МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра РТП

ОТЧЕТ

по преддипломной практике

на ПАО МК "АЗОВСТАЛЬ"

Выполнил: ст.гр. МЧМс-12а

Ткаченко А.Ю.

Проверил:

Доц. Кузин А.В.

Донецк, 2013

Содержание

Введение

1. Доменный цех.

   1. Назначение доменного цеха.

   2. Техническая характеристика доменных печей и основного

оборудования.

2. Загрузочные устройства.

3. Установки пылеподавление азотом (УПА).

Заключение.

Введение

В последнее время наметившееся увеличение темпа роста экономики в Украине позволяет судить о том, что наша промышленность начинает быстро восстанавливаться, развиваться и наращивать прежние объёмы производства.

Одну из главных ролей нашей экономики играет металлургический комплекс, экспортирующий большую часть продукции. Особо пользуется спросом отечественных металлургических заводов - металл.

В связи с этим наметились тенденции увеличения производительности металлургических заводов. Но это невозможно без увеличения производительности доменных печей. Также особую роль наряду с увеличением производительности важно повышение технико-экономических показателей работы печей и в первую очередь снижение удельных расходов топлива на единицу получаемой продукции.

Поэтому техническое перевооружение доменного цеха занимает ключевое место в перевооружении и развитии всей металлургической отрасли.

1. Доменный цех

Доменный цех МК «АЗОВСТАЛЬ» был введён в эксплуатацию 12 августа 1933 года. Его назначение - производство чугуна из руды. Шихтой доменному производству служит железорудный концентрат (агломерат, руда, окатыши), флюсующие (известняки) и кокс.

Продуктами доменной плавки являются чугун, шлак, доменный газ.

Являясь основным продуктом доменной плавки, чугун в зависимости от назначения подразделяется на три основных вида: передельный (предназначенный для передела в сталь), литейный (используемый для производства отливок) и ферросплавы (употребляемые как раскислители при производстве стали).

Шлак является побочным продуктом доменной плавки. От его состава зависят сорт и качество чугуна. В состав шлака входит известь, кремнезём, глинозём, сера, закись марганца и железа. В зависимости от основности (отношение СаО/Si) различают шлаки: кислые (основность < 1,00). пониженной основности (1,00 - 1.20) и основные (>1,20).

Область применения шлаков велика. Его используют в строительстве, для изготовления шлакового щебня, термозита (шлаковой пемзы), шлаковой ваты и т. д.

В результате горения углерода, кокса и добавок к дутью в печи образуется доменный газ.

В зависимости от расхода кокса, вида чугуна, степени использования восстановительной способности и т. п. Состав доменного газа следующий:

10÷16% СО₂: 24÷30% СО; 2÷6% Н₂; 53÷57% N4; 0,2÷0.4% СН₄.

Из-за наличия СО, , СН4 газ является горючим и обладает теплотой сгорания 3.6÷4.4 МДж/м³.

Доменный газ только частично используется для собственных нужд доменного цеха (расход газа на отопление воздухонагревателей составляет 15÷30% от его выработки), остальное количество газа может быть использовано в других цехах металлургического завода.

Характерной особенностью доменного газа является большое содержание балласта в виде азота и углекислоты и низкая теплотворная способность. Вследствие этого при горении развиваются относительно низкие температуры, затрудняющие использовать его в металлургических печах.

Основными потребителями доменного газа являются воздухонагреватели доменных цехов, коксовые печи, нагревательные печи в прокатных цехах, паровые котлы и т.д.

Доменный цех МК «АЗОВСТАЛЬ» оснащён пятью доменными печами, у которых по четыре воздухонагревателя (на каждую печь).

Печь № 3 имеет полезный объём 1800 , печи № 2,6 объёмом 1719,печь № 4- 2002м³, печь №5-1513м³.

