Технологическое задание на проектирование

Для разработки обоснований инвестиций, проекта и проектной документации на строительство предприятий, зданий, сооружений (новое строительство, расширение, реконструкция, техническое перевооружение) необходима подготовка и выдача заявки и технического задания на выполнение технологических работ по созданию основного технологического документа — технологического задания на проектирование. TJ13 — это текстовый документ, в котором содержатся технические и технологические требования к исходному сырью, технологическим процессам и оборудованию, производимой продукции и состоянию поставки продукции, безопасности, экологической оценке и метрологическому обеспечению технологического процесса. Разрабатывается также текстовый документ — рекомендации по технологическому процессу (РТП), в котором в сокращенном объеме содержатся основные технические и технологические требования, также к сырью, технологическим процессам и оборудованию, продукции, поставке, безопасности, экологии, метрологии. Требования, предъявляемые к рекомендациям по технологическому процессу или технологическому заданию на проектирование, определяются текстовым документом — техническим заданием на выполнение технологических работ (ТЗТ). При выдаче заявки и технического задания на выполнение ряда взаимосвязанных технологических процессов разрабатывается комплексное технологическое задание (KTJ13).

Таким образом, рекомендации по технологическому процессу (РТП) являются основными технологическими документами для разработки обоснований инвестиций; технологическое задание на проектирование (TJ13) — для разработки ТЭО (проекта), рабочего проекта, рабочей документации на строительство предприятия, здания, сооружения. Технологическое задание на проектирование является также основанием для выполнения технического задания (исходных требований) на разработку и изготовление оборудования.

Основной технологический документ может быть разработан научноисследовательским институтом (по заявке проектной организации или заказчика, заказчиком (инвестором), проектной организацией (инжиниринговые услуги по заявке и договору с заказчиком) Основания для разработки основного технологического документа: федеральные, региональные, отраслевые программы структурной перестройки экономики; научнотехнические и другие государственные программы; схемы развития, размещения производительных сил промышленных узлов, программы и планы развития технического перевооружения отдельных предприятий, разработанные непосредственно предприятиями или проектными организациями: предложения предприятийзаказчиков (инвесторов).

Состав и содержание основного технологического документа — Рекомендаций по технологическому процессу и технологического задания на проектирование определены «Инструкцией о порядке разработки, согласования, утверждения, регистрации и использования технологического задания (TJ13)» И 141186, утвержденной Министерством черной металлургии СССР.

Разработанная технология должна обеспечивать:
— соответствующий мировым достижениям научнотехнический уровень технологического процесса;
— высокое качество продукции, ее конкурентоспособность на рынке;
— рациональное использование ресурсов;
— оптимальный уровень трудоемкости, мате риало и энергоемкости продукции;
— соответствующие действующим нормам и правилам санитарногигиенические условия и условия безопасности труда;
— защиту окружающей среды от загрязнений;
— утилизацию отходов производства;
— высокий уровень техникоэкономических показателей производства;
— метрологическое обеспечение технологического процесса;
— данные для расчета экономических показателей процесса (расходные коэффициенты, расходы материалов и энергоресурсов и другие параметры, характеризующие технологический процесс).

Технологическое задание на проектирование является также основанием для выполнения технического задания (исходных требований) на разработку и изготовление оборудования.

Техническое задание на выполнение технологических работ (TJ13) содержит: основание для разработки; полное наименование технологии; вид продукции (марочный, сортаментный, размерный); объем выпускаемой продукции с указанием групп по марочному, профильному и размерному признакам; технические требования к готовой продукции и состояние поставки; характеристики исходных материалов, способы их производства или подготовки; намечаемые проектные решения и техническую характеристику объекта; перечень необходимых для проектирования технологических параметров и данных, которые должны быть отражены в рекомендуемой технологии, технических характеристик по рекомендуемому технологическому оборудованию, рекомендаций по автоматизации и механизации технологического процесса; общие требования, в частности: требования к энергоносителям, экологии, безопасности, патентоспособности, возможности лицензионного соглашения, ноухау, инжиниринг.

Учитывая требования информационного отбора, оговаривается метрологическое обеспечение технологического процесса: перечень контролируемых параметров с указанием точек замера; диапазон и периодичность измерений; технологически допустимые пределы погрешности измерений и предел запаздывания информации по каждому параметру исходных материалов, собственно процесса, конечной продукции, включая подготовительные, основные и вспомогательные операции; рекомендуемые способы (средства) измерений, включая отбор проб и их анализ.

В ТЛЗ на доменное производство указываются: требования к качеству железорудного сырья и кокса (крупность, допустимые колебания железа и примесей в железорудной части шихты), рекомендации по технологии и машинам для усреднения сырья; соотношения составляющих железорудной части шихты (агломерат, окатыши, кусковая руда); требования к качеству чугуна (содержание серы, кремния, углерода, марганца, ванадия, фосфора).

