Совершенствование организации производства в ферросплавном цехе ОАО КФ

     1.1 Краткая технико-экономическая  характеристика цеха

     1.1 Технологическая  схема производства  ферросилиция

     Получение ферросилиция в рудовосстановительных  дуговых электропечах ведётся непрерывным способом, при котором подготовленные и сдозированные порции шихты загружаются в печь непрерывно по мере её проплавления.

     Технологическая схема производства ферросилиция представляет собой технологические линии  с последовательными операциями:

     А - Выгрузка поступающих сырых шихтовых материалов из железнодорожного транспорта в соответствующие закрома склада шихты при плавильном цехе.

     Б   -  Подготовка шихтовых материалов к  выплавке ферросилиция (дробление, грохочение, рассев, ...), т.е., доведение гранулометрического  состава шихтовых материалов до требований технологических инструкций.

     В - Подача подготовленных шихтовых материалов из склада шихты по наклонным транспортёрным лентам в печные бункера ферросплавных печей плавильного цеха.

     Г  - Из печных бункеров ферросплавной  печи сдозированные и перемешанные порции компонентов шихты распределяются печной подвесной монорельсовой дозировочной тележкой в печные карманы печи.

     Д - Подача в плавильное пространство (колошник) печи сдозированных и  перемешанных порций компонентов шихты  завалочными машинами и (или) шихтоспускными труботечками.

     Е - Выплавка ферросилиция в электропечи  производится непрерывным процессом. Сплав из печи выпускают периодически через выпускное отверстие (лётку) в разливочный ковш, футерованный огнеупорным шамотным кирпичом.

     Ж - Ферросилиций, выпущенный из печи в разливочный ковш, с помощью электромостового крана разливается в чугунные изложницы, размещённые в разливочном (остывочном) пролёте цеха. Остывшие слитки ферросилиция извлекают из изложниц, складируют в технологическую тару (коробки) и отправляют в цех переработки и фракционирования ферросилиция.

     И  - Из цеха переработки и фракционирования ферросилиция сформированные партии товарного ферросилиция отгружают потребителю. 

     1.2 Технология выплавки  ферросилиция 

                  1.2.1 Физико-химические основы выплавки ферросилиция

     При производстве ферросилиция кремнезём, вводимый в шихту в виде кварцита (или кварца), восстанавливается  твёрдым углеродом в условиях электропечи по следующей суммарной  реакции:

     SiO2 + 2С = Si+ 2СО               (1)

     Температура начала реакции (1)   -1540 °С.

     В печи восстановление кремнезёма происходит с образованием карборунда и монооксида кремния по следующим реакциям:

     SiO2 + 3С = SiС + 2СО             (2)

     SiO2 + С   =  SiO + СО              (3)

     Температура начала реакций: (2) -1430 °С, (3) -1630 °С.

     Монооксид кремния очень летучее соединение, поэтому при производстве кремнистых сплавов наблюдается значительный улёт кремния, увеличивающийся с возрастанием содержания кремния в сплаве.

     В горячих зонах печи монооксид  кремния восстанавливается до кремния по реакциям (4) и (5):

     SiO + 2С = 51С + СО              (4)

     SiO2 + SiC = 2 Si + СО               (5)

     При температуре около 1600 °С карборунд  может разрушаться при взаимодействии с железом по реакции (6):

     SiС + Fе = Fе Si + С (гр)            (6)

     Эта реакция получает развитие, главным  образом, при производстве низкокремнистых сплавов, когда имеется значительное количество железа. 

     1.2.2 Технологический  процесс выплавки  ферросилиция 

     Выплавка  ферросилиция производится в рудовосстановительной дуговой электропечи непрерывным процессом, при постоянной загрузке шихтовых материалов и периодических выпусках сплава и шлака.

     Нормальный  технологический ход печи определяют:

     1. Качественная подготовка шихтовых  материалов.

     2. Точное дозирование компонентов шихты и их перемешивание.

     3. Правильно выбранный электрический  режим,

     4. Правильное и своевременное обслуживание  печи (обеспечение постоянного и равномерного схода шихты).

     5. Поддержка оптимальной длины  рабочих концов электродов при выплавке соответствующего сплава ферросилиция.

     6. Своевременный выпуск сплава.

