Оборудование и технология производства сплава из стали марки 35Г в условиях предприятия ОАО "Ашинский металлургический завод"

Технология выплавки сплава и работа оборудования. Выбор шихты для выплавки и огнеупорных материалов. Контроль качества продукции. Тепловой расчет печи, баланс плавки. Возможные виды брака, основные методы борьбы с браком, способы устранения брака.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 14.06.2015
Размер файла 698,8 K

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.

tпл - температура плавления стали;

tвып - температура стали на выпуске;

qМ - теплота плавления металла.

Теплоемкость компонентов определяется по справочным данным. Средняя теплоемкость определяется следующим образом. Так как лом подогревали до 400 оС, то берется средняя теплоемкость материала в диапазоне от 400 оС до температуры плавления.

Для стали рядовых марок можно принять qМ = 284 кДж/кг, qшл = 58 кДж/кг, сжидк.ст = 0,79 кДж/град, сшл = 1,05 кДж/кг. Температура плавления углеродистой стали 1350 оС, образующего шлака - 1550 оС.

Средняя теплоемкость для стали 3сп:

c1 = (0,536 + 0,670)/2 = 0,603 кДж/град,

тогда

НСт3сп = 70 · [0,603 · (1350 - 400) + 284 + 0,79 · (1630 - 1350)] = 75,46 МДж.

Для стали 65Г

с1 = (0,683 + 0,540)/2 = 0,612 кДж/град,

тогда

Н65Г = 30 · [0,612 · (1350 - 400) + 284 + 0,79 · (1630 - 1350)] = 30,23 МДж.

Для сталеплавильного шлака можно принять сумму энтальпий нагрева и плавления q = 1890 кДж/кг и записать уравнение:

Ншл = 4,92 · [1890 + 1,05 · (1630 - 1550)] = 9,71 МДж.

Итого: Q5 = 75,46 + 30,23 + 9,71 = 115,4 МДж.

Тепло идущее на протекание эндотермических реакций, Q6

Данная статья определяется по материальному балансу плавки и включает в себя потери тепла на разложение карбонатов извести.

Согласно материальному балансу, при прокаливании недообоженной извести выделяется 0,131 кг (в период плавления) + 0,044 кг (в окислительный период) = = 0,175 кг СО2. При нормальных условиях это количество газа займет 22,4·10- 3·175/44 = 89,09 · 10- 3 м3. На это потребуется 89,09 · 10- 3 · 7,21 = 0,64 МДж.

Итого: Q6 = 0,64 МДж.

ь Потери тепла через футеровку, Q7

Для удобства расчета всю печь делят на 3 основные элемента - подину, стены и свод. В печи в ЭСПЦ - 2 на ОАО «АМЗ» футерована только подина, а стены и свод, кроме центральной керамической части, представляют собой конструкции из сборных водоохлаждаемых панелей, расчет потерь тепла в которых приведен отдельно.

В условиях постоянно действующего металлургического производства можно считать, что печь работает в стационарных условиях и аккумуляции тепла футеровкой не происходит, т. к. ее температура изменяется незначительно. Можно считать, что все тепло, подводимое к футеровке внутри печи, передается теплопроводностью к ее наружной поверхности. Поэтому достаточно рассчитать количества тепла, передаваемого теплопроводностью через какой-либо слой футеровки, или рассчитать теплоотдачу с внешней поверхности (кожуха печи).

Тепло, переданное теплопроводностью через слой футеровки Qсл, можно определить по уравнению

Qсл = л · (t1 - t2) · F · ф/д, (8)

где л - коэффициент теплопроводности материала слоя, Дж/(м·ч·К);

t1, t2 - температура на внутренней и внешней поверхностях слоя, К;

F - площадь поверхности теплообмена, м2;

ф - время, ч;

д - толщина слоя, м.

Тепло, отдаваемое поверхностью кожуха Qкож, можно определить по уравнению

Qкож = б · (tк - tв) · F · ф, (9)

где б - суммарный коэффициент теплоотдачи излучением и конвекцией, Дж/(м·ч·К);

tк - температура на внешней поверхности кожуха, К;

tв - температура окружающего воздуха, К.

На действующей печи известны степень черноты кирпичной кладки и кожуха, значения температуры tк геометрия печи. Для ДСП температура внутренней поверхности кладки tвн для подины принимается равной температуре жидкого металла в ванне. Средняя температура воздуха принимается равной 20 оС. При этом значение б зависит от другой неизвестной - температуры кожуха tк. Значение же tк в свою очередь зависит от температуры подины печи, толщины и теплопроводности материала кладки. На теплопроводность материала влияет средняя температура футеровки. Поэтому Q7 рассчитывают методом последовательных приближений. Для этого в первую очередь задаются температурой кожуха tк. Так как есть дополнительный слой теплоизоляции tк равно 100 оС.

Затем определяем среднюю температуру футеровки:

tср = (tвн - tк)/2. (10)

По справочной литературе для данной tср находим коэффициент теплопроводности материала л по рис. 6 определяем значение б, соответствующее данной температуре кожуха. Далее вычисляем значение теплового потока q7 =Q7/F и сравниваем его величину с приведенным на том же рисунке qокр.

Определяем среднюю температуру футеровки, зная, что в среднем за плавку температура металла составит 1500 оС, продолжительность плавки - 45 минут, диаметр кожуха ~ 6,85 м2:

tср = (1500 - 100) = 700 оС.

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента суммарной теплоотдачи б и удельного теплового потока, теряемого поверхностью печи в окружающую среду при tв: 10оС - 1; 20оС - 2; 30оС - 3

Согласно справочным данным коэффициент теплопроводности магнезиальной футеровки при:

700 оС л = 6,28 - 0,0027 · 700 = 4,39 Вт/(м2 · оС).

По рис. 3 находим б :

б= 0,059 МДж/м2·ч.

Тогда:

Qкож = 0,059 · (100 - 20) · 6,85 · 0,75 = 24,25 МДж.

Проверяем:

q = 24,25/6,85 = 3,54 МДж/(м2 · ч).