Основные показатели технологии плавки — теоретическая температура горения кокса у фурм; степень использования оксида углерода и водорода; внешние потери тепла в единицу времени; температура колошниковых газов, их состав, давление, содержание в них пыли и влаги; оптимальный состав и основность шлака; коэффициент распределения серы; выход фурменного газа в единицу времени; оптимальное число выпусков чугуна; методы интенсификации плавки (содержание в дутье кислорода, температура и влажность дутья, вдуваемый реагент). Задаются расчетное число суток работы доменных печей в году и некоторые конструктивные параметры (число леток для чугуна и шлака, число фурм; размеры профиля).

В случае переработки жидкого доменного шлака непосредственно у доменной печи определяются: удельный выход, химический состав, температура шлака, количество выпусков чугуна и шлака, продолжительность одного выпуска чугуна, шлака, среднее и максимальное количество шлака за выпуск, интенсивность поступления шлака на переработку, количество чугуна в шлаке, количество рабочих дней в году.

Состав, размещение, технологические показатели и режим работы установок придоменной переработки шлака основываются на принципиальной технологической схеме и технологических и конструктивных решениях, определяя количество установок и технологических линий; состав и производительность основного технологического оборудования; объем производства; вид, объемную массу, фракционный состав, влажность и другие физические свойства готовой продукции; способ отгрузки готовой продукции; удельные расходы энергоносителей, их параметры и режим потребления; пооперационные потери сырья, полупродуктов и готовой продукции.

В ТЛЗ конвертерного производства задают: расходы и требования к шихтовым, шлакообразующим и добавочным материалам по химсоставу, крупности, допустимым примесям; общую схему технологического процесса ведения плавки по периодам, включая шихтовку, продувку, добавки в ходе продувки, выпуск стали и шлака; график потребления кислорода на плавку и график выхода конвертерных газов; требования к кислороду (чистота, влажность, количество примесей, давление), удельный расход кислорода; требования к технологии раскисления и легирования стали, включая требования к ферросплавам и легирующим.

В ТЛЗ на внепечную обработку рекомендуется вид внепечной обработки для сталей каждой группы марок. При технологии внепечной обработки жидкой стали аргоном указываются способ продувки (через днище, посредством погружаемой фурмы); параметры продувки (расход и давление газа, интенсивность, длительность продувки), необходимость по ходу продувки контроля температуры, присадки добавок, перечень и количество присадок, продолжительность технологических операций; длительность процесса по периодам, стойкость в плавках огнеупорных фурм и пробок. При десульфурации или с другой целью продувки металла в ковше порошковыми реагентами задается технология процесса: состав и расход реагентов, физикохимические свойства реагентов, рекомендации по хранению, транспортировке, вдуванию реагентов, перечень контролируемых параметров, газноситель, его расходы и параметры, длительность процесса по операциям, прочие показатели, включая стойкость огнеупоров. При вакуумной обработке описываются процесс и его параметры, длительность по операциям.

Задаются требования к технологии разливки стали (на слитки), включая расходы и требования к применяемым материалам и энергоресурсам.

ТЛЗ на электросталеплавильное производство включает расходы и требования к шихтовым, шлакообразующим и добавочным материалам по химсоставу, крупности, допустимым примесям; общую схему технологического процесса (показатели технологии плавки одношлаковым и двушлаковым процессами с учетом особенностей для каждой группы марок стали; требования к технологии ведения плавки в электропечах по периодам, включая завалку, расплавление, раскисление, рафини ровку и выпуск стали, добавки в ходе плавки). Требования для внепечной обработки близки к требованиям ТЛЗ конвертерного производства.