     В случае выхода из печи большого количества жидко-движного шлака, необходимо после  окончания выпуска застудить  так путём выдержки его в ковше  и закладки рабочего сливного носка  заливочного ковша кусками остывшего шлака предыдущих выпусков, кроме этого, если потребуется, то произвести перелив выпущенной плавки в другой сухой ковш.  При необходимости следует осуществить повторный перелив или густить шлак (сделать менее подвижным), перемешав его с 1-2 лопатами сухого песка в районе сливного носка.

     Мастер  ГУР, плавильщик старшего разряда по ходу выпуска сплава (холодный он или  горячий, медленно сходит или бурно), шлака (жидкий он или вязкий, мало его  или много) и по характеру газов  из лёточного отверстия уточняют сведения о состоянии печи   и, в случае необходимости, принимают меры по корректировке да технологического процесса.

     В конце выпуска лёточное отверстие  очищают от металла шлака; если потребуется, то дополнительно для этого применяют  ожиг электрической дугой.

     По  окончании выпуска лёточное отверстие  закрывают косом (если требуется, то дополнительно и шариком), изготовленном из точной массы или огнеупорной глины, в смеси с коксовой мелочью.

     Конус изготавливают размерами:

     —   высота   300—400 мм,

     —   диаметр основания   80 -г 100 мм.

     Шарик изготавливают диаметром   80 -г 100 мм.

     Лётка должна быть закрыта как можно  глубже и   надёжно. Перекрывать  лётку в сводике запрещается.

     Отобранная  проба как для "горячего" экспресс-анализа  на содержание кремния в выплавленном сплаве, так и для маркировочного анализа выливается на чистую поверхность чугунной плиты (плитки), расположенной в определённом (постоянном) месте.

     Отбор пробы на исходное содержание алюминия в печи производится горновым с помощью разборного графитового тигля ("стаканчика") в середине первого выпуска сплава из печи. Отвердевшая и остывшая проба на определение исходного содержания алюминия в печи передаётся контролеру ОТК на маркировку и отправку в химлабораторию.

     Во  избежание (при транспортировке тележки откатки с ковшом, наполненным жидким металлом) выплесков сплава через "носки", следует выдерживать уровень недолива до верхнего края ковша не менее 200 мм.

     Во  избежание порезки (во время разливки жидкого металла в изложницы) стального кожуха ковша в районе рабочего носка и для обеспечения ровной струи, жёлоб сливного носка должен быть расчищенным от металла и шлака предыдущей плавки и иметь правильную форму. Если сливной жёлоб рабочего носка ковша перед разливкой расчистить не удаётся, то следует разливку производить через другой (резервный) носок.

     Во  время приёмки и сдачи смены, а также после очередной разливки сплава из ковша и очистки его  от шлака, горновой печи тщательно осматривает состояние кожуха, футеровки ковша и при обнаружении неисправностей, разрушении футеровки ставит в известность мастера ГУР.

     Мастер  ГУР принимает решение о возможности  дальнейшей эксплуатации разливочного ковша.

     В случае резкого снижения стойкости  футеровки ковша (появлении локальных  перегревов стального кожуха) необходимо:

     —   перед выпуском сплава из печи, для  снижения его температуры, дать в ковш 1 -г 1,5 слитка предыдущей плавки или дать (учитывая "горячий" анализ по кремнию) некондиционные куски сплава;

     —   выпуск сплава из печи производить  в два ковша, чередуя их использование;

     —   в крайнем случае, с целью снижения температуры сплава перейти на большее количество выпусков.

     Принимать жидкий сплав из печи в недостаточно просушенный разливочный ковш - категорически запрещается.

     Из  разливочного ковша ферросилиций разливают с помощью электромостового крана в чугунные изложницы (поддоны).

     Для разливки сплавов ФС75, ФС65 на печи в  разливочном пролёте устанавливают  чугунные изложницы в достаточном  количестве, в зависимости от марки  выплавляемого сплава.

     Для сокращения потерь металла при разливке,   чугунные изложницы устанавливают  горизонтально, вплотную друг к другу.

     Углы  изложниц, а также разрушенные  места заправляют дроблёным порошком выплавляемого на печи сплава.

