1) равномерное выделение в воронках вокруг электродов невысокого и неяркого пламени;

2) равномерный сход шихты вокруг каждого электрода;

3) рыхлая шихта в воронках свободно «прошивается» в любой точке;

4) устойчивая и глубокая (3,0-3,7 м ниже обреза щек) посадка электродов в шихте (при выплавке ФС 45 составляет не менее 1500 мм) при полной и одинаковой электрической нагрузке по фазам при одинаковых фазовых напряжениях;

5) равномерный выход жидкоподвижного шлака при каждом выпуске;

6) появление небольшого язычка пламени в конце выпуска из леточного отверстия.

Вокруг электродов выходит 10-15% колошникового газа с температурой ~ 650 ºС. Давление под сводом печи должно составлять9,8 Па, а разность давлений в  трех точках под сводом должна быть не более 5 Па; разрежение под сводом не допускается. Температура газа под сводом должна быть 500-600 ºС и не выше 700 ºС, а в газоходе – не более 200 ºС. Разрежение в начале наклонного газохода должно составлять  50-200 Па, перед скруббером 200-400 Па, после трубы Вентури – не менее 16000 Па. Содержание водорода в газе ≤ 5%, кислорода ≤ 1% ; постоянное количество отходящих газов.

Процесс плавки в печи происходит, главным образом, у электродов в тиглях.

В верхней части тигля холодная шихта образует своеобразный свод. Стенки и свод тигля непрерывно оплавляются и замещаются новыми порциями поступающей сверху шихты. Таким образом, тигель нельзя рассматривать как застывший сосуд под электродом. Это скорее зона высоких температур, образовавшаяся у конца электрода. При горячем ходе печи нижние части тиглей соединяются, образуя общий тигель. Нижняя часть тигля представляет собой газовую полость. Расстояние между торцом электрода и поверхностью расплава («дном» тигля) составляет 200-400 мм. Шихта, расположенная у стен печи, прогревается настолько слабо, что в этих местах плавления не происходит и шихтовые материалы спекаются в плотный монолит (гарнисаж). Быстрое проплавление шихты возле электрода способствует поддержанию рыхлого столба материалов вокруг него. Поскольку реакции восстановления происходят, главным образом, вокруг электрода, газы, образующиеся внизу возле дуг, нагретые до высокой температуры и, проходя через вышележащие слои шихты, нагревают их. Прохождение горячего газа через более холодную шихту вызывает конденсацию паров кремния. Для равномерного распределения по колошнику выходящих из печи газов, предотвращения спекания колошника и образования «свищей» при выплавке ферросилиция необходимо вращать ванну печи. Наилучшие результаты дает вращение ванны с частотой 1 оборот за 50-70 ч. В этом случае улучшается сход шихты, главным образом, с набегающей стороны электрода, куда и заваливают основную часть шихтовых материалов.

Завалку шихты необходимо проводить непрерывно или небольшими порциями по мере оседания шихты на отдельных участках. В первую очередь шихту заваливают в наиболее горячие участки колошника вокруг электродов. Загрузка лишней шихты недопустима, т.к. увеличение столба материалов вызывает смещение плавильной зоны вверх и нарушение теплового режима в зоне реакции. Недостаточное количество шихты в печи приводит к увеличению потерь тепла с уходящими газами и потерь кремния в улет.

Загрузка шихты в печь производится в воронки вокруг электродов через труботечки на печах с частичным (80-90 %) улавливанием отходящих газов.