Согласно рис. 3 qокр ~ 3,85 МДж/(м2 · ч). Разница не превышает 10 %, расчет считается законченным и окончательно принимаем Qкож = 24,25 МДж. С учетом того, что расчет выполняется на 100 кг, Q7 = 0,02 МДж.

ь Потери тепла через водоохлаждаемые панели Q8

Потери тепла с охлаждающей водой можно определить, исходя из расхода воды и разницы значений температуры воды на входе в систему охлаждения и на выходе из нее. Температура и расход воды на рабочей печи измеряются непосредственно. Температура воды на входе 20 оС, на выходе температура воды 40 о С, чтобы избежать образование накипи на внутренних поверхностях панелей.

Q8 = cв · Vв · (tвых - tвх) · ф, (11)

где св - теплоемкость воды, 4,2 МДж/(м3·К);

Vв - часовой расход воды через элемент (или всю печь), м3/ч;

tвых - температура воды на выходе, оС;

tвх - температура воды на входе, оС;

ф - время, ч.

Анализ работы ДСП на ОАО «АМЗ» показал, что при соблюдении температурного режима расход воды на охлаждение стеновых панелей составляет ~ 350 м3/ч, и 95 м3/ч на охлаждение сводовых панелей.

Потери тепла на охлаждение стен составят:

Qст = 4,2 · 350 · (40 - 20) · 0,75 = 25200 МДж

на плавку (120 т) или 18,38 МДж на 100 кг.

Потери тепла на охлаждение свода составят:

Qсв = 4,2 · 95 · (40 - 20) · 0,75 = 5985 МДж

на плавку (120 т) или 4,98 МДж на 100 кг.

Итого:

Q8 = 18,38 + 4,98 = 23,36 МДж.

Потери тепла излучением через открытые окна и отверстия, Q9

Во время плавки рабочее окно постоянно закрыто, поэтому потерями тепла через рабочее окно можно пренебречь, так как расчет ведется на 100 кг металлошихты.

ь Потери тепла с отходящими газами, Q10

Холодный воздух, попадая в печь через неплотности, нагревается и уносится в систему газоочистки, приводя к потерям тепла. Прежде чем попасть в газоочистку, поток горячего воздуха проходит через горячую зону конвейера Consteel и подогревает собой металлошихту. Помимо атмосферного воздуха в газоочистку уносятся газы, образующиеся при продувке расплава кислородом, а также продукты сгорания топлива при использовании дополнительных горелок.

На печи в системе газоходов имеются специальные датчики, фиксирующие температуру, состав и расход газа. Измеряя скоростной напор Дp, рассчитывают скорость и расход уходящих газов по формуле:

(12)

где щ - скорость газового потока, м/с;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2);

Др - скоростной напор, Па;

сг - плотность уходящих газов, кг/м3;

V1 - количество газов, уходящих из печи (фактически), м3/ч;

F - площадь сечения патрубка, м2;

Vо - количество газов, уходящих из печи (приведенные к температуре 0 оС), м3/ч;

Тух - температура уходящих газов, К.

Количество тепла, уносимого из печи с газовым потоком, можно определить по формуле:

Q10 = Vo · cсух · Тсух · ф, (13)

где ссух - средняя теплоемкость уходящих газов, Дж/(м3·К).

В среднем на печи перепад давления между печью и атмосферой составляет 2 Па, плотность отходящих газов - 1,5 кг/м3, площадь сечения патрубка газоотсоса из печи - 6 м2, температура отходящих газов в среднем за плавку - 1200 оС. Тогда:

щ = 5,1 м/с;

V1 = 3600 · 5,11 · 4,5 = 82782 м3/ч;

Vо = 273 · 82782/1200 = 18833 м3.

Тогда количество тепла, уносимое газами из печи за плавку,

Q10 = 18833 · 1430 · 1200 · 0,75 = 24,23 · 109 Дж,

или в пересчете на 100 кг 20,2 МДж.

Итого за плавку расход тепла:

Qр = 115,4 + 0,64 + 0,02 +23,36 + 0,0 + 20,2 = 159,62 МДж.

Полученный тепловой баланс плавки стали 35ГС в ДСП - 120 приведен в таблице 21. Невязка 0,9 %.

Таблица 21 - Тепловой баланс плавки стали в ДСП - 120

Поступило тепла, МДж

Расход тепла, МДж

Электроэнергия 113,40 (70,41 %)

Энтальпия продуктов 115,40 (72,30 %)

Тепло горелок 6,73 (4,18 %)

Тепло хим. реакций 0,64 (0,40 %)

Энтальпия шихты21,52 (13,36 %)

Потери с охлаждающей водой(23,36)(14,64 %)

Тепло химических реакций 19,40

( 12,05 %)

Потери с отходящими газами (20,20)(12,66 %)

Итого 161,05

Итого 159,62

3. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

3.1 Возможные способы нарушения технологического режима выплавки сплава и борьба с ними

К нарушениям технологического режима выплавки сплава относят:

1. Неравномерная температура: вверху горячий металл, внизу - холодный.

2. Прогар футеровки.

3. Неисправности в работе электродов (например, поломка электродов).

4. Попадание воды в печь.

5. Нарушение системы водоохлаждения (свод, кожух, эркер, газоотсос).

Во всех случаях требуется отключить печь от питания. Если необходимо, провести наладочные работы (заменить неработоспособный электрод, заделать футеровку, наладить систему водоохлаждения) или создать необходимое перемешивание металла (для равномерного обеспечения температуры).

Также, для предотвращения нарушения технологического режима выплавки сплава необходимо:

Своевременно проверять знания обслуживающего персонала.

Использовать материалы соответствующего качества.

Проводить периодический метрологический контроль.

Своевременно проводить планово-предупредительные ремонты.

Проводить исследовательские работы для выяснения конкретных причин брака.

Осуществлять контроль за соблюдением технологии.

