Анализ основных технологических операций металлургического завода "Красный октябрь"

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Краткая история МЗКО

История предприятия насчитывает более ста лет. В ноябре 1898 г. была пущена первая мартеновская печь. Именно эта дата считается официальным днем основания завода. За годы первых пятилеток (1929-1940 гг.) завод был коренным образом реконструирован и превращён в важнейшую базу производства высококачественной стали для предприятий автомобильной, тракторной промышленности, с.-х. машиностроения. Наращивая темпы производства и осваивая новые марки, к 1941 г. предприятие становится единственным металлургическим гигантом Юга страны, производящим 9 % всей выпускаемой стали для оборонной промышленности СССР. Во время Великой Отечественной войны 1941-45 гг. завод был полностью разрушен, но уже через 5 мес. после окончания Сталинградской битвы 31 июля 1943 завод выдал первую плавку стали, а 31 августа - первую тонну проката. К 1949 г. был превзойден довоенный уровень производства. Свою действующую структуру и окончательную специализацию завод получил уже в послевоенное время. Основные производственные мощности были запущены в 50--70-е годы. К1986 году завод располагал производственным потенциалом, способным обеспечить в год выплавку стали в объеме 2 млн тонн, проката -- 1,5 млн. тонн. Его доля составляла 12 % производства качественных сталей в стране, в том числе нержавеющих сталей -- 14 %, стали электрошлакового переплава -- 52 %. В ассортименте завода насчитывалось 500 марок стали, выпускаемой по стандартам РФ, Германии, США, Японии.

Завод награждён орденом Ленина (1939) и орденом Трудового Красного Знамени (1948), в 1985 ВМЗ «Красный Октябрь» был удостоен ордена «Отечественной войны» I степени за заслуги в обеспечении Советской Армии и Военно-Морского Флота в годы Второй мировой войны.

До кризиса 2008 г. на заводе шла широкомасштабная реконструкция, цель которой -- расширение производства легированных сталей специального назначения. В сентябре 2003 года завод выплавлял 37 582 тонн стали, а в сентябре 2004 эта цифра составила 55 558 тонн. Количество марок выпускаемой стали в настоящее время составляет более 600 видов. Численность работающих на предприятии составляет 8 тыс. человек.

В настоящее время завод ''Красный Октябрь'' производит круглый (в прутке (в том числе пустотелый) и бунте), шестигранный (в том числе - пустотелый), квадратный и листовой прокат из углеродистых, легированных и нержавеющих марок стали (всего - более 400 марок стали).

2. Организационная структура управления заводом

Для управления заводом «Красный Октябрь» характерна линейно-функциональная структура управления, с четким разделением производственных функций для каждого подразделения, что является оптимальным для промышленного предприятия. Схема структуры управления ЗАО ВМЗ «Красный Октябрь» представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема организационной структуры управления заводом

На заводе существуют следующие отделы: производственный отдел, планово-экономический отдел, технический отдел и отдел технического контроля (ОТК).

В производственном отделе решаются задачи обеспечения выполнения всех заказов. Отдел подчиняется директору по производству, которым в свою очередь руководит главный инженер.

Отдел выполняет функции: разработки и осуществления оперативного планирования, необходимого для загрузки основных агрегатов и направленного на высокую производительность работы предприятия; подготовки производства и принятие мер для выполнения месячного плана по заказам; оперативного руководства работой цехов, по всем отделениям и участкам; систематического анализа работы цехов по выполнению планов заказов.

Отдел имеет структуру: сектор заказов, занимающийся составлением графика плавки стали; сектор планирования, занимающийся контролем работы отдельных цехов, учетом выплавки суточных, недельных и месячных графиков и контролем выполнения заказов; диспетчерская служба. Она осуществляет контроль за выполнением и ходом производства.

В планово-экономическом отделе реализуются задачи организации и совершенствования планово-экономической работы на заводе, разработки перспективных и текущих планов производства.

Функции отдела: это организация производства, разработка перспективных планов; контроль за выполнение цехами показателей плана; комплексный экономический анализ завода.

Структура технического отдела состоит из: технологического бюро сталеплавильных цехов; технологического бюро прокатных цехов; бюро новой техники; бюро стандартизации.

Технический отдел подчиняется главному инженеру завода, его задача - разработка и осуществление производственного процесса совместно с цехами завода.