При ведении технологического процесса могут наблюдаться отклонения от нормального хода печи:

1. Недостаток восстановителя ведет к неустойчивой посадке электродов и колебаниям нагрузки, за электродами тянутся длинные кварцевые нити, тигли сужаются, происходит сильное спекание шихты, на колошнике наблюдаются частые «свищи», летка сильно «газит», из летки выходит густой шлак (или, при длительной работе с недостатком восстановителя, выход шлака прекращается), рабочие концы электродов сильно утоньшаются и быстро укорачиваются. Температура в печи на глубине 500-600 мм от поверхности колошника при выплавке ФС 45 повышается до 1800-2000ºС, что приводит к усиленному испарению и потерям в улет не только монооксида кремния, но и восстановленного кремния. Работу с недостатком восстановителя называют закварцеванием печи. В случае длительной работы печи с недостатком восстановителя наблюдается расстройство работы летки – летка закрывается с трудом или вообще не закрывается, наблюдается просачивание металла в любом месте арочки и даже прорыв футеровки печи сплавом. Для исправления хода печи следует добавить восстановитель в шихту, давать коксик в виде добавок, усилить обслуживание колошника. Если эти меры не дают положительного результата, то следует несколько проплавить тигель электрода над леткой и при выключенной печи дать в тигель 150-500 кг коксика.

2. Избыток восстановителя, при котором посадка электрода становится высокой, из-под самих электродов бьют «свищи», тигли сужаются, слышна работа дуг (характерный гул), шихта круто обваливается у электродов, из печи прекращается выход шлака, выход сплава уменьшается и его температура снижается. Длительная работа с избытком восстановителя в шихте приводит к замораживанию колошника печи и зарастанию печи шлаком при резком снижении производительности. Для исправления хода печи необходимо уменьшить количество восстановителя в печи, дать в печь несколько калош шихты с резко пониженным количеством восстановителя («тяжелые» калоши) или некоторое количество чистого кварцита и улучшить обслуживание печи.

3. Работа на коротких электродах как по внешним признакам, так и по результатам подобна работе с избытком восстановителя.

4. Работа с чрезмерно длинными электродами при высокой их посадке вызывает увеличение потерь электроэнергии в самих электродах, а при глубокой посадке электродов часто приводит к тому, что электроды «садятся» в шлак, теряется дуговой режим работы печи, печь «не принимает шихту». При скоплении в печи шлака и его нерегулярном выходе в печь даются добавки извести.

При неравномерном выходе металла и отсутствии выхода шлака необходимо:

·       проверить точность дозирования шихтовых материалов;

·       дать дополнительные порции коксика и откорректировать навеску восстановителя;

·       обеспечить устойчивую глубокую посадку электродов.

5. Зависание шихты в воронках характеризуется повышением температуры газа под сводом на данном участке колошника и воды в воронках, а также слабым выделением газа на участке, где зависла шихта. Это может привести к раскрытию колошника, чрезмерному нагреву свода и воронок, забиванию подсводового пространства и прогару воронок, свода и т.д. Для исправления хода печей необходимо прошить шихту в воронках, чтобы обвалить ее в местах подвисания и давать в воронки небольшими порциями кокс.

6. При недостатке восстановителя повышаются запыленность газов под сводом (содержание осадка в воде после газоочистки > см3/л) и температура газа под сводом. При длительной работе с недостатком восстановителя забивается устье газохода, возрастает давление газа под сводом, что в дальнейшем приводит к забиванию подсводового пространства. Для снижения давления под сводом необходимо прочистить устье газохода и подсводовое пространство. Для исправления положения необходимо увеличить навеску восстановителя.

7. Забивание пылью стакана и наклонного газохода вызвано недостатком восстановителя в печи и подсосом воздуха в подсводовое пространство, или засорением отверстий в форсунках, или понижением давления воды, орошающей наклонный газоход. При забивании газохода увеличивается перепад давления в газоходе ( >2000 Па ). В этом случае необходимо прочистить стакан и наклонный газоход и проверить исправность форсунок.

8. Увеличение содержания водорода в подсводовом пространстве свидетельствует о повышении влажности шихты или о наличии течи воды из воронок или секций свода, причем в случае течи воды содержание водорода в газе повышается (≥13% в чистом газе). В этом случае необходимо отключить печь и устранить течь.

