Проект мини-завода по производству штрипса для трубных цехов ОАО ВМЗ

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………………7
1 Теоретическая часть……………………………………………………………………………………..8
1.1 Потребности в трубном металле……………………………………………………………….9
1.2 Химический состав и механические свойства стали 10Г2ФБ………………………………18
1.3 Требования, предъявляемые к свариванию трубных марок сталей………………………..20
1.4 Механизмы упрочнения данной марки стали………………………………………………..20
1.5 Влияние элементов на свойства стали……………………………………………………….21
1.5.1 Углерод……………………………………………………………………………………….21
1.5.2 Марганец……………………………………………………………………………………..22
1.5.3 Кремний………………………………………………………………………………………23
1.5.4 Сера…………………………………………………………………………………………...24
1.5.5 Фосфор………………………………………………………………………………………..25
1.5.6 Ванадий, ниобий, титан……………………………………………………………………..25
2 Технология производства………………………………………………………………………………28
2.1 Проектная технология производства стали 10Г2ФБ………………………………………...28
2.1.1 Выплавка стали в дуговой печи…………………………………………………………….28
2.1.1.1 Подготовка печи к плавке………………………………………………………………..29
2.1.1.2 Расплавление металлошихты………………………………………………………………30
2.1.1.3 Шихтовка плавок…………………………………………………………………………..31
2.1.1.4 Доводка плавки……………………………………………………………………………..31
2.1.1.5 Выпуск плавки из печи……………………………………………………………………32
2.1.2 Обработка металла на установке печь-ковш………………………………………………32
2.1.2.1 Общие положения…………………………………………………………………………32
2.1.2.2 Краткая характеристика оборудования ПК……………………………………………….32
2.1.2.3 Подготовка оборудования и систем технологического обеспечения…………..33
2.1.2.4 Технология обработки металла на установке печь-ковш……………………………….34
2.1.3 Обработка металла на вакууматоре………………………………………………………...35
2.1.3.1 Общие положения…………………………………………………………………………35
2.1.3.2 Краткая характеристика вакууматора……………………………………………………36
2.1.3.3 Технология обработки металла на вакууматоре………………………………………...36
2.1.3 Разливка и прокатка стали на литейно-прокатном модуле……………………………….38
2.2 Расчеты по основным агрегатам технологической схемы………………………………….39
2.2.1 Расчет материального баланса плавки в ДСП……………………………………………..39
2.2.1.1 Используемые шихтовые материалы и оценка состава стали перед выпуском……….39
2.2.1.2 Определение расхода извести и состава конечного шлака……………………………..41
2.2.1.3 Определение выхода жидкой стали (полупродукта)……………………………………43
2.2.1.4 Определение расхода кислорода………………………………………………………….44
2.2.1.5 Определение количества отходящих газов………………………………………………46
2.2.2 Расчет теплового баланса плавки в ДСП…………………………………………………..48
2.2.2.1 Приход тепла……………………………………………………………………………….49
2.2.2.2 Расход тепла………………………………………………………………………………..51
2.2.3 Расчёт десульфурации стали ТШС…………………………………………………………53
2.2.4 Раскисление и легирование…………………………………………………………………55
2.2.5 Подогрев металла в печи – ковше…………………………………………………………..56
2.2.6 Определение необходимой мощности трансформатора для нагрева стали в АПК……..59
2.2.7 Расчёт производительности вакуумного пароэжекторного насоса………………………59
2.2.8 Непрерывная разливка стали………………………………………………………………..61
2.2.8.1 Определение исходных параметров……………………………………………………...61
2.2.8.2 Определение диаметра стакана промковша……………………………………………...64
2.2.9 Энергетический баланс процесса CSP……………………………………………………..64
2.2.10 Горячая прокатка листа…………………………………………………………………….66
3 Специальная часть……………………………………………………………………………………...68
3.1 Сравнение различных установок для отливки тонких и средних по толщине слябов…...68
3.1.1 Процесс первого поколения………………………………………………………………...68
3.1.2 Процесс полуторного поколения…………………………………………………………...69
3.1.3 Процесс второго поколения………………………………………………………………...70
3.1.4 Обоснование выбора процесса производства тонкой горячекатаной полосы…………..72
3.2 Аналитический обзор литературы по литейно-прокатным модулям первого
поколения…………………………………………………………………………………………..73
3.2.1 Компактное производство полосы CSP – способ экономичного производства
