Организация производства на предприятии отрасли (Кислородный цех ОАО «НЛМК»)

 

 

Кафедра экономики

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

«Организация производства на предприятии отрасли»

(Кислородный  цех ОАО «НЛМК»)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Липецк 2012

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

ОАО «НЛМК» является одним из крупнейших металлургических комбинатов мира. По России - это третий по величине производитель стали.

Комбинат расположен в центре европейской части России, в городе Липецке, недалеко от крупнейшего железно-рудного бассейна Курской магнитной аномалии.

НЛМК - это предприятие полного металлургического цикла. В состав производственных мощностей входят горно-обогатительное, агломерационное, коксохимическое производство, доменное производство, сталеплавильное производство, производство горячекатаного и холоднокатаного проката, проката с цинковым и полимерным покрытиями, а также кислородное производство.

Данная курсовая работа посвящена кислородному производству на ОАО «НЛМК».

 В  первой части работы подробно  описывается  производственная структура  производственного подразделения (Кислородный  цех). Роль и значение кислородного  цеха в общем производственном  процессе ОАО «НЛМК». Применение  кислорода и продуктов разделения  воздуха в металлургических процессах, а также описана технологическая цепочка производственного процесса в кислородном цехе. Процесс разделения воздуха.

 Во  второй части рассматривается организация производственного процесса в производственном подразделении: Энергетическое производство ОАО «НЛМК». Структура управления кислородного цеха.

 Третья  часть работы описывает расчет  производственной мощности цеха.

 

 

 

1. Производственная структура производственного подразделения
1. Кислородный цех ОАО «НЛМК»

 

Кислородный  цех  является производственно – структурной единицей энергетического производства ОАО «НЛМК». В составе кислородного производства имеются две компрессорные станции для обеспечения цехов комбината сжатым  и осушенным сжатым воздухом.

Кислородный цех  имеет право на осуществление деятельности по:

1. Эксплуатации производства по получению, переработке, хранению и применению продуктов разделения воздуха.
2. Монтажу и пуско-наладке металлургических и коксохимических производств и объектов.
3. Ремонту агрегатов и оборудования металлургических и коксохимических объектов.
4. Эксплуатации взрывоопасных производственных объектов.
5. Осуществлению деятельности по обращению с опасными отходами.
6. Деятельность природоохранной направленности (утилизация, складирование, перемещение, размещение, захоронение, уничтожение промышленных и иных отходов).

В состав кислородного производства входят:

• Кислородная станция №1;
• Кислородная станция №2;
• Участок внешних сетей и компрессорных станций (центральная компрессорная станция и станция осушенного воздуха р-н АГП).

В настоящее время в цехе заканчивается техническое перевооружение. Практически все оборудование является новым, высокопроизводительным, управляемым с помощью компьютеров. На воздухоразделительных установках работают специалисты с высшим образованием. Вся информация о работе блока выведена на компьютеры.

Воздух из атмосферы, через фильтры, всасывается компрессорами и сжимается до 6 кгс/см2, с последующей подачей в  ВРУ для получения продуктов разделения (ПРВ), азота, кислорода, аргона, смеси инертных газов (криптоно-ксеноновый концентрат), неоногелиевой смеси (технического неона), и далее подаются потребителям ПРВ.

Кислород технический чистотой 99,5 % давлением до 1,9 МПа используется при выплавке стали в кислородно-конвертерных цехах (ККЦ).

Кислород технологический чистотой 95% с давлением 400 мм вод.ст – для интенсификации доменного производства чугуна, обогащение доменного дутья до 30-40% кислородом, позволяет улучшить тепловой баланс плавки, увеличивается производительность печей.

Азот 99,999% потребляют листопрокатные цехи (ЛПЦ-2; ЛПЦ-3; ЛПП; ЛПЦ-5), огнеупорный цех, ККЦ-1, ККЦ-2, газовый цех.

Азот 98% - для продувки межконусных пространств в доменном процессе (ДП-6), на УСТК (КХП), ККЦ-1 и ККЦ-2.

