Технология автоматизация литейных процессов - Металлургия - Скачать бесплатно
центрального водяного
отопления, достоинствами которой являются ее гигиеничность, надежность в
эксплуатации и возможность регулирования температуры в широких пределах.
В помещениях ВЦ предусматривается естественное и искусственное
освещение в соответствие со СНиП 23-05-95. Естественное освещение в ВЦ
применяют одностороннее боковое с кео = 1%, светопроемы ориентированы
преимущественно на север и северо-восток. Рабочие места операторов,
работающих с дисплеями, располагают на удалении от окон 1.2 м и таким
образом, чтобы окна находились слева. Искусственное освещение в помещениях
осуществляется системой общего равномерного освещения. В случаях
преимущественной работы с документами допускается применение системы
комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно
устанавливаются светильники местного освещения для освещения зоны
расположения документов). Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми
световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от
рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами. В
качестве источников света при искусственном освещении должны применяться
преимущественно люминесцентные лампы ЛБ-80. В светильниках местного
освещения допускается применение ламп накаливания.
В виду использования вычислительной техники предусматривается защита
от шума. При выполнении основной работы на персональном компьютере уровень
шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБА. На рабочих местах в
помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (АЦПУ,
принтеры и т.п.) уровень шума не должен превышать 75 дБА (СанПиН 2.2.2.542-
96). Снизить уровень шума в помещениях ВЦ можно использованием
звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения
в области частот 63-8000 Гц для отделки помещений. Дополнительным
звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани.
При эксплуатации любого из элементов ЭВМ возможно возникновение
статического электричества. Методами защиты от него являются нейтрализация
заряда статического электричества, увлажнение воздуха и применение
антистатического покрытия в качестве покрытия технологических полов.
По НПБ 105-95 помещения ВЦ по взрывопожарной и пожарной опасности
относятся к категории В и имеют степень огнестойкости II, учитывая высокую
стоимость электронного оборудования ВЦ. Для тушения пожаров в помещениях ВЦ
используются углекислотные огнетушители ОУ-2 и ОУ-5, достоинствами которых
являются диэлектрические свойства углекислоты и сохранность электронного
оборудования.
Сгораемыми материалами в ВЦ являются перфокарты, перфоленты, изоляция
силовых и сигнальных кабелей, провода электронной схемы. источниками
воспламенения могут быть тепловые проявления электрической энергии при
коротких замыканиях, перегрузке. Источники зажигания могут возникнуть при
неполадках в работе электронных схем, кабельных линий и устройствах,
применяемых для технического обслуживания элементов ЭВМ.
Для обнаружения пожаров в их начальной стадии и оповещения службы
пожарной охраны используется система автоматической пожарной сигнализации.
Размещение помещений в ВЦ осуществляется по принципу однородности
видов выполняемых работ. В целях оптимизации условий труда работников ВЦ
видеотерминалы устанавливаются в помещениях, изолированных от помещений с
гибкими дисками и печатающими устройствами (СанПиН 2.2.2.542-96).
Для внутренней отделки интерьера помещений с компьютерами должны
использоваться диффузно-отражающие материалы. Поверхность пола должна быть
ровной, без выбоин, нескользкой.
Расстояние между рабочими столами с видеомониторами должно быть не
менее 2.0 м, а между боковыми поверхностями видеомониторов – не менее 1.2 м
(СанПиН 2.2.2.542-96).
При организации рабочего места пользователя следует обеспечить
соответствие конструкции всех элементов рабочего места и их взаимного
расположения эргономическим требованиям с учетом характера выполняемой
пользователем деятельности, комплексности технических средств, форм
организации труда и основного рабочего положения пользователя.
С вводом в действие автоматизированной системы управления процессами
раскисления и легирования стали требуются дополнительные затраты на
обучение персонала, обслуживающего ВЦ.
