Характеристика электросталеплавильного цеха

НОВОТРОИЦКИЙ ФИЛИАЛ

Факультет Заочного обучения

Кафедра Оборудование металлургических предприятий

Направление 150400 «Технологические машины и оборудование»

Специальность 150404 «Металлургические машины и оборудование»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

на тему: Модернизация привода сталевоза ЭСПЦ ОАО «Уральская Сталь»

Студент _________________ Т.А. Васильев

Руководитель _________________ Н.А. Чиченев

Консультанты по разделам:

организация и экономика производства _________________ Н.П. Болдырева

безопасность жизнедеятельности _________________ А.В. Нефедов

охрана окружающей природной среды _________________ А.С. Коротыч

электрооборудование _________________ С.Н. Басков

Нормоконтролъ _________________ Т.В. Степыко

Рецензент _________________ А.А. Сидельников

Проект рассмотрен кафедрой и допущен к защите в ГАК

Декан ФЗО _________________ Г.М. Фатхуллина

Заведующий кафедрой ОМП _________________ А.В. Нефедов

Новотроицк, 2011 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

НОВОТРОИЦКИЙ ФИЛИАЛ

Факультет Заочного обучения

Кафедра Оборудование металлургических предприятий

Направление 150400 «Технологические машины и оборудование»

Специальность 150404 «Металлургические машины и оборудование»

ЗАДАНИЕ

НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Студенту группы ММиО 05-63з______Васильеву Тарасу Александровичу________________

1 Тема -Модернизация привода сталевоза ЭСПЦ ОАО «Уральская сталь».

2 Цель - Снижение количества текущих и капитальных ремонтов, повышение надежности оборудования, снижение себестоимости продукции.

3 Исходные данные:

1) Материалы инженерной и преддипломной практик, КНИР;

2) С.А. Иванов, А.В. Нефедов, Н.А. Чиченев. Учебное пособие по дипломному проектированию для студентов специальности 150404 – Новотроицк: «Маркет сервис», 2010;

3) С.А. Чернавский, Г.А.Снесарев, Б.С.Козинцов и др. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов.-М: Машиностроение, 1984;

4) Ю.В. Жиркин Надежность, эксплуатация и ремонт металлургических машин: Учебник.- Магнитогорск: МГТУ, 2002;

5) Государственные стандарты, санитарные и строительные нормы.

4 Основная литература, в том числе:

1)Иванов М.Н., В.А. Финогенов. Детали машин. Учебник для машиностроительных специальностей вузов – 10-е изд., испр. – М.:Высш., шк., 2006;

2) Отчеты по преддипломной практике и КНИР;

3)Справочник по электрическим машинам: В 2т./С74 Под общ. ред. Копылова И.П. и Б.К. Клокова. Т. 2. – М.: Энергоатомиздат, 1988;

4) Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине "Электропривод металлургических машин и агрегатов": С.Н. Басков - Новотроицк 2003 г.

Перечень основных этапов исследования и форма промежуточной отчетности по каждому этапу

Этап

1) подбор научной литературы и представление её списка руководителю до 28.02.2011;

2) написание и представление руководителю введения и первой части ВКР до начала преддипломной практики;

3) подбор производственных данных по теме работы, подготовка основных разделов ВКР, за время прохождения производственной практики (до 28.02.2011);

Этап

доработка первой части с учётом замечаний руководителя, написание и представление основных разделов ВКР (после 13.03.2011);

Этап

1) выполнение и предоставление на подпись консультантам дополнительных разделов;

2) завершение всей ВКР в первом варианте и представление её руководителю от кафедры (до 10.05.2011);

3) оформление ВКР в окончательном варианте и прохождение процедуры нормоконтроля (до 18.05.2011);

4) представление ВКР научному руководителю для составления письменного отзыва;

Этап

1) подготовка доклада, графического, иллюстративного материала и презентации ВКР для выступления на предзащите.

Аппаратура и методики, которые должны быть использованы в работе

7 Использование ЭВМ

Пояснительную записку выполнить на персональном компьютере в текстовом редакторе Microsoft Word, Excel, графическую часть – с помощью системы автоматического проектирования КОМПАС-3D.

8 Перечень подлежащих разработке вопросов по дополнительным разделам:

- по экономике и управлению производством

Рассмотреть вопросы организации труда. Определить величину капитальных вложений и срок окупаемости. Оценить экономическую эффективность предложенных мероприятий.

