Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1 Автоматизация газосмесительной станции ЛПЦ....doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
01.11.2018
Размер:
375.81 Кб
Скачать

Дипломная работа

по теме

«Автоматическое управление соотношением компонентов защитного газа газосмесительной станции в условии

ЛПЦ-8 ОАО ММК»

Выполнил:

Проверил:

Введение

Основной задачей ОАО «ММК» является повышение конкурентоспособности своей продукции на рынке металлопроката. Решением этой задачи является снижение затрат на производство, улучшение качества выпускаемой продукции и освоение новых видов продукции.

Качество холоднокатаного листа в большей степени зависит от его термической обработки. Термическая обработка зависит не только от температурного режима, но и от состава и качества защитной атмосферы.

Защитные атмосферы широко применяются на ОАО «ММК» для обеспечения безокислительной обработки металла в колпаковых печах. Качество защитной атмосферы часто является определяющим фактором получении продукции без брака и в значительной степени влияет на производительность агрегатов.

Внедрение газоанализатора ДИСК-ТК в технологический режим газосмесительной станции позволит значительно улучшить качество регулирования соотношения защитной атмосферы. Это новшество позволяет снизить количество брака при обработки металла в колпаковых печах и в значительной степени влияет на производительность агрегатов. Система автоматического регулирования осуществляется на базе комплекса технических средств Ремиконт Р-130 с коррекцией по газовому анализу.

1 Автоматизация газосмесительной станции ЛПЦ-8 ОАО «ММК»

    1. Технологические особенности термической обработки проката

Для всей продукции цехов холодной прокатки обязательной является термическая обработка после прокатки, которая в большинстве случаев состоит в светлом низкотемпературном рекристаллизационном отжиге. Изменяя режимы прокатки (степень обжатия) и степень рекристаллизации при отжиге, у холоднокатаных листов можно изменять прочностные и пластические свойства в весьма широком диапазоне.

Низкотемпературный рекристаллизационный отжиг холоднокатаной ленты толщиной менее 1 мм из малоуглеродистой стали можно проводить в колпаковых печах.

При рекристаллизационном отжиге листов и рулонов холоднокатаной малоуглеродистой стали в колпаковой печи конечные температуры всех точек отжигаемой садки должны лежать в интервале температур рекристаллизации примерно от 580-590 оС до точки Ас1с1=830 оС). При этом чем ближе температура металла к точке Ас1, тем полнее проходит рекристаллизация и тем лучше пластические свойства будут у отожженного металла. Однако повышение температуры выше точки Ас1 приводит к чрезмерному росту зерна, обезуглероживанию и ухудшению прочностных свойств металла. Кроме того, из-за крупнозернистой структуры ухудшается качество поверхности готовых листов и изделий из них.

Понижение температуры нагрева металла приводит к получению более мелкозернистой структуры, увеличению его твердости и к снижению пластических свойств. Чрезмерное снижение температур (до или ниже нижнего предела рекристаллизации), может привести к тому, что структура отожженного металла будет характеризоваться остаточными явлениями наклепа, низкой пластичностью и низкими механическими свойствами.

Качество холоднокатаного листа в значительной мере зависит не только от температурного режима, но и от состава защитного газа и режима питания печи этим газом.

Отжиг холоднокатаной ленты из малоуглеродистой и низкоуглеродистой стали проводят в атмосфере азотного защитного газа, а термическую обработку ленты из легированных и специальных сталей – в атмосфере водородного защитного газа.

После установки муфеля на стенд начинают продувать его защитным газом. Чтобы вытеснить из под него воздух. Продувка должна быть закончена до того, как максимальная температура в садке достигнет 450-500 оС. Защитный газ подают под муфель в течении всего цикла отжига, вплоть до снятия муфеля.

Определяя режим термической обработки рулонов холоднокатаной ленты следует иметь в виду, что для получении поверхностного наклепа, обеспечивающего хорошую штамповку, в качестве завершающей операции процесса часто проводят дрессировку.

1.2 Технология приготовления защитных атмосфер на газосмесительных станциях

В качестве защитных атмосфер при светлом отжиге холоднокатаных листов малоуглеродистой стали применяют нейтральные газы, основным компонентом которых является азот.

Защитный Nx-газ является продуктом неполного (с коэффициентом избытка воздуха равным ноль целых девять десятых) сжигания природного газа, бутана, коксового газа и смеси коксового и доменного газов с последующим удалением СО2 и глубокой осушки до точки росы минус 40 - 50 оС. Теоретический состав Nx-газа при изготовлении его из природного газа 1,5% СО, 1,7% Н2, остальное N2; из смешанного коксодоменного газа 0,5% СО2, 2-4% СО, 3-4% Н2, остальное N2.

Газ такого состава надежно предохраняет металл от окисления и обезуглероживания, но при увеличении содержания СО в газе свыше 4% происходит значительное выделение сажи, что приводит к браку металла. В этом случае для устранения сажевыделения следует повысить содержание СО2 в газе до соотношения СО/СО2 = 2.

На некоторых заводах применяют Dx-газ, который получают из тех же исходных газов при неполном их сжигании с коэффициентом избытка воздуха равным от ноль целых шести десятых до ноль целых шестидесяти пяти десятых. Состав Dx-газа: 9,5% СО2; 11-12% СО; 5-6,5% Н2, остальное N2. Однако эта атмосфера пригодна только для светлого отжига спокойной и кипящей стали с содержанием углерода не более 0,25%. При отжиге высокоуглеродистых сталей в атмосфере Dx-газа возможно обезуглероживание.

