Проект технологии производства стали марки 3сп с целью экономии алюминиевой катанки при раскислении в условиях ЦВОКС СП ПАО «Северстал

Комплекс задач  "Фурма"  (система  управления  положением  кислородной фурмы) осуществляет измерение и регулирование положения кислородной фурмы  в соответствие с установкой по положению фурмы над  уровнем  спокойной  ванны  с автоматической коррекцией на разгар футеровки и выдачей команды на  отсечной клапан.

Установки формируются  подсистемой  статического  управления  (в  виде программы изменения во времени) и  подсистемой  динамического  управления  в режиме работы от ЭВМ либо, как и в предыдущем случае,  программа  выбирается машинистом дистрибутора в  автоматическом  режиме.  Необходимые  данные  для корректировки на разгар футеровки конвертера передаются  из  второго  уровня системы. 

 

 

 

 

 

 

Комплекс        задач           "Температура   стали"  (система    определения 

          температуры    стали    и    содержания    углерода   при   помощи   погружного 

 термозонда)  предназначен для   определения   температуры   расплавленного   металла   в   конвертере, концентрации в  нем углерода и уровня расплава  с  использованием  устройства для замера параметров конвертерной плавки  (зонда)  без  повалки  конвертера или определения  температуры  металла  при  провалке  конвертера.  При  этом формируются сигналы начала и  конца  замера,  готовности  цепи  датчика  или обрыва, неправильности проведенного замера, контакта датчика с  расплавом  в ванне.  Цифровая  индикация  результатов  измерения  предусмотрена  в  посту управления конвертером на крупномасштабном табло, установленном  на  рабочей площадке и на выносном приборе.

Комплекс задач "Отходящие газы" (система контроля  расхода  и  состава отходящих  газов)  обеспечивает  контроль  расхода  и  химического   состава отходящих от конвертера газов и скорости

обезуглероживания ванны.  Последняя определяется  расчетным  путем.   Предусматривается   аналоговая   индикация результатов измерения на видеоконтрольном устройстве.

Комплекс задач  "Ферросплавы"  обеспечивает автоматическую  обработку  программы  подачи  раскислителей  и  легирующих  с  высокой точностью  и  в соответствие   с   заданной   программой.   Программа   подачи   формируется подсистемой второго уровня либо машинистом дистрибутора в диалоговом  режиме с помощью комплекса задач "Диалог-Т". В  основном  "Ферросплавы"  аналогичны комплексу задач "Вес-Доза". Дополнительно предусматривается индикация  массы материала в каждом  весовом  бункере  и  сигнализация  состояния  механизмов тракта на посту управления печами прокаливания ферросплавов.

 

 

 

 

Контроль качества получаемой стали не зависимо от марки стали заключается: определением химического анализа жидкого чугуна и его температуры, технологические параметры подаваемого кислорода ( его расход, давление); химический состав и расход шлакообразующих и ферросплавов подаваемых по ходу плавки; химический состав конечного шлака и расплава и их температуры. Последовательность контроля качества получаемой продукции приведена.

        Контроль  за соблюдением теплового режима плавки в отделении конвертеров систематически осуществляется сталеваром, мастером производства, сменными мастерами газового хозяйства, периодически — заместителем начальника цеха по ремонтам и эксплуатацией сталеплавильных агрегатов, старшими мастерами и теплотехнической лабораторией.

Основным технологическим документом является паспорт плавки. В паспорт   плавки  заносятся   все       основные   технологические   параметры,

характеризующие процесс плавки, разливки стали и использованные на плавке материалы. Для заполнения паспорта используют сертификаты, накладные, данные химического анализа металла, замеры температуры и непосредственно наблюдения мастеров производства, разливки и контролеров ОТК.

Контроль химического состава материалов.

В современных конвертерных цехах существует пневматическая почта, позволяющая в течение короткого промежутка времени   доставлять  отобранные  пробы  (металла  и шлака) в экспресс-лабораторию цеха.

Пробы металла и шлака отбирают специальными пробоотборниками, находящимися в исправном, сухом состоянии.

Основные анализы проб металла и шлака осуществляются физическими методами. Содержание марганца, фосфора, серы, легирующих элементов, а   при   необходимости  и  цветных металлов осуществляется экспрессными рентгеноструктурными методами  на   различных   установках.

 Содержание     углерода     в   металлической   ванне контролируют при   помощи  автоматизированных   установок, в которых    происходит    сжигание  образцов    металла в токе кислорода.

Содержание углерода в металле по ходу сталеплавильных процессов может контролироваться обслуживающим сталеплавильные агрегаты персоналом при помощи термоэлектродвижущей силы и по температуре ликвидуса.

Контроль химического состава и температуры металла.

Контроль химического состава жидкого металла в ванне печи состоит из следующих стадий: отбор пробы, транспортировка, подготовка пробы к анализу, химический анализ и сообщение результатов анализа. Время с момента отбора пробы до получения информации о составе металла определяют суммой продолжительности анализа и вспомогательных

 

 операций.

Поэтому    на    металлургических   предприятиях действует  не   только

 система контроля соответствия качества выпускаемой продукции требованиям соответствующих ГОСТов и технических условий, но и постоянная проверка исполнения отдельных операций и режимов действующего технологического процесса в конвертерном производстве.