Система газоотвода и газоочистки (для открытых печей – сухие газоочистки, для закрытых – мокрые) состоит из двух параллельных ниток, работающих попеременно. Газ их стакана на своде поступает в наклонный орошаемый водой газоход и в скруббер, где  происходит предварительная очистка его от пыли. Затем газ направляется в трубу Вентури (тонкая очистка газа). В каплеотделителе от него отделяется влага. Чистый газ поступает потребителю. Необходимое разрежение в системе создается турбогазодувкой. Шлам, выделяющийся в системе, идет в шламонакопитель. Давление под сводом составляет 2,0-5,0 Па, а температура газа 500-600ºС. Газ закрытой печи содержит 0,01-0,1 кг/м3 пыли. После очистки количество пыли в нем уменьшается до 0,01-0,03 г/м3.

При возрастании разряжения необходимо:

·       проверить разрежение во всех точках газового тракта;

·       произвести при необходимости чистку подсводового пространства наклонного газохода.

Чистка подсводового пространства производится на отключенной печи через взрывные клапаны и крышку запасного стакана. Одновременно чистится наклонный газоход.

Таким образом, для нормального технологического процесса в закрытой печи особое значение имеет устойчивая работа системы отбора и очистки газа, которая должна обеспечить удаление газа и пыли из подсводового пространства печи и устройств газоотвода и предупредить их забивание.

Ферросилиций выпускают из печи периодически по мере его накопления.

ФС 45 выпускают в ковш, футерированный шамотным кирпичом или графитовой плиткой, а затем разливают в слитки, в чугунные изложницы или в чушки на разливочной машине конвейерного типа.

При увеличении температуры сплава, о чем свидетельствует размывание гарнисажа ковшей, в целях предупреждения их прогара принимаются следующие меры:

·       удлиняются электроды;

·       под выпуск устанавливаются ковши с гарнисажами;

·       производится непрерывный выпуск сплава [1-4, 6, 12-14].

2.7  Технология разливки

Выпуск ферросилиция из печи производится периодически по мере его накопления. Слишком частые выпуски сплава приводят к большим потерям тепла и понижению температуры в районе выпускного отверстия, что затрудняет выход сплава и шлака, а также к увеличению потерь сплава при выпуске и разливке его. При слишком редких выпусках замедляется процесс восстановления кремнезема, уменьшается глубина посадки электродов в шихте и увеличиваются потери кремния в улет.

При выплавке ФС 45 производят 6-8 выпусков в смену через равные промежутки времени. Вскрытие летки производится простреливанием ее из специального ружья, прожигом электрической дугой или кислородом, пробиванием железным прутом или при помощи бура.

Продолжительность операции выпуска составляет 15-25 мин. Летка должна быть открыта широко и периодически прошуровываться железным прутом для того, чтобы обеспечить полный выход шлака из печи.

Для обеспечения нормального выхода металла и шлака необходимо:

·       поддерживать летку все время в нормальном рабочем состоянии, т.е. диаметр не должен превышать 120 мм;

·       в случае увеличения диаметра летки более 120 мм ее необходимо забить электродной массой, после этого через 2-3 выпуска летку довести до нормального диаметра. Забивка летки электродной массой производится по указанию старшего плавильщика;

·       летка должна быть не ошлакована. При ошлаковании летки перед ее заделкой очко летки разжигается графитовой свечой. Заделка зашлакованной летки не допускается;

·       своевременно устанавливать сводик из электродной массы. Установка сводика производится через 8-12 дней, толщина сводика должна быть не более250 мм;

·       перед установкой сводика летка должна быть обязательно забита массой и очищена от шлака. Остатки старого сводика также выбиваются.

Во время выпуска берут пробу металла для анализа, подставляя под струю графитовый стаканчик. По окончании выпуска очко летки закрывают возможно глубже конической пробкой из смеси глины, мягкой консистенции. В глину добавляется 20-30% мелкой электродной массы.

