Курсовая работа: Получение качественной стали в ЭСПЦ ОАО “Уральская Сталь”

1 Обоснование  модернизации  действующего объекта проектирования
1.1Краткая характеристика ОАО “Уральская Сталь”
1.2 Характеристика электросталеплавильного цеха
1.3 Машина непрерывного литья заготовок и ее основное оборудование
1.4  Обоснование модернизации механизма передвижения скраповозной тележки в сталеплавильном цехе
2 Оборудование и технология производства
2.1  Технология выплавки стали в дуговых сталеплавильных печах
2.2 Устройство, принцип действия и технические характеристики  сталевозной тележки
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Расчет и выбор привода агрегата
3.2 Расчет муфт
3.3  Расчет усилия на узел центрирующего ролика
3.4  Выбор и расчет подшипника качения центрирующего ролика
3.5  Расчет оси по изгибающим моментам
4.1  РАСЧЕТ И ВЫБОР ПРИВОДА АГРЕГАТА
4.2  Проверка двигателя по нагреву
4.3 Проверка двигателя по перегрузочной способности
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Расчет дополнительных капитальных затрат
5.2 Расчёт показателей по труду
5.3 Расчёты плановой калькуляции себестоимости продукции
5.4 Экономическая эффективность проектных решений
6    БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6.1 Объемно — планировочные решения зданий и сооружений цеха,
расположение цеха на генеральном плане
6.2 Идентификация опасных и вредных производных факторов
6.3 Санитарно-технические требования
6.4 Требования безопасности при устройстве и эксплуатации
коммуникаций
6.5 Инженерная разработка мер защиты от выявленных опасных и вредных производственных факторов
6.6 Специальная разработка по обеспечению безопасности на производстве
7.  ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
7.1 Характеристика ОАО «Уральская Сталь»
7.2 Характеристика электросталеплавильного цеха
7.3 Характеристика выбросов электросталеплавильного производства
7.4 Выбросы в окружающую среду
7.5  Воздействие вредных веществ на организм человека
7.6 Мероприятия по охране окружающей среды

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. Не последним звеном в этой цепи является скраповозная тележка, которая обеспечивает доставку лома для  последующей его завалке в печь. 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:
-повысить автоматизацию процесса разливки;
-уменьшить затраты на электроэнергию;
-уменьшить потери металла на обрезь,  и другие отходы;
-улучшить структуру слитка и уменьшить количество дефектов.
Электросталеплавильному способу принадлежит ведущая роль в производстве качественной и высоколегированной стали. Благодаря ряду принципиальных особенностей этот способ приспособлен для получения разнообразного по составу высококачественного металла с низким содержанием серы, фосфора, кислорода и других вредных или нежелательных примесей и высоким содержанием легирующих элементов, придающих стали особые свойства – хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, вольфрама, ванадия, титана, циркония и других элементов.
Электропечь лучше других приспособлена для переработки металлического лома, причем твердой шихтой может быть занят весь объем печи, и это не затрудняет процесс расплавления.
Химический состав стали при выплавке с использованием жидкого чугуна характеризуется более низким содержанием никеля и меди (0,037% и 0,054% против 0,047% и 0,067% соответственно — при выплавке на твердой шихте).
Вносимое жидким чугуном физическое и за счет содержания кремния в чугуне химическое тепло снижает на 19,0 % удельный расход электроэнергии для выплавки сталей.
Длительность плавки под током при выплавке с использованием жидкого чугуна сокращается на 12-16 мин.
В ходе эксплуатации скраповозной тележки в ЭСПЦ ОАО “Уральская Сталь” был выявлен ряд «слабых» мест, с точки зрения надежности конструкции и её элементов:
— сложность замены привода скраповоза из-за усложненной конструкции.
— съезд, износ рельс и колес скраповоза.
На данный момент остается острым вопрос по поводу модернизации и совершенствования привода скраповоза.
Предлагаемый проект привода скраповоза 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  редуктор и два  двигателя. 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 изменение механизма передвижения скраповозной тележки в сталеплавильном цехе, путём установки центрирующих роликов на один рельс. Также это позволит улучшить плавность хода, увеличить скорость скраповозной тележки.