5.1.2 Анализ условий труда в ККЦ-1
Вследствие многих технологических операций конвертерного производства
создаются неблагоприятные условия труда для обслуживающего персонала. При
проведении кислородно-конвертерного процесса имеют место следующие вредные
производственные факторы:
* движущиеся машины и механизмы, незащищенные подвижные элементы
производственного оборудования;
* повышенный уровень шума на рабочем месте;
* тепловыделения от технологического оборудования и расплавленных
металла и шлака;
* повышенная яркость расплавленных металла и шлака;
* опасность получения ожогов при работе с жидким металлом и шлаком;
* газы, образующиеся при продувке конвертера, работе газовых горелок
в котлах-утилизаторах и при сушке футеровки отремонтированных
конвертеров и сталеразливочных ковшей;
* опасность травмирования от движущихся сталевоза и шлаковоза;
* пыль, образующиеся при транспортировке сыпучих материалов, продувке
конвертера, сливе чугуна из ковша в конвертер, выпуске стали и
шлака из конвертера.
Источниками тепловых выделений являются кожух и раскаленная горловина
конвертера, отходящие газы, расплавленный чугун, жидкие сталь и шлак. В
разливочном пролете большое количество тепла и нагретых газов выделяет
расплавленный металл, подаваемый в изложницы. Интенсивность излучения на
этих участках составляет 350-10500 Вт/м2. Особенно большому тепловому
излечению подвергаются конвертерщики при взятии пробы, измерении
температуры, осмотре и ремонте горловины конвертера. Температура воздуха
при проведении отдельных операций на расстоянии 2-3 м от источника
теплоизлучения очень высока, особенно в летнее время (достигает 45-50(С).
При продувке конвертеров, сушке отремонтированных конвертеров и
сталеразливочных ковшей в воздух выделяются токсичные газы. На рабочей
площадке у конвертеров, на площадке над работающим конвертером в зоне котла-
утилизатора, при выпуске стали и шлака, выбивании продуктов сгорания в
зазор между горловиной конвертера и кессоном, выбросах металла и шлака
выделяются оксид углерода и сернистый газ.
Конвертер служит наиболее значительным источником пылевыделений. Пыль,
выделяющаяся из конвертера, имеет плотность 4.3 г/см3; ее количество и
химический состав измеряются в широких пределах и зависят от многих
факторов: от состава чугуна и присадок, объема конвертера, высоты фурмы над
уровнем металла, от расхода и давления кислорода. Среднее количество пыли,
содержащейся в конвертерных газах, составляет 25-30 кг/т.
Пыль выделяется также при перегрузке шихтовых материалов, кладке
конвертеров и сталеразливочных ковшей, при ломке футеровки конвертеров и
ковшей и их ремонте. В миксерных отделениях пыль и газы выделяются в период
заполнения миксеров и сливе из них чугуна. На 1 т пропущенного через миксер
чугуна через аэрационные фонари выделяется около 60 г пыли и 370 г окиси
углерода.
Вблизи конвертера возможно травмирование выплесками и выбросами
расплавленного металла и шлака. Существует возможность выброса металла при
транспортировке ковша с металлом на установку доводки металла (УДМ), при
транспортировке сталевозом с УДМ на разливку краном.
Источниками шума в цехе являются работающий конвертер, технологическое
оборудование (мостовые краны, насосы, автопогрузчики и т.д.), сопла фурмы,
из которых истекает кислород со скоростью звука.
Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности
и скорости движения воздуха для рабочей зоны производственных помещений
устанавливаются с учетом избытков явного тепла, тяжести выполняемой работы
и сезонов года в соответствие с СанПиН 2.2.4.548-96.
5.1.3 Мероприятия по безопасности труда
По условиям труда конвертерный цех является сложным производственным
подразделением.
Для оповещения о нарушениях технологического режима предусмотрена
сигнализация с блокировкой, срабатывающая при следующих аварийных
ситуациях:
* предельном снижении давления кислорода и воды, охлаждающей фурму;
* повышенном перепаде температуры воды на охлаждение фурмы;
* неисправности дымососов и т.д.
При любом из перечисленных отклонений загорается сигнальная лампа,
включается звуковая сигнализация, автоматически включается подъем фурмы и
подача кислорода прекращается.
Проемы рабочей площадки вокруг конвертера и привод поворота имеют
ограждения.