В конвертерном цехе любого предприятия организован контроль за выполнением технологических инструкций на выплавку, внепечную обработку и разливку стали.

 

 

 

 

 

 

 

 

  2    Специальная часть

 

2.1   Материальный баланс  плавки стали марки 3сп

 

       Таблица 1. Химический состав чугуна, лома, стали, %

	C	Si	Mn	P	S
Чугун (72%)	4,7	0,6	0,25	0,07	0,02
Лома (28%)	0,1	0,1	0,5	0,02	0,02
Сталь перед раскислением	0.15	0.2	0.225	0.010	0.008

 

 

Таблица 2.Химический состав неметаллических материалов, %

 

Материал	SiO2	Al2O3	Fe	Fe2O3	MnO	MgO	CaO	P2O5	S	H2O	CO2	Cr2O3
Известь	3,5	0,5	-	0,35	-	3,5	85,0	0,10	0,13	-	6,92	-
Доломит обожженный	2,0	2,0	-	0,30	-	36,0	55,0	-	-	2,20	2,50	-
Боксит	10,0	54,0	-	25,0	-	-	1,0	0,08	0,1	9,02	0,80	-
Периклазошпинелидный кирпич	5,0	3,0	-	8,0	-	70,0	2,0	-	-	-	-	12,0

 

1 Определение среднего  состава шихты, %

С:  4,7*72/100 + 0,1*28/100 = 3,412

Si: 0,6*72/100 + + 0,1*28/100 = 0,460

Mn: 0,25*72/100 + 0,5*28/100 = 0,320

Р:  0,07*72/100 + 0,02*28/100 = 0,056

S:  0,02*72/100 + 0,02*28/100 = 0,020

 

2 Определение угара  примесей (разность между средним содержанием элемента в шихте и в стали перед раскислением)

C…   3,412 – 0,15=3,262 кг

Si…  0,460- 0,2 = 0,260 кг

Mn…0,320 - 0,225=0,095 кг

P…   0,056 - 0,01=0,046 кг

S…   0,020 - 0,008=0,012 кг

Fe (в дым)…        1,5 кг         

_________________________

Всего              5,175кг

 

 

 

3 Определение расхода  кислорода ( принимаем, что 90% углерода окисляется до СО, 10% до СО2  ; 10% серы окисляется до SО2)

 

Расход кислорода, кг

С ~ CO2         …(3,262*0,1)*32/12=0,87

C ~ CO       …(3,262*0,9)*16/12=3,91

Si ~ SiO2              …0,260*32/28=0,28

Mn ~ MnO      …0,095*16/55=0,028

P ~ P2O5               …0,046*80/62=0,059

S ~ SO2                   …0,012*0,1*32/32=0,0012

Fe ~ Fe2O3(в дым) 1,5*48/112=0,643

_________________________________

 Всего                               5,7912кг

 

4 Определение массы  оксида (сумма угара элемента и кислорода, расходуемого на окисление данного элемента), кг

 

CO2      (3,262*0,1)+0,87=1,196

CO       (3,262*0,9)+3,91=6,85

SiO2          0,260 +  0,28=0,54

MnO        0,095 + 0,028=0,375

P2O5           0,046 + 0,059=0,105

SO2              0,012+ 0,0012=0,0132

Fe2O3(дым )1,5 + 0,643  = 2,143

______________________

  Всего              11,22кг

 

5 Определение расхода  извести, количества и химического  состава шлака

Для расчета количества и состава шлака принимаем, что расход доломита

равен 0,5 кг (на 100 кг шихты); расход боксита 0,6 кг (на 100 кг шихты); расход футеровки из периклазошпинелида составляет 0,25кг (на 100 кг шихты). Обозначим расход извести через Х и заимствуя состав неметаллических материалов из таблицы 1, находим:

 

 

 

 

 

 

количество СaO в конечном шлаке, кг, поступающее из:

 

футеровки…0,25*0,02=0,005

доломита… 0,50*0,55=0,275

боксита….   0,60*0,01=0,006

извести…     х * 0,85

        ____________________

             0,286+0,85*Х

 

 

 

количество SiO2 в конечном шлаке, кг, поступающее из:

 

металлической шихты… 0,986

футеровки…  0,25*0,05=0,0125

доломита…  0,50*0,02=0,01

боксита…     0,60*0,10=0,06

извести…     х * 0,035

          ___________________

                1,069+0,035*Х

 

Задаваясь основностью шлака В=CaO/SiO2=3,5  , определим расход извести

(0,286+0,85х)/(1,069+0,035х)=3,5 

х=4,754 кг

Теперь используя данные таблицы 1, легко определить конечный состав шлака (из металлошихты переходит только 90% S).

 

Таблица2  -  Состав шлака, кг

 

Источник	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	Cr2O3	S	MnO	P2O5	Fe2O3
Металлическая шихта (п.4)	0,54	-	-	-	-	0,009	0,375	0,105	-
Футеровка	0,0125	0,005	0,175	0,0075	0,030	-	-	-	0,020
Доломит*	0,010	0,275	0,180	0,010	-	-	-	-	0,0015
Боксит **	0,06	0,006	-	0,324	-	0,0006	-	0,0005	0,150
Известь***	0,083	2,015	0,083	0,012	-	0,0031	-	0,0024	0,0083
Итого	0,7055	2,301	0,438	0,3535	0,030	0,0127	0,375	0,1079	0,1798