Согласовано: ___________________________ консультант Н.П. Болдырева

- по безопасности жизнедеятельности

Провести анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов и разработать технические меры защиты, дать инженерную разработку по мерам защиты от одного из факторов.

Согласовано:____________________________ консультант А.В. Нефедов

- по охране окружающей природной среды

Рассмотреть объёмно-планировочные решения для цеха с учётом требований производственной санитарии, мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ.

Согласовано:____________________________ консультант А.С. Коротыч

- по электрооборудованию

Произвести необходимые расчеты привода и выбрать электродвигатель. Предложить электрическую схему привода.

Согласовано:____________________________ консультант С.Н. Басков

9 Перечень (примерный) графического и иллюстративного материала

1) Габаритный чертеж электросталеплавильного цеха;

2) Общий вид механизма передвижения сталевоза;

3) Сборочный чертеж сталевоза с центрирующими роликами;

4) Сборочный чертеж ходового колеса привода с ребордами;

5) Сборочный чертеж ходового колеса привода без реборд;

6) Схема электрическая принципиальная управления сталевозом;

7) Плакаты по экономике и управлению производством.

Руководитель _____________________________ профессор Н.А. Чиченев

Дата выдачи задания « 20 » декабря____ 2010 г.

Задание принял к исполнению студент ___________________ Т.А. Васильев

ВЕДОМОСТЬ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

АННОТАЦИЯ

В дипломном проекте обоснована целесообразность и возможность модернизации привода сталевоза с целью замены двух электродвигателей и редукторов на мотор – редуктор, это позволит сократить габаритные размеры агрегата, облегчит тех. обслуживание, значительно сократить время проведения ремонтных работ, снизит уровень шума. Компановка узла ролика центрирующего обеспечит увеличения срока службы рельс, колёс, а также повышения плавности хода сталевозной тележки и уменьшения нагрузки на привод.

В специальной части проекта разработана схема установки мотор – редуктора и центрирующих роликов проведены необходимые проектные и проверочные расчеты роликов, привода. Расчеты на износ пар трения.

В экономической части рассмотрены вопросы организации труда, определена величина необходимых капитальных вложений на проведение мероприятий по модернизации и срок окупаемости проекта. Определена величина экономического эффекта от внедрения проектных решений в ЭСПЦ ОАО “Уральская Сталь” (ОХМК).

Рассмотрены объемно планировочные решения цеха с учетом требований производственной санитарии, проведен анализ опасных и вредных производственных факторов и разработаны технические меры для их устранения. Произведен анализ и предложена инженерная разработка по мерам защиты от одного из рассмотренных вредных факторов.

Пояснительная записка к дипломному проекту изложена на странице, содержит рисунков, таблиц, список использованных источников из наименований и одно приложение.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………........….9

1 ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ…………………………………………...…………………….11

1.2 Характеристика электросталеплавильного цеха…………………..…………..11

1.3 Машина непрерывного литья заготовок и ее основное оборудование……....17

1.4 Обоснование модернизации механизма передвижения сталевозной тележки в сталеплавильном цехе ………………………………………………………..………20

2 ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА …………..….……….22

2.1 Устройство, принцип действия и технические характеристики сталевозной тележки ………………………………………………………………..………………22

3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ………………………….…………………….………...25

3.1 Расчет и выбор привода агрегата …………………………..…...……………...25

3.2 Подбор муфт ………………………………………………………...…………..27

3.3 Проверка промежуточного вала ………………………………………………..28

4 РАСЧЕТ ЦЕНТРИРУЮЩИХ РОЛИКОВ…………………………..…………….29

4.2 Расчет усилия на узел центрирующего ролика ……………………………….29

4.3 Выбор и расчет подшипника качения центрирующего ролика………………30

4.4 Расчет оси по изгибающим моментам……………...…………………………..31

5 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ……………..………..…34

5.1 Структура управления производство………………………………….…….…34

5.2 Расчёт годового производства МНЛЗ №2 ……….…………………………….36

5.3 Расчёт дополнительных капитальных затрат ……………………………...…37

5.4 Расчёт показателей по труду ……………………………….…………………..38

5.5 Расчёты плановой калькуляции себестоимости продукции ………….........…40

5.6 Расчёт прибыли от реализации продукции ………………………………....…42

5.7 Экономическая эффективность проектных решений ………...…………....…44

5.8 Расчет предела безубыточной работы цеха …………………………...........…44

6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ……………………………………………………………….47