3.2 Виды брака и методы борьбы с ним

Кристаллическая структура непрерывнолитого слитка схожа со структурой слитков, полученных разливкой в изложницы - наружная корка из мелких неориентированных кристаллов (ее толщина 10 - 20 мм), далее столбчатые кристаллы и в осевой части слитка различно ориентированные равноосные кристаллы; в слитках мелкого сечения зона столбчатых кристаллов может простираться до центра слитка. Целесообразно уменьшение зоны столбчатых кристаллов, обладающей пониженной прочностью и пластичностью и расширение центральной зоны равноосных кристаллов; это достигается при снижении температуры разливаемого металла, электромагнитном перемешивании жидкой фазы слитка и при снижении интенсивности вторичного охлаждения.

Непрерывный слиток благодаря малой толщине и быстрому вследствие этого затвердеванию отличается меньшим развитием химической неоднородности, более равномерным распределением неметаллических включений. От слитков, разливаемых в изложницы, он отличается также более чистой и гладкой поверхностью.

Ниже перечислены основные дефекты слитков, получаемых непрерывной разливкой. Сильно развита в них осевая пористость, что объясняется наличием в кристаллизующемся слитке очень глубокой и узкой лунки жидкого металла. Образование в ней «моста» сросшихся кристаллов может привести к появлению больших по протяженности зон, в которых металл кристаллизуется без доступа жидкой стали сверху, и, следовательно, к появлению пустот. Особенно сильно осевая пористость проявляется в квадратных и круглых слитках; в плоских слитках она развита слабее, так как усадка металла здесь рассредоточена по продольной оси поперечного сечения слитка. Осевая пористость заметно усиливается при увеличении перегрева металла и повышенной скорости разливки, иногда переходя в осевые усадочные пустоты. Заметно выражена в непрерывных слитках осевая ликвация, при этом по длине слитка располагаются отдельные участки увеличенной ликвации; это объясняется тем, что ликвирующие примеси скапливаются в пустотах под сросшимися кристаллами осевой части слитка.

В слитках криволинейных и особенно горизонтальных УНРС наблюдается некоторая несимметричность структуры и распределения составляющих стали, поскольку зона затвердевания последних порций металла, а следовательно, и усадочная пористость, и скопление ликвирующих примесей смещены к верхней грани слитка; у верхней грани наблюдается также повышенное содержание неметаллических включений вследстиие их всплывания.

Иногда наблюдается искажение формы слитка. Для слитков квадратного сечения характерна ромбичность - искажение профиля слитка в кристаллизаторе, когда квадратное сечение деформируется в ромбическое. Причины: перекос слитка к кристаллизаторе под воздействием несоосно расположенных с ним опорных роликов, неравномерное охлаждение различных граней слитка в кристаллизаторе. Раздутие слитка (выпуклость его поперечного сечения) возникает под воздействием ферростатического давления столба жидкой стали в слитке; возникновению дефекта способствуют повышенные скорость разливки и температура металла, что уменьшает толщину затвердевшей корки; недостаточная интенсивность вторичного охлаждения; отклонения в настройке опорных роликов; увеличенное расстояние между опорными роликами.

Распространенным дефектом являются трещины - поверхностные и внутренние. Продольные поверхностные трещины на гранях слитка имеют длину до 1-1,5 м и более и глубину до 10-15 мм. Эти трещины являются результатом усадочных напряжений и образуются при неравномерном прилегании формирующейся корки к стенкам кристаллизатора в местах уменьшенной ее толщины, которые возникают из-за снижения теплоотвода там, где корка отходит от стенок (например, в результате ее деформации или коробления стенок кристаллизатора). Трещины представлены на рисунке 5. Местное уменьшение толщины корки и образование трещин может также происходить вследствие размывания корки струей металла, особенно при его подаче в кристаллизатор вертикальной струей. Вероятность возникновения продольных трещин повышается при перегреве стали и увеличении скорости разливки, при увеличении содержания серы в металле и снижении величины отношения

[Mn]/[S], при увеличении ширины плоского слитка и при содержании углерода в нелегированных сталях в пределах 0,18-0,25 %.

Рисунок 4 - Основные виды трещин в вытягиваемом из кристаллизатора УНРС слитке

1 - центральная трещина; 2 - диагональные трещины; 3 - осевые; 4 -внутренние трещины перпендикулярные широким граням слитка; 5 - продольные поверхностные трещины на гранях слитка; 6 - трещины, перпендикулярные узким граням слитка; 7 - продольные трещины по ребрам (углам); 8 - паукообразные и сетчатые трещины; 9 - поперечные трещины в углах слитка; 10 - поперечные поверхностные трещины (надрывы корки).

Действенным средством борьбы с этим дефектом является разливка с защитным шлаковым покрытием, поскольку образующаяся между коркой и стенками кристаллизатора тонкая шлаковая прослойка существенно снижает неравномерность теплоотвода.

Продольные трещины по ребрам (углам), образуются в квадратных слитках при искажении профиля в кристаллизаторе (ромбичность). В слябах такие трещины возникают на расстоянии ~ 350 мм от уровня металла в кристаллизаторе в случае отхода корки слитка от узкой стенки кристаллизатора вследствие ее износа или изменения угла ее наклона (неправильная установка кристаллизатора).

Поперечные поверхностные трещины 10 (надрывы корки) возникают в кристаллизаторе вследствие усиленного трения при недостаточной смазке стенок и вследствие зависания корки при наличии на стенках кристаллизатора царапин, вмятин. Такие трещины могут также возникать при изгибании или выпрямлении слитка на МНЛЗ с криволинейной осью. Поперечные трещины в углах слитка 9 могут также образовываться в результате слишком интенсивного вторичного охлаждения.

Паукообразные и сетчатые трещины, схожи, каждая трещина распространяется из одного центра в нескольких направлениях. Паукообразные трещины возникают в кристаллизаторе при неравномерном прилегании корки к его стенкам в местах плотного прилегания, т. е. в участках наиболее сильного охлаждения. Пораженность этими трещинами снижается при разливке со шлаковым покрытием в кристаллизаторе, так как шлаковая прослойка предотвращает непосредственный контакт стенок с коркой, уменьшая неравномерность ее охлаждения. Сетчатые трещины образуются в зоне вторичного охлаждения при температурах 700-900 °С в результате чередования нагревов и охлаждений поверхности слитка (охлаждение у форсунок и разогрев за счет внутреннего тепла слитка при его движении между форсунками). Количество этих трещин сильно снижается при переходе от водяного к более мягкому водовоздушному вторичному охлаждению.