Структура производственного отдела: сектор сводного планирования и анализа; сектор производственной статистики

Отдел технического контроля - это структурное подразделение завода, которое осуществляет контроль выпускаемой продукции и процесса производства, входной контроль поступающего сырья, материалов, топлива, заготовок и полуфабрикатов.

3. Сталеплавильное производство

На заводе "Красный Октябрь" налажено производство более 600 различных марок стали.

Предприятие располагает техническими возможностями для выплавки подшипниковой, рессорно-пружинной, теплоустойчивой сталей; углеродистой стали обыкновенного и конструкционного качества; легированной инструментальной и конструкционной сталей; сталей для сварочной проволоки, проката повышенной прочности и армирования железобетонных конструкций, а также высоколегированной коррозийно-стойкой нержавеющей стали.

Сталь выплавляется методом электрошлакового переплава. Также сталеплавильное производство ведется электродуговым и внепечным методами обработки металла. При внепечном производстве стали, одним из этапов которого является вакуумирование, выпускаются низкоуглеродистые и высоколегированные стали, отвечающие высоким мировым стандартам.

Завод также производит слитки электрошлакового переплава (ЭШП) квадратного сечения:

- 550 x 550 мм, массой 5,5 тонн;

- 650 x 650 мм, массой 6,5 тонн;

прямоугольного сечения:

- 500 x 1000 мм, массой до 8 тонн;

- 550 x 1350 мм, массой до 11,5 тонн.

ЭСПЦ-1.

Год выпуска - 1974. Проектная мощность 180 тыс. в год. Цех расположен в 4-х пролетном главном здании и отдельно стоящем бытовом.

Предназначен для выплавки конструкционных, легированных, нержавеющих и подшипниковых марок стали с разливкой на электроды для ЭШП на установках полупепрерывной разливки (УПНРС) и частично в изложницы на подвижных составах в слитки массой 4,7 и 6,8 т.

В цехе 3 печи ДСП - 25Н2 номинальной садкой 25 тонн с трансформаторами мощностью по 15 МВА, диаметр графитированных электродов 400мм. Печи оснащены мокрой и сухой газоочисткой. Четыре УПНРС, в том числе: 3 - для отливки расходуемых электродов сечением 365х365 для последующего их электрошлакового переплава в печах ЭШП ЭСПЦ-3 и одна (реконструирована в 1999 году) для отливки слабовой заготовки - 13,5 м.

Для отжига отливаемых на УПРНС заготовки и слитков имеется 4 термических печи с выкатным подом. Оборудование внепечной обработки жидкой стали цех не имеет.

В цеху имеется 6 газовых печей с выкатным подом для отжига заготовок. Печь с выкатным подом - промышленная печь, в которой штабелированные изделия нагревают на футерованной тележке, выкатываемой из печи на роликах или скатах по рельсовому или желобчатому пути. Изделия укладывают на тележку (выкатной под) и снимают с неё краном. Для уменьшения подсоса воздуха в печь через зазоры между выкатным подом и стенками служит песочный или водяной затвор. По режиму работы печи в выкатным подом относятся к камерным печам периодического действия. Размеры ширина 1,2--6,4 м, длина 2,5--40 м. Печи отапливают газовым или жидким топливом с помощью горелок или форсунок, установленных в продольных стенках в 1--2 ряда по высоте печи. Рабочая температура 500--1150 °С. В таких печах изделия нагревают в процессе термообработки, перед ковкой и прокаткой. Схема ЭСПЦ-1 приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема ЭСПЦ-1: Д - шихтовой пролет; В - печной пролет; С - разливочный пролет; D - термический пролет; Е - отделение ремонта сводов; F- газоочистка; G - стрипперное отделение; 1 - железнодорожные пути; 2 - бункера для хранения шихты и ферросплава; 3 - бункерная эстакада для подачи сыпучих материалов; 4 - передаточные тележки для подачи корзины с шихтой из «А» в «В»; 5 - 3 электродуговых печи ДСП25Н2 - 25т; 6 - печные трансформаторы; 7 - завалочная машина; 8 - разливочный ковш; 9 - 4 установки полунепрерывной разливки стали в 2 заготовки по 13т, (250x350мм) разливка 1-ой плавки; 10 - пульты управления У ПН PC; 11 - 6 термических газовых печей с выкатным подом для отжига заготовок; 12 - пульты управления печами; 13 - канава для разливки в изложницы с получением слитков 6,53т; Н- Место складирования литых заготовок, огнеупоров, и др.