У конвертера со стороны повалки находится экран, выполненный в виде
металлического каркаса с односторонней обшивкой. Он служит для защиты
обслуживающего персонала от выплесков металла и шлака из горловины и
сильного теплового излучения при взятии пробы и замере температуре.
Все электроустановки заземлены или занулены в соответствие с ПУЭ 2001.
Измерение сопротивления заземления и проверка состояний наружной части
заземляющей или зануляющей проводки производится ежегодно в периоды
наименьшей проводимости почвы: один год летом при наибольшем просыхании, а
другой год зимой при наибольшем промерзании почвы.
Для улавливания вредных примесей в атмосферу из конвертера во время
повалки и слива металла вокруг конвертера выполнен защитный кожух, который
соединен с системой очистки конвертерных газов.
Для защиты рабочих от шума все встроенные помещения звукоизолированы,
для этого стены и потолки облицованы звукопоглощающими материалами, окна
выполнены с двойным остекленением и упругими прокладками по контуру.
Допустимый уровень шума в соответствие с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 составляет
80 дБА.
Для предотвращения попадания людей в опасные зоны и под движущееся
оборудование в цехе предусмотрены безопасные маршруты передвижения рабочих
по цеху.
5.1.4 Мероприятия по производственной санитарии
Конвертерные цеха относятся к горячим цехам металлургического
производства с тяжелыми условиями труда и наличием вредных выделений. В
летнее время в непосредственной близости от агрегата (1-1.5 м) температура
воздуха на 10-15(С выше наружной. Здание конвертерного цеха расположено
так, что обеспечиваются наиболее благоприятные условия для естественного
освещения и проветривания. Продольная ось фонаря составляет с направлением
господствующего ветра угол 60-90(, что необходимо для нормальной работы
фонаря. Вентиляция цеха осуществляется путем устройства в стенах здания и
фонарях крыши отверстий, которые открываются или закрываются соответственно
изменениям температуры наружного воздуха, скорости и направления движения
ветра. Аэрация обеспечивает прохождение большого количества воздуха и
поддержание микроклимата и осуществляется с помощью двух рядов вытяжных
шахт, примыкающих к ограждениям конвертерного пролета.
Механическая вентиляция осуществляется на участке тракта подачи
сыпучих материалов аспирационными системами. В помещении поста управления
конвертерами вентиляция запроектирована от двух центральных камер с
адиабатическим охлаждением.
Для освещения производственных помещений наиболее рационально
применять комбинированную систему освещения. Автоматическое регулирование
освещенности можно осуществить с помощью фотореле или путем блокировки с
приводом конвертера или миксера. В качестве дополнительного местного
освещения можно использовать прожекторы. Наряду с этим для уменьшения
слепящего действия расплавленного металла следует предусматривать окраску
технологического оборудования и производственных помещений в светлые тона.
Для отдыха в рабочее время в цехе оборудуются специальные помещения
для отдыха, в которых температура, влажность и скорость движения воздуха
регулируется кондиционером. Помещение для отдыха оборудуют умывальниками с
подводкой холодной и горячей воды, устройствами питьевого водоснабжения и
электрическими кипятильниками.
В состав санитарно-бытовых помещений входят гардеробные для хранения
домашней и рабочей одежды, душевые и умывальные. Санитарно-бытовые
помещения обычно находятся вблизи конвертерного цеха в отдельном трех- или
четырехэтажном здании, которое соединяется с цехом теплым коридором.
Для организации питьевого режима в цехе предусмотрены сатураторные и
фонтанчики с пресной водой с температурой 8-20(С. Расстояние от рабочих
мест до места питьевого водоснабжения не должно превышать 75 м, что
соответствует требованиям СНиП 2.09.04-00.
В системе мер, обеспечивающих благоприятные условия труда, большое
место отводится вопросам цветового оформления помещений. Наиболее холодными
и успокаивающими тонами являются голубовато-зеленоватые тона.
5.1.5 Пожарная безопасность
Согласно НПБ 105-95, по взрыво- и пожароопасности кислородно-
конвертерное производство, связанное с выделением тепла, искр и пламени в
процессе обработка негорючих материалов в расплавленном состоянии,
относится к категории Г. В соответствие со СНиП 21.01-97 здание цеха
выполнено из строительных конструкций I и II степени огнестойкости.