1. Назначение доменного цеха

Территория доменного цеха объединяет следующие отделения:

1. Рудный двор. Здесь разгружаются аглоруды. железные руды, марганцевая руда, доломитизированный и обычный известняки для их усреднения. Все виды агломерата, окатышей, известняка, металлодобавки и кокс разгружаются в бункеры доменного цеха, где производится взвешивание, грохочение сырья и загрузка в скипы.

2. Второе отделение доменного цеха - бункерное. Здесь все погрузочно-разгрузочные работы ведутся с помощью грейферных кранов. Взвешивание материалов производится на вагон-весах. Загрузка руды ведётся в рудные бункеры, кокса - в коксовые бункеры. Материал для подачи в печь загружаются в скипы.

3. Отделение доменных печей. Здесь производится непосредственно выплавка чугуна. Каждая печь оборудована загрузочными устройствами, состоящими из двух конусов. Печи № 3 и 4 оборудованы бесконусными загрузочными устройствами. Кроме того, каждая печь снабжена четырьмя воздухонагревателями для подачи горячего дутья в печь.

4 Литейный двор. Это территория, по которой осуществляется сплав шлака и чугуна из доменной печи, а также их разливка в ковши. Территория литейного двора оснащена желобами для чугуна и шлака.

5. Отделение сушки ковшей. Чугун, поступивший к потребителю не вовремя, застывает в ковшах, поэтому ковши либо разрезают, либо повреждают их футеровку. После своего ремонта они направляются на сушку, где осуществляется прогрев футеровки.

6. Разливочное отделение. Сюда поставляют избыток чугуна, не востребованного ни в мартеновском, ни в конвертерном производстве. Чугун разливают в чушки и отправляют на склад готовой продукции.

7. Отделение десульфурации чугуна. Сера является вредным компонентом в чугуне и стали. Она вызывает красноломкость металла. В зависимости от дальнейшего его использования содержание серы не должно превышать 0.03 - 0.05 %.

8. Отделение глиномялки. Повреждённые ковши восстанавливают за счёт раствора, приготовленного в этом отделении. Раствор используется для футеровки печей, воздухонагревателей, ковшей, т.е. при ремонтных работах.

9. Склад холодного чугуна. После разливочных машин чугунные отливки поступают на склад.

1.2 Техническая характеристика доменных печей и основного оборудования

Доменные печи служат для выплавки чугуна из железных руд. Они представляют собой металлургические шахтные плавильные печи (рисунок 1.2.1).

Верхняя цилиндрическая часть называется колошником. Ниже находится шахта. Она представляет собой усечённый конус. Такая форма облегчает опускание шихты (руды, известняка и кокса), так как уменьшается трение между шихтой и стенкой шахты, и таким образом устраняется угроза зависания шихты. Далее расположен цилиндрический распар, разделяющий шахту и заплечики, представляющие собой обратный усечённый конус. Такая форма необходима для восприятия конической стеной заплечиков части нагрузки от веса столба шихты.

Нижняя часть печи называется горном. В нижней части горна, металлоприёмнике, скапливается чугун и шлак.

Верхняя часть горна называется фурменной зоной. В этой зоне имеются отверстия, амбразуры, в которые вставляют охлаждаемые водой приборы — фурмы и фурменные коробки. Через фурмы в горн вдувается нагретый воздух для горения кокса.

Самая верхняя часть печи — купол — бывает или грибовидной формы или в виде усечённого конуса.

Шихту загружают в печь через засыпной аппарат с двумя поочерёдно работающими конусами большим и малым.

Печь разделяется условно на четыре технологические зоны, не имеющие постоянных и резко очерченных границ. Разделение обусловлено процессами, протекающими в доменной печи.

В верхней части расположена зона подготовительных процессов. Следующая (сверху вниз) — зона непрямого восстановления железа из окислов окисью углерода. Ещё ниже — зона прямого восстановления, здесь происходит прямое восстановление железа углеродом, и, наконец, последняя зона — плавления.