Многообразные внутренние трещины образуются в результате совместного воздействия термических напряжений в охлаждаемом слитке и механических усилий от опорных, тянущих и изгибающих роликов. Распространены внутренние трещины, перпендикулярные широким граням слитка основной причиной их возникновения считают механическое воздействие роликов на затвердевающую корочку слитка и средством борьбы с ними - правильную настройку роликовой проводки и сохранение постоянства расстояния между роликами. Такие трещины могут также возникать из-за термических напряжений при неравномерном вторичном охлаждении (например, при разогреве поверхности после интенсивного охлаждения).

Гнездообразные трещины - скопления мелких, схожих с трещинами типа и располагающихся ближе них к центру слитка образуются при разгибании слитка с жидкой сердцевиной.

Осевые трещины в слябах располагаются по их большой оси в зоне смыкания фронтов кристаллизации. Считают, что эти трещины образуются в результате усадки стали, если она не компенсируется сжимающим усилием опорных роликов; особенно они проявляются при выпучивании широких граней слитка, когда сжимающие усилия явно недостаточны. В слитках квадратного сечения, где усадка сконцентрирована в центре слитка, форма осевых трещин иная.

Трещины, перпендикулярные узким граням и расположенные вблизи от них, возникают при выпучивании широких граней слитка, т. е. при недостаточном поддерживании оболочки слитка опорными устройствами. Диагональные трещины на стыке кристаллов, растущих от двух смежных граней, встречаются преимущественно в слитках квадратного сечения при искажении профиля (ромбичности) в тупых углах.

Газовые пузыри в корковом слое слитка возникают при недостаточно раскисленном металле, высоком содержании в нем водорода, повышенном содержании влаги в защитной шлаковой смеси, вводимой в кристаллизатор. Ряд поверхностных дефектов слитка связан с неудовлетворительной организацией разливки. Шлаковые включения на поверхности возникают при заливке жидким металлом прилипающих к стенкам кристаллизатора частиц шлака или размытых огнеупоров. Ужимины (поперечные углубления на поверхности слитка) возникают в результате резкого изменения напора струи и колебаний уровня металла в кристаллизаторе, при местном размывании корки струей металла и в участках неплотного прилегания корки к стенкам кристаллизатора.

3.3 Возможные направления модернизации технологии получения стали C345

ь Применение порошковых проволок для наплавки роликов МНЛЗ

Современное металлургическое производство немыслимо без технологии непрерывной разливки стали и обусловлено существенной экономией энергетических и временных затрат, повышением производительности и качества продукции, снижением производственных потерь, реализацией более эффективного инвестирования. В связи с этим проводится системное внедрение МНЛЗ и, как следствие, ожидается рост объема их производства и ремонта. Опыт металлургических предприятий показывает, что технические и технико-экономические показатели машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) в значительной степени зависят от долговечности роликов поддерживающих систем. Ролики поддерживающих и разгибающих узлов работают в тяжелом температурном режиме термоциклирования, максимальная температура поверхности роликов может достигать 650--750 °С. Ролики воспринимают усилия от ферростатического раздутия и усилия от разгиба слитка. На прямолинейных участках ролики подвергаются абразивному износу. Разрушение рабочей поверхности роликов проявляется в виде износа поверхностного слоя и образования трещин разгара. В соответствии с требованиями производства интенсивность изнашивания материала рабочих поверхностей не должна превышать 0,1--0,25 мм на 1 тыс. плавок, при этом МНЛЗ должна выпустить не менее 1 млн. тонн заготовок без смены роликов. Известно, что электродуговая наплавка рабочих поверхностей роликов износо- и коррозионностойкой сталью -- наиболее эффективный и распространенный способ увеличения срока службы подобных деталей. Данный способ упрочнения роликов применяется большинством фирм, создающих МНЛЗ как в нашей стране, так и за рубежом.

Реализуются технологии наплавки под флюсом по винтовой линии одиночной и расщепленной дугой, без колебаний и с поперечными колебаниями начиная от диаметра 70 мм и более. Наиболее распространена технология двухслойной наплавки, а на ряде ремонтных служб применяется трехслойная наплавка. Для данного способа наплавки выпускаем проволоки диаметром от 2,0 до 4,0 мм. Предлагаемые порошковые проволоки позволяют наплавить на рабочую поверхность роликов слой металла стойкий к много-факторному износу. Сочетание порошковой проволоки с флюсом позволяет получить высокохромистый (Cr-Mn-Ni-Mo-N, Cr-Mn-Ni-Mo-V-Nb) наплавленный металл с пластичной структурой низкоуглеродистого мартенсита, упрочненный дисперсными карбидами и нитридами при минимизации содержания д феррита 5--10% .

Применение наплавки в защитном газе наиболее эффективно в смеси 82Ar+18CO2или Ar по сравнению с углекислым газом вследствие более высокой стабильности процесса, снижения окислительной способности защитного газа, уменьшения проплавления основы. К преимуществам можно отнести приемлемую производительность процесса, визуальный контроль за процессом наплавки, химический состав задается композицией проволоки и нет влияния характерного для флюса, меньшее содержание водорода в наплавленном металле по сравнению с флюсом, проще реализация процесса с поперечными колебаниями проволоки. Процесс наплавки характеризуется хорошим формированием металла, легкой отделимостью шлаковой корки и возможностью наплавки последующего слоя без удаления шлака. К недостаткам можно отнести: необходимость защиты от брызг и излучения дуги, менее ровная поверхность наплавленного металла, необходимость применения дымососов, забрызгивание сопла подачи защитного газа. Для данного способа наплавки выпускаем проволоки диаметром от 1,6 до 2,4 мм как для нанесения подслоя, так и рабочих слоев наплавленного металла.