Электросталеплавильный цех № 1, на который приходится около 20 процентов производимого заводом металла, выполняет одно из основных направлений предприятия - выпускает высоколегированную сталь. Ежемесячный выпуск продукции составляет более 10 000 тонн сталию.

ЭСПЦ-2.

Электросталеплавильный цех № 2 был пущен в 1971 году. В его состав вошли: трехпролетное главное здание (шихтовый, печной, разливочный пролеты) и отдельно стоящие: двор изложниц, отделение чистки и смазки изложниц, стрипперное отделение, отделение сыпучих и склад огнеупоров .

Цех предназначен для выплавки конструкционных легированных, подшипниковых и коррозионностойких марок стали с разливкой металла в изложницы на подвижных составах в слитки массой 4,57 и 6,8 тонн. Схема устройства ЭСПЦ - 2 представлена на рисунке 3

Рисунок 3 - Схема ЭСПЦ - 2: А - шихтовой пролет; В - печной пролет; С - разливочный пролет; D - газоочистка; Е - стрипперное отделение; 1 - железнодорожные пути; 2 - бункера для хранения шихты ферросплава; 3 - бункерная эстакада для подачи сырья; 4 - передаточные тележки для подачи корзины с шихтой;5 - бросковые машины; 6 - электродуговая печь на 150 тонн; 7 - печные трансформаторы; 8 - пульт управления; 9 - электродуговая печь на 150 тонн; 10 - электродуговая печь на 100 тонн; 11 - два завалочных крана для засыпки с помощью ферросплавов в печь; 12 - разливочный ковш; 13,14 - места складирования; 15 - вакуумная камера; 16 - разливочная площадка; 17 - сушка ковшей

Серийность разливки на МНЛЗ составляет 6 - 8 плавок за год, это порядка 150000 тонн стали. МНЛЗ - шестиручьевая машина радиального типа, предназначенная для отливки сортовой и блюмовой заготовки.

ЭСПЦ-3.

Электросталеплавильный цех № 3 был пущен в эксплуатацию в 1974 году. Цех расположен в одном здании из трех пролетов: печного, термического и обдирочного. Электросталеплавильный цех № 3 предназначен для выплавки высококачесвенных сталей и сплавов способом электрошлакового переплава расходуемых электродов с УПНРС ЭСПЦ - 1, а также катаных и кованых заготовок.

Схема ЭСПЦ-3 приведена на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема ЭСПЦ-3: А - печной пролет; В - термический пролет; С - обдирочный пролёт; D - флюсо-подготовительное отделение; Е - сухая газоочистка; 1- Железнодорожные пути; 2- 34 установки ЭТП; 3- печные трансформаторы 4 - пульты управления; 5 - 62 электроколодца для отжига слитков; 6 - передаточные тележки; 7 - пульты управления; 8 - термоса; 9 - кантователь слитков; 10 - 3 напольных крана

Электросталеплавильный цех № 3 предназначен для выплавки высококачественных сталей и сплавов способом электрошлакового переплава расходуемых электродов с УПНРС ЭСПЦ - 1, а также катаных и кованых заготовок.

Электродуговая печь.

Схема электродуговой печи приведена на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема электродуговой печи: 1 - огнеупорный кирпич; 2 - желоб; 3 - металлическая шихта; 4 - стальной кожух; 5 - стенка; 6 - свод; 7 - кабели; 8 - электродержатель: 9 - электроды; 10- рабочее окно; 11 - механизм наклона печи; 12 - под

Источником теплоты в такой печи является электрическая дуга, возникающая между электродами и металлической шихтой. Печь питается трёхфазным переменным током и имеет три цилиндрических электрода графитированной массы. Электрический ток от трансформатора гибкими кабелями и медными шинами подводится к электродержателям, а через них к электродам. Между электродами и металлической шихтой возникает электрическая дуга. Электроэнергия дуги преобразуется теплоту, которая передаётся металлу и шлаку излучением. Рабочее напряжения 160 - 800 В, сила тока 1-10 кА. Во время работы печи длина дуги регулируется автоматически путём вертикального перемещения электродов. Кожух печи футерован огнеупорным кирпичом, который может быть основным (магнезитовый, магнезитохромитовый) или кислым (динасовый). Под печи набивают огнеупорной массой. Плавильное пространство ограничено стенками, подом и сводом из огнеупоров. В стенках печи имеется рабочее окно для управления ходом плавки летка для выпуска готовой стали по желобу в ковке. Печь загружают при снятом своде. Специальным механизмом печь наклоняться в сторону загрузочного окна и летки. В металлургических цехах используют в основном дуговые электропечи с основной футеровкой, а в литейных цехах - с кислой.