Нормально работающая летка должна закрываться 2-3 конусами, так чтобы наружная часть канала летки была свободной на 100-150 мм. Мелко закрытая летка вызывает разогрев гарнисажа передней стенки печи, что приводит к нарушению нормальной работы летки разъеданию футеровки печи в районе летки. Ферросилиций выпускают в ковш, футерованный шамотным кирпичом или графитовой плиткой, и затем разливают в слитки, в чугунные изложницы или в чушки на разливочной машине конвейерного типа. Ковш, установленный на стенде, наклоняется с помощью гидравлического устройства и через промежуточный желоб выдает металл на горизонтальную разливочную машину конвейерного типа. Изложницы разливочной машины обрызгивают известковым молоком. Максимальная производительность такой машины обеспечивается при толщине слитка 70-80 мм и составляет для ФС 45 ~ 80 т/сут. Температура сплава перед разливкой должна составлять ~ 1400 ºС. Потери при разливке на машине составляют 3%.

Слитки (чушки) сплава передают в остывочное отделение, где после остывания и проверки химического состава их, при необходимости, дробят и сплав упаковывают в деревянную или металлическую тару. Разливка слитков должна быть механизирована. Цехи должны быть оборудованы установками для дробления и грохочения сплава, чтобы обеспечить выполнение заказов на ферросилиций в куске заданных размеров и массы.

ФС 45 изготовляют в дробленном виде в кусках массой не более 25 кг, а также в чушках массой не более 45 кг.

Качество выпускаемого из печи сплава контролируют по содержанию кремния. По результатам экспресс-анализа производят корректировку навески железной стружки в калоше.

Запорожский ферросплавный завод для снижения содержания алюминия с 1,2 до 0,8 % продувает сплав в ковше воздухом, а на поверхности металла заводит окислительный шлак из песка, железной руды, известняка и шпата. Пии этом методе наряду с содержанием алюминия уменьшается содержание кремния (на 1-2 %) [2-4, 6, 12, 13].

4 Экономика и организация производства

Основой производственной деятельности ферросплавного завода ("ЗЗФ") является техпромфинплан предприятия, представляющий собой комплексный текущий (годовой) план производственной технологической и финансовой деятельности, а также социального развития коллектива предприятия, конкретизирующий показатели пятилетнего плана и предусматривающий выполнение государственных плановых заданий с наибольшей эффективностью.

Общие особенности техпромфинплана состоят в том, что он основывается на прогрессивных технико-экономических нормах и нормативах использования сырья, материалов, основных производственных фондов, трудовых и денежных ресурсов. Техпромфинплан предусматривает внедрение достижений научно-технического прогресса в производство ферросплавов (в том числе и для ФС 45), мобилизацию всех имеющихся резервов, осуществление режимов экономии минерально-сырьевых и энергетических ресурсов, использование хозрасчета, создание и внедрение малоотходной технологии, повышение фондоотдачи в целях максимального увеличения производительности электропечи, улучшения технико-экономических показателей, повышения качества ферросплавов и решения природоохранных задач электроферросплавной промышленности.

Вся деятельность ферросплавного завода ("ЗЗФ") происходит в условиях хозяйственного расчета. Сущность хозрасчета состоит в том, что завод в денежной форме соизмеряет затраты и результаты своей хозяйственной деятельности, покрывает свои расходы денежными доходами от реализации продукции и обеспечивает рентабельность производства.

Хозрасчет основан на использовании товарно-денежных отношений, в частности, таких категорий, как цена, прибыль и себестоимость продукции.

Цена – денежное выражение стоимости товара (ферросплава). Существуют оптовые и розничные цены. Оптовые цены на ферросплавы составляются и утверждаются на базовые тонны, представляющие собой натуральную массу сплава, приведенную к базе, т.е. установленный для той или иной марки ферросплава среднего процентного содержания ведущего элемента. Так, для ферросилиция марки ФС 45 с пределами по концентрации кремния 41-47 % базовым содержанием кремния принято 45%.

Себестоимость ферросплавной продукции - это часть общественных издержек производства, т.е. часть стоимости, отражающая затраты предприятия на изготовление и реализацию продукции.

Себестоимость включает экономические элементы затрат, которые отражают стоимость израсходованных средств производства и необходимого продукта, идущего на оплату труда. Элементы затрат включают стоимость сырья, вспомогательных материалов, топлива, электроэнергии, заработную плату, отчисления на социальное страхование.