6.1 Идентификация опасных и вредных производных факторов ………..……....47

6.2 Характеристика используемых веществ и материалов ………..……………...48

6.3 Санитарно-технические требования …………………………………………...48

6.4 Разработка мер защиты от опасных и вредных факторов ………..………..…52

6.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях ………….…..53

6.6 Специальная разработка по обеспечению безопасности на производстве ……………………………………………………………………………………...…. 56

7 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ………………....…...…….58

7.1 Характеристика ОАО «Уральская Сталь», электросталеплавильного цеха……………………………………………………………………………………58

7.2 Выбросы в окружающую среду …………………………….………………….61

7.3 Воздействие вредных веществ на организм человека ………………....……..66

7.4 Мероприятия по охране окружающей среды………………………….………67

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………….…………69

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………...….……….70

Введение

Одним из распространенных способов получения качественной стали, отвечающим всем требованиям современного высокотехнологического производства и экологии, является электросталеплавильное производство. Доля электростали в мировом объеме выплавки стали с каждым годом увеличивается.

В современных условиях мировой экономики, а также требований предъявляемых к продукции, одним из самых современных способов получения высококачественной стали, в рамках сталеплавильного производства, является технологическая цепь: плавка в дуговой сталеплавильной печи (ДСП), внепечная обработка и непрерывная разливка на установках непрерывного литья заготовок (МНЛЗ, УНРС). Не последним звеном в этой цепи является сталевозная тележка, которая обеспечивает доставку стали от дуговой сталеплавильной печи (ДСП) к внепечой обработке и непрерывной разливке на установках непрерывного литья заготовок (МНЛЗ, УНРС).

Непрерывная разливка стали на специальных машинах впервые была применена в металлургии в начале 60-х годов ХХ века. В настоящее время этот метод освоен более чем в 90 странах мира. В производстве в настоящее время эксплуатируется более 1800 МНЛЗ и УНРС, что позволяет, разливать на них до 90% всей производимой стали.

Использование МНЛЗ позволяет:

1 увеличить автоматизацию процесса разливки;

2 уменьшить затраты на электроэнергию;

3 уменьшить потери металла на обрезь, литники и другие отходы;

4 улучшить структуру слитка и уменьшить количество дефектов.

В ходе эксплуатации сталевозная тележка в ЭСПЦ ОАО “Уральская Сталь” был выявлен ряд «слабых» мест, с точки зрения надежности, в конструкции установки и её элементов:

- сложность замены привода сталевоза из-за усложненной конструкции.

- непредусмотренный съезд, износ рельс и колес сталевоза.

На данный момент остается острый вопрос по поводу методов модернизации и совершенствования привода сталевоза.

Сталевоз работает в условиях интенсивного воздействия вредных факторов – высокой температуры и влажности, запылённости, агрессивных сред. Это приводит к аварийным простоям, что недопустимо для производства.

Предлагаемая модернизация привода сталевоза предусматривает комплекс мероприятий, включающих изменения конструкции привода, и модернизацию ходового колеса.

Первая часть модернизация предусматривает изменения конструкции привода.

Для этого предусматривается замена привода с двумя электродвигателями и двумя редукторами на один мотор-редуктор. Схема привода выгодно отличается от ранее имеющейся, простотой монтажа и лучшей ремонтной пригодностью. Что в свою очередь играет для производства достаточно важную роль.

Второй частью работы является модернизация механизма передвижения сталевозной тележки в сталеплавильном цехе, путём установки центрирующих роликов на один рельс. Также эта модернизация позволяет улучшить плавность хода, а значит уменьшить расплёскивания металла и увеличить скорость его транспортировки, что сократит время остывания стали.

Предлагаемая модернизация позволяет сократить габаритные размеры агрегата вследствие замены габаритного редуктора, облегчит тех. обслуживание, значительно сократить время проведения ремонтных работ, снизит уровень шума, повысит экономическую эффективность. Существенно снизить износ реборд колёс и самих рельс, улучшить плавность хода, а значит уменьшить расплёскивания металла и увеличить скорость его транспортировки, что сократит время остывания стали, тем самым обеспечит снижение простоев механизма, повышение производительности и, как следствие, снизить себестоимость готовой продукции.

1 Обоснование модернизации действующего объекта проектирования

Характеристика электросталеплавильного цеха

Производство качественной и высоколегированной стали осуществляется, как правило, в электросталеплавильных печах. Принципиальная особенность и преимущество выплавки электростали по сравнению с другими способами заключается в использовании для нагревания металла электрической энергии.