После заправки печи в неё загружают шихту: стальной лом (90%), передельный чугун (10%), кокс и известь (2-3%). Окислительный период плавки начинается во время плавления шихты, за счёт кислорода, окислов шихты, воздуха, и окалины окисляются углерод, кремний, марганец, железо. Вместе с окисью кальция, содержащейся в извести, окислы этих элементов образуют основной железистый шлак, способствующий удаления фосфора из металла.

После нагрева металла и шлака до 1500 - 1540°С в печь загружают руду и известь. Содержащийся в руде кислород интенсивно окисляет углерод и вызывает кипение ванны жидкого металла за счёт пузырьков СО. Шлак вспенивается, повышается его уровень, и он стекает в шлаковую чашу. Кипение металла ускоряет нагрев ванны, способствует удалению фосфора. Руду и известь в течение процесса добавляют 2-2 раза, удаляя шлак. Содержание фосфора в металле снижается до 0,01%, содержание углерода также понижается за счёт образования окиси углерода при кипении. Когда содержание углерода становится меньше на 0,1% от заданного, кипение прекращают и удаляют весь шлак.

Восстановительный период плавки включает раскисления металла, удаление серы и доведение до заданного химического состава. После удаления окислительного шлака в печь подают ферромарганец, а также осуществляют науглероживание (для высококачественных сталей). Затем загружают флюс, который состоит из извести, плавкого шлака шамотного боя. После расплавления флюсов и образования шлака в печь вводят раскислительную смесь, состоящую из извести, молотого кокса и ферросилиция. Молотый кокс и ферросилиций находятся в порошкообразном состоянии. В шлаке восстанавливается закись железа:

FeO+C = Fe + СО; 2FeO +S=2Fe + Si02.

При этом содержание закиси железа в шлаке уменьшается, и она из металла переходит в шлак. Этот процесс называется диффузионным раскислением стали, его повторяют несколько раз. Постепенно шлак становится почти белым (удаление FeO, раскисления). Раскисление под белым шлаком делится на 30-60 минут. Во время восстановительного периода сера удаляется из металла, что объясняется высоким (до 60%) содержанием СаО в белом шлаке и низким содержанием FeO, Это способствует интенсивному удалению серы из металла: FeS + СаО = СаS + FeO. Когда достигнуты заданные состав металла и температура, выполняют конечное раскисление стали алюминием.

Технология разливки стали.

Готовая сталь после окончания процесса плавки выпускается в разливочный ковш и разливается при помощи крана. Из конвертора сталь выпускается в ковш путем наклона, а из мартеновских и электрических печей -- по выпускному желобу. Из ковша сталь разливают в чугунные изложницы для получения слитков и в земляные или в металлические формы для получения фасонных отливок.

Ковши для разливки стали чаще всего делаются стопорными. сталь из таких ковшей разливается через отверстие в особом огнеупорном стакане 1 (рисунок 6), вставленном в днище.

Рисунок 6. Схема устройства стопорного разливочного ковша для разливки стали

Выпуск стали приостанавливается стопором 5, который представляет собой стальной стержень, защищенный от действия металла и шлака огнеупорными трубками с укрепленной снизу специальной пробкой 7, закрывающей отверстие в стакане. Пробки и стаканы изготовляются из шамота, графита и магнезита. Стопор с помощью вилки соединен с рычажным механизмом 4, служащим для поднятия и опускания его при открытии и закрытии отверстия во время разливки. Кожух 3 ковша изготовляется из листовой стали. По окружности он опоясывается стальным кольцом с цапфами 6, служащими для захвата крюками мостового разливочного крана.

Футеруют ковш шамотным кирпичом. Футеровка 2 ковшей делается тщательно, с незначительной толщиной швов во избежание разрушения металлом. Стойкость футеровки составляет 25-50 плавок.