Взрывы и выбросы жидкого металла в ККЦ-1 могут происходить в
результате загрузки в конвертер влажного металлолома или вместе с ним
закрытых металлических сосудов с горючими жидкостями, маслами и водой, при
вводе в жидкий металл влажных раскислителей и легирующих материалов.
Существует также опасность прогара футеровки сталеплавильных агрегатов.
К средствам и способам пожаротушения относятся использование
углекислоты, технологического пара, химической и воздушно-механической
пены, а также воды. К месту пожара прокладывают пожарные рукава. В
производственных помещениях оборудованы противопожарные уголки, снабженные
ящиками с песком, емкостями с водой и пожаро-инвентарным щитом. Средствами
пожаротушения в ККЦ-1 являются:
* станция водяного пожаротушения;
* станция пенного пожаротушения;
* станция газового пожаротушения.
В залах ЭВМ и помещениях архива, не имеющих оконных проемов в наружных
стенах для дымоудаления, устанавливаются дымовые вытяжные шахты с ручным и
автоматическим открыванием в случае пожара.
Прокладка кабелей через перекрытия, стены и перегородки осуществляется
в отрезках несгораемых труб с соответствующей их герметизацией
несгораемыми материалами.
Установки газового автоматического пожаротушения предусмотрены в залах
для ЭВМ, помещениях для архивов магнитных и бумажных носителей, подпольных
пространствах залов ЭВМ, внешних запоминающих устройств и т.д. Включение
установок автоматического пожаротушения осуществляется автоматически от
извещателей, реагирующих на появление дыма и повышение температуры.
Стальные несущие и ограждающие конструкции помещений ЭВМ защищают
огнезащитными материалами или красками с пределом огнестойкости не менее
0.5 ч. В помещениях подготовки данных, сервисной аппаратуры и архивов
магнитных носителей устанавливают быстродействующие огнезадерживающие
устройства (заслонки, клапаны).
При тушении пожаров необходимо принимать меры для предупреждения
распространения пожара.
5.2 Охрана окружающей среды
ЗСМК, выделяющий в окружающую среду вредные вещества, расположен от
города на расстоянии около 20 км. Между комбинатом и городом нет ни одного
промышленного предприятия, чтобы выбросы комбината складывались с выбросами
других предприятий при направлении ветра в город. Значительная концентрация
источников выделения вредных веществ на комбинате приводит к сильному
загрязнению в радиусе 30-50 км от их источника. По СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-
00 ККЦ-1 относится к цехам класса I с санитарно-защитной зоной в 1000 м.
Состав газа, выделяющегося из горловины, обычно изменяется в следующих
пределах: 83-89% CO, 9-11% CO2, 1.5-5% N2, до 3% O2 и сернистый газ.
Отходящие газы содержат до 250 г/м3 пыли. По санитарным нормам допустимое
содержание пыли в газах, выбрасываемых в атмосферу, не должно превышать 100
мг/м3, при этом среднесуточная концентрация пыли в приземном слое должна
быть (0.15 мг/м3, поэтому все кислородные конвертеры оборудуются системами
отвода и очистки отходящих газов (степень очистки должна быть 99.9%).
Неорганизованный выброс пыли и газов, поступающих в атмосферу при
повалке конвертеров, заливке чугуна и сливе металла, оказывает существенное
влияние на санитарное состояние воздушного бассейна.
Вокруг конвертера в ККЦ-1 сооружен защитный кожух с отсосом дыма и
выбросов в газоотводящий тракт конвертера. Для предотвращения загрязнения
водного бассейна сточными водами конвертерный цех оборудован оборотным
циклом водоснабжения.
Вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу из труб, переносятся и
рассеиваются в них по-разному в зависимости от метеорологических условий.
Они могут осаждаться на поверхности земли, растительности и водной
поверхности, вымываться из атмосферы дождями. На процесс рассеивания
выбросов в атмосфере оказывает влияние целый ряд факторов: состояние
атмосферы, рельеф местности и характер расположения на ней предприятии,
высота трубы, скорость газов трубе, температура и плотность газов и др.