Цех предназначен для производства углеродистых и легированных сталей. Углеродистую разливают на МНЛЗ, легированную – в изложницы. В 2007 году в ЭСПЦ выплавлено 1,09 млн. т. стали, из них на МНЛЗ разлито 793 тыс. т., а на слитки в изложницы 297 тыс. т .

Для внепечной обработки жидкой стали в разливочном пролете установлены следующие технологические агрегаты:

1 установка печь-ковш №1, №2;

2 линия внепечной доводки металла за электропечью №2;

3 установка защиты стали от вторичного окисления при разливке на МНЛЗ и в изложницы.

Состав и планировка цеха.В состав электросталеплавильного цеха входят следующие производственные отделения:

- главное здание;

- термоотделочное отделение;

- отделение первичной переработки шлака;

- шихтовый пролет.

Для обслуживания электросталеплавильного цеха созданы следующие вспомогательные цеха, отделения и сооружения: цех сервисного обслуживания сталеплавильного производства, скрапоразделочное отделение, сблокированное с шихтовым пролетом; совмещенный склад ферросплавов и сыпучих с отделением приготовления порошков и смесей; отделение пакетировки скрапа; административно-бытовой корпус; столовая; экспресс-лаборатория; лаборатория контроля макроструктуры; зарядная станция; цех ремонта металлургического оборудования; трансформаторно-масляное хозяйство; объекты энергетического хозяйства; объекты масляного хозяйства цеха; участок утилизации пыли; ремонтно-механическая мастерская; электроремонтная мастерская; участок шиберных затворов; хранилище жидкого стекла. Также на территории цеха расположены рабочие участки цехов ремонта металлургического оборудования №1 и №2.

Основные участки цеха.Главное здание включает пять пролетов: шлакоуборки, загрузочного, печного, разливочного, МНЛЗ и передаточного. С главным зданием блокируется здание термоотделочного отделения. Термоотделочное отделение располагается в пролетах: термообработки, склада литой заготовки и пролете зачистки заготовки. Главное здание и здание термоотделочного отделения выполнены в металле.

Пролет шлакоуборки. Принятая схема шлакоуборки через специальный пролет обеспечивает разделение грузопотоков стали и шлака, что имеет существенное значение, при намеченном использовании в шихте электропечей окатышей, повышающих выход шлака в 1,8-2 раза сравнительно с работой печей на скрапе. Пролет шлакоуборки имеет ширину 18 м и длину 336 м. В пролете размещаются стенды для шлаковых ковшей емкостью 16 м³ и укладываются тупиковые железнодорожные пути для транспортировки шлаковых ковшей в отделение первичной переработки шлака. На балконе с отметкой 8 м, выступающем в пролет, располагаются печи для нагрева ферросплавов, промежуточные бункера для ферросплавов, бункера для крупнокусковых ферросплавов, платформенные весы 3,2 т·с. Под рабочей площадкой размещаются вспомогательные помещения. Пролет обслуживается двумя литейными кранами грузоподъемностью 100+20 т·с. Для ремонта кранов в пролете предусмотрены кран-балки грузоподъемностью по 5 т·с.

Загрузочный пролет. В загрузочном пролете размещаются бункера для сыпучих материалов, окатышей, ферросплавов и заправочных материалов. Пролет имеет рабочие площадки с отметками 8 м и 16,85 м; 21,525 м; 26,85 м; 30,25 м. Ширина пролета - 12 м. Основная рабочая площадка (на отметке 8 м) предназначена для обслуживания дуговых электропечей и для перемещения по ней мульдозавалочной машины с ферросплавами и некоторыми видами шлакообразующих материалов, для которых необходимо осуществить перед вводом в печь нагрев или прокаливание. Кроме указанных машин, по этой площадке перемещаются самоходные машины для скачивания шлака, заправки печей и две тележки грузоподъемностью 10 т·с для передачи заправочных машин из пролета шлакоуборки в печной пролет. По торцам пролета предусмотрены грузопассажирские лифты. Пролет обслуживается кран-балками грузоподъемностью 3,2 т·с и 10 т·с.

Печной пролет. В печном пролете установлены две электропечи типа ДСП-100И6, ДСП-120. Печи оборудованы устройствами для ввода сыпучих материалов через свод и установками для улавливания и очистки газов. Также печи комплектуются съемными кожухами и загрузочными бадьями грейферного типа. Техническая характеристика электропечей приведена в таблице 1.

Таблица 1 – Техническая характеристика электропечей ДСП-100И6 и ДСП-120

У печей размещены печные подстанции, установки по вводу ферросплавов в сталеразливочный ковш и другое вспомогательное оборудование и сооружения.