В нижней части горна, чуть выше конического углубления, для застойного слоя чугуна, защищающего кладку от воздействия движущихся струй чугуна и шлака, расположено отверстие для выпуска чугуна — чугунная летка. Во время работы отверстие лётки забито лёточной массой, представляющей собой в основном огнеупорную глину, отощённую шамотным порошком. Для того чтобы выпустить чугун из горна, лётку пробивают (или бурят). В конце выпуска через эту же летку удаляют остатки шлака. В современных доменных печах устраивают 2—4 чугунные летки.

Основную массу шлака выпускают через шлаковые лётки. Шлаковых лёток в доменной печи две - одна выше, другая ниже и под углом одна к другой. Располагают их в верхней части металлоприёмника, под фурменной зоной.

Рисунок 1.2.1 - Доменная печь:

1 — защитные сегменты колошника; 2 — большой конус; 3 — приёмная воронка; 4 — малый конус; 5 — распределитель шихты; 6 — воронка большого конуса; 7 — наклонный мост; 8 — скип; 9 — воздушная колошниковый газ отводится через газоотводы, расположенные в куполе печи фурма; 10 — чугунная лётка; 11 — шлаковая

Доменная печь имеет четыре воздухонагревателя.

Работает доменная печь по следующей схеме (рисунок 1.2.2). В воз­духонагревателе воздух нагревается. Доменный газ и воздух для горения вводится в нижнюю часть шахты (или камеры) горения .Продукты горения поднимаются к куполу, где процессы горения газа заканчиваются. Затем продукты горения опускаются вниз через насадку с закрытыми каналами, попадают в поднасадочное пространство и через дымовые клапаны выходят в боров и далее в дымовую трубу.

Рисунок.1.2.2- Технологическая схема работы доменной печи:

1 — бункер, 2 — скип, 3 — наклонный мост, 4 — доменная печь, 5 — приёмная воронка, 6 — кольцевой воздухопровод, 7 — чугунная летка, 8 — газопровод, 9 — нисходящий газопровод, 10 — газоочистка, 11 — газопровод чистого газа, 12 — воздухонагреватель на газе, 13 — воздухонагреватель на воздухе, 14 — ды­мовые каналы, 15 — боров, 16 — дымовая труба, 17 — воздухопровод холодного дутья, 18 — прямой воздухопровод горячего дутья.

Процесс нагревания происходит в течение 3÷4 ч. Затем воздухонагреватель отключается от газопровода и борова, и в поднасадочное пространство впускается холодный воздух. Поднимаясь через нагретую насадку, воздух нагревается. Дойдя до подкупольного пространства, он опускается в камеру горения и через шибер горячего дутья поступает в прямой, а затем кольцевой воздухопровод горячего дутья и через фурменные рукава, сопла и воздушные фурмы — в доменную печь.

Пока один воздухонагреватель работает «на воздухе», остальные стоят «на газе». Если у доменной печи три воздухонагревателя, то в двух происходит горение газа, а в одном — нагрев воздуха. В этом случае период работы воздухонагревателя на газе в два раза дольше, чем на воздухе. При четырёх воздухона­гревателях на газе работают три, и период работы их на газе в три раза дольше, чем на воздухе.

По истечении времени работы воздухонагревателя на воздухе его переключают на газ. Для работы на воздухе ставят следующий воздухонагреватель, который отработал полное время на газе.

Колошниковый (доменный) газ удаляется из верхней части доменной печи (из купола) через четыре газоотвода. Через подсвечники и свечи, а затем через наклонные газопроводы он поступает в пылеуловитель.

Пылеуловитель представляет собой металлический резервуар имеющий цилиндрическую среднюю часть и конические днище и купол. Через купол по вертикальной оси вводится труба, по которой подводится газ из наклонных газопроводов. Труба эта кончается на середине цилиндрической части пыле­уловителя широким раструбом. Отводится газ обычно через конический купол одной или двумя трубами.