На рис.20 изображена схема газоочистных сооружений за конвертером.
[pic]
Рисунок 20 – Схема газоочистки за конвертером емкостью 160 т:
1 – конвертер; 2 – юбка котла-охладителя; 3 – котел-утилизатор; 4 –
орошаемый газоход; 5 – труба Вентури; 6 – каплеуловитель №1; 7 -
каплеуловитель №2; 8 – нагнетатель; 9 – дымовая труба.
Газоочистка имеет три ступени очистки газов от пыли и окончательного
их охлаждения пред нагнетателем. Первая ступень – котел-охладитель ОКГ-160
– служит для предварительного охлаждения газов и улавливания крупных
фракций пыли. Вторая ступень – орошаемый газоход - предназначена для
окончательного охлаждения газов. Третья ступень – прямоугольная
высоконапорная труба Вентури для тонкой очистки газов от мелкодисперсной
пыли. Улавливание капель на влаге происходит после окончательной очистки
газов с помощью каплеуловителей, после чего очищенные конвертерные газы
направляются через нагнетатель в дымовую трубу и далее в атмосферу.
Внедрение АСУ процессом раскисления легирования стали в конвертере
позволяет повысить точность расчета масс подаваемых ферросплавов и
осуществлять их автоматическое дозирование. Вследствие этого улучшается
попадание стали по химическому составу в заданные пределы и сокращается
количество дополнительных корректировок в конвертере. Это приводит к
сокращению общего времени обработки стали на установке, уменьшению вредных
выбросов в атмосферу. Кроме того, уменьшается среднее количество
ферросплавов, подаваемых на плавку, и, следовательно, количество вредных
выбросов в воздух.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В дипломном проекте проведено изучение проектируемой технологии
раскисления и легирования стали применительно к ККЦ-1 ОАО "ЗСМК".
Обоснована необходимость создания автоматизированной системы
управления процессом раскисления и легирования стали как составляющей общей
производственной автоматизированной системы управления кислородно-
конвертерного процессом.
Рассмотрены и разработаны различный виды обеспечения
автоматизированной системы управления процессом раскисления и легирования
стали. Изучен и опробован метод и алгоритм оптимизации процесса раскисления
и легирования. По результатам расчетов установлена необходимость и
целесообразность введения в ранее разработанный алгоритм процедуры
оптимизации. При испытании соответствующей процедуры получено улучшение
результатов работы алгоритма на основе использования угоревших масс
элементов.
В результате выполненной в дипломном проекте работы установлено
влияние коэффициентов критерия оптимизации на качественные и экономические
характеристики производства стали, построены последовательности
фактических, расчетных и оптимизированных масс ферросплавов, содержания
элементов в стали на ряде плавок, выбранных для испытания алгоритмов
раскисления и легирования стали.
Указанные методы и алгоритмы опробованы на результатах раскисления и
легирования стали и могут быть использованы в ККЦ-1 ОАО "ЗСМК". Полученные
результаты подтверждают работоспособность алгоритмов при раскислении и
легировании стали.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
1. Бигеев А.М. Металлургия стали. – М.: Металлургия, 1988. – 502 с.
2. Сталеплавильщик конвертерного производства. Кривченко Ю.С., Низяев
Г.И., Шершевер М.А. – М.: Металлургия, 1991 – 255 с.
3. Коротич В.И., Братчиков С.Г., Металлургия черных металлов. – М.:
Металлургия, 1987.
4. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. – М.:
Металлургия, 1985. – 480 с.
5. Поволоцкий Д.Я. Раскисление стали. – М.: Металлургия, 1972. – 208 с.
6. Кугунин А.А., Соловьев В.И., Кошелев А.Е. Автоматизированная система
управления раскислением и легирование стали в ковше // Черная
металлургия. Бюллетень научно-технической информации. – 1981. - №10. -
с. 58-61.
7. Доброхотов Н.М. Применение термодинамики в металлургии. – М.:
Металлургия, 1955. – 196 с.