Изложницы, в которые заливается сталь, отливаются главным образом из чугуна и редко из стали. Размеры изложниц зависят от веса заливаемого слитка, который достигает от 100 кг до 100 т и более.

Стойкость чугунных изложниц 60--100 плавок.

Форма и конструкция изложниц зависят от назначения отливаемых в них слитков и способа разливки стали (рисунок 7,а), а также от того, для разливки какой стали они предназначены -- кипящей, полуспокойной или спокойной.

Рисунок 7. Типы изложниц для заливки слитков

Кипящей называется сталь, при разливке которой наблюдается «кипение» металла в изложнице в период кристаллизации слитка. Она раскисляется только ферромарганцем. В процессе раскисления образующаяся окись углерода вместе с другими растворенными в стали газами выделяется из металла, что создает впечатление кипения стали в изложницах. Кипящая сталь легче сваривается, чем спокойная, и очень хорошо штампуется. Из нее меньше отходов при прокатке. Стоимость кипящей стали меньше стоимости спокойной. Отрицательным свойством кипящего металла, особенно при отливке тяжелых слитков, является большая неоднородность химического состава по высоте и поперечному сечению слитка.

Спокойной называется такая сталь, которая перед разливкой хорошо раскислена; при разливке из нее выделяется мало газов, благодаря чему она спокойно застывает в изложницах. Раскисляют ее ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. В слитках кипящей стали имеются пузыри. В слитках спокойной стали они отсутствуют, и наблюдается рыхлость и пористость. Среднеуглеродистая и высокоуглеродистая сталь изготовляется только спокойного типа, так как из кипящей стали с высоким содержанием углерода нельзя получить хорошие слитки. Кроме того, слитки спокойной стали более однородны по химическому составу.

Полуспокойную сталь можно назвать промежуточной между спокойной и кипящей. Для раскисления этой стали дается меньшее количество ферросилиция, чем для спокойной, и определенное количество алюминия, добавляемого в ковш перед разливкой металла или в изложницы во время разливки.

Так как в слитках полуспокойной стали образуется усадочная раковина малого размера и меньше развита химическая неоднородность, выход годной части слитка повышается. Для отливки кипящей стали применяют сквозные изложницы квадратного и прямоугольного сечения без дна, уширяющиеся книзу, чтобы было удобнее удалять из них слитки. Чтобы устранить образование трещин на слитках, внутреннюю поверхность изложниц делают волнистой (рисунок 7,а,б). Для получения слитков спокойной стали применяют изложницы с глухим дном и с отверстием в нем для установки шамотного стаканчика при сифонной разливке или стального вкладыша при разливке сверху (рисунок 7,б). Слитки, предназначенные для прокатки сортовых профилей, отливаются в изложницы квадратного сечения, а для прокатки листов -- в изложницы прямоугольного (эллиптического) сечения (рисунок 7,а,б).

Слитки, идущие для ковки на молотах или на прессах, отливают в изложницы многогранного сечения, уширяющиеся кверху.

Способы разливки стали.

Существует три основных способа разливки стали: сверху, сифонный и непрерывный. По первому способу каждую изложницу заливают металлом сверху (рисунок 8).

Рисунок 8. Схема разливки стали в изложницы сверху: а - ковш с жидкой сталью, б - изложница

По сифонному способу из ковша 1 (рисунок 9) через центровой литник 2 одновременно заливается в зависимости от развеса слитков от двух до 60--100 изложниц. При этом металл, проходя по центровому литнику 2, поступает по системе каналов, образованных специальными сифонными кирпичами 3 в чугунном поддоне 4, к каждой изложнице 5.

Рисунок 9. Схема сифонного способа разливки стали: 1 - ковш; 2 - центровой литник; 3 - сифонные кирпичи; 4 - поддон; 5 - изложница; 6 - шлакоуловители; 7 - огнеупорная масса

Преимущества сифонного способа: можно отливать одной струей большое число слитков, поверхность слитков получается чистой, вследствие уменьшения высоты и объема усадочной раковины можно получить качественные слитки развесом до 20--30 г стали. Недостаток сифонной разливки -- трудоемкая работа по сборке изложниц под разливку и большой расход металла на литники. Поэтому при разливке дорогостоящих сталей этот способ не применяют.