В торце пролета со стороны печи № 1 предусмотрены ремонтные места сводов печей, установка для сушки сводов, место ремонта футеровки съемного кожуха печи, а также бункер для выбивки сводов. В другом торце пролета размещен второй бункер для выбивки сводов. Для движения сталевозов по оси каждой печи уложены тупиковые железнодорожные пути широкой колеи. С целью герметизации от дыма и шума печной пролет изолирован от других пролетов стенами.

Пролет оборудован тремя литейными кранами, грузоподъемностью 180+63/20 т·с стали со скоростью главного подъема 8 м/мин. Для ремонта кранов предусмотрены кран-балки грузоподъемностью 10 т·с.

Разливочный пролет. В торце разливочного пролета со стороны электропечи № 1 размещается одна разливочная площадка, для разливки стали в изложницы, установленная на тележке (см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Разливочная площадка для разливки стали в изложницы

Над сталевозными путями напротив первой электропечи (и второй) размещаются установки стабилизации и доводки металла (УСДМ), а за печью №2 установка внепечной доводки стали – печь-ковш №1. В 1999 году была смонтирована печь – ковш №2 (см. рисунок 2), размещенная за печью №1.Технико-экономические показатели установки «печь-ковш» приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Технико-экономические показатели установки «печь-ковш» №2

На рабочей площадке разливочного пролета установлены поворотные стенды для передачи ковшей со сталью на МНЛЗ и аварийные емкости.

Рисунок 2 – Установка печь-ковш

Для уборки скрапа, образующегося при разливке стали, предусмотрен вывод в пролет двух ширококолейных путей для тележки подачи бадей. В пролет выведен также ширококолейный путь для сталевоза. В пролете предусмотрены участки и оборудование для текущего обслуживания сталеразливочных ковшей, стенды для установки шиберных затворов. Пролет имеет ширину 30 м и оборудован тремя литейными кранами грузоподъемностью 180+63/20 т·с и двумя консольными кранами грузоподъемность 5 тонн вылетом стрелы 6 м. Для ремонта кранов в пролете предусмотрены кран-балки грузоподъемностью 10 т·с.

Пролет МНЛЗ. В пролете размещена одноручьевая радиальная слябовая МНЛЗ. Расположено оборудование по ремонту промежуточных ковшей, установка по выдавливанию «козлов», установка сушки сталеразливочных ковшей, машина наливной футеровки промковшей. Пролет имеет ширину 30 м и оборудован одним мостовым краном грузоподъемностью 100-200 т·с и двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 30/5 т·с.

Пролет оборудован передаточной тележкой для транспортировки порожних сталеразливочных ковшей из пролета МНЛЗ в разливочный, а также других грузов. Здесь размещаются встроенные технологические помещения МНЛЗ.

В настоящий момент идет процесс доводки оборудования новой комбинированной сортовой 4-ручьевой машины непрерывного литья заготовок, для разливки металла в блюмы и сортовые заготовки. МНЛЗ-1 – это комбинированный агрегат, способный выпускать непрерывнолитые заготовки: блюмовую 330Ч470 мм и круглую трех сечений – 430, 600 и 540 мм – для труб большого диаметра, не имеющих аналогов в России. Проектная производительность монтируемой установки – 1 миллион тонн литой заготовки в год: 300 тысяч тонн товарной круглой заготовки и 700 тысяч – блюмовой. С вводом в строй МНЛЗ №1 «Уральская Сталь» полностью обеспечит потребность в круглой литой заготовке больших диаметров до 600 миллиметров для трубных заводов уральского региона и России.

Шихтовый пролет.Он предназначен для хранения скрапа и загрузки скрапа в бадьи. Пролет спроектирован со скрапоразделочным отделением. В пролете предусмотрены закрома для лома и чушкового чугуна, запас металлического лома в закромах – 4-5 суток работы.

Бадьи наполняются скрапом при помощи контейнеров объемом 12 м³, которые доставляются заполненные скрапом из скрапоразделочного отделения. Шихтовый пролет оснащен платформенными весами для взвешивания бадьи. Для загрузки бадьи на весах применяется габаритный скрап, хранящийся в шихтовом пролете. Заполненные металлошихтой бадьи на передаточных тележках передаются к печному пролету через специальные галереи. С целью улучшения работы шихтового пролета в печь вводится дополнительный железнодорожный путь для подачи габаритного скрапа.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: