маркам: П — 1, П — 2, ПА — 1, ПА — 2 марки чугуна различаются по химическому составу. Литейный чугун подразделяется по маркам: Л — 1, Л — 2, Л — 3, Л — 4, Л — 5, Л — 6, различающихся по химическому составу.

Передельный чугун — основная продукция доменных цехов, составляет 85 — 90% общего объёма производства, поэтому основным потребителем в рамках завода является мартеновский цех, куда чугун поступает в жидком состоянии. Так же чугун в чушках, после разливки, поступает в ЭСПЦ.

Для отливки изложниц в ФЛЦ, в доменной печи выплавляют чугун с повышенным содержанием марганца.

Хромо — никелевый чугун, также подразделяется на марки: ПХНС1, ПХНС2, ПХНС3, ПХНС4, ПХНС5, которые различаются по химическому составу. Так же чугун используют для выплавки качественных сталей с повышенным содержанием хрома и никеля.

2.2 Технологический процесс цеха

Доменная печь является печью шахтного типа, то есть с вытянутым высоко рабочим пространством. В связи с огромным количеством переработанных материалов доменной печи механизировано и в современных условиях является совокупность ряда операций.

Материалы доменной плавки поступают на завод в железнодорожных вагонах. Разгрузку вагонов производят с помощью вагоноопрокидывателей от рудоподготовительной фабрики, расположенной вблизи доменного цеха, руда подаётся трансфертами или транспортёрами.

Скиповые подъёмники поднимают шихту по наклонному мосту в скипах, связанными канатами с лебёдкой. Скипы автоматически опрокидываются и высыпают шихту в приёмную воронку засыпного аппарата печи.

Технологический процесс в доменной печи начинается с поступлением дутья в неё из фурм и опускания очередной порции шихтовых материалов с большого конуса. Эти два фактора в работе печи в значительной мере предопределяют ход процесса при данных условиях и находятся в прямой зависимости между собой, чем больше вдувается в печь воздуха, тем больше опускается в печь шихтовых материалов и тем больше её производительность. В результате взаимодействия шихты со встречным потоком горячих газов в верхней части доменной печи происходят процессы испарения влаги, окончательной возгонки и разложения.

Доменный процесс — процесс восстановления. Сущность доменного процесса заключается в том, чтобы восстановить железо и другие металлы, содержащиеся в шихте.

Происходит выпуск чугуна и шлака; шлак отправляют на шлакоперерабатывающий участок. Часть чугуна идёт разливку, где его разливают в чушки. Основная часть чугуна идёт в миксер для дальнейшей переработки. Чугун сливают в чугуновозные ковши.

Химический состав чугуна, принимаемый на основании опытных данных представлен в таблице 2.

Таблица 2 — Состав чугуна

Химический состав шлака представлен в таблице 3.

Таблица 3 — Состав шлака

Окончательный состав чугуна (на величину разницы в содержании фосфора в окончательном и заданном составах изменить содержание углерода) приведен в таблице 4.

Таблица 4 — Химический состав полученного чугуна

В зависимости от качества выплавляемого чугуна доменный газ имеет следующий состав: 11…17% СО₂, 22…28% СО, 1,5…7,5% Н₂, 0,1…0,3% СН₄ и 50…57%N₂.

2.3 Основные технико-экономические показатели производства чугуна передельного и литейного комбинат чугун экономический технологический Годовая производительность доменного цеха равна 2 290 601 тонн.

По печам это составило:

— доменная печь № 1 (V_п = 1007 м³) = 621 713 тонны чугуна;

— доменная печь № 2 (V_п = 1033 м³) = 632 835 тонны чугуна;

— доменная печь № 3 (V_п = 1513 м³) = 1 011 516 тонны чугуна;

— доменная печь № 4 (V_п = 2002 м³) = 1 184 516,7 тонны чугуна;

Простои составили 2677 часов 40 минут.

Численность рабочих доменного цеха составляет 510 человек, из них 44 человека руководителей, специалистов и служащих, а 466 человека составляют рабочие.

Объём доменной печи V = 1007 м³,

КИПО (коэффициент использования полезного объема) = 0,575.