ТЛЗ для непрерывной разливки стали содержит: марочный и размерный сортамент непрерывнолитых заготовок и слябов; ограничения по химсоставу готовой стали: метод внепечной обработки жидкой стали; тип и режимы работы установок внепечной обработки (вакуумирование. продувка инертными газами, обработка порошковыми реагентами, корректировка химсостава, обработка синтетическими шлаками); рекомендуемый тип УНРС, радиус изгиба для радиальных, количество ручьев, возможность разливки «плавка на плавку» с указанием плавок в серии; скорости разливки по маркам стали и сечениям, глубина жидкой фазы (с учетом резерва 10 % для слябов, 25 % для непрерывнолитых заготовок), продолжительность разливки (с учетом коэффициента 0,9); температуру жидкой стали в промежуточном ковше и его емкость; способы защиты струи жидкой стали по пути из сталеразливочного ковша в промежуточный; данные по огнеупорным изделиям, применяемым в промежуточном ковше (футеровка, сталеразливочные стаканы, стопора или шибера) и для подвода металла в кристаллизатор под уровень; температуру разогрева футеровки промежуточного ковша, сталеразливочных и погружных стаканов перед разливкой; состав и расход защитных смесей, подаваемых в кристаллизатор и промежуточный ковш, контроль качества смесей и контролируемые параметры, тип и расход смазки стенок кристаллизатора, расходы воды на кристаллизатор и вторичное охлаждение; условия вторичного охлаждения непрерывнолитого слитка, обеспечивающие заданную температуру поверхности слитка в точке разгиба или на выдаче; необходимость и режим регламентированного охлаждения (ускоренного или замедленного) заготовок и слябов после отливки на МНЛЗ в зависимости от марочного сортамента; метод и температурный режим порезки непрерывного слитка на мерные длины; методы и ориентировочный объем зачистки поверхности, температура, при которой осуществляется зачистка; расходы и требования к газам для зачистки, резки и продувки (давление, допустимое содержание пыли, влаги, примесей); количество отходов и выход годного; дополнительные требования к конструкции оборудования МНЛЗ, обеспечивающие получение литой продукции высокого качества (необходимость электромагнитного перемешивания жидкой сердцевины, продольный раскрой, наличие перегородки в кристаллизаторе для получения узких слябов и сортовой заготовки из сталеплавильных агрегатов большой единичной емкости).

ТЛЗ на производство сортового и толстолистового проката содержит: характеристику исходного металла и его рекомендуемые размеры, включая качество поверхности, отклонения по сечению и длине, ромбичность сечения, допустимую кривизну, сортамент готовой продукции (профили и их размеры, длина прутков или полос и листов, вес пачек, размеры и вес бунтов, сортамент марок стали, механические свойства при температурах прокатки, при правке проката, при резке проката) и программу производства (разбивка по группам марок стали и профилеразмерам с указанием количества проката в прутках, полосах и бунтах и термообработки), требования по качеству проката (отклонения по размерам сечения и по длине прутка или листа, планшетность листа; допустимая кривизна и серповидность прутка, полосы, листа; качество поверхности проката, качество места реза; маркировка, упаковка).

Технологический процесс представим полной технологической схемой производства, технологией нагрева металла и требованиями к топливным газам (давление, удельный расход); собственно технологией прокатки (схемой прокатки основных профилей по группам марок стали, температурными режимами, ограничениями по скорости, охлаждением в процессе прокатки, способами и расположением устройств для удаления окалины с заготовок, способами и месторасположением устройств для резки металла. Решаются также технология охлаждения металла после прокатки в потоке стана, технология поточной и вне поточной отделки и доотделки, технология травления (режимы травления, нейтрализации, промывки и сушки; характеристика растворов; допустимые потери основного металла), технология зачистки дефектов и других отделочных операций, технология складирования. Для каждой группы марок задаются, температура, скорость, длительность нагрева, выдержки и охлаждения; состав и характеристика защитной газовой среды, параметры защитных газов, удельный расход, режимы потребления, давление, требуемый аварийный запас; характеристика закалочных сред, другие данные по технологии термообработки.

В ТЛЗ горячей прокатки полос формулируются технические требования к исходной заготовке, включающие: марочный сортамент сталей с учетом вида исходной заготовки (катаная или литая), сортамент готовой продукции по размерам (толщина, ширина), предельные значения требуемых механических свойств, объем производства разных видов продукции (подката, продукции из углеродистых, качественных, конструкционных и обыкновенного качества сталей, из низколегированных сталей, продукции для производства труб и др.).

Технология производства горячекатаной продукции включает: режимы нагрева слябов; режимы прокатки в черновой группе, включая непрерывную подгруппу с указанием обжатий, температур, скоростей и ускорений; температурные режимы и толщину подката между черновой и чистовой группами; режимы прокатки в чистовой группе с указанием обжатий, температурного режима, интенсивности и мест межклетевого охлаждения, темпов ускорений; максимально допустимое время прокатки полос в чистовой группе; температурные режимы конца прокатки, охлаждения и смотки в связи с сортаментом полос, марками стали, скоростями прокатки и ускорениями; режимы ускоренного охлаждения рулонов с целью их транспортировки в положение «ось смотки горизонтально» без деформирования; монтажные партии прокатки полос между перевалками с учетом прокатки в монтаже только предельно широких полос; прокатки тончайших полос, прокатки полос специальных сталей; допустимые пределы по толщине при производстве полос из нестандартных марок сталей; в технологии должны указываться не только параметры процесса, но и средства, которыми они могут быть достигнуты, режимы обжатий в вертикальных клетях (эджерах), режимы и точки использования технологической смазки, состав смазки, метод ее подачи и расход; методы и точки удаления окалины с полосы; точки и средства регулирования планшетности полосы; технология размотки и резки толстых полос (до 25 мм) разного качества; режимы и возможности использования промежуточных перемоточных устройств.

