Дипломная работа: Реконструкция сталеплавильного производства ОХМК с целью производства трубных марок сталей повышенной прочности
Трубная сталь очень
чувствительна к неметаллическим включениям (НВ), особенно к Al2O3. Как известно чем меньше
концентрация кислорода в металле, тем меньше образуется НВ, но если они
образуются, то лучше всего в жидком металле, где есть возможности для их
удаления.
Расчёт выполнен по
компьютерной программе «RASK».
Марка стали: 10Г2СФБ
Число компонентов сплава
(не считая основы): 5
Расчет проводится по
реакции:
m[R]+n[U]=RmUn
где R – раскислитель или
легирующий (Al, Ti, Si и др.)
U – примесь (O, N, S, P и
др.)
Химический символ
элемента R: AL
Химический символ примеси
U: O
Коэффициенты реакции:
m=2
n=3
Т=1873 К
Константа равновесия
реакции:
lg K=14.02
Концентрации легирующих
элементов (% масс.):
C – 0.1
Mn – 1.5
Si – 0.35
В табл. 15 представлены
параметры взаимодействия.
Таблица 15. Параметры
взаимодействия
Элемент |
Al |
O |
C |
Mn |
Si |
Al |
0,045 |
-6,6 |
0,091 |
0 |
0,0056 |
O |
-3,9 |
-0,2 |
-0,45 |
-0,021 |
-0,131 |
Результаты расчётов:
С = -13,8
Д = -11,61
Р = 13,6751
[AL] min=2,24645e-05% [AL]
max =0,782444%
[AL] o = 0,0748139% [O] min
= 0,000304264%
В табл. 16 представлены
результаты расчёта.
Таблица 16. Раскисление
алюминием
[Al], %
|
[O], %
|
2.25e-05 |
0,0901476 |
5e-05 |
0,0271772 |
0,00025 |
0,00756451 |
0,0005 |
0,00462979 |
0,0025 |
0,00156028 |
0,005 |
0,0009991 |
0,025 |
0,000405789 |
0,06 |
0,000308909 |
0,1 |
0,000313873 |
0,15 |
0,000374229 |
0,5 |
0,0039396 |
0,782 |
0,0866498 |
На рис. 2
представлена кривая раскисления по результатам расчёта.
3.4 Экологические аспекты
технологии
3.4.1 Энергоэкологический
анализ
Принципиально важно
учитывать, что использование конечной продукции ТЭС – электроэнергии приводит к
дополнительному загрязнению природной среды. При выражении электроэнергии в
единицах первичного условного топлива (1 кВт×ч=0,35 кг у. т.)
приведённая масса выбросов, образовавшихся в электроэнергетике, примерно равна,
прив. кг/т у.т.:
М=525×ТУ.Э.,
где ТУ.Э. – расход
электроэнергии, т у. т.
Приведённая масса вредных
веществ в сбросах электроэнергетики составляет около
5% от приведённой массы
вредных веществ в выбросах.
Произведём расчёт
сокращения выбросов и сбросов за счёт сокращения расхода электроэнергии. Весь
расчёт производится на 1 т стали.
Экономия электроэнергии
составляет:
DW=0,708–0,623=0,085 тыс.
кВт×ч
DТУ.Э.=0,085×103×0,35×10-3=0,03 т
у.т.
Сокращение вредных
выбросов составит:
DМВЫБР=525×0,03=15,75 кг/т у. т.
Сокращение вредных
сбросов составит:
DМСБР=15,75×0,05=0,79 кг/т у. т.
Из приведённого расчёта
видно, что сокращение расхода электроэнергии на 85 кВт×ч позволяет снизить
приведённую массу выбросов в электроэнергетике на 15,75 кг/т у. т. на каждую
тонну стали, а также массу сбросов на 0,79 кг/т у. т.
Основная доля отходящих
газов образуется в печи во время продувки кислородом. В проекте сокращение
времени плавки предусматривается за счёт сокращения перегрева металла, а
следовательно окислительный период остаётся без изменений. И всё же, благодаря
небольшому сокращению расхода электродов и общему времени плавки (на 15 мин.),
сокращается объём отходящих газов, что благоприятно сказывается на
экологической нагрузке на окружающую среду.
Установка на агрегате
«ковш-печь» вакуум-плотной крышки позволяет сократить до минимума
неорганизованные выбросы на этом агрегате. И, хотя его нельзя сравнивать по
степени загрязнения с электропечью, это мероприятие позволяет улучшить
экологическую обстановку рабочего места и окружающей среды в целом.
Отходящие газы поступают
на газоочистку (см. главу 1.1.5.1.4).
3.4.2 Ресурсосбережение и
утилизация отходов
Применяемые в проекте
шлаковые смеси [СаО (40%) – Аl2O3(40%) – TiO2(20%)] не требуют
каких-то дополнительных затрат на их изготовление. Все необходимые материалы
используются в цехе. Но достаточно высокий расход этих шлаковых смесей (рис. 3)
приводит к увеличению потребления природных ресурсов.
Однако за счёт увеличения
на 30–50% механических свойств стали пропорционально увеличивается её служебные
и эксплуатационные характеристики, что приводит к соответствующему росту срока
службы готовой продукции. Следовательно в целом будет наблюдаться сокращение
потребления природных ресурсов на 1 т стали.
Утилизация шлака с АКОС
возможна по двум вариантам:
1. Переработка на
отвалах;
2. Повторное применение.
Для повторного применения
жидкий шлак необходимо продувать кислородом в результате чего будут
образовываться вредные газы (SOX и NOX), бороться с которыми очень сложно.
На ОАО «НОСТА»
действуют эффективные установки по разработке шлаковых отвалов, анализ работы
которых позволяет сделать вывод о возможности 100% утилизации шлаков.