широкой горячекатаной полосы………………………………………………………………….73
3.2.2 Основной принцип технологии CSP……………………………………………………….74
3.2.3 Конструкция машины непрерывного литья CSP………………………………………….76
3.2.3.1 Воронкообразный кристаллизатор…………………………………………………………76
3.2.3.2 Геометрия погружных стаканов……………………………………………………………76
3.2.3.3 Электромагнитное торможение потока……………………………………………………78
3.2.3.4 Обжатие слитка с жидкой сердцевиной…………………………………………………….79
3.2.4 Печь с роликовым подом агрегатах CSP……………………………………………...81
3.2.5 Прокатная линия агрегата CSP……………………………………………………………..82
3.2.6 Сортамент перерабатываемых сталей на агрегатах CSP…………………………………….83
3.2.7 Производство трубных марок сталей и достигнутое качество на совмещенных
литейно-прокатных модулях………………………………………………………………………...85
3.3 Теплофизические расчеты…………………………………………………………………….88
3.3.1 Расчет конусности кристаллизатора………………………………………………………..88
3.3.2 Расчет толщины двухфазной области и усадки при затвердевании сляба………………91
4 Безопасность жизнедеятельности……………………………………………………………………..95
4.1 Объёмно-планировочные решения зданий и сооружений цеха……………………………95
4.2 Расчет аэрации…………………………………………………………………………………96
4.3 Расчет освещения…………………………………………………………………………….102
4.4 Санитарно-бытовые помещения…………………………………………………………….103
4.5 Анализ потенциально опасных и вредных факторов производственной среды…………104
4.6 Меры защиты от выявленных опасных и вредных факторов производственной среды..106
4.7 Инженерная разработка мер защиты от повышенного уровня теплового излучения…...107
4.8 Разработка мер пожаровзрывобезопасности……………………………………………….108
5 Охрана окружающей среды…………………………………………………………………………..109
5 Организация труда рабочих и управления производством………………………………………...111
5.1 Режим работы цеха и график выходов……………………………………………………...111
5.2 Расстановочная численность………………………………………………………………...112
5.3 Заработная плата рабочих……………………………………………………………………113
5.4 Заработная плата инженерно-технических работников и служащих……………………..114
6 Раздел по экономике…………………………………………………………………………………..115
6.1 Определение капитальных вложений в проект…………………………………………….115
6.2 Определение себестоимости стали………………………………………………………….115
6.3 Оценка экономической эффективности проекта…………………………………………...117
6.4 Обоснование источников финансирования………………………………………………...120
6.5 Оценка безубыточного объёма продаж……………………………………………………..120
Заключение………………………………………………………………………………………………121
Список используемых источников……………………………………………………………………..122
В данном дипломе был разработан проект строительства мини-завода, рассчитанного на производство 750 тыс. т/год трубной заготовки для удовлетворения потребностей в штрипсе труб-ных цехов ОАО ВМЗ. Технологическая схема предусматривает выплавку стали в дуговой стале-плавильной печи вместимостью 110 т, внепечную обработку на агрегате печь-ковш с последую-щим вакуумированием и получение уже готового штрипса на литейно-прокатном модуле. Прове-дён анализ потребности в трубах большого диаметра. Обоснован выбор марки стали для трубной заготовки. Проведён расчёт материального и теплового балансов электроплавки; расчёт десуль-фурации стали твёрдо шлаковыми смесям (ТШС); определена необходимая мощность трансформа-тора для нагрева стали в печи-ковше; проведён расчёт производительности вакуумного пароэжек-торного насоса; расчёт основных параметров непрерывной разливки стали. В специальной части проекта представлен аналитический обзор литературы по литейно-прокатным модулям различных поколений, а также проведены расчеты теплофизической работы УНРС. Также были рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности, по организации производства и обоснована экономическая эффективность проекта.
Проект изложен на 138 страницах, включает 32 таблицы, 112 формул, 15 рисунков и список из 33 использованных источников.

Дипломный проект защищался отлично!
Удача на защите!