Процесс наплавки открытой дугой обладает преимуществами присущими процессу в защитном газе и дополняется отсутствием необходимости применения защитного газа, более упрощенной комплектацией наплавочной установки, но наиболее существенно его преимущество в металлургическом аспекте. При данном способе наплавки реализуется возможность легирования наплавленного металла азотом. Необходимость такого металлургического решения обусловлена актуальностью увеличению ресурса роликов МНЛЗ за счет повышения стойкости наплавленного металла к разгару и коррозии. Наиболее успешно это решение реализовано английской фирмой Welding Alloys. Рабочая поверхность ролика подвергается циклическому воздействию высоких температур, что приводит изменению структурного состояния при-поверхностного слоя металла.

Наблюдается укрупнение зерен и формирование на их границах карбидов хрома, что приводит к развитию межзеренной коррозии. Потеря мартенситной матрицей углерода приводит к формированию мягкого ферритного слоя, обладающего низким сопротивлением механическому износу. Замена части углерода азотом подавляет процессы укрупнения зерен и формирования на границах зерен карбидов хрома. Образующиеся нитриды равномерно распределены в структуре металла, проявляется эффект вторичного упрочнения в процессе термоциклирования. Реализация этих механизмов позволяет повысить ресурс роликов. Для данного способа наплавки выпускаем проволоки диаметром 2,0--2,4 мм [11].

4. ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ПОДОБНОЙ ПРОДУКЦИИ

ь Китай

Компания «Lingyuan Iron & Steel» («Linggang») начала горячие испытания новой семиручьевой МНЛЗ производительностью 1,2 млн т/год, которая будет отливать заготовку из углеродистых и пружинных сталей, а также сталей для холодной высадки. Заготовка предназначена для строящегося мелкосортного стана производительностью 500 тыс. т/год.

ь Украина

Компания «ArcelorMittal Kryviy Rih» начала строительство на комбинате блюмовой МНЛЗ, которая позволит исключить используемую в настоящее время разливку в слитки. МНЛЗ, стоимость которой оценивается в 100 млн долл., будет иметь производительность 1,2 млн т/год заготовки и должна быть пущена в сентябре 2011 г. В сооружении МНЛЗ примет участие фирма «Siemens VAI», однако 80 % работ будут выполнены украинскими компаниями.

ь Малайзия

Компания «Perwaja Steel» перенесла установку новой ДСП производительностью 700 тыс. т/год со второй половины 2010 г. на середину 2011 г. Строительство 90-т печи на заводе «NSC Steelmaking plant» в г. Кемаман (Kemaman), принадлежащем «PerwajaSteel», ведет фирма «Concast». После пуска новой печи компания планирует приступить к модернизации двух существующих ДСП производительностью600 тыс. т/год каждая.

ь Катар

Один из крупнейших производителей стали на Ближнем Востоке компания «Qatar Steel» подписала контракт с фирмой «Siemens VAI» на расширение сталеплавильных мощностей на 30 %. В настоящее время мощность ДСП компании составляет 1,47 млн. т/год. Пуск новой печи планируется на II кв. 2012 г., после чего производство заготовки в течение следующих пяти лет будет доведено до 4 млн т/год. В настоящее время компания производит заготовку, пруток и катанку.

5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это деятельность, направленная на сохранение жизни и здоровья человека в среде обитания, призванная выявлять и идентифицировать опасные и вредные факторы, разрабатывать методы и средства с целью снижения негативного влияния их на организм до приемлемых значений, вырабатывать меры по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

Решение вопросов БЖД необходимо для создания безопасных и безвредных условий жизнедеятельности, проектирования новых технологий и технологических процессов в соответствии с современными требованиями по экологии и безопасности их эксплуатации с учетом устойчивости функционирования объектов народного хозяйства и технических систем, прогнозирования и принятия грамотных решений в условиях чрезвычайных ситуаций по защите населения и производственного персонала от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, а также в ходе их ликвидации.

Соблюдение правил, норм и требований БЖД обязательно для учреждений всех организационно-правовых форм, независимо от сферы деятельности и ведомственной подчиненности при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации цехов и участков, при проектировании, изготовлении, монтаже и наладке нового оборудования, эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте и модернизации действующего оборудования, разработке, внедрении и совершенствовании технологических процессов.

При организации и эксплуатации сталеплавильных цехов и участков должны соблюдаться действующие правила Конституции РФ, Трудового кодекса РФ (ТК РФ), «Системы стандартов безопасности труда» (ССБТ) и другие нормативно-правовые акты по охране труда, утвержденные в установленном порядке.

Конституция РФ закрепляет право человека на охрану здоровья. Это право обеспечивается развитием и совершенствованием техники безопасности и производственной санитарии, проведением широких профилактических мероприятий.

В ТК РФ отражены: правила организации охраны труда на предприятиях, планирование и финансирование мероприятий по охране труда; правила по технике безопасности и производственной санитарии; правила и нормы по специальной охране труда женщин, молодежи и лиц с пониженной трудоспособностью; правила, регулирующие деятельность органов государственного надзора и общественного контроля в области охраны труда; правовые нормы, в которых предусматривается ответственность за нарушения ТК РФ.

Проектирование, строительство, эксплуатация, реконструкция, расширение, техническое перевооружение, консервация, ликвидация сталеплавильных производств, изготовление, монтаж, наладка, обслуживание и ремонт технических устройств, проведение подготовки и аттестации работников осуществляются в соответствии с требованиями ССБТ, «Общих правил промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов» (ПБ 11-552-03), утвержденных постановлением Госгортехнадзора РФ от 18.10.02 № 61-А, «Общих правил безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств» (ПБ 11-493-02), утвержденных постановлением Госгортехнадзора РФ от 21.06.02 № 35 и других юридических документов.

Важность и необходимость обеспечения безопасности труда очевидна, так как жизнь и здоровье человека признаны главной ценностью общества. Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Реальные производственные условия характеризуются наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов. Задача охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.

ь Порядок обучения по охраны.

Для всех принимаемых на работу лиц ,а также для работников ,переводимых на другую работу, работодатель обязан проводить инструктаж по охране труда. Все принимаемые на работу лица, а так же командированные на работу работники и работники сторонних организаций, выполняющие работы на выделенном участке проходят в установленном порядке вводный инструктаж, который проводит специалист по охране труда.