Так дроблёный скрап,
полученный в результате переработки шлаковых отвалов электросталеплавильного
производства эффективно используется в качестве металлолома в мартеновском
производстве.
Другим конечным продуктом
являются чистые шлаки, которые идут на шлакоблоки, шлакоблочный кирпич, на
строительно-дорожные нужды.
4. Безопасность
жизнедеятельности
4.1 Объемно-планировочные
решения зданий и сооружений цеха, расположение цеха на генеральном плане
ОАО «НОСТА» (ОХМК) в
составе которого находится электросталеплавильный цех (ЭСПЦ), в соответствии с
требованиями СанПиН 2.2.1/2.1.1.567–96 относится к первому классу предприятий с
размером санитарно-защитной зоны 2000 метров. Комбинат расположен с подветренной стороны по отношению к жилому массиву города Новотроицка.
В состав главного здания
ЭСПЦ входя следующие отделения: шихтовое, загрузочное, печное, разливочное,
пролет МНЛЗ, участок зачистки и участок транспортировки. На генеральном плане
завода цех расположен с подветренной стороны к цехам не являющимися источниками
вредных выделений в окружающую среду. Длинная сторона здания расположена с
отклонением в 30° к преобладающему направлению ветров. Санитарные
разрывы между цехом и соседними зданиями составляют 45 м, что
удовлетворяет норме.
В цехе имеются рабочие
площадки расположенные на высоте 3,5 м. Площадки и лестницы имеют
ограждение высотой 1 м со сплошной обивкой по низу высотой 0,2 м.
Ширина проходов и переходов составляет 2 м, что исключает возможность
возникновения встречных потоков, материалов и людей, обеспечивает удобство и
безопасность при обслуживании оборудования, движения транспорта и людей.
Основное технологическое оборудование цеха расположено перпендикулярно длиной
стороне цеха. Для доступа на крышу предусмотрены пожарные наружные лестницы,
расстояние между которыми 1,9 м.
В помещении пульта
управления установки «ковш-печь» находится следующее, необходимое для
управления процессом обработки стали на установке, оборудование:
микропроцессорная установка (собственно микропроцессор, устройства связи с
объектом), датчики расхода температуры и давления. Размеры поста управления:
ширина – 4 м, длина – 6 м, высота – 2,5 м.
4.2 Анализ потенциально опасных
и вредных факторов производственной среды
При анализе
технологического производства электростали, пользуясь классификацией опасных и
вредных факторов (ГОСТ 12.0.003–74 /30/), выявлены следующие потенциально опасные
и вредные факторы (табл. 17):
Таблица 17. Анализ
потенциально опасных и вредных производственных факторов
Наименование
выполняемой операции |
Агрегат, оборудование,
устройство на котором выполняется операция |
Характеристики
потенциально опасных и вредных факторов |
Нормативные значения
факторов |
Контроль за ведением
процесса внепечной обработки стали |
Пульт управления АКОС с
вакууматором |
1. Повышенный уровень
инфракрасной радиации
200 Вт/м2
2. Опасный уровень
напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело
человека, U=380 В,
3. Повышенная
температура воздуха рабочей зоны.
4. Повышенный уровень
шума на рабочем месте, уровень шума по шкале А составляет 108 дБ
5. Недостаточная
освещённость на рабочем месте, 120 лк.
|
При удельной площади
облучения человека 25–50%
qДОП = 70 Вт/м2
UПР = 2 В,
IЧЕЛ = 0,3 мА
Категория работ Iб.
tвозд = (22–24) °С
LД = 80 дБА
Разряд зрительных работ
– III в,
Eн = 300 лк.
|
4.3 Решения по
производственной санитарии
4.3.1 Отопление и
вентиляция
Система отопления и
вентиляции в цехе служит для создания благоприятных условий труда.
На пульте управления
установкой «ковш-печь» должны соблюдаться оптимальные величины температуры
воздуха: 22 – 24 °С, влажности: 40 – 60%, скорости движения воздуха
£0,2 м/с.
Для обеспечения этих
параметров воздушной среды помещения используются следующие технические
решения:
– в холодный период года
применяется отопление (паро-воздушное, совмещенное с приточной вентиляцией);
– в теплый период года, а
также для поддержания необходимой чистоты и влажности воздуха применяется
приточная вентиляция.
4.3.2 Освещение цеха
Для общего искусственного
освещения помещения пульта управления установкой ковш-печь используются
люминесцентные лампы ЛБ30, имеющие следующие характеристики: мощность – 30 Вт;
световой поток – 2100 лм; полная длина лампы – 909 мм.
Расчет необходимого числа
ламп проводится по методу коэффициента использования светового потока.
Число источников света в
помещении /31/:
NСВ=ЕН.S.k.z/ФЛ.n.h,
где ЕН -
нормируемое значение освещенности, ЕН = 300 лк;
S – площадь пульта
управления, S=24 м2;
k – коэффициент запаса, k=1,5;
z – коэффициент минимальной
освещенности, z=1,2;
ФЛ – световой
поток одной лампы, лм;
n – количество ламп в одном
светильнике, n=2;
h – коэффициент
использования светового потока.
Коэффициент использования
светового потока определяется в зависимости от значений коэффициентов отражения
светового потока потолком и стенами, а также индекса помещения:
i = А.В/[(А+В).Н],
где А, В, Н – соответственно
длина, ширина и высота пульта управления
i = 24/(6+4).2,5=0,96
h=0,5
NСВ=300.24.1,5.1,2/(2100.2.0,5)=6
шт.
Следовательно, для
обеспечения необходимого уровня общего освещения нужно установить 6
люминесцентных ламп типа ЛБ30.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
|