Государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

Утверждаю

Директор института

Чупров В.Б.

«_»2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ

ЦЕХОВ»

Направление подготовки: 150400 Металлургия Профиль подготовки: металлургия чёрных металлов Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная г. Липецк – 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Проектирование и оборудование сталеплавильных цехов» является формирование умений и навыков, необходимых при практическом применении принципов производственной системы менеджмента качества, элементов проектов металлургических заводов, стандартных программных средств при проектировании сталеплавильных цехов, выбора и подбора основного и вспомогательного оборудования металлургических цехов.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Учебная дисциплина «Проектирование и оборудование сталеплавильных цехов» является вариативной частью профессионального цикла по выбору студентов образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 150400 «Металлургия».

Для успешного изучения дисциплины «Проектирование и оборудование сталеплавильных цехов» студенты должны освоить материал ряда дисциплин предшествующего периода обучения: «Теория и технология производства стали 1», «Теория и технология производства стали 2», «Детали машин», «Компьютерная графика» и «Конструкция сталеплавильных агрегатов».

Изучение дисциплины обеспечит усвоение студентами следующих основных вопросов:

1. Принципы и порядок проектирования металлургических цехов, 2. Содержание проекта сталеплавильного цеха, 3. Устройство шихтовых отделений сталеплавильных цехов и подача жидкого чугуна в сталеплавильные цехи (основное оборудование и расчёт его потребности), 4. Конвертерные и электросталеплавильные цехи (организация основных грузопотоков, их устройство, оборудование и расчёт его потребности), 5. Устройство мартеновских цехов и пути их реконструкции, 6. Устройство и оборудование отделений сталеплавильного цеха для разливки стали в изложницы, расчёт основного оборудования, 7. Устройство отделений непрерывной разливки (выбор типа МНЛЗ, планировка, расчёт количества оборудования).

3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины «Конструкция сталеплавильных агрегатов» студент должен:

1) знать:

- проектные организации РФ;

- принципы, технологии и методики проектирования сталеплавильных цехов;

- содержание проекта сталеплавильного цеха;

- устройство шихтовых отделений сталеплавильных цехов, подачу жидкого чугуна. Оборудование отделений и расчет его количества;

- устройство мартеновских, конвертерных и электросталеплавильных цехов;

- организацию основных грузопотоков сталеплавильных цехов;

- расчёт производственной мощности сталеплавильных цехов;

- оборудование сталеплавильных цехов и расчёт его количества;

- устройство отделения сталеплавильного цеха для разливки стали в изложницы; оборудование и расчёт его количества;

- устройство отделения непрерывной разливки стали: выбор типа и числа МНЛЗ, планировки.

2) уметь:

- проектировать новые и реконструировать действующие сталеплавильные цехи;

- выполнять технико-экономическое обоснование целесообразности строительства нового или реконструкции действующего цеха;

- выполнять обоснование типа агрегата;

- выполнять расчёт производственной мощности объекта;

- выполнять разработку проектных решений по технике производства (технология выплавки и разливки стали, расчёт параметров и разработка конструкции сталеплавильных агрегатов, расчёт технологического оборудования и производственной площади цеха, описание отделений цеха, составление баланса металла по цех (заводу), автоматизация производства, механизация тяжелых и трудоёмких работ, проектные решения по защите окружающей среды).

3) владеть:

- методами технико-экономического анализа при проектировании сталеплавильных цехов;

- принципами производственной системы менеджмента качества;

- стандартными программными средствами при проектировании;

- основными элементами проектов.

Приобретаемые компетенции Бакалавр должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):

- владеть культурой мышления, обобщать и анализировать информацию, ставить цель и выбирать пути ее достижения (ОК-1);

- самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-4);

- оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ОК-13);

- использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-17).

Бакалавр должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

- уметь использовать принципы системы менеджмента качества (ПК-9);

- уметь оценивать риски и определять меры по обеспечению безопасности технологических процессов (ПК-13);

- уметь применять методы технико-экономического анализа (ПК-14);

- использовать принципы производственного менеджмента и управления персоналом (ПК-15);

- уметь выполнять элементы проектов (ПК-23);

- уметь использовать стандартные программные средства при проектировании (ПК-24);

- уметь обосновывать выбор оборудования для осуществления технологических процессов (ПК-25).

4. Структура и содержание дисциплины 4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, Курс 4.2. План лекционного курса и промежуточного контроля Электросталеплав ильные цехи.