Кроме вводного инструктажа по охране труда, проводится первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой инсруктаж.

Первичный, повторный, внеплановый и целевой инструкажи проводит непосредственный руководитель работ (мастер, прораб ит.д.), прошедший в установленном порядке обучение по охране труда и проверку знаний требования охраны труда.

Проведение инструктажей по охране труда включает в себя ознакомление работников с имеющимися опасными и вредными факторами изучение охраны труда, эксплуатационной документации, а так же применение безопасных методов работ.

Инструктажи завершаются устной проверкой знаний.

Первичный инструктаж на рабочем месте проводится до начала самостоятельной работы.

Повторный инструктаж проходят все работники не реже одного раза в шесть месяцев.

Внеплановый инструктаж проводится: при введении в действие новых или изменении законодательных и иных нормативных правовых актов. При изменении технологических процессов. При нарушении работниками требований охраны труда. По требованию должностных лиц органов государственного контроля и надзора. При перерывах в работе.

Целевой инструктаж проводится при выполнении разовых работ.

ь Описание природно-климатических условий района расположения предприятия

Открытое акционерное общество «Ашинский металлургический завод» спланировано с учетом производственных, транспортных, экономических и других требований. Площадка завода удовлетворяет санитарным требованиям в отношении прямого солнечного света, естественного проветривания, имеет относительно ровную поверхность и уклон, обеспечивающий отвод поверхностных и сточных вод. Предприятие относится ко второму классу по санитарной классификации СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96. Деятельность ОАО «АМЗ» связана с эксплуатацией опасных производственных объектов.

В геоморфологическом отношении площадка приурочена ко второй правобережной надпойменной террасе реки Сим. Территория паводковыми водами в весенний период не затапливается. Основание сложено толщей галечников, мощность которых достигает шести метров.

В геологическом отношении территория района предприятия расположена на границе Уральской геосинклинальной области с Предуральским краевым прогибом. В геологическом строении структур принимают участие осадочные, различной степени метаморфизованные, породы широкого возрастного диапазона.

Естественный рельеф площадки нарушен в процессе строительства и эксплуатации существующих сооружений. На заболоченной ранее территории выбраны биогенные грунты и торф, поверхность спланирована насыпными грунтами, представляющими собой механическую смесь различных природных грунтов, металлургического шлака, щебня.

Климатическая характеристика района. Температурный режим в результате высокой континентальности климата характеризуется резким колебанием как внутри года, так и в течение суток. Среднемесячные и экстремальные значения температуры воздуха за многолетний период приведены в таблице 4.1.

Крайние значения температуры, наблюдающиеся в течение года, изменяются в пределах от +37С летом до - 48С зимой. Среднегодовая температура воздуха положительна и равна 1,4С.

Ветер. Преобладающими ветрами данного района являются ветры юго-западного и западного направлений. Среднегодовая скорость ветра равна 3,3 м/с.

Осадки. Исследуемый район располагается на западном склоне Уральского хребта, норма годовой суммы осадков для которого более 700 мм, для предприятия ОАО «АМЗ» она равна 539 мм. Наибольшее количество осадков выпадает летом. В таблице 3.1 приводится среднее многолетнее количество осадков по месяцам.

Снежный покров. Среднее число дней со снегом 172. Наибольшей высоты снежный покров достигает в марте перед началом таяния. Средняя высота снежного покрова на открытых участках равна 42 см.

Таблица 22 - Среднемесячные и экстремальные значения температуры воздуха и среднее многолетнее количество осадков

Месяцы

Температура воздуха, С

Месячные суммы осадков, мм

Сут. макс. осадков

средне- месячная

абсолютный минимум

абсолютный максимум

макс.

мин.

январь

- 15,0

- 48

5

65

1

12

февраль

- 13,7

- 45

12

57

1

15

март

- 7,1

- 38

12

68

0

22

апрель

3,2

- 30

28

79

0

24

май

10,8

- 14

36

122

3

38

июнь

15,2

- 3

36

204

13

64

июль

17,0

1

37

277

5

92

август

15,0

- 2

35

205

2

62

сентябрь

9,3

- 9

30

130

10

40

октябрь

1,4

- 26

22

158

4

39

ноябрь

- 6,4

- 38

16

138

5

23

декабрь

- 12,3

- 45

6

112

5

20

год

1,4

539

Гидрогеологические условия исследованной территории не благоприятны для строительства: подземные воды обнаружены во всех скважинах. Глубина заложения фундаментов согласно техническому заданию составляет 2,0 - 2,5 м, а для ямы окалины - не менее 10,0 м, подземные воды существенно влияют на выбор инженерного решения устройства оснований и фундаментов. Территория по положению уровня подземных вод относится к затопляемым. По химическому составу вода гидрокарбонатно-сульфато-кальциево-магниевая с минерализацией 0,409 - 1,879 г/л. По степени минерализации воды относятся к пресным и слабосолоноватым. Углекислотная агрессивность отсутствует. Подземные воды являются неагрессивными по отношению к бетонам. Агрессивность подземных вод к арматуре железобетонных конструкций в условиях периодического смачивания слабая, в условиях постоянного погружения подземные воды являются неагрессивными. Степень агрессивного воздействия подземных вод по отношению к металлическим конструкциям при свободном доступе кислорода - средняя.

Подтопление оказывает решающее влияние на выбор проектных решений, поэтому площадка по сложности инженерно-геологических условий отнесена к III категории. К осложняющим строительство факторам относятся также наличие насыпных разнородных, тиксотропных и чрезмерно пучинистых грунтов.

В соответствии с «Рекомендациями по формированию программы развития системы управления промышленной безопасностью (СУПБ) на предприятии» разработана «Программа развития системы управления промышленной безопасностью открытого акционерного общества «Ашинский металлургический завод», которая предлагается в качестве эффективного инструмента контроля обеспечения промышленной безопасности на предприятии. Цели СУПБ состоят в обеспечении промышленной безопасности при эксплуатации опасных производственных объектов на основе системного подхода к принятию управленческих решений и практических мер по предупреждению или уменьшению опасности промышленных аварий для жизни человека, снижению случаев травматизма, заболеваемости, ущерба имуществу и окружающей среде.