В последнее время все более широкое применение находит азотный защитный газ, получаемый из технического азота – побочного продукта кислородных станций металлургических заводов. Кислород, содержащийся в техническом азоте дожигают при помощи аммиака и получают нейтральный газ следующего состава: 4-5% Н2, остальное N2. Такой газ наиболее целесообразно применять при отжиге жести, так как в этом случае исключена опасность сажеобразования [1].

Наряду с перечисленными атмосферами часто используют эндотермический газ с регулируемым углеродистым потенциалом. Получаемым при сжигании газов с высокой температурой сгорания (природный газ, бутан и др.) с большим недостатком воздуха в присутствии специальных катализаторов, обеспечивающих протекание эндотермических реакций. Изменяя соотношение газ-воздух, можно регулировать и контролировать точку росы и состав эндотермического газа и тем самым управлять процессом науглероживания стали или получать нейтральную атмосферу.

При светлой термической обработке высоколегированных сталей, например нержавеющих, применяют восстановительную сухую (точка росы минус 50 оС) водородную атмосферу, получаемую методом диссоциации аммиака, с составом

25% N2, 75% Н2. Используя специальные установки дожигания, содержание N2 и Н2 можно регулировать в широком диапазоне [2].

Влажную водородную атмосферу (с добавками водяных паров в водородный газ) используют, при обезуглероживающем отжиге трансформаторной стали.

В колпаковых печах ЛПЦ-8 ОАО «ММК» при термической обработке используют азотно-водородную защитную атмосферу. На газосмесительной станции производят атмосферу следующего состава: 7% Н2 и 93% N2.

Защитная азотоводородная атмосфера для термических печей отжига ЛПЦ-8 ОАО «ММК» состоит из 7% водорода, не более 0,003% кислорода, остальное азот и по­лучается путём раздельного производства азота и водорода высокой чистоты и последующего смешивания их в требуемом соотношении.

Приготовление защитной атмосферы путем автоматического смешивания исходных компонен­тов производится на газосмесительной станции.

Азот для приготовления защитной атмосферы вырабатывается на воздухоразделительных уста­новках КАР-30 на кислородной станции №5 кислородно-компрессорного цеха №2.

Азотопроводы с указанных установок закольцованы в единый коллектор, пи­тающий азотом газосмесительную станцию.

Водород на газосмесительную станцию подается с водородной станции. Газосмесительная станция расположена на одной территории с водородной станцией и включает в себя помещение КИП и А и открытую площадку на отметке плюс три.

На открытой площадке размещен комплекс трубопроводов азота, водорода и готовой защитной атмосферы, оснащенный запорной арматурой, продувочными и сбросными све­чами, регуляторами давления с пневматическим управлением. Все регуляторы давления имеют исполнение «нормально закрыт».

На трубопроводах водорода и азота установлены сужающие устройства для определения расходов газов, поступающих на смешивание.

В помещении КИП и А газосмесительной станции расположены приборы автоматического контроля и регулирования параметров технологического процесса получения защитной атмосферы и транс­портирования ее в термический участок ЛПЦ-8 ОАО «ММК».

Технический азот газосмесительная станция получает с кислородной станции №5 КЦ УГЭ, где азот производят путем глубокого охлаждения воздуха, чистота азота при этом составляет 99,99 – 99,999%. За счет глубокого охлаждения воздуха азот имеет точку росы минус 70 оС. Давление азота на подходе к газосмесительной станции равно 2,8 кПа.

Водород получают с водородной станции ЛПЦ-8 ОАО «ММК». Водород на водородной станции производят путем гидролиза воды. Методом дополнительной осушки водорода доводят его до точки росы минус 50 оС. Давление водорода на подходе составляет 5,6 кПа.

Получение водорода производится методом электролитического разложения воды в электролизере.

При прохождении электрического тока через раствор электролита на элек­тродах электролизера происходит разряд ионов и протекают связанные с этим химические реакции.

Образующиеся при электролизе воды, газы раздельно поднимаются в верх­нюю часть ячейки и через штуцеры в раме вместе с электролитом отводятся в со­ответствующие газовые каналы в электролизере, где происходит первоначальное разделение газожидкостной эмульсии.

Основная масса электролита отдельно охлаждается в средней камере, и после очистки в фильтре смешивается с конденсатом и распределяется по всей длине электролизера.

Газы выходят из электролизера и поступают в коллекторы водорода и кисло­рода. Для поддержания равенства давлений в водородной и кислородной сторо­нах электролизера, на коллекторах установлены регулирующие гидрозатворы.

Электролитический водород по коллектору через гидрозатвор и сепаратор направляется на всас компрессора и затем поступает на очистку и осушку.

Между гидрозатвором и сепаратором в технологическую схему включен газ­гольдер водорода, работающий в режиме «на тупик».

Сжатый водород после компрессора проходит холодильник, сепаратор и на­правляется в один из контактных аппаратов для очистки от кислорода. Очистка водорода производится методом гидрирования на никель-хромовом катализаторе. Очищенный от кислорода водород из контактного аппарата поступает в хо­лодильник, сепаратор и направляется сверху вниз в один из алюмогелевых осушителей, работающих в режиме осушки [3].

После осушки готовый водород выдается на смешение с азотом на газосмесительную станцию и после поступает потребителю в термическое отделение колпаковых печей ЛПЦ-8 ОАО «ММК».

Добавление водорода обеспечивает гидрирование кислорода, но главным фактором добавления водорода в защитную атмосферу является увеличение теплопроводности газа, что позволяет значительно сократить среднюю продолжительность нагрева и увеличению производительности агрегатов.

Структурная схема производства, смешивания и потребления водорода в ЛПЦ-8 ОАО «ММК» показана на чертеже З.220301.28.ДП.07.С1.01.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.