Все расходы предприятия, связанные с получением ферросплава (ФС 45), в совокупности образуют цеховую и заводскую себестоимость продукции. Добавление внепроизводственных расходов к заводской себестоимости образует полную себестоимость.

Составляют плановую и отчетную (фактическую) себестоимость ферросплава (ФС 45) по итога относимые на м производственной деятельности завода ("ЗЗФ") за месяц, квартал, год. При составлении плановой и отчетной калькуляций, в том числе на небольшие партии новых видов ферросплавной продукции, производят калькуляцию, т.е. исчисление себестоимости ферросплава (ФС 45).

Калькуляция – это один из основных показателей плана и отчета по себестоимости, характеризующей затраты завода в денежной форме на производство и реализацию 1т ферросплава в натуральном и базовом исчислении.

Порядок составления калькуляции себестоимости.

Калькуляция себестоимости состоит из таблицы затрат, которые исчисляются по следующим статьям:

I Сырые и основные материалы.

Все затраты завода, связанные с приобретением сырья и основных материалов, доставкой и выгрузкой на складах предприятия, исчисляются по ценам франко - вагон отправления.

II       Отходы производства.

К отходам относят скрап ферросплава, образующийся при разливке, дроблении, а также нестандартный металл, не принятый ОТК как годный из-за несоответствия требованиям ГОСТ. Исчисление затрат производится по твердым ценам.

III      Брак.

В калькуляции брак не планируется, т.к. технология ферросплава должна обеспечить выход только товарной продукции, отвечающей требованиям стандартов. Однако в реальных условиях ферросплавного производства по причинам изменения качества сырья (например, содержание фосфора, серы, ведущего элемента), отклонения параметров технологии от заданных и других получается продукция, которая называется браком и обычно возвращается в производство в качестве компонента шихты.

IV      Расходы по переделу, относимые на данный ферросплав (т.е. на ФС 45).

Это затраты на переработку сырья и основных материалов. Выделяют расходы, непосредственно относящиеся к получению сплава, и расходы общецеховые. В расходы по переделу, относимые по прямому назначению, включают электроэнергию технологическую, электродную массу, основную заработную плату рабочих, занятых выплавкой, расход технологического инструмента и приспособлений целевого назначения.

V       Расходы по переделу, общие для всех сплавов, общезаводские расходы.

К ним относят общецеховые энергетические затраты, заработную плату (кроме учитываемой по статье IV), отчисления на социальное страхование, расходы на текущие ремонты и содержание основных средств и прочие расходы по цеху.

Структура себестоимости ферросплавов, получаемых углеродо-, силико- и алюминотермическими способами, имеет существенные различия вследствие различных оптовых цен на рудноминеральное сырье, удельного расхода сырья, восстановителя, электроэнергии, а также расходов по переделу.

Для себестоимости ФС 45, полученного углеродотермическим способом, доля расходов на сырьевые материалы составляет 22%, восстановитель (кокс) – 17,8%, электроэнергию – 39,5%, а расходов по переделу – 18,1%; общезаводские расходы не превышают 0,2%.

Оценка экономических показателей разработки (ФС 45) в сравнении с базовым вариантом (ФС 65)

В таблице 4.1 приводится калькуляция себестоимости 1т ФС 45 в сравнении с базовым вариантом (ФС 65).

Таблица 4.1 – Калькуляция себестоимости.

Расход сырья, материалов, электроэнергии и цены на них приняты на основе данных ОАО "ЗЗФ" [4, 8, 18].

Выводы: из таблицы калькуляции себестоимости видно, что разработанный вариант технологии производства ФС 45 экономически выгоден (экономия составляет на 1т ФС 45 203,95 грн.) по сравнению с базовым вариантом (ФС 65).

Также при разработанном варианте снижается расход электроэнергии на 74,75 грн./т ФС 45. Снижается расход материалов на 116 грн./т за счет усовершенствования технологии производства ферросилиция марки ФС 45 по сравнению с базовым вариантом (ФС 65).

Расход материалов при базовом варианте (ФС 65) равен 497 грн./т , а при разработанном – 381 грн./т , следовательно, разработанная технология экономически целесообразна.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5