ь Описание ЭСПЦ - 2 и отделения непрерывной разливки стали ОАО «АМЗ»

Площадь застройки - электросталеплавильного цеха №2 с ОНРС - составляет ~ 40000 м2, объем ~ 1500000 м3. Каркас здания металлический, стены выполнены из шлакоблока, кирпича, профнастила, кровля металлическая без утепления. Здание неотапливаемое, вентилируемое.

Здание цеха расположено в центре территории предприятия, что является оптимальным вариантом с точки зрения обеспечения поточности технологического процесса производства стали.

Производственное здание имеет въезды и выезды железнодорожного и автомобильного транспорта через металлические ворота размерами 5,2х4,5 м. Объем производственного помещения на каждого рабочего более 20 м3, площадь более 4,5 м2. Ширина проходов не менее 1,5 м. Все площадки на высоте более 0,6 м от пола, лестницы, переходные мостки, проемы, люки ограждены перилами высотой 1,2 м со сплошным ограждением по нижней части на высоту 0,2 м. Лестницы имеют уклон не более 40. Пол земляной, бетонный, металлический. Для обслуживания мостовых кранов имеются подкрановые проходные галереи, огражденные перилами.

По взрывопожарной и пожарной опасности здание цеха относится к категории Г, используются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном и расплавленном состоянии, а также твердые вещества, жидкости и газы, которые сжигаются и утилизируются в качестве топлива (НПБ 105-95). Степень огнестойкости здания по СНиП 21-01-97 - первая.

По степени поражения электрическим током помещение цеха относится к особо опасным, так как оно характеризуется наличием токопроводящей пыли, токопроводящих полов и токопроводящей смазочно-охлаждающей жидкости.

К основным особенностям выполняемой работы относятся непосредственная близость работника к раскаленным элементам агрегатов и оборудования, расплавленным веществам и токоведущим частям.

Рабочая площадка имеет металлическое ограждение на высоту 1,2 м сплошное по низу на высоту 0,2 м, что соответствует нормам (ПБ 11-493-02). Все тоководы и электрические кабели скрыты кабель-каналами, вращающиеся, движущиеся части и элементы оборудования находятся в кожухах, либо свободный доступ к ним отсутствует, а также снабжены конечными выключателями, трубопроводы, тракты подачи сыпучих веществ и проволок находятся на достаточном удалении от обслуживающего персонала. Рабочее место освещено, достаточно вентилируемое.

Характерной особенностью является большое количество выделяющихся высоконагретых сильнозапыленных газов. Рассматриваемое место работы снабжено мощным современным газоотводящим трактом и системой пылегазоулавливания.

Коэффициент риска в рассматриваемом цехе составляет:

, (14)

где N - количество травм, полученных обслуживающим персоналом за год;

K - общее количество работающих в цехе.

5,6510-4 (15)

Данный показатель превышает значение приемлемого риска по России (Rср = 1,4Ч10-4).

Снижение коэффициента риска на производстве является одной из основных задач охраны труда. В связи с этим рассмотрим предлагаемые мероприятия по уменьшению коэффициента риска.

Главным условием обеспечения безопасности на производстве является глубокое осознание самими работающими необходимости соблюдения правил безопасности, требований норм и инструкций. Этому способствует обучение персонала грамотной работе с технологическим оборудованием, разъяснительные беседы.

Необходимость своевременного проведения технического осмотра, планово-предупредительных ремонтов оборудования и агрегатов очевидна, также как поддержание рабочего места в соответствии с требованиями норм и правил.

Эффективность всех мероприятий существенно возрастает при наличии жесткого независимого контроля со стороны компетентных органов за соблюдением техники безопасности на производстве, техническим состоянием оборудования, инструментов, а также при разработанном механизме несения ответственности за нарушения в области охраны труда.

ь Анализ опасных производственных факторов и мероприятия по снижению их воздействия

Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или к другому внезапному, резкому ухудшению здоровья.

К опасным производственным факторам на анализируемом участке работы относятся:

- подвижные части оборудования, вращающиеся и перемещающиеся механизмы;

- электрический ток;

- раскаленные элементы агрегатов и оборудования, а также металл в расплавленном состоянии.

Основными мероприятиями по защите от травм подвижными частями оборудования, вращающимися и перемещающимися механизмами являются: использование защитных кожухов, блокировки для отключения оборудования при попадании человека в опасную зону, оборудование пультов управления защитными экранами, создание ограждений, безопасных пешеходных проходов, переходов и галерей, установки предостерегающих надписей.

Для работы на оборудовании участка цеха допускаются лица, прошедшие специальную подготовку по технике безопасности и имеющие допуск к работе на этом оборудовании.

Подъемно-транспортное оборудование для перемещения грузов в цехе представлено рольгангами, поперечными и продольными транспортерами с цепными шлепперами, передаточными тележками и мостовыми кранами. При эксплуатации этого оборудования возможно травмирование персонала движущимися частями, падающим грузом, электрическим током. Серьезная опасность возникает при обрыве несущих органов (канатов, тросов). Все части подъемно-транспортного оборудования, представляющие опасность при эксплуатации, надежно ограждены. Непредусмотренный контакт работающих с перемещаемыми грузами исключен, обеспечена надежная прочность механизмов. Запас грузовой устойчивости не менее 25%. На каждом устройстве находятся бирки с указанием всех технических характеристик, а так же отмечен последний срок проверки и допуск к работе. К работе с подъемно-транспортными машинами допускаются только лица прошедшие специальную подготовку, инструктаж по технике безопасности и имеющие допуск к работе с этими машинами.

Не все требования по обеспечению защиты от данного опасного производственного фактора на участке работы соблюдаются. В связи с этим предлагаются следующие мероприятия по ее улучшению: постоянный контроль за состоянием световой и звуковой сигнализации на оборудовании и механизмах (в первую очередь на мостовых кранах и самоходных передаточных тележках); поддержание проходов, переходов и галерей не загроможденными технологическими материалами, что обеспечит безопасное перемещение обслуживающего персонала.