     Технологический процесс выплавки ферросилиция должен осуществляться в условиях, удовлетворяющих требованиям Правил технической безопасности в Российской Федерации и ГОСТ 12.4.026-76.

     Электробезопасность должна обеспечиваться за счёт соблюдения Правил устройства электроустановок, Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

     Во  время работы печи запрещается:

     1) Производить ремонт трубопроводов  при наличии давления в печи;

     2) Находиться или проходить под  сливным жёлобом лотка печи;

     3) Перекрывать вентили в системе водоохлаждения элементов питаания печи;

     4)Снимать  защитные кожухи с вращающихся  частей механизмов оборудования;

     5) Производить ремонтные работы  в местах и узлах, находящихся  с напряжением;

     6) Открывать дверцы щитов, шкафов, пультов;

     7) Производить какие-либо работы под гибкими кабелями;

     8) Забрасывать в печь, ковш, изложницы  влажные шихтовые или заправочные  материалы;

     9) Загромождать рабочее место материалами  и инструментами;

     10) Пребывание людей, не связанных  непосредственно с выплавкой,  разливкой и разделкой ферросилиция. 

     1.2.3 Природоохранные  мероприятия 

     С целью снижения количества вредных  выбросов из печи при производстве ферросилиция, необходимо:

     1) Обеспечить работу печей с  газоочисткой;

     2) Неукоснительно соблюдать положения  технологической инструкции по ведению технологического процесса;

     3) При введении в состав шихты  ранее не используемых компонентов  необходимо извещать об этом  персонал газоочистки.

     С целью снижения пылевыделения при  подготовке и транспортировании  шихтовых материалов необходимо обеспечить оптимальный режим дробления восстановителя, избегающий переизмельчения. 
 

     1.2.4. Описание цеха  № 1 предприятия  ОАО «Кузнецкие  ферросплавы» 

     Ферросилиций  применяют для раскисления и  легирования стали  и  в  качестве  восстановителя при производстве  некоторых ферросплавов, основным компонентом которого является кремний. Помимо кремния ферросилиций содержит   железо   и   ряд   примесей.

     В качестве базового Цеха был выбран цех №1. Цех является основным.

     Рудной  составляющей шихты являются кварциты, содержащие не менее 95 % SiO2, не более 0,02 % Р2О5, и возможно меньше шлакообразующих примесей (глинозема). Кварцит дробят до кусков размером 25-80 мм и отмывают от глины.

     Для получения заданного содержания кремния в сплаве в шихту вводят рассчитанное количество железа в виде измельченной стружки углеродистой стали; железо, кроме того, облегчает восстановление кремния.

     В   качестве   восстановителя   при   выплавке    ферросилиция применяют     металлургический     коксик     кусками     размером 10—25 мм  (отсев доменного кокса).  Иногда  для замены  части кокса применяют более дешевые материалы: полукокс — продукт  коксования углей при  700 °С  и материалы,  содержащие карборунд   SiС   (отходы   электродного   и   абразивного   производств).

     В данном цехе производство ферросилиция осуществляется на открытых ферросплавных  печах №1, №2 с установленной мощностью  печных трансформаторов по 20 000 кВА. В цехе осуществляется производство ферросилиция марок ФС75, ФС65.

     Рабочий   слой   футеровки   печи выполняют   из   углеродистых блоков.   Печь   имеет две   летки,   одну  рабочую   и другую  резервную.

     При производстве ФС75 шихтовые материалы  смешивают в примерно следующей пропорции: кварцит 300 кг.,  коксик 140-145 кг., железная стружка 30/35кг.

     Плавку  ведут непрерывным процессом. Разрез печи для выплавки ферросилиция представлен на рисунке 1.

     Рисунок 1 – Разрез печи для выплавки ферросилиция:

     1 - шамот; 2 - жидкий сплав; 3 - гарнисаж; 4 - область медленного схода шихты; 5 - электрод; 6 - область быстрого схода шихты; 7 - «тигель»; 8 - угольная футеровка.