Все это позволяет сократить габаритные размеры агрегата вследствие замены габаритного редуктора, облегчит техническое обслуживание, значительно сократить время проведения ремонтных работ, повысит экономическую эффективность. Существенно снизить износ реборд колёс и самих рельс,  улучшить плавность хода и увеличить скорость его транспортировки, тем самым обеспечит снижение простоев механизма, повышение производительности и, как следствие, снизить себестоимость готовой продукции.

Сегодня ОАО “Уральская Сталь” — это высококачественный прокат, это около ста марок углеродистой, легированной и низколегированной стали, это единственный в мире хромоникелевый  природнолегированный чугун, кокс и химическая продукция.
Имея высокие потребительские свойства, сталь с маркой ОАО “Уральская Сталь” находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства. К основным цехам ОАО “Уральская Сталь” относятся цеха коксохимического производства, а также агломерационный, доменный, электросталеплавильный цеха и цеха прокатного куста.
Коксохимическое производство комбината имеет в своем составе коксовый цех № 1 с коксовыми батареями 1, 3, 4, коксовый цех № 2 с коксовыми батареями 5 — 6, цех улавливания, углеподготовительный цех и вспомогательные подразделения. Батареи 1, 3, 4 имеют объем по 20 м3, батареи 5 — 6 по 30,3 м3, Они оборудованы установками сухого тушения кокса.
Коксохимическое производство – предназначено для производства каменноугольного кокса сухого и мокрого тушения, вырабатываемого из низкосернистых углей (0,31%) Кузнецкого, Печерского и Якутского угольных бассейнов с высоким уровнем равномерности показателей качества кокса по зольности 84,9%, серы – 100%, влаги – 87,2%, летучих веществ – 94,3% и прочности – 99,2%.
Основные технологические процессы механизированы и автоматизированы. При улавливании из коксового газа получают сульфат аммония, бензол, каменноугольную смолу и другую ценную химическую продукцию. В целях охраны природы на биохимической установке в коксохимическом производстве осуществляется очистка сточных вод от фенолов, роданидов, цианидов.
Агломерационный цех комбината состоит из четырех модернизированных агломерационных машин. В качестве сырья используется железная руда с горно-обогатительных предприятий Курской магнитной аномалии, Казахстана, Урала. Флюсующими добавками служат известняки Аккермановского месторождения, а также доломит. В качестве топлива используется кокс мелких фракций. В аглоцехе внедрена автоматическая дозировка всех компонентов шихты, освоена технология производства офлюсованного агломерата, что в значительной мере влияет на повышение производительности доменных печей и на качество чугуна.
В состав доменного цеха входят четыре доменные печи, на которых выплавляется передельный коксовый, литейный коксовый, литейный хромоникелевый и передельный хромоникелевый чугуны.
Объем печей составляют, соответственно, 1000, 1033, 1513, 2000 м3. Разливают чугун на четырех разливочных машинах. Для утилизации шлака в цехе построена шлакоперерабатывающая установка. Шлак поставляется предприятиям строительной индустрии. Железорудным сырьем для производства чугуна в основном в основном служат агломерат собственного производства, окатыши, концентраты и руда Лебединского и Качканарского горно-обогатительных комбинатов и местные хромоникелевые руды. ОАО “Уральская сталь” является единственным в мире предприятием, которое производит легированный хромоникелевый чугун, используя для этого местную природно-легированную руду.
Чугун литейный хромоникелевый отличается от обычных литейных чугунов наличием таких легирующих элементов как хром, никель, кобальт, ванадий, титан, а также ряд других редкоземельных элементов.
Электросталеплавильный цех оснащен двумя электропечами типа ДСП 100И6, емкостью 120 т, трансформатором мощностью 75 мВт. Проектная мощность цеха составляет 1 млн. т в год. Цех производит около двадцати различных марок стали. Печи оборудованы водоохлаждаемыми стеновыми панелями, водоохлаждаемым сводом с двумя сводовыми газокислородными горелками. Электропечи данной конструкции имеют устройство подачи материалов через отверстие в своде. В разливочном пролете имеется две площадки для разливки стали в изложницы и порционный вакууматор (демонтирован в 2000 году). Разливку стали производят на блюмовой четырех ручьевых машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) радиального типа с сечением заготовок 300450 мм, на слябовой МНЛЗ с сечением заготовок 190(270)1200 мм и в изложницы. Весь металл, выплавленный в цехе, подвергают внепечной обработке, включающей в себя:
–     ввод в ковш твердой шлакообразующей смеси;
–     продувку металла в ковше инертным газом через погруженную фурму в скоростном режиме.