Рудная нагрузка = 3,38 т/т Удельный расход железорудной составляющей шихты = 1,1230 кг/т Удельный расход кокса = 451 кг/т Удельный расход природного газа = 89,993 м³/т чугуна Расход кислорода = 22,5%

Температура дутья = 1050 єС Удельный выход шлака = 378 кг/т чугуна

Глава 3. Электросталеплавильный цех

3.1 Технология ЭСПЦ. Состав ДСП, компоненты шихты электроплавки, механическое оборудование печь

В состав ЭСПЦ входят:

— две 120-тонные электропечи с мощностью трансформатора 95 МВА

— две установки «ковш-печь»

— одноручьевая машина непрерывной разливки слябов сечением (190−270) * 1200 мм

— четырехручьевая комбинированная МНЛЗ для разливки прямоугольной заготовки сечением 330×470 мм и круглой заготовки диаметром 430, 540 и 600 мм

— тупик для составов с изложницами

— шихтовый двор

— обжиговый участок

Применяемая в ЭСПЦ технология позволяет стабильно обеспечивать в стали массовую долю серы до 0,005% и фосфора до 0,015% и менее каждого, а также высокую чистоту стали по содержанию неметаллических включений. Эта технология гарантирует получение проката с механическими свойствами, превышающими требования отечественных и зарубежных стандартов.

Весь металл выплавляемый в цехе, подвергают внепечной обработке, включающей в себя: ввод в ковш твёрдой шлакообразующей смеси, продувку металла в ковше инертным газом через фурму в скоростном режиме. Разливку стали на МНЛЗ производят с зашитой струи металла от вторичного окисления. Технология гарантирует получение проката с механическими свойствами, превышающими требования отечественных (ГОСТ) и зарубежных (ОГМ) стандартов.

Электросталеплавильный цех отличается высоким уровнем автоматизации и механизации производственных процессов.

В ЭСПЦ используются ДСП с отворачивающимся сводом (рис.1), который подвешивают к Г-образной конструкции (полупорталу). Приподнятый свод вместе со стойками и полупорталом поворачивают в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси на 75— 90°, открывая рабочее пространство. Все механизмы, за исключением механизма вращения корпуса, выполнены с гидравлическими приводами. Основная несущая конструкция печи (люлька) опирается на фундамент двумя сегментами. Свод жестко закреплен на полупортале, соединенном с корпусом печи. При работе печи нагрузка от свода, полупортала и электродержателей передается на кожух печи.

Механизм подъема и отворота свода расположен на отдельном фундаменте и не связан с люлькой.

Основные достоинства электропечей заключаются в возможности быстро нагреть металл, что позволяет вводить в печь большие количества легирующих добавок, иметь в печи восстановительную атмосферу и безокислительные шлаки, что предопределяет малый угар легирующих элементов, также плавно и точно регулировать температуру металла, более полно, что в других печах раскислять металл, получая его с низким содержанием неметаллических включений, получать сталь с низким содержанием серы.

Дуговая электропечь состоит из рабочего пространства с электродами и токоподводами и механизмов, обеспечивающих наклон печи, удержание и перемещение электродов и загрузку шихты.

Плавку ведут в рабочем пространстве, ограниченным сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен заключена в металлический кожух. Объёмный свод набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены три токоподводящие электроды, которые с помощью спецмеханизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь питается трёхфазным током. Шихтовые материалы загружают на под печи после их расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Плавление и нагрев осуществляется за счёт тепла электрических дуг, возникших между электродами и жидким металлом или металлической шихтой. Выпуск готовой стали осуществляется через эркерное отверстие, расположенное в нижней части печи, а слив шлака через рабочее окно. Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено также для контроля за ходом плавки ремонта пода и загрузки материалов.

1 — механизм поворота ванны; 2 — корпус; 3 —свод; 4 — полупортал; 5 —газоотвод; 6 — электрод; 7 — электрододержатель; 8 —гибкий кабель; 9— механизм отворота свода; 10 — плунжер подъема свода; 11 — гидроцилиндры механизма наклона печи

Рисунок 1 — Печь ДСП-12

В качестве железосодержащих шихтовых материалов для получения металла в электропечах используются металлический лом и чугун. В качестве шлакообразующих применяют известь, известняк, боксит, шамотный бой, плавиковый шпат. Для легирования применяю практически все известные ферросплавы и легирующие.

3.2 Варианты технологий выплавки стали в открытых дуговых печах. Методы плавки стали в дуговых печах. Периоды плавки

Технология плавки в дуговых печах определяется составом выплавляемой стали и предъявляемыми к ней требованиями, а также качеством шихты. В зависимости от этих факторов технология плавки даже в одной печи может быть существенно различной. Существуют две основные разновидности технологии плавки легированной стали:

· на углеродистой или «свежей» шихте;

· переплав легированных отходов.

Углеродистая шихта характеризуется повышенным содержанием углерода, фосфора, серы и отсутствием или незначительным количеством легирующих элементов. Для передела такой шихты в качественную сталь требуется проведение специального окислительного периода, в течение которого окисляются углерод, фосфор, кремний, хром, марганец, ванадий и др. Наличие окислительного периода является характерной особенностью технологии плавки на свежей шихте, поэтому она называется еще плавкой с полным окислением.

Плавка металла в электропечи состоит из следующих периодов: заправка печи; загрузка шихты; плавление; окислительный период; восстановительный период; выпуск стали.

Заправка печи — исправление изношенных и повреждённых участков пода, удаление с подины остатков металла и шлака после очередной плавки. На повреждённые места подины и откосов забрасывают магнезитовый порошок. Длительность заправки 5 — 10 минут. При загрузке печи в центральную её часть (ближе к электродам) загружают крупные куски лома (40%), ближе к откосам — средний лом (45%), на подину и на верх — мелкий лом (15%). После окончания загрузки шихты электроды опускают почти до касания с шихтой и пускают ток. Под действием высокой температуры дуг (свыше 3000°С) шихта под электродами плавится, жидкий металл стекает вниз, накапливаясь в центральной части подины. Электроды постепенно опускаются, проплавляя в шихте «колодцы», и достигая крайнего нижнего положения. В дальнейшем по мере увеличения количества жидкого металла электроды поднимаются. Во время плавления происходит окисление и восстановление составляющих шихты. Плавка металла сопровождается многократным откачиванием шлака. После завершения плавки металл выдаётся из печи и разливается на МНЛЗ или в изложницы.

Система загрузки печи бывает двух видов: через завалочное окно мульдозавалочной машиной и через верх при помощи бадьи. Загрузку через окно применяют только на небольших печах.

При загрузке печи сверху в один-два приема в течение 5 мин меньше охлаждается футеровка, сокращается время плавки; уменьшается расход электроэнергии; эффективнее используется объем печи. Для загрузки печи свод приподнимают на 150—200 мм над кожухом печи и поворачивают в сторону вместе с электродами, полностью открывая рабочее пространство печи для введения бадьи с шихтой. Свод печи подвешен к раме. Она соединена с неподвижными стойками электрододержателей в одну жесткую конструкцию, покоящуюся на поворотной консоли, которая укреплена на опорном подшипнике. Крупные печи имеют поворотную башню, в которой сосредоточены все механизмы отворота свода. Башня вращается вокруг шарнира на катках по дугообразному рельсу. Бадья представляет собой стальной цилиндр, диаметр которого меньше диаметра рабочего пространства печи. Снизу цилиндра имеются подвижные гибкие сектора, концы которых стягиваются через кольца тросом. Взвешивание и загрузка шихты производятся на шихтовом дворе электросталеплавильного цеха. Бадья на тележке подается в цех, поднимается краном и опускается в печь. При помощи вспомогательного подъема крана трос выдергивают из проушин секторов и при подъеме бадьи сектора раскрываются и шихта вываливается в печь в том порядке, в каком она была уложена в бадье.

При использовании в качестве шихты металлизованных окатышей загрузка может производиться непрерывно по трубопроводу, который проходит в отверстие в своде печи.

Во время плавления электроды прорезают в шихте три колодца, на дне которых накапливается жидкий металл. Для ускорения расплавления печи оборудуются поворотным устройством, которое поворачивает корпус в одну и другую сторону на угол в 80°. При этом электроды прорезают в шихте уже девять колодцев. Для поворота корпуса приподнимают свод, поднимают электроды выше уровня шихты и поворачивают корпус при помощи зубчатого венца, прикрепленного к корпусу, и шестерен. Корпус печи опирается на ролики.

После окончания периода расплавления начинается окислительный период, задачи которого заключаются в следующем: окисление избыточного углерода, окисление и удаление фосфора; дегазация металла; удаление неметаллических включений, нагрев стали.

Окислительный период плавки начинают присадкой железной руды, которую дают в печь порциями. В результате присадки руды происходит насыщение шлака FeO и окисление металла по реакции: (FeO)=Fe+[O]. Растворенный кислород взаимодействует с растворенным в ванне углеродом по реакции [C] +[O]=CO. Происходит бурное выделение пузырей CO, которые вспенивают поверхность ванны, покрытой шлаком. Уровень шлака становится выше порога рабочего окна и шлак вытекает из печи. Выход шлака усиливают, наклоняя печь в сторону рабочего окна на небольшой угол. Шлак стекает в шлаковик, стоящий под рабочей площадкой цеха. Для обновления состава шлака одновременно с рудой в печь добавляют известь и небольшие количества плавикового шпата для обеспечения жидкоподвижности шлака.

Непрерывное окисление ванны и скачивание окислительного известкового шлака являются непременными условиями удаления из стали фосфора. Для протекания реакции окисления фосфора

2[P]+5[O]=(P2O5);

(Р2O5)+4(СаО)=(СаО)4*P2O5

необходимы высокое содержание кислорода в металле и шлаке, повышенное содержание CaO в шлаке и пониженная температура.

В электропечи первые два условия полностью выполняются. Выполнение последнего условия обеспечивают наводкой свежего шлака и постоянным обновлением шлака, так как шлак, насыщенный (СаО)4*P2O5 скачивается из печи. По ходу окислительного периода происходит дегазация стали — удаление из нее водорода и азота, которые выделяются в пузыри СО, проходящие через металл.

Выделение пузырьков СО сопровождается также и удалением из металла неметаллических включений, которые выносятся на поверхность потоками металла или поднимаются наверх вместе с пузырьками газа. Хорошее кипение ванны обеспечивает перемешивание металла, выравнивание температуры и состава.

Общая продолжительность окислительного периода составляет от 1 до 1,5 ч. Для интенсификации окислительного периода плавки, а также для получения стали с низким содержанием углерода металл продувают кислородом. При продувке кислородом окислительные процессы резко ускоряются, а температура металла повышается со скоростью примерно 8−10 С/мин. Чтобы металл не перегрелся, вводят охлаждающие добавки в виде стальных отходов. Применение кислорода является единственным способом получения низкоуглеродистой нержавеющей стали без значительных потерь ценного легирующего хрома при переплаве.

Окислительный период заканчивается, когда содержание углерода становится ниже заданного предела, содержание фосфора 0,010%, температура металла несколько выше температуры выпуска стали из печи. В конце окислительного периода шлак стараются полностью убирать из печи, скачивая его с поверхности металла.

После скачивания окислительного шлака начинается восстановительный период плавки. Задачами восстановительного периода плавки являются: раскисление металла, удаление серы, корректирование химического состава стали, регулирование температуры ванны, подготовка жидкоподвижного хорошо раскисленного шлака для обработки металла во время выпуска из печи в ковш. Раскисление ванны, т. е. удаление растворенного в ней кислорода, осуществляют присадкой раскислителей в металл и на шлак. В начале восстановительного периода металл покрывается слоем шлака. Для этого в печь присаживают шлакообразующие смеси на основе извести с добавками плавикового шпата, шамотного боя, кварцита. В качестве раскислителей обычно используют ферромарганец, ферросилиций, алюминий.