Прогрессивным способом является непрерывная разливка стали. (Рисунок 10).

Металл из ковша 1 заливается непрерывной струей в промежуточное устройство 2, а из него поступает в охлаждаемые водой кристаллизаторы 3, в которые предварительно закладываются стальные заготовки, образующие дно. При соприкосновении жидкого металла с этими заготовками (затравками) и стенками кристаллизаторов начинается быстрое затвердевание его, еще более усиливающееся при проходе через зону 4 вторичного охлаждения. Затвердевшая заготовка вытягивается роликами 5, действующими от специального механизма к тележкам газорезок 6, разрезается на куски, а затем по конвейеру поступает в прокатный цех.

Рисунок 10. Схема непрерывной разливки стали

Применение способа непрерывной разливки стали позволяет сократить отходы металла с 15--20% при обычной разливке до 3--5%, т. е. в 5 раз.

Электрошлаковый переплав.

Электрошлаковый переплав (рисунок 11) электрометаллургический процесс, при котором металл (расходуемый электрод) переплавляется в ванне электропроводного синтетического шлака под действием тепла, выделяющегося в шлаке при прохождении через него электрического тока.

Расходуемый электрод представляет собой отливку, прокатное изделие или поковку из металла, полученный в мартеновской, дуговой, вакуумно-индукционной печах или кислородном конвертере.

Рисунок 11. Схема электрошлакового переплава с одним (а) и двумя (б) расходуемыми электродами: 1 -- расходуемый электрод; 2 -- шлаковая ванна; 3 -- металлическая ванна; 4 -- слиток

сталеплавильный электродуговой разливочный электрод

В процессе Электрошлакового переплава температура шлака, состоящего из CaF2, CaO, SiO2, Al2O3 и других компонентов, превышает 2500°С. Капли жидкого электродного металла проходят через слой шлака и образуют под ним слой металла, из которого при последовательном затвердевании в водоохлаждаемом кристаллизаторе формируется слиток.

Изменяя состав шлака и температурный режим процесса, осуществляют избирательное рафинирование металла. В результате электрошлакового переплава содержание серы снижается в 2--5 раз, кислорода и неметаллических включений в 1,5--2,5 раза. Слиток характеризуется плотной направленной микроструктурой, свободен от дефектов литейного и усадочного происхождения. Химическая и структурная однородность слитка обусловливает изотропность физических и механических свойств металла в литом и деформированном виде. Способом электрошлакового переплава получают слитки массой от десятков г до 200 т практически любой нужной формы, определяемой формой кристаллизатора. Наряду с передельными (для прокатки сортовых профилей, труб и листа) и кузнечными (для ковки, прессования и штамповки) слитками производят фасонные отливки (коленчатые валы, корпуса запорной арматуры, сосуды давления, зубчатые колёса и др.

4. Прокатное производство

Нагревательные печи по конструкции делятся на камерные, в которых температура по всему рабочему пространству одинакова, и методические, у которых температура в рабочем пространстве повышается от загрузочного окна к окну выдачи нагретых заготовок. Схема камерной печи приведена на рисунке 12, а) для обычного нагрева и б) для скоростного нагрева. При скоростном нагреве уменьшается обезуглероживание поверхностного слоя заготовки и снижаются потери на угар до 0,5 ч 0,7% вместо 3% при обычном нагреве.

Рисунок 12. Схема камерной печи а) для обычного нагрева и б) для скоростного нагрева

Нагревательный колодец - печь периодического действия (с верхней загрузкой и выгрузкой) для нагрева крупных стальных слитков перед прокаткой на обжимном стане. В колодце происходит нагрев слитков массой от 2-3 до 25 тонн. Толщина слитков обычно превышает 350 400 мм, поэтому нагрев ведут с 4 сторон, устанавливая слитки вертикально в рабочем пространстве колодца. Колодцы объединяют в группы (по 2 или 4 колодца) и для каждой группы предусматривается отдельная дымовая труба.

Нагревательный колодец является печью камерного типа. В нём поддерживается одинаковая температура по всему объёму.

Принцип работы любого колодца следующий. Сверху открывается крышка и в камеру с помощью крана загружаются от 4 до 24 слитков. Эти слитки нагреваются до необходимой температуры, а после нагрева извлекаются поштучно и направляются для прокатки на обжимные станы (блюминги и слябинги). Далее цикл загрузки и нагрева слитков повторяется.