Отделение сталеплавильного цеха для разливки изложницы.

Содержание и структура лекционного курса Тема №1. Основы проектирования сталеплавильных цехов.

1.1. Принципы и технология проектирования.

Принципы проектирования. Основные понятия. Исходные материалы проектирования. Нормы проектирования. Системы норм, правил и стандартов, регламентирующих проектирование. Методики проектирования.

Типовые проекты.

Проект цеха. Роль, цель и задачи проекта. Задачи технического, организационного, социального и экономического характера. Стадии проектирования и номенклатура проектных документов. Порядок разработки проекта. Проектные институты РФ и классификация их функций. Структура проектных организаций ММ РФ. Распределение работ и взаимодействие проектирующих организаций. Контроль качества проектных решений.

1.2. Содержание проекта сталеплавильного цеха.

Технологическая часть. Проектные решения, содержащиеся в этой части: производственная программа, выбор числа и ёмкости агрегатов, их режим работы, обоснование расхода основных сырьевых материалов, топлива, схема работы цеха, выбор оборудования и расчёт его количества.

Строительная часть. Выбор типа зданий, объёмно-планировочные решения, конструктивные решения, архитектурно-строительные решения и решения по технической эстетике.

Энергетическая часть. Энергохозяйство, теплосиловое хозяйство, газовое хозяйство, водоснабжение и канализация, отопление и вентиляция.

Транспорт, проектные решения по внутреннему и внешнему транспорту.

Организация производства, проектные решения по организационной структуре цеха, организация производственных процессов, организация труда и управления производством. Автоматизация.

Охрана труда и техника безопасности, назначение этого раздела проекта.

Анализ условий труда и потенциальных опасностей и вредностей. Проектные решения по обеспечению требуемых оптимальных и безопасных условий труда.

вспомогательных сталеплавильных цехов и решений по ослаблению влияния этих вредностей.

Защита окружающей среды. Защита воздушного и водного бассейнов.

Промышленная эстетика, организация строительства, экономическая часть, технические показатели производства.

Тема №2. Общая характеристика сталеплавильных цехов.

Соотношение способов производства стали в РФ и за рубежом, металлургические заводы РФ.

Состав цеха. Особенности генерального плана завода и место расположения цеха.

Грузопотоки и транспорт. Унификация плавильных агрегатов и особенности их расположения.

Внепечная обработка жидкой стали. Общие положения определения производительности цеха. Баланс металла и отходов по заводу (цеху). Расчёт необходимого количества шихтовых материалов.

2.1. Шихтовые отделения сталеплавильных цехов.

Общая характеристика отделений: приемка, разгрузка, подготовка материалов, планировка и устройство.

Шихтовые отделения для магнитных материалов, их разновидности.

Верхнее и нижнее шихтовые отделения, их общая характеристика.

Шихтовые отделения для сыпучих материалов: верхнее отделение с ямными бункерами; нижнее отделение с ямными бункерами и конвейерной выдачей материалов, с подвесными бункерами, отделение для хранения сыпучих в штабелях; разгрузочные отделения или узлы. Общая характеристика отделений.

Основное оборудование: краны шихтовых отделений, ленточные конвейеры, их характеристика.

Расчёт основного оборудования (число магнитных и грейферных кранов, расчёт ленточного конвейера, размеров ямных бункеров и штабелей).

2.2. Подача жидкого чугуна в сталеплавильные цехи.

Применение стационарных миксеров: их назначение, вместимость, устройство. Миксерные отделения с верхним и нижним расположением миксеров, их планировки; основное оборудование.

Применение ковшей миксерного типа: их вместимость, устройство;

разновидности планировок отделений перелива чугуна и их устройство.

Выбор рациональной схемы подачи чугуна, достоинства и недостатки различных схем подачи чугуна.

Расчёт потребности в основном оборудовании: вместимость и число миксеров, число заливочных кранов, чугуновозных ковшей, железнодорожных путей в переливном отделении, чугуновозов с заливочным ковшом.

Тема №3. Мартеновские цехи.

Расчёт производительности цеха, схематический план мартеновского цеха, основные грузопотоки.

Главное здание цеха: его планировка, устройство, организация основных работ: подача и заливка чугуна, подача ферросплавов, уборка шлака.

Основное оборудование: напольные завалочные машины, заливочные краны, мульды, их устройство и характеристика.