Разливку стали на МЛНЗ производят в защитной струе инертного газа для защиты от вторичного окисления.
Разработана технология, позволяющая уменьшить в стали содержание таких вредных примесей как сера и фосфор до 0,02% и менее каждого, а также довести содержание в металле водорода и кислорода до уровня, который может быть обеспечен только вакуумной обработкой. Эта технология гарантирует получение проката с механическими свойствами, превышающими отечественные и зарубежные стандарты.
Прокатное производство имеет в своем составе обжимной, листопрокатные цеха №1, №2.
В состав обжимного цеха входят отделение нагревательных колодцев, прокатный стан 1250, скраповый пролет, адьюстаж. Прокатный стан 1250 предназначен для прокатки слитков массой 6 — 13 тонн в блюмы с сечением от 300…320300…480 мм и слябы шириной от 600 до 1150 мм, толщиной от 130 до 250 мм и длиной 6000 мм.  Обрезь конвейером передается в скраповый пролет и загружается в короба, установленные на тележках. Адьюстаж состоит из пяти пролетов в которых установлено 19 пратценкранов.
Назначение листопрокатного цеха № 1 — прокатка слябов в листы толщиной 8 — 50 мм, шириной 1500 — 2500 мм, длиной 5000 — 18000 мм из низко низколегированных и углеродистых марок сталей, а также высокопрочных сталей специального назначения. В состав цеха входят: пролет нагревательных печей, толстолистовой стан 2800, отделение термической обработки металла и листоотделки.
Нагрев слябов производится в четырех двухрядных методических печах. В состав стана 2800 входят: вертикальная реверсивная клеть 1000, горизонтальная реверсивная двухвалковая черновая клеть “ДУО” 2800, чистовая реверсивная четырех валковая клеть “КВАРТО” 2800. В термоотделении установлены четыре печи с роликовым подом для нагрева листов под закалку и отпуск и восемь колпаковых печей для отжига и замедленного охлаждения.
В листопрокатном цехе №2 установлен универсальный прокатный стан 800, который предназначен для производства полосовой стали толщиной 6…25 мм, шириной 200…600 мм и длиной 5700…12000мм. В состав цеха входят: две печи с шагающим подом, стан 800, холодильник, участок резки, клеймовки, пакетирования и упаковки. Стан 800 состоит их черновой универсальной двухвалковой клети, чистовой универсальной двухвалковой реверсивной клети, чистовой непрерывной группы клетей.
Охлаждение полос производят на двухсекционном холодильнике. С него полосы по двум отводящим рольгангам подают к правильным машинам. Далее полосы направляются к ножницам холодной резки. Клеймение полос производят пневматическими клеймителями. Пакетирование производят на штабелирующих столах с помощью электромагнитного укладчика. Для проведения термической обработки травления полосы направляют в термотравильное отделение.
Сортопрокатный цех производит квадратную заготовку сечением от 100х100 до 200х200 мм, круглый прокат диаметром от 90 до 200 мм, двутавровые балки №№ 30, 36, 40., равнобокие уголки с шириной полки от 180 до 230 мм, швеллер №40. В состав цеха входят: четыре методические нагревательные печи, участок сортового стана 950, участок пил горячей резки и клеймовочная машина, склад готовой продукции. Стан имеет в своем составе обжимную двухвалковую клеть 950 и чистовую двухвалковую клеть 850.
На складе готовой продукции имеются две трехзонные печи, в которых производится термообработка сортового проката.
Цех штампованных изделий (ЦШИ) производит заготовки для изделий глубокой вытяжки и чистой вырубки, заготовки лонжеронов рам, тележек и траков для гусеничных тракторов.
Предприятие имеет в своем составе следующие вспомогательные цеха: механические, ремонтные, копровый, огнеупорный, фасонолитейный, энергетические, транспортный, цех автоматики и контрольно-измерительной аппаратуры, цех весовых технологических систем, цех связи, проектно-конструкторский центр, цех питания и другие цеха.
Вспомогательные цеха оснащены соответствующим оборудованием и персоналом. Назначение вспомогательных цехов — обеспечение бесперебойной работы основных цехов.