В зависимости от способа нагрева воздуха и газа различают регенеративные и рекуперативные нагревательные колодцы. Рекуперативные колодцы разделяют на колодцы с центральной и верхней (самые современные конструкции колодцев) горелкой. Преимущества одних колодцев перед другими можно оценивать по капитальным затратам, удобству эксплуатации и компактности расположения в цехе, поскольку характеристики топливоиспользования во всех колодцах близки между собой.

Регенеративный нагревательный колодец - нагревательный колодец, в котором подогрев газа и воздуха происходит в регенераторах. Схема этого колодца приведена на рис. 13. Рабочее пространство имеет длину 3-6 м, ширину - около 2 м и глубину - 3 3,5 м. Масса садки около 45-80 тонн. Слитки располагаются по длине колодца вдоль стен. Колодец работает с реверсивным движением факела.

Рисунок 13. Схема регенеративного нагревательного колодца: 1 - крышка; 2 - механизм перемещения крышки; 3 - газовый регенератор; 4-воздушный регенератор; 5 - слитки; 6 - шлаковая лётка; 7 - рабочее пространство (ячейка); 8 - шлаковая чаша; 9 - золотник газового клапана; 10 -газовый клапан; 11 - подвод газа к ячейке

Принцип работы колодца следующий. Слитки холодного или горячего посада помещаются с помощью клещевого крана вдоль стенок рабочего пространства нагретой ячейки. Через одну из пар регенераторов (например, правую) подаётся воздух и газ, которые несколько перемешиваются в надрегенераторном пространстве и образуют факел в объёме ячейки. Горячие газы (дым) уходят в левую пару регенераторов, подогревая их. После достижения верхними рядами регенеративной насадки предельной температуры (примерно через 15-30 минут) происходит перекидка газового и воздушного клапанов. В результате газ и воздух будут проходить через левые регенераторы и там нагреваться. Дымовые газы будут нагревать правую пару регенераторов. Через те же 15-30 минут снова произойдёт перекидка клапанов и цикл повторится. Время между перекидками клапанов влияет на расход топлива. С одной стороны, при коротких интервалах снижается температура дыма после регенератора и, соответственно, снижается расход топлива. С другой стороны, при коротких интервалах, увеличивается непроизводительный расход топлива, которое заполняет насадку газового регенератора перед перекидкой и вытесняется встречным потоком дыма в
дымовую трубу.

После того как садка слитков нагреется до нужной температуры, слитки поштучно извлекают и отправляют на обжимной стан. Время нагрева металла зависит от начальной температуры слитков, размеров их сечения и составляет при холодном посаде обычных слитков 6-7 часов.

Рекуперативный нагревательный колодец с отоплением из центра подины - нагревательный колодец, в котором воздух подогревается в рекуператоре, а подвод газа и воздуха осуществляется через отверстия в подине. Схема колодца представлена на рисунке 14. В квадратной ячейке нагреваются 10-14 слитков. Масса садки - 45 105 тонн. В центре ячейки расположена горелка, представляющая из себя газовое сопло, окружённое каналом для прохода горячего воздушного дутья. Воздух подаётся в ячейку своим вентилятором. Ширина рекуператора равна ширине ячейки (4-5 метров). Рекуператор собирают из восьмигранных керамических трубок. Трубки сочленяют между собой восьмигранными звездочками (муфтами), что усиливает прочность рекуператора и создает условия для перекрестного движения дыма и воздуха. Охлаждающийся дым движется по трубкам рекуператора сверху вниз. Воздух движется в горизонтальном направлении между трубками. Высота яруса для прохода воздуха обычно равна высоте трубки. Около каждой звездочки имеются 4 отверстия. Если отверстия заложены огнеупорными вставками, то воздух не может попасть на верхний ярус. В конце яруса отверстия возле каждой звездочки открыты и воздух переходит на следующий (верхний) ярус. Таким образом, в рекуператоре имеет место перекрестно-противоточное движение воздуха, что усиливает теплоотдачу от дыма к нагреваемому воздуху.