Аргон – для продувки в процессе разливки специальных высококачественных марок сталей для удаления растворенных газов (ККЦ-1, ККЦ-2) . Аргон на сторону отпускается в жидком и газообразном виде.

Кислородное производство обеспечивает цехи и производства комбината кислородом для автогенных нужд и сжатым воздухом. На сторону отпускается кислород жидкий и газообразный, криптоно - ксеноновый концентрат, неоногелиевая смесь.

 

2. Роль и значение кислородного цеха в общем производственном процессе ОАО «НЛМК». Применение кислорода и продуктов разделения воздуха в металлургических процессах

 

Применение кислорода для интенсификации технологических процессов получило в последнее время широкое распространение. Он является одним из важнейших стимуляторов технического прогресса в черной и цветной металлургии, химической и других отраслях промышленности, где в основе технологии лежат физико – химические процессы окисления и восстановления.

В настоящее время выплавка чугуна и стали осуществляется только с применением кислорода.

За последние годы российские металлурги накопили большой опыт разработки и промышленного освоения способов интенсификации кислородом доменного, конвертерного и мартеновского процессов, плавки стали в электропечах и выплавки цветных металлов.

Применение кислорода позволяет значительно улучшить технико – экономические показатели металлургических процессов. Однако роль кислорода сводится не только к интенсификации металлургических процессов. Применение кислорода оказывает влияние на структуру  металлургических производств, на их связи между собой и обслуживающими и смежными отраслями и с этой точки зрения является качественно новым фактором технического прогресса в металлургии.

Сырьем для получения кислорода в промышленности служит атмосферный воздух, содержащий в химически несвязанном состоянии кислород, азот, аргон, криптон и другие газы.

Выделение кислорода из смеси газов (воздуха) требует значительно меньше энергетических затрат, чем при его получении из вещества, содержащего его в химически связанном состоянии, например и воды.

Промышленный способ выделения из воздуха кислорода и других составных частей осуществляется в следующие два этапа:

1. Охлаждение воздуха и последующее его сжижение.
2. Разделение жидкого воздуха на азот, кислород и другие газы в специальных ректификационных камерах.

Кислород является могучим интенсификатором металлургического производства. По количеству потребляемого кислорода черная металлургия занимает первое место. Кислород применяется в процессах выплавки чугуна и стали, а также для зачистки и резки слитков в сталепрокатном производстве.

В  доменных печах при выплавке чугуна кислородом обогащают воздух, вдуваемый в печь для сжигания загруженного топлива. Например, сравнительно небольшое обогащение дутьевого воздуха кислородом (до 25—28% О2) дает возможность на 15—20% увеличить производительность доменной печи при выплавке доменных ферросплавов (ферросилиция и ферромарганца), использовать более бедные руды и снизить расход топлива при выплавке специальных сортов чугуна. Для доменной печи требуются очень большие количества кислорода—50 000—100 000 м3/ч и более.

Особенно эффективно использование в доменном процессе кислорода в сочетании с природным газом. В этом случае при содержании 30—35 % кислорода в дутье производительность печи возрастает на 30%, а удельный расход кокса снижается на 25— 40°о. С применением кислорода работают современные домны-гиганты емкостью 2700—3000 м3.

Применение кислорода в конверторной плавке дает возможность получать более дешёвую конверторную сталь по качеству равноценную мартеновской. В связи с этим на ряде крупных металлургических заводов России построены мощные конверторные цехи нового типа. Сталь получают в конверторах путем продувки жидкого чугуна чистым кислородом, вводимым сверху через горловину.

Основное преимущество конвертерного способа - это большая скорость плавки, а скорость плавки — одна из коренных проблем металлургии. Поэтому кислородный конвертер позволяет резко увеличить выплавку стали при меньших капитальных и эксплуатационных затратах.

Стоимость сооружения цеха с мощными конвертерами на 35% ниже стоимости строительства мартеновского цеха. Конвертерное производство выдвигает повышенные требования к концентрации кислорода, которая должна быть не менее 99,5% О2. Применение чистого кислорода позволяет резко снизить содержание азота в стали, в результате чего качество конвертерной стали не уступает мартеновской, а по ковкости, свариваемости и пластичности она превосходит мартеновскую.