ТЛЗ на производство сортовой холоднотянутой стали содержит: характеристики используемого горячекатаного подката (геометрические размеры и требования по их точности, качество поверхности, механические свойства), сведения по программе производства и сортаменту готовой продукции (по размерам поперечного сечения, по классам точности, виду продукции, состоянию поставки, группам качества поверхности готовой продукции, марочному составу сталей, который должен быть принят для производства готовой продукции из сортовой холоднотянутой стали по ГОСТ или техническим условиям с указанием марочных групп и их представителей с выделением доли каждой марки стали или группы марок в общем объеме производства); указания о порядке отбора проб, методах испытаний, маркировке, консервации, увязке и упаковке готовой продукции, массе мотков и пачек прутков готовой продукции.

Технология производства имеет качественные и количественные особенности, которые отражаются в сквозных схемах технологических операций производства калиброванной стали, в технологии подготовки поверхности исходного металла, в химическом способе подготовки металла к деформации (характеристике травильных растворов, длительности травления мотков и прутков, характеристиках и расходе воды для промывки металла и приготовления растворов, режимах нейтрализации остатков, технологических режимах фосфатирования, нанесения подсмазочного слоя и сушки металла); в технологии механического метода обработки металла (окалиноломанием, иг лофрезерованием, дробеметной очисткой).

Технология калибровки включает режимы обжатий и усилий волочения, скорость волочения металла, характеристику применяемых смазок, их приготовление и подачу на стан, применяемый инструмент, стойкость и его расход; технология термической обработки и рекомендации по применяемому оборудованию — выбор технологических процессов термической обработки (смягчающий, сфероидизирующий, ре кристаллизационный отжиг), режимы термической обработки (температура и длительность нагрева, выдержки и охлаждения, скорость нагрева и охлаждения, состав и характеристика применяемой защитной и науглероживающей газовых сред), условия, способы, рекомендуемое оборудование и технологические режимы процесса операций отделки готовой продукции (правка, резка, контроль, консервация, упаковка), операции шлифовки, полировки и обточки.

ТЛЗ для холодной прокатки углеродистых сталей имеет особенности, определяемые технологией. Наряду с характеристикой горячекатаного подката, содержащей геометрические размеры и требования по их точности, качество поверхности, химсостав и качество стали, механические свойства, указывается температура металла при поступлении на склад, обеспечивающая складирование рулонов в горизонтальном положении без деформации рулонов, температура металла при поступлении к агрегатам очистки от окалины.

Сортамент готовой продукции и программа производства содержат марочный сортамент сталей с указанием требований по химсоставу и доли жидкой марки стали или групп марок в общем объеме производства, сортамент готовой продукции по геометрическим размерам (толщина и ширина полос и листов, длина листов, включая требования по точности геометрических размеров, разбивке размерного сортамента на характерные диапазоны по геометрическим размерам и точности продукции), требования к готовой продукции по механическим свойствам, вытяжке, штампуемости, микроструктуре, по качеству поверхности готовой продукции.

Технология производства — технология ускоренного принудительного охлаждения горячекатаных рулонов, обеспечивающая исключение деформации рулонов при складировании в горизонтальном положении и сокращение периода охлаждения металла на складе; технология травления; технология холодной прокатки (режимы обжатий и натяжений для предполагаемого сортамента полос, предельные обжатия в каждой клети и натяжения в каждом межклетевом промежутке, удельное натяжение между клетями: характеристика смазочноохлаждаюших жидкостей, технологической смазки, моюших растворов, технология их приготовления и подачи на стан, требования к качеству воды для приготовления смазочноохлаждающих жидкостей и моющих растворов, к степени их очистки, рекомендации по проектированию автономных систем для отдельных клетей или групп клетей с возможностью их совместной работы; коэффициенты трения при прокатке и в зависимости от применяемых смазочноохлаждающих жидкостей и технологических смазок; оптимальные температуры валков по клетям и допускаемые отклонения температуры по длине бочки каждой клети): технология электролитической очистки холоднокатаных полос; технология термообработки холоднокатаных и горячекатаных травленых полос; технология дрессировки (данные по диапазону вытяжки полос; назначение и характеристика смазочноохлаждающих и моющих жидкостей, технология их приготовления и подачи на стан); технология антикоррозионной защиты готовой продукции на период хранения и транспортировки с целью упрощения или исключения упаковки, в том числе нанесением ингибиторов, полимерных материалов и других защитных средств.

Разработанные проекты рекомендаций по техно логическоку процессу или технологические задания на проектирование перед утверждением подлежат согласованию с проектной организацией, выдавшей заявку и техническое задание на выполнение технологических работ, и с предприятием, для которого они выполнены. Порядок утверждения РТП и ТЛЗ определяется органами государственного управления или предприятиемзаказчиком.

В. А. Авдеев, В. М. Друян, Б. И. Кудрин, Основы проектирования металлургических заводов, М., 2002