Рисунок 14. Схема рекуперативного колодца с отоплением из центра подины: 1 - горелка; 2 - керамический рекуператор; 3 - подвод холодного воздуха; 4 -канал для подвода горячего воздуха; 5 - каналы для отвода дыма; 6 - слитки; 7 - шлаковая чаша; 8 - дымовые каналы для отвода "своего" дыма; 9- дымовые каналы для отвода "транзитного" дыма соседней ячейки

Методическая печь - проходная печь для нагрева металлических заготовок перед прокаткой, ковкой или штамповкой. В методической печи заготовки проталкивают навстречу движению продуктов сгорания топлива; при таком противоточном движении достигается высокая степень использования теплоты, подаваемой в печь. Заготовки проходят последовательно 3 теплотехнические зоны: методическую (зону предварительного подогрева), сварочную (зону нагрева) и томильную (зону выравнивания температур в заготовке). Методические печи классифицируют по числу зон отопления в сварочной зоне (2-, 3-. 4-, 5-зонные), по конструктивным особенностям (с нижним обогревом, с наклонным подом и т.д.). Методические печи отапливают газообразным или жидким топливом.

Рисунок 15. Общий вид трёхзонной толкательной методической печи: I - методическая зона; II - сварочная зона; III - томильная зона; 1 - толкатель; 2 - горелка; 3 - охлаждаемые подовые трубы; 4 - нагреваемые заготовки; 5 - вертикальный канал для отвода продуктов сгорания (дымопад); 6 - дымовой боров; 7 - рекуператор; 8 - дымовая труба; 9 - воздушный вентилятор

При эксплуатации таких печей исключены трудоёмкие ручные операции по очистке пода. Методические печи обычно имеют рекуператоры для нагрева воздуха или воздуха и газа, а также котлы-утилизаторы.

Оборудование, на котором прокатывается металл, называется прокатным станом. Одна из схем прокатного стана (без вспомогательных машин и механизмов) приведена на рисунке 16. Прокатные валки 6 монтируются в подшипниках, находящихся в стойках станины. Комплект валков вместе со станиной 7 называется рабочей клетью. Рабочие валки 6 получают вращение от двигателя 1 через редуктор 2 (имеющий маховик 3), передающий вращательное движение через шестеренную клеть 4 и шпиндели 5. Если стан состоит из нескольких рабочих клетей 7, 9, 10, то движение от шестеренной клетки 4 через рабочие валки 6 с помощью шпинделей 8 будет передаваться на рабочие валки клетей 9 и 10.

Рисунок 16. Схема прокатного стана

Прокат слитка на блюминге.

Завод «Красный Октябрь» обладает блюмингом с диаметром валка 1150 мм. (рисунок 17). На блюмингах получают блюмы - заготовки квадратного или прямоугольного сечения, которые подвергаются прокатке на крупносортных станах. На блюмингах также получают слябы. Прокатка слитков на блюминге осуществляется в несколько этапов, число которых определяется сечением слитков. Величина обжатия определяется в каждом этапе положением верхнего валка. После каждого хода валок опускается на величину, соответствующую обжатию раската в данном проходе. Конструкция обеспечивает прокату слитков по оптимальному скоростному режиму с продольным обжатием.

Рисунок 17.Схема расположения оборудования блюминга 1150: 1 - нагревательные колодцы; 2 - слитковоз; 3 - поворотный стол для слитков; 4 - главные электродвигатели; 5 - рабочая клеть; 6 - яма для окалины; 7 - ножницы; 8 - конвейер для обрезков; 9 - сталкиватель; 10 - холодильник для блюмов; 11 - подъемный стол-укладчик для слябов

Блюминг «1150» является дуореверсивным станом с числом оборотов в минуту от 50 до 90, волки изготовлены из кованой стали 50. В 2007 году на стане впервые был осуществлен прокат круглого профиля диаметром 390 мм из семитонного слитка.

Список использованной литературы

1. Дальский А.М. Технология конструкционных материалов / А.М. Дальский, И.А. Артюнов, Т.М. Барсукова и др.; под ред. А.М. Дальского. - М.: Машиностроение, 1993.

2. Фридман А.Г., Производство стали в электропечах / А.Г. Фридман, Я.М. Васильев, В.Г. Шумский и др. - М.: Металлургия, 1971.

3. Б, В, Линчевский, «Металлургия черных металлов 2-е издание», изд. Металлургия, Москва, 1986

4. Суворов Н.К., Обработка металлов давлением / Н.К. Суворов - М.: Высш. шк., 1980.

Размещено на Allbest.ru