Кислород в электросталеплавильном производстве используют почти на всех заводах, имеющих электросталеплавильные цехи. С применением кислорода выплавляют преобладающую часть электростали. Особенно эффективно применение кислорода в производстве нержавеющей и других высоколегированных сталей. При продувке расплавленной ванны кислородом достигаются более  высокие температуры, значительно ускоряется процесс окисления углерода и достигается требуемое содержание углерода в нержавеющей стали.

Для   газовой   сварки   кислород смешивают с   горючим  газом,  например   с   ацетиленом,   пропаном чтобы интенсифицировать процесс сгорания газа и получить пламя  с высокой  температурой,  требующееся для  быстрой  плавки металла в месте сварки. С помощью кислорода можно резать стальные слитки, болванки и плиты толщиной до 1500 мм и более. В качестве горючего при резке используется ацетилен, пропан, природный газ, пары керосина, водород, коксовый газ и др.

В последние годы для огневой зачистки и  резки металла кислородом применяют специальные машины, встраиваемые в  конвейер проката.

 При  плавке и разливке металлов в инертной среде существуют большие перспективы улучшения качества металла (особенно стали специальных марок). Весьма эффективна также продувка аргоном перед выпуском стали из электропечи для удаления растворенных газов. Расход аргона составляет около 1 м3/т. Аргон применяют также при выплавке титана, циркония, а также при сварке алюминия, титана и других цветных металлов. Извлечение аргона в больших количествах одновременно с извлечением кислорода из воздуха на кислородных станциях металлургических заводов позволяет получать его по сравнительно низкой себестоимости и широко внедрять в металлургические процессы.

Помимо перечисленных производств, кислород применяют в горнорудной промышленности для огневого бурения скважин, в    цементной, целлюлозно-бумажной промышленности, медицине, авиации и др.

Приведенный краткий обзор показывает, что существуют самые широкие области применения кислорода в различных технологических процессах. Требования, предъявляемые к кислородным установкам, как в отношении количества выпускаемых продуктов, так и их качества (концентрация, содержание примесей, влажность), весьма разнообразны. Кроме того, для осуществления отдельных процессов необходимо различное давление и различные графики подачи. Например, в доменном процессе - непрерывная подача, в конвертерном и мартеновском — периодическая.

Необходимо также в большинстве случаев обеспечивать подачу кислорода на значительные расстояния от кислородного цеха почти по всему заводу, а иногда и на другие предприятия.

Повышенная загрязненность атмосферы в районе металлургических заводов вызывает дополнительные трудности, связанные с тщательной очисткой перерабатываемого воздуха. Однако кислородная промышленность существует почти 90 лет. За это время кислородные аппараты и машины получили высокое техническое развитие.

 

 

3. Технологическая цепочка производственного процесса в кислородном цехе. Процесс разделения воздуха

 

Атмосферный воздух представляет собой смесь азота, кислорода, аргона и редких газов, не связанных между собой химически. Приближенно можно рассматривать воздух как смесь только азота и кислорода, поскольку аргона и редких газов содержится менее 1% ,в этом случае принимают (округленно), что объемное содержание азота в воздухе составляет 79% и кислорода—21%.

Разделение воздуха на кислород и азот является довольно сложной технической задачей, особенно если воздух находится в газообразном состоянии. Этот процесс облегчается, если предварительно воздух перевести в жидкое состояние сжатием в компрессорах, расширением и охлаждением, а затем осуществить его разделение на составные части, используя разность температур кипения жидких кислорода и азота. Жидкий азот под атмосферным давлением кипит при температуре - 195,8 °С, а жидкий кислород при - 182,97 °С. Если жидкий воздух постепенно испарять, то сначала будет испаряться преимущественно азот, обладающий более низкой температурой кипения; по мере улетучивания азота жидкость обогащается кислородом. Повторяя процесс многократно, можно достигнуть желаемой степени разделения воздуха на азот и кислород требуемой чистоты. Процесс разделения жидких смесей на их составные части путем многократного испарения жидкости называется ректификацией.