В пылеуловителе за счёт изменения скорости и направления движения, а также трения о стенки из колошникового газа выпадает содержащаяся в нем пыль. Здесь происходит лишь грубая, первичная очистка газа от пыли.

Из пылеуловителей газ по газопроводам «грязного газа» поступает на тонкую очистку в электрофильтры или в аппараты мокрой очистки — дезинтеграторы.

Подготовка шихты

Сырьевые материалы доставляются на рудный двор доменного цеха железнодорожным или водным транспортом. Между рудным двором и доменными печами расположена бункерная эстакада. Бункерная эстакада расположена параллельно линии печей и представляет собой сооружение, состоящее из ряда отдельных бункеров и обслуживающего их оборудования. Она предназначена для механизации набора и подачи материалов в печь, а также для создания необходимого запаса шихтовых материалов непосредственно у доменной печи. С помощью вагон-весов осуществляется набор материалов из бункеров по заданной программе, их взвешивание, транспортировка к скиповой яме и выгрузка в скипы. Материалы на колошник доменной печи доставляются скиповым подъёмником. Скиповый подъёмник состоит из наклонного моста, двух скипов и скиповой лебёдки.

Движение газов и шихты в доменной печи

Загруженные на колошник шихтовые материалы начинают постепенно опускаться вниз и проходят путь от колошника до горна за 5÷8 часов, а газы, движущиеся им навстречу, за 2÷10 с. При опускании вниз загруженные на колошник холодные материалы непрерывно омываются движущимися вверх горячими восстановительными газами, образующимися в горне при сжигании топлива в кислороде дутья. За время движения материалов сверху вниз успевают произойти все физико-химические превращения необходимые для получение чугуна и шлака.

Причины опускания шихтовых материалов:

1) горение кокса перед фурмами и образование свободного пространства;

2) уменьшение объёма материалов в следствии уминки;

3) переход в жидкое состояние;

4) выпуск из печи чугуна и шлака.

Скорость движения материалов по сечению печи не одинакова. Наибольшая скорость наблюдается над очагами горения кокса и в направлении к центру печи она снижается. Движение газов происходит вследствие давления, возникающего в горне в результате подачи дутья. На характер движения и распределение газов в доменной печи оказывает влияние качество шихтовых материалов и распределение их при загрузке на колошнике печи. Следовательно шихта должна быть соответствующим образом распределена на колошнике печи, чтобы обеспечить оптимальную газопроницаемость. У стен и в центре печи необходимо располагать кусковой материал (крупные куски кокса и агломерата), а в промежуточной зоне сосредотачивать более мелкие фракции железорудной части шихты.

Характеристика доменных печей ОАО МК «Азовсталь» приведена в таблице 1.2.

Наименование	Доменные печи
	2	3	4	5	6
Полезный обьем, м3	1719	1800	2002	1513	1719
Высота полная,мм	31250	32050	32358	30826	31250
Высота полезная,мм	28510	29300	29400	28076	28510
Нижнее положение большого конуса – Верх колошника,мм	600	-	-	600	600
Высота колошника, мм	1900	2000	2900	2290	1900
Высота шахты, мм	17800	18150	18200	16239	17800
Высота распара, мм	2000	1950	1700	1800	2000
Высота заплечиков, мм	3000	3000	3000	3200	3000
Высота горна, мм	3200	3600	3600	3376	3200
Высота лещади, мм	5458	4906	5458	5457	5458
Высота мертвого слоя, мм	1799	1114	1101	1220	1799
Высота оси воздушных фурм, мм	2800	3200	300	2800	2800
Высота оси шлаковой летки №1, мм	1600	1800	1800	1600	1600
Высота оси шлаковой летки №2, мм	1600	-	1800	1600	1600
Диаметр большого конуса, мм	5000	5000	5400	4700	5000
Диаметр колошника, мм	6900	6900	7300	6600	6900
Диаметр распара, мм	10360	10360	10900	9600	10360
Угол наклона заплечиков, град., мин.	79°37	79°09	79°09	81°03	99°37
Диаметр горна, мм	9100	9200	9750	8600	9100
Зазор между кромкой большого конуса и колошником, мм	950	-	-	950	950
Ход большого конуса, мм	750	-	-	750	750

Таблица 1.2 - Характеристика доменных печей ОАО МК «Азовсталь»

Диаметр малого конуса на всех доменных печах - 2000 мм, ход - 800 мм на доменных печах № 2, 5 и 6.