8. Хан Б.Х. Раскисление, дегазация и легирование стали. – М.:
Металлургия, 1960. – 256 с.
9. Куликов И.С. Раскисление металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 504 с.
10. Попель С.И., Сотников А.И., Броненков В.И. Теория металлургических
процессов. – М.: Металлургия, 1986. – 464с.
11. Кудрин В.А. Металлургия стали. – М.: Металлургия, 1989. – 560 с.
12. Самарин А.Н. Физико-химические основы раскисления стали. – М.:
Металлургия, 1956. – 232 с.
13. Кошелев А.Е., Насонов Ю.В., Турчанинов Е.Б. Техническое задание на
программирование автоматизированной системы управления раскислением и
легированием стали в ККЦ-2 ЗСМС с адаптированным регулирующим
устройством. – Новокузнецк, 1982. – 48 с.
14. Туркенич Д.И., Литвиненко Е.Ф., Югов П.И. Использование
термодинамической модели для прогнозирования усвоения элемента
раскисления //Сталь – 1977. - №10. – с. 12-21.
15. Мочалов С.П. Методы оптимизации металлургических процессов. –
Новокузнецк, 1989.
16. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих
документов на автоматизированные системы. – М.: Издательство
стандартов, 1991. – 36 с.
17. ГОСТ 19.005-85. Схемы алгоритмов и программ. Правила выполнения. – М.:
Издательство стандартов, 1985 – 18 с. – УДК 65.011.66:002:006.354.
Группа Т58.
18. Фокс Д. Программное обеспечение и его разработка. – М.: Мир, 1985. –
378 с.
19. Шураков В.В., Алферова З.В., Лихачева Г.Н. Программное обеспечение
ЭВМ. – М.: Статистика, 1979. – 376 с.
20. Программные средства вычислительной техники: Справочник/ под ред. А.Д.
Иванникова. – М.: Издательство стандартов, 1990. – 368 с.
21. Руководство по Клипер (Clipper): Справочник/ под ред. С.В. Калунина. –
М.: Издательство стандартов, 1992. – 784 с.
22. Смирнов Н.Н. Программные средства ПЭВМ. – Л.: Машиностроение, 1990. –
358 с.
23. Юзов О.В. Анализ производственной деятельности предприятий черной
металлургии. – М.: Металлургия, 1980. – 358 с.
24. Ройтбурд Л.Н., Штец К.А. Организация и планирование предприятий черной
металлургии. – М.: Металлургия, 1967. – 516 с.
25. Охрана труда в черной металлургии. Бринза В.Н., Зиньковский М.М. – М.:
Металлургия, 1982. – 336 с.
26. Смирнов Н.В., Коган Л.М. Пожарная безопасность предприятий черной
металлургии. – М.: Металлургия, 1989. – 432 с.
27. Охрана труда и техника безопасности в сталеплавильном производстве.
Ефанов П.Д., Берг И.А. – М.: Металлургия, 1977. – 232 с.
28. Охрана труда в конвертерном производстве. Зиньковский М.М. – М.:
Металлургия, 1973. – 152 с.
29. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы: Санитарные
правила и нормы СанПиН 2.2.2.542-96. – М.: Информационно-издательский
центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996. – 64 с.
30. Охрана труда в вычислительных центрах/ Ю.Г. Сибаров, Н.Н. Сколотнев,
В.К. Васин, В.Н. Нагинаев. – М.: Машиностроение, 1990. – 192 с.
31. ГОСТ 12.0.003-74* (СТ СЭВ 790-77). ССБТ. Опасные и вредные
производственные факторы. – М.: Издательство стандартов, 1996. – 6 с.
– УДК 389.6:658.382.3:006.354. Группа Т58.
32. СНиП 2.09.04-00. Административные и бытовые здания. - М.: ЦИТП
Госстроя России, 2000.
33. СН 2.2.4/2.1.8.556-96. Производственная вибрация в помещениях жилых и
общественных зданий. – М.: Минздрав РФ, 1997.
34. Санитарные правила и нормы. Физические факторы производственной среды.
Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений:
СанПиН 2.24.548-96/ Госкомсанэпиднадзор России.
|