Электробезопасность - это система организационно-технических мероприятий и средств обеспечения защиты людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля, статического электричества. ОНРС относится к помещению с повышенной электрической опасностью. Максимальная мощность электрического тока на рабочем месте - 30 МВт, максимальный ток - 10 кА. Все металлические и токонесущие части оборудования, которые из-за нарушения изоляции могут оказаться под напряжением заземлены и занулены. Сопротивление заземления не более 4 Ом. Рабочие не имеют права самостоятельно проводить ремонт электротехнического оборудования. На участках, связанных с опасностью поражения электрическим током, имеются предостерегающие таблички и надписи. Персонал проинструктирован по электробезопасности и обучен оказанию первой медицинской помощи при поражении электрическим током.

Раскаленные элементы агрегатов и оборудования, а также металл в расплавленном состоянии могут стать причиной термических ожогов работников при несоблюдении правил и требований безопасности и неосторожном обслуживании агрегата внепечной обработки. Они же являются источником теплового излучения. Для защиты рабочего персонала от теплового излучения источники излучения закрываются защитными экранами. С целью уменьшения времени пребывания персонала в зоне повышенных температур используются способы дистанционного и автоматического управления процессами.

Кроме того, с целью снижения воздействия на организм человека обязательным является использование средств коллективной и индивидуальной защиты. К средствам коллективной защиты относятся:

- средства нормализации воздушной среды (системы газоочистки и аэрации);

- средства нормализации освещения;

- средства защиты от теплоизлучения (теплоизоляционные покрытия ковшей, нагревательных стендов);

- средства защиты от поражения электрическим током (ограждения, изолирующие устройства, покрытия, предохранительные устройства, знаки предупреждения, световая и звуковая сигнализация);

- средства защиты от воздействия механических факторов (предохраняющие, сигнальные и тормозные устройства);

- средства защиты от воздействия химических факторов (герметизирующие, вентилирующие, очистные устройства);

- средства защиты от шума;

- стационарные или инвентарные ограждения открытых проемов;

-средства защиты от попадания в подвижные и вращающиеся части оборудования (защитные кожухи и ограждения).

К средствам индивидуальной защиты относятся:

- спецодежда (суконные брюки, куртка, рукавицы, каска, и др.);

- средства защиты глаз (защитные очки с металлической сеткой);

- средства защиты органов дыхания (марлевые повязки типа «Лепесток-200», респираторы и др.).

ь Анализ вредных производственных факторов и мероприятия по снижению их воздействия.

Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.

К вредным производственным факторам на анализируемом участке работы в первую очередь относятся:

- запыленность воздуха рабочей зоны;

- загазованность воздуха рабочей зоны;

- производственный шум и вибрация;

Параметры микроклимата (фактические и допустимые) приведены в таблице 23.

Таблица 23 - Фактические и допустимые параметры микроклимата на рабочем месте

Параметры микроклимата

Значения

фактические

допустимые

Температура воздуха, оC:

в холодное время года

18

21,2 - 23

в теплое время года

26

22,1 - 27

Относительная влажность, %

в холодное время года

55

15 - 75

в теплое время года

38

15 - 75

Скорость движения воздуха, м/с

в холодное время года

0,1

<0,2

в теплое время года

0,5

0,2 - 0,4

Теплоизлучение от источников, Вт/м2

70

100

Освещенность, лк

200

300

Уровень шума, дБА

55

80

Источниками запыленности являются: взаимодействие струи несущего перемешивающего газа с жидким металлом (выносы и выбросы мельчайших капель окислов железа); химическое взаимодействие металла с вводимыми материалами, результатом, которого является пылегазовыделение; механическое разрушение хрупких технологических материалов при транспортировке и подаче в агрегат.

По пылевой нагрузке (Р 2.2.755-99, ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ) производство относится к классу 3.1 (вредный).

Основной технологической особенностью выполнения работы является периодическое пребывание персонала в зоне запыленности (в течение 40 мин с перерывом в 3 часа).

Основное коллективное средство защиты от данного вредного производственного фактора - система пылеулавливания и отведения выделяющихся газов, а также изоляция человека от источника пыли посредством автоматизации, механизации и дистанционного управления процессами. Индивидуальные средства защиты от пыли (респираторы, очки, местная вытяжная вентиляция), как правило, применяются при ремонтах, техническом осмотре оборудования и разгрузочных работах. Все пульты управления представляют собой изолированные кабины, где имеется местная вентиляция.

Основными источниками газовыделения на рабочем месте являются: химическое взаимодействие металла с вводимыми материалами; утечки технологических газов (природного газа, аргона, азота, кислорода) через неплотности газоподводящих трактов.

По загазованности (Р 2.2.755-99, ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ) производство относится к классу 2 (допустимый).

Средства защиты от загазованности такие же, как от запыленности, с установкой датчиков регистрации давлений и утечки газов на газопроводах, а также звуковой и световой сигнализации, позволяющих своевременно заметить и предотвратить возникновение нежелательных ситуаций.

Работа агрегата сопровождается повышенным шумом и вибрацией. Основными источниками шума в цехе являются: работа оборудования и механизмов, работа вентилирующих устройств, погрузочно-разгрузочные работы. Вибрацию вызывает работа некоторых видов механического оборудования.

По уровню общей вибрации (СН 2.2.4/2.1.8.566-96) производство относится к классу 2 (допустимый). Для предотвращения её вредного воздействия применяется балансировка оборудования и удаление рабочего персонала из опасных зон.

По уровню шума (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) производство относится к классу 3.3 (вредный). Меры по борьбе с шумом осуществляются согласно ГОСТ 12.1.003-83, который определяет допустимый уровень шума не более 85 Дб. Основные мероприятия по снижению уровня шума: установка звукоизолирующих кожухов, применение шумозащитных наушников, заглушек, которые снижают уровень шума на 5 - 15 Дб. Все пульты управления звукоизолированы.


Подобные документы

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.