В результате процессов раскисления большая часть растворенного кислорода связывается в оксиды и удаляется из ванны в виде нерастворимых в металле неметаллических включений. Процесс этот протекает достаточно быстро и продолжительность восстановительного периода в основном определяется временем, необходимым для образования подвижного шлака. В малых и средних печах при выплавке ответственных марок сталей продолжают применять метод диффузионного раскисления стали через шлак, когда раскислители в виде молотого электродного боя, порошка ферросилиция присаживают на шлак. Содержание кислорода в шлаке понижается и в соответствии с законом распределения кислород из металла переходит в шлак. В ходе восстановительного периода вводят легирующие — ферротитан, феррохром и др., а некоторые, например никель, присаживают вместе с шихтой. Никель не окисляется и не теряется при плавке. Добавки тугоплавких ферровольфрама, феррониобия производят в начале рафинирования, так как нужно значительное время для их расплавления. В настоящее время большинство операций восстановительного периода переносят из печи в ковш. Целью восстановительного периода является обеспечение нагрева стали до заданной температуры и создание шлака, десульфурирующая способность которого используется при совместном выпуске из печи вместе со сталью.

3.3 Основные технико-экономические показатели электросталеплавильного процесса Выход стали: 4 млн. тонн стали в год Производительность печей: 0,5 млн. тонн стали/год Производительность цеха, фактическая: 3 млн. тонн/год Удельный расход электроэнергии: 305 кВч/т Основность: 2,4

Себестоимость 1 т. стали: 16,5 тыс. руб.

Таблица 5 — Характеристика выбросов в ЭСПЦ

Таблица 6 — Количество и состав шлака, кг

Глава 4. Прокатные цеха

4.1 Обжимной цех

В состав цеха входит:

— отделение нагревательных колодцев;

— прокатный стан 1250;

— скраповый пролет;

— адьюстаж.

Прокатный стан 1250 предназначен для прокатки слитков массой 8,3−13,0 т в блюмы сечением 300×320, 330×510мм и слябы толщиной 130−300мм, шириной 600 -1150мм, длиной 1300−6000мм.

На адьюстаже размещены неотапливаемые и отапливаемые колодцы для замедленного охлаждения блюмов и слябов легированных и высоколегированных марок стали. В зависимости от легированности металл подвергают замедленному охлаждению в неотапливаемых колодцах или специальной термической обработке в отапливаемых колодцах для снижения флокенои трещиночувствительности стали.

4.2 Листопрокатный цех № 1 (ЛПЦ-1). Толстолистовой стан 2800

В состав ЛПЦ-1 входят:

— 4 методические печи с инжекционными горелками и нижним подогревом;

— вертикально-реверсивная клеть «1000» ;

— горизонтально-реверсивная клеть «ДУО» 2800;

— реверсивная клеть «КВАРТО» 2800;

— две листоправильные машины, листоукладчики, гильотинные и дисковые ножницы;

— 4 печи с роликовой подачей для нагрева листов под закалку, нормализацию и отпуск;

Назначение цеха — прокатка слябов на стане 2800 на листы толщиной 8−50мм, шириной 1500−2500мм, длиной 4500−12 000мм из низколегированных и углеродистых марок сталей, а также высокопрочных марок сталей специального назначения. Разработанная на комбинате технология производства листового проката обеспечивает стабильность механических свойств и высокий уровень прочностных характеристик выпускаемой продукции за счет внедрения в производство таких передовых методов, как:

— автоматизация нагрева заготовок в методических печах, которые оборудованы рейтерами для уменьшения неравномерности нагрева металла;

— перевод чистовой клети на подшипники жидкостного трения и увеличение жесткости клети на 30%;

— применение установки для ультразвукового контроля несплошности металла и полуавтоматической установки для контроля механических свойств проката;

— оснащение стана автоматизированными системами контроля толщины проката;

— термическая обработка листов.

Нагрев металла производится в четырех печах, отапливаемых смесью доменного и природного газа, прокатка — на черновой клети «ДУО» и чистовой клети «КВАРТО». Термообработку металла производят в четырех термических печах с роликовым подом. Для ультразвукового контроля листового проката в цехе имеются автоматизированные установки «NUKEM» и «Север-6−08−2800 ВТ» в потоке стана 2800, обеспечивающие 100% контроль сплошности листового проката.

4.3 Листопрокатный цех № 2 (ЛПЦ-2)

комбинат чугун экономический технологический

В состав ЛПЦ-2 входят:

— 2 печи с шагающим подом; - стан 800 с черновой универсальной двухвалковой клетью и чистовой непрерывной группой клетей;

— двухсекционный холодильник;

— участки резки, клеймовки, пакетирования и упаковки.