Характеристика оборудования загрузки, вспомогательного оборудования доменных печей и воздухонагревателей приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Оборудование доменных печей

Наименование	Доменные печи
	2	3	4	5	6
Объем межконусного пространства, м3	53	-	-	55	53
Максимальная нагрузка материалов на большой конус, т	60	-	-	55	60
Объем скипов и приемных воронок, м3	10	10	10	10	10
Объем коксовых воронок, м3	10	9,3	10	10	10
Грузоподъемность скиповой лебедки, т	22,5	22,5	22,5	22,5	22,5
Скорость движения скипа, м/с	3,5	2,8/3,94	2,32/3,94	3,5	3,5
Грузоподъемность вагон-весов, т	40	40	40	40	40
Количество рудных бункеров	32	40	52	34	52
Объем рудных бункеров, м3	83/93	83/93	83/93	85	85
Объем коксовых бункеров, м3	350	400	525	420	420
Объем цилиндра электропушки, м3	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Сила прижима поршня электропушки, т	240	220	240	220	220
Грузоподъемность кранов литейных дворов, т	20/5	20/5	2*20/5	20/5	20/5

Характеристика воздухонагревателей приведена в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Характеристика воздухонагревателей.

Наименование	Доменные печи
	2	3	4	5	6
Поверхность нагрева блока воздухонагревателей, м2/м3	82375	95225	180912	142968	123016
Удельная поверхность нагрева, м2/м3	65,1	55,3	100,5	94,5	71,6
Число аппаратов в блоке	4	5	4	4	4
Размер ячеек, мм	45х45	45х45	40	45х45	45х45
Производительность горелок, м3/ч	48000	48000	75000	48000	48000

Характеристика воздуходувных машин приведена в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Характеристика воздуходувных машин.

Наименование	ПЭВС-1			ПЭВС-2
	№ 3-5	№ 2, 6	№ 2		№ 3
1	2	3	4		5
Тип машины, завод (фирма-изготовитель)	Интерсол-Ренд	АКВ-18-111К-5500-42	ЧКД-Прага		АКВ-18-12К-4250-41-1 НТМЗ
Мощность на валу паровой турбины, МВ	14,1	18,0	17,0		18,0
Максимальное число оборотов,об/мин	3200	3400	2960		3400
Давление, нагнетание, ати максимальное	3,0	5,2	3,8		4,1
Номинальное (по паспорту)	3,0	3,4	3,8		4,1
Расход дутья, нм3/мин	4000	5500	4100		4250
Номинальный при максимальном давлении	4000	3900/4200	3300/3700		4250
Минимальный при нагнетании 3 ати	2600	3500	2600		2500

Отделение десульфурации чугуна. Отделение предназначено для внепечной обработки чугуна с целью снижения в нем серы до 0,005-0,02 % в зависимости от требований конвертерного цеха. Содержание серы в чугуне перед обработкой до 0,07 %. Десульфурация производится гранулированием магнием, подаваемым в чугун потоком природного газа. Допускается подача магния в струи азота или воздуха. Расход магния в зависимости от исходного и конечного содержания серы при вдувании в струе природного газа - 0,3-1,2 кг/т, при вдувании азотом или воздухом - 0,4-1,65 кг/т. Обработка производится в чугуновозных ковшах емкостью 140 тонн. Имеется 10 постановочных мест. Производительность около 4000000 тонн чугуна в год (фактическое производство в 2004 году около 1,5 млн. т).