Очистка дымовых газов.

Расчёт части оборудования печного пролета: заливочных кранов, завалочных машин, двухванных агрегатов, кислородных конвертеров с донной и верхней продувкой.

Тема №4. Конвертерные цехи.

Развитие конвертерного производства в РФ. Генплан конвертерного цеха при разливке стали на МНЛЗ и в изложницы. Главные грузопотоки, общие требования к ним.

4.1. Расчёт производственной мощности цехов.

Производительность кислородного конвертера, цикл плавки, выход годного, фактическое время работы конвертера.

Выбор числа и вместимости конвертеров, схемы работы цеха и основных параметров технологии.

4.2. Схема работ и планировки цеха.

Классическая схема организации работ, карусельная, маятниковая и со съёмными конвертерами, их достоинства и недостатки.

4.3. Устройство некоторых конвертерных цехов.

Цеха с 100-130 т конвертерами, цех Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК), цех с 350-т конвертерами Западно-Сибирского металлургического комбината (ЗСМК), конвертерные цеха металлургического комбината «Азовсталь», Череповецкого и Кузнецкого металлургических комбинатов. планировки цехов, оборудование, грузопотоки. Краткая характеристика планировки некоторых зарубежных цехов.

4.4. Организация основных работ и оборудование.

Подача скрапа к конвертерам: способы доставки лома, их достоинства и недостатки. Загрузка лома: одно- или двухсторонняя загрузка, способы загрузки, оборудование.

Подача и заливка чугуна, доставка чугуна из доменного цеха (миксерные отделения, использование ковшей миксерного типа).

Системы подачи и загрузки в конвертер сыпучих материалов.

Организация подачи и хранения сыпучих материалов в приемных бункерах.

Подача материалов в расходные бункера, оборудование и его характеристика. Система загрузки материалов в конвертер в цехах со 100- т конвертерами, 300-350 т конвертер (НЛМК, «Азовсталь»).

Подача ферросплавов в сталеразливочный ковш. Способы доставки и хранения ферросплавов. Подготовка ферросплавов. Системы подачи и загрузки ферросплавов в ковш. Оборудование и его характеристика.

Выпуск и подача стали на разливку. Уборка шлака (способы уборки шлака, шлаковозы, шлаковые отделения).

Подготовка и ремонт ковшей, оборудование, организация работ.

4.5. Особенности устройства главного здания.

Объёмно-планировочные решения при разливке стали на МНЛЗ и в изложницы, компановка пролетов, их основные габариты.

4.6. Рациональные решения для проектируемых цехов: количество конвертеров, подача чугуна и лома, объёмно-планировочное решение, уборка шлака, подача сыпучих и ферросплавов.

4.7. Расчёт потребности в оборудовании.

Расчёт числа заливочных кранов, мостовых кранов и полупортальных машин для загрузки лома, совков для лома, скраповозов, кранов в ковшевом пролете, шлаковых чаш, кранов в шлаковом пролете.

Тема №5. Электросталеплавильные цехи.

Общая характеристика электросталеплавильных цехов. Выбор емкости и числа установленных в цехе печей.

Описание некоторых ЭСПЦ, их планировки. Организация основных работ при разливке стали в изложницы и на МНЛЗ.

Доставка и разгрузка лома, металлизованных окатышей, основное оборудование.

Системы доставки и загрузки сыпучих материалов и ферросплавов, основное оборудование.

Подача шлакообразующих материалов, выпуск стали и уборка шлака.

Работы в распределительном пролете, очистка газов. Устройство главных зданий ЭСПЦ при разливке стали в изложницы и на МНЛЗ. Рациональные решения для проектируемых цехов. Расчет потребности в основном оборудовании.

Тема №6. Отделение сталеплавильного цеха для разливки стали в изложницы.

Общая характеристика отделений. Устройство и оборудование разливочного пролета, организация основных работ.

Отделение раздевания слитков, участок охлаждения изложниц, подготовки составов, основное оборудование, организация работ.

Расчет основного оборудования.

Тема №7. Отделение непрерывной разливки (ОНРС).

Общая характеристика ОНРС. Выбор типа и числа МНЛЗ.

Расположение МНЛЗ в цехе. ОНРС с блочным и линейным расположением машин. Выбор планировки ОНРС.