     На  колошник печи сверху непрерывно загружают  шихту, а сплав периодически выпускают  через летку. При загрузке перемешанных шихтовых материалов в печь стремятся создать и поддерживать вокруг электродов шихту в виде возвышающихся конусов, которые затрудняют выход газов здесь и уменьшают вследствие этого потери тепла и кремния. В зоне дуг в шихте образуется (рисунок 1) полость ("тигель") с очень высокой температурой. Стенки тигля непрерывно оплавляются, кремнезем восстанавливается, кремний растворяется в жидком железе, жидкий сплав опускается на подину, а новые порции шихты - в зону реакций.

     Сплав выпускают в ковш, футерованный шамотным кирпичом или графитовой плиткой, и  затем разливают в плоские изложницы или в чушки на разливочной машине конвейерного типа.

     Из  разливочного ковша ферросилиций разливают  с помощью электромостового крана  в чугунные изложницы.

     Применяют изложницы двух типов:

     —  неразборные чугунные изложницы  для разливки высокопроцентного ферросилиция (ФС75, ФС70, ФС65);

     — разборные чугунные изложницы (рис. 13) для разливки низкопроцентного ферросилиция (ФС45, ФС25).

     В цехе № 1 применяются неразборные  чугунные изложницы для разливки ферросилиция, представленные на рисунке 5. 

     Рисунок 2 - Чугунная неразборная изложница для разливки высококремнистых марок ферросилиция, применяемая на ОАО «Кузнецкие ферросплавы» 

     В разливочном пролёте устанавливают 15 штук чугунных изложниц. На каждой печи в разливочном пролёте установлено  два  ряда изложниц.

     Установка   изложниц   производится   строго   горизонтально, вплотную друг к другу  с целью обеспечения их равномерного заполнения и снижения разбрызгивания сплава при переездах электромостового крана от одной изложницы к другой.

     Высота  изложниц над уровнем пола как правило, составляет 1000 - 1100 мм по верхнему обрезу изложницы должна, что обеспечивает доступ обслуживающему персоналу к верхней поверхности изложницы.

     Углы  изложниц, а также разрушенные  места заправляют дроблёным порошком выплавляемого сплава.

     На  середину чугунной изложницы во избежание   "приварки" слитка к изложнице  на место падения струи кладётся кусок слитка сплава от предыдущих плавок размером, примерно, 300 * 300 мм.

     Остывшие, примерно, до 500/800 °С слитки сплава вручную подрывают с поверхности изложниц и с помощью навесных клещей электромостовым краном извлекают и укладывают в металлические короба, в которых слитки вручную дробят до кусков размером, не превышающим в наибольшем измерении 315мм.

      В таблице 1 представлены основные технико-экономические характеристики печи в ферросплавном цехе № 1 ОАО «КФ».

     Основные  показатели работы основного ферросплавного цеха №1 за 2006 год представлены ниже в таблицах 2 – 3.

Таблица 1 - Основные технико-экономические характеристики ферросплавной печи

      Далее приведем основные технические характеристики АКП №1,2 в таблице 2.

Таблица 2 - Основные технические характеристики АКП  №1,2

     Приведем  основные технико-экономические показатели за 2006г в таблице 3

Таблица 3 – Объем  производства ферросплавного цеха №1 за 2006г.

       Из  таблицы 3 видно, что фактическая  выплавка ферросилиция за 12 месяцев  возросла на 4 % преимущественно за счет увеличения выплавки ферросилиция в  печи №2.

       В таблице 4 приведем выплавку ферриосилиция  по маркам в ферросплавном цехе №1 за 2006 год.

Таблица 4 – Выплавка ферросилиция по маркам в ферросплавном цехе №1 за 2006г.

       Из  таблицы 4 видно, что наибольшую долю в выплавке занимает ферросилиций 75 - 99%. Это связано с тем, что на данный вид продукции спрос со стороны потребителей значительно выше.

       В таблице 5 представим численность трудящихся по категориям.

Таблица 5 – Численность трудящихся по категориям в цехе №1  за 2006 г.

       Как видно из таблицы 5 фактическая численность трудящихся по сравнению с плановой за 12 месяцев сократилась на 5 человек. Причем сокращение пришлось на рабочих завода. Причинами могли послужить увольнения рабочих по собственному желанию, за нарушение дисциплины и т.д.

       Далее в таблице 6 приведем производительность труда в ферросплавном цехе №1 за 2006г. 

Таблица 6 – Производительность труда в  ферросплавном цехе №1 за 2006г