Назначение цеха — производство на стане 800 полосовой стали толщиной 5−25 мм, шириной 200−600 мм, длиной 4 000−12 000 мм из низколегированных и углеродистых сталей.

Для проведения термической обработки и травления полосы направляют в термотравильное производство, где происходит нормализация полос, закалка с отпуском и чистка от окалины механическим способом или травлением. Полосы, порезанные на мерные длины, формируют в пачки. Наибольшая масса транспортируемых полос 1400 кг, длина 2,0−12,0 м. На штабелирующих столах полосы набирают в пакеты высотой 150−500мм. Разработанная на комбинате технология производства полосового проката обеспечивает стабильность механических свойств и высокий уровень прочностных характеристик выпускаемой продукции за счет внедрения в производство таких передовых методов, как:

— стан оборудован современными нагревательными печами с шагающим подом с плоскопламенными горелками и системой выдачи заготовок безударного действия;

— в потоке стана вмонтирован гидросбив высокого давления (150 атм.);

— перевод чистовой клети на подшипники жидкостного трения и увеличение жесткости клети;

— применение в потоке стана автоматической системы слежения за температурой конца прокатки;

— оснащение стана автоматизированными системами контроля толщины проката;

— смонтирована установка ускоренного охлаждения проката для получения повышенных механических свойств.

Нагрев металла производится в двух методических печах с шагающим подом, отапливаемых природным газом. Прокатку производят в универсальной черновой клети и в чистовой группе из четырех клетей: клети № 1, 2 универсальные, клети № 3,4 — «КВАРТО».

Термотравильное отделение ЛПЦ-2 предназначено для проведения термической обработки и травления полосового проката в растворе соляной кислоты. Нагрев полос производят в двух проходных роликовых печах с многорядным посадом. Линия травления состоит из четырех последовательно расположенных травильных ванн, две ванны промывки и ванны нейтрализации.

4.4 Сортопрокатный цех (СПЦ). Крупносортный стан 950/800

В состав цеха входят:

— 4 методические 5-зонные печи с торцевым посадом и выдачей блюмов;

— обжимная дуореверсивная клеть 950;

— две нереверсивные клети 800;

— чистовая нереверсивная клеть 850;

— возвратный поток с участком пил горячей резки, ножницами и клеймовочной машиной;

— 2 трехзонные термические печи с шагающими балками для термообработки сортового проката.

Назначение цеха — производство на крупносортном стане 950/800 квадратной заготовки сечением от 90×90мм до 220×220мм, круглый прокат диаметром от 90 до 250 мм. двутавровые балки № 36, равнобокие уголки с шириной полки от 200 до 230 мм, швеллер № 40.

Нагрев металла производится в четырех методических печах. Прокатку производят в клети 950 «ДУО», двух рабочих нереверсивных клетях «ТРИО» и нереверсивной клети 850 «ДУО». Для термической обработки имеется две термических проходных печи с шагающим подом.

4.5 Производство штампованных изделий (ЦШИ)

В настоящее время в цехе штампованных изделий производятся: железнодорожные подкладки Д-65 и КБ-65, лонжерон для автомобильной промышленности, тракторный башмак Т-500, Т-330, дорожные ограждения.

Используются следующие виды технологических процессов: вырубка на прессах, закалка в проходных толкательных печах, отжиг в колпаковых печах. В цехе разработана и освоена технология проведения низкотемпературного отжига полосового проката углеродистых качественных марок стали, предназначенного для чистовой вырубки деталей. Уральская Сталь — единственное в стране предприятие, освоившее производство башмачной полосы и готовых траков для тяжелых гусеничных промышленных тракторов мощностью 330, 500 и 800 л.с., работающих в экстремальных условиях при температуре от +50 до -50°С.

4.6 Основные технико-экономические показатели прокатного производства

Производительность цехов:

Годовой объём производства обжимного цеха примерно 2,5 млн.т.

Объём производства листопрокатного цеха № 1 около 650 тыс.т. в год.

Объём производства листопрокатного цеха № 2 около 135 тыс.т. в год.

Объём производства сортопрокатного цеха составляет около 1,6 млн.т.

Удельный расход электроэнергии: 250 кВ/ч

Производственная себестоимость проката: 17 843,38 руб.