4.3. План практических занятий Выдача курсового проекта по индивидуальным Расчет производственной мощности конвертерного оборудования сталеплавильного цеха Изучение проектов сталеплавильных цехов по проектной документации сталеразливочных ковшей. Расчет основного и вспомогательного оборудования Доставка и заливка чугуна. Расчет основного и вспомогательного оборудования. Доставка и вспомогательного оборудования.

индивидуальным вариантам 4.4. Индивидуальная работа Включает в себя консультации по выполнению практических заданий и подготовке к практическим занятиям. Консультации по выполнению курсового проекта на тему: «Проект кислородно-конвертерного цеха заданной производительности».

Курсовой проект должен содержать: расчет производственной мощности сталеплавильного цеха, выбор типа сталеплавильного агрегата, сортамента стали, расчет расхода раскислителей и определение выхода годного, расчет расходных коэффициентов и баланса металла по цеху, расчет основного и вспомогательного оборудования цеха (отделения), описание отделений цеха.

В графической части проекта выполняются чертежи плана цеха (отделения) и основных грузопотоков цеха.

4.5. Промежуточный контроль Промежуточный контроль успеваемости контингента студентов осуществляется посредством аттестации (аттестация, в соответствии с Положением о балльно-рейтинговой системе) на основании проведения тестирования по соответствующим темам лекционного (теоретического) курса дисциплины, осуществляемых во время проведения коллоквиумов на практических занятиях:

1) тест №1 – тема №1 «Основы проектирования сталеплавильных цехов»

и тема №2 «Общая характеристика сталеплавильных цехов»;

2) тест №2 – тема №3 «Мартеновские цехи»;

3) тест №3 – тема №4 «Конвертерные цехи»;

4) тест №4 – тема №5 «Электросталеплавильные цехи»;

5) тест №5 – тема №6 «Отделение сталеплавильного цеха для разливки стали в изложницы» и тема №7 «Отделение непрерывной разливки (ОНРС)».

4.6. Самостоятельная работа студентов Самостоятельная работа студентов (СРС) включает:

- изучение и конспектирование литературы в соответствии с программой курса;

- подготовку к практическим занятиям в соответствии с программой курса;

- выполнение курсового проекта на тему: «Проект кислородноконвертерного цеха заданной производительности» по индивидуальному варианту;

- работу с Internet -источниками;

- подготовку к текущему контролю, проводимому в течение семестра;

- подготовку к экзамену.

Все формы самостоятельной работы студентов обеспечиваются наличием вычислительной техники компьютерного класса кафедры «Металлургия» с Internet-подключением и лицензионным программным обеспечением, а также учебно-методической и справочной литературой по изучаемой дисциплине. Для обеспечения выполнения студентами самостоятельного изучения теоретических вопросов предложена рекомендуемая литература и перечень источников в сети Internet.

При изучении дисциплины используются активные методы привлечения студентов к самостоятельной творческой деятельности. Элементы творчества являются обязательными при выполнении практических работ и при работе на лекциях. При подготовке к практическим работам и лекциям студенты используют справочную и периодическую литературу по соответствующей тематике раздела дисциплины.

5. Образовательные технологии Лекционные занятия проводятся в аудиториях, оборудованных компьютерами, электронными проекторами. Основная часть лекционного материала оформлена в виде презентаций с использованием стандартной программы PowerPoint, входящий в пакет MsOffice. Около 50% времени практических занятий проводятся с применением информационнокоммуникационных технологий, направленных на формирование и развитие презентационных, коммуникационных, аналитических и экспертных навыков. Занятия лекционного типа для групп студентов составляют не более 50% от аудиторных занятий.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов Текущий контроль проводится на практических занятиях с целью определения качества усвоения лекционного материала и части дисциплины, предназначенной для самостоятельного изучения. Наиболее эффективным является его проведение по окончании изучения очередной учебной темы с использованием фонда тестовых заданий для текущего контроля.

Пример тестового задания №1 для текущего контроля знаний 1.Цех Западно-Сибирского металлургического комбината (ЗСМК) имеет… 3 конвертора по 160 т 2 конвертора по 270 т 2 конвертора по 350 т 4 конвертора по 100 т 2. Главное здание конверторного цеха Череповецкого металлургического комбината состоит из какого количества пролетов?

четырех Семестровый контроль по итогам освоения дисциплины – экзамен (по билетам).

Пример основных вопросов и задач к экзамену в билетах:

1. Особенности устройства главного здания конверторного цеха.

