close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

7688.Проектирование и оборудование сталеплавильных цехов.

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1870
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГ О ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ
СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ЦЕХОВ
КАДРЫ ДЛЯ РЕГИОНА –
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ ЛГТУ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовому и дипломному проектированию
для студентов направления «Металлургия»
профиля «Металлургия чёрных металлов»
А.Н. РОГОТОВСКИЙ
А.А. ШИПЕЛЬНИКОВ
Т.В. КРАВЧЕНКО
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2014
КАФЕДРА
МЕТАЛЛУРГИИ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1870
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра металлургии
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ
ЦЕХОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовому и дипломному проектированию
для студентов направления «Металлургия»
профиля «Металлургия чёрных металлов»
Составители: А.Н. Роготовский
А.А. Шипельников
Т.В. Кравченко
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 669.18 (07)
Р598
Рецензент – В.Г. Михайлов, канд. техн. наук, доц.
Роготовский, А.Н.
Р598 Проектирование и оборудование сталеплавильных цехов [Текст]: метод.
указ.
к
курсовому
и
дипломному
проектированию
/
сост.:
А.Н. Роготовский, А.А. Шипельников, Т.В. Кравченко. – Липецк: Изд-во
Липецкого государственного технического университета, 2014. – 66 с.
Предназначены
для
студентов
4-го
курса
направления
150400
«Металлургия», профиля подготовки «Металлургия черных металлов»,
изучающих дисциплину «Проектирование и оборудование сталеплавильных
цехов».
Табл. 10. Ил. 16. Библиогр.: 4 назв.
©
ФГБОУ
ВПО
государственный
университет», 2014
«Липецкий
технический
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ
1.
Производственная
мощность
и
состав
кислородно-
конвертерного цеха. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
2. Выбор и расчет оборудования отделения (пролета) магнитных
материалов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
2.1. Объем и габариты ям для лома. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
2.2. Расчет количества и грузоподъемности кранов. . . . . . . . . . . . . .
14
2.3. Количество совков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
2.4. Количество скраповозов и путей для передачи совков из
отделения в загрузочный пролет. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
2.5. Количество железнодорожных путей для доставки лома в
отделение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
2.6. Габариты здания шихтового отделения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
3. Выбор и расчет оборудования для доставки чугуна в
конвертерный цех. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
4. Главное здание. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
4.1. Выбор и расчет оборудования загрузочного пролета. . . . . . . . .
33
4.2. Конвертерный пролет. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
5. Уборка шлака. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
5.1. Количество шлаковых ковшей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
5.2. Грузоподъемность и количество кранов. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
6. Пролет подготовки сталеразливочных ковшей. . . . . . . . . . . . . . .
46
6.1. Количество сталеразливочных ковшей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
6.2. Грузоподъемность и количество мостовых кранов. . . . . . . . . . .
48
6.3. Высокие стенды для замены шиберных затворов. . . . . . . . . . . .
49
6.4. Механизированные стенды для ломки футеровки. . . . . . . . . . .
50
6.5. Ямы для ремонта ковшей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
50
6.6. Стенды для сушки и разогрева сталеразливочных ковшей. . . .
51
6.7. Общее количество стендов для ковшей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.8. Габариты пролета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
7. Отделение непрерывной разливки стали. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
54
7.1. Выбор типа и определение количества УНРС. . . . . . . . . . . . . . .
54
7.2. Количество разливочных кранов УНРС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
7.3. Количество промежуточных ковшей УНРС. . . . . . . . . . . . . . . .
58
7.4. Выбор планировки отделения непрерывной разливки стали. . .
58
Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Производственная мощность и состав кислородно-конвертерного цеха
В соответствии с современными тенденциями проектирования и развития
кислородно-конвертерного производства возможен один из следующих
вариантов задания на курсовой проект:
- проект нового кислородно-конвертерного цеха (ККЦ) с указанием
а) производительности цеха;
б) производительности цеха и вместимости конвертера;
в) вместимости и числа конвертеров;
- проект реконструкции действующего кислородно-конвертерного цеха с
увеличением вместимости конвертера.
В любом случае необходимо определить годовую производительность
одного конвертера по принятой или рассчитанной вместимости.
Номинальная вместимость конвертеров определена ГОСТ 20067-64 по
жидкому металлу выплавляемой плавки и имеет следующий ряд:
50, 100, 130, 160, 200, 250, 300, 350, 400 т.
При реконструкции цеха возможна нестандартная вместимость. От
вместимости конвертера зависит его
годовая
производительность
и,
следовательно, число агрегатов на заданную программу. При выборе
вместимости конвертеров исходят из того, что качество выплавляемой стали
практически не зависит от вместимости конвертера, но в тоже время при росте
вместимости существенно улучшаются технико-экономические показатели
работы цеха.
Таким
образом,
в
новых
цехах
рекомендуется
устанавливать
большегрузные конвертеры. При продувке сверху их удельный объем должен
составлять 0,85…1,0 м3/т, кислородные фурмы должны иметь 5…6 и более
сопел, что обеспечивало бы работу с интенсивностью продувки до 5…
7 м3/(т.мин) и длительностью продувки ~ 12 мин.
Производительность кислородного конвертера (количество тонн годного
металла в год) можно определить по формуле
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ргодн / год  (
G ж 1440