2. Доставка и заливка чугуна.

3. Расскажите по работе схемы системы загрузки сыпучих материалов в конвертор и ферросплавов в ковш комбината «Азовсталь»?

4. Передача стали на разливку.

1. Перечислите стандартный ряд конверторов.

2. Рациональные решения для проектируемых цехов?

3. Особенности цехов с конверторами донного дутья.

электросталеплавильных проектируемых цехах?

Распределение баллов текущего контроля по видам учебных работ представлено в таблице:

Выполнение курсового проекта по индивидуальному Допуском к экзамену служит успешная работа студента в семестре ( и более баллов), а именно, выполнение всех заданий на практических работах и защита курсовой работы, выполненной по индивидуальному варианту.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение данной дисциплины (модуля) а) основная литература:

1. Якушев А.М. Основы проектирования и оборудование сталеплавильных и доменных цехов / А.М. Якушев - М: Металлургия, 1992 – 422 с.

2. Якушев А.М. Проектирование сталеплавильных и доменных цехов/ А.М.Якушев – М: Металлургия, 1984 – 216 с.

3. Григорьев В.П. Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства / В.П. Григорьев, Ю.М. Нечкин, А.В.Егоров, Л.Н. Никольский – М: МИСиС, 1995 – 512 с.

б) дополнительная литература:

1. Явойский В.И. Металлургия стали/ В.И. Явойский, Ю.В. Кряковский, В.П. Григорьев, Ю.М. Нечкин, В.Ф.Кравченко, Д.И. Бородин. М:

Металлургия, 1983 – 584 с.

2. Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов Т.2.

Машины и агрегаты сталеплавильных цехов/ А.И.Целиков, П.И.Полухин, В.М.Гребеник и др. М: Металлургия, 1988 – 432 с.

3. Л.А.Чернов. Сталеплавильное оборудование. Сборник задач/ Л.А.Чернов, Л.А.Демьянец, Д.А.Сторожик и др. Под редакцией В.М.Гребеника – Киев – Донецк: Вища школа, 1982 – 160 с.

4. Завражин В.Д. Методические указания по проектированию конвертеров и цехов в курсовых и дипломных проектах для студентов специальности 110100 «Металлургия чёрных металлов»/ В.Д.Завражин – Липецк, ЛипПИ, 1983 – 30 с.

5. Завражин В.Д. Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальности 110100 «Металлургия чёрных металлов», специализация «Металлургия стали» - Липецк, ЛипПИ, 1988 – 25с.

6. Гребеник В.М. Механическое оборудование электросталеплавильных цехов / В.М. Гребеник, А.И. Сапко, Л.А. Демьянец и др. – Киев. Высшая школа, 1980г. – 256с.

7. Кружков В.А. Металлургические подъемно-транспортные машины / В.А. Кружков - М: Металлургия. 1989 г. – 464 с.

8. Соколов Г.А. Производство стали /Г.А. Соколов – М: Металлургия 1982 – 496с.

9. Колпаков С.В. Технология производства стали в современных конвертерах / С.В. Колпаков, Р.В. Старов, В.В. Смоткий, Л.И. Лебедев, В.В.

Рябов – М: Машиностроение, 1991 – 464 с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

- комплекты рабочих чертежей по конвертерным, мартеновским и электросталеплавильным цехам, выполненные в виде презентации;

- комплект чертежей планировок главных зданий и вспомагательных отделений конвертерных, мартеновских и электросталеплавильных цехов, выполненные в виде презентации;

- кинофильмы;

- различные Интернет-ресурсы.

8. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) Для реализации образовательного процесса по дисциплине используются мультимедийные лекционные аудитории. Лекционные занятия проводятся с использованием мультимедийных средств, в том числе, комплектов слайдов в формате презентации темы дисциплины.

Кафедра располагает компьютерным классом с современным программным обеспечением, локальной вычислительной сетью и доступом в Internet для работы с Web-ресурсами по изучаемой дисциплине. Научнотехническая библиотека ЛГГУ располагает обширным фондом научнотехнической литературы по данной дисциплине.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению бакалавриата «Металлургия» и профилю подготовки «Металлургия чёрных металлов».

Автор: доц., к.т.н. Роготовский А.Н._ Программа одобрена на заседании кафедры металлургии «_»_2011 г., протокол №_ Председатель ОПН (ОПС): к.т.н. Чупров В.Б. «»2011 г.