) факт ,

(1.1)
 пл
где Gж – вместимость конвертера по массе жидкой стали, т;
1440 – число минут в сутках, мин/сут;
τфакт – число рабочих суток в году, сут/год;
τпл – длительность плавки, мин;
η – коэффициент пересчета жидкой стали на годную (2,0…2,5% отходов
на МНЛЗ) – 1,02…1,025.
Продолжительность
цикла
плавки
складывается
из
операций,
длительность которых в соответствии с нормами проектирования приведены в
табл. 1.
Таблица 1
Продолжительность отдельных операций и цикла конвертерной плавки
Показатели, мин
1. Завалка лома
2. Заливка чугуна
3. Продувка
4. Отбор проб, замер температуры,
ожидание анализа
5. Слив металла
6. Слив шлака
7. Подготовка конвертера
8. Неучтенные задержки
Итого цикл плавки
Вместимость конвертера, т
160
200
300
400
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
12,0
12,0
12,0
12,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
2,0
3,0
3,0
32,0
5,0
2,0
3,0
3,0
33,0
6,0
2,0
3,0
3,0
34,0
7,0
3,0
3,0
3,0
36,0
Примечание: При использовании вышеуказанных данных следует
учитывать, что они предусматривают завалку лома одним совком, заливку
чугуна одним ковшом, а интенсивность продувки составляет не менее
5 м3/(т.мин). Отбор проб производится без повалки конвертера с помощью
специальных зондов. В случае отступлений от этих условий данные о
продолжительности отдельных операций и всего цикла плавки подлежат
корректировке.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расчет производственной мощности цеха можно вести на непрерывно
работающие конвертеры с одним подменным – так называемая работа «в
цикле» или принимают работу конвертеров «с перекрытием циклов», то есть
когда возможна работа всех конвертеров одновременно.
В зависимости от заданной производственной мощности цеха и схемы
организации работы конвертеров принимается номинальная вместимость
конвертера (табл. 2) и рассчитываются несколько вариантов фактической
производственной мощности цеха.
Из
рассмотренных вариантов для
дальнейших расчетов оборудования принимается наиболее оптимальный.
Таблица 2
Мощность конвертерных цехов
Количество
конвертеров в
цехе, шт
130
Установленных
Постоянно
работающих
Жидкой
стали
2
3
2
3
1
2
2
3
2,2
4,4
3,7
5,7
Вместимость одного конвертера, т
160
200
250
300
350
Годных
литых
заготовок
Жидкой
стали
Годных
литых
заготовок
Жидкой
стали
Годных
литых
заготовок
2,1
4,3
3,7
5,7
2,6
5,2
4,6
6,9
2,5
5,0
4,5
6,7
3,2
6,4
5,5
8,3
3,1
6,2
5,4
8,1
Жидкой
стали
Годных
литых
заготовок
Жидкой
стали
Годных
литых
заготовок
Жидкой
стали
Годных
литых
заготовок
400
Жидкой
стали
Годных
литых
заготовок
3,9 3,8 4,6 4,5 5,3 5,2 5,8 5,7
7,8 7,6 9,2 9,0 10,6 10,3 11,6 11,4
7,7 7,5 8,0 7,8 9,0 8,8 10,0 9,7
11,3 11,1 12,0 11,7 13,5 13,2 15,0 14,6
Примечание:
1. Стойкость футеровки конвертеров принята 3000 плавок.
2. Мощность цехов по годной заготовки определена для условий
разливки всей стали в слябы; потери жидкой стали в процессе
разливки на УНРС приняты 2%.
Для выбранной вместимости конвертера принимаются:
τпл – длительность плавки, мин (по табл. 1);
τх.р. – продолжительность холодных ремонтов, сут (по табл. 3);
τт.п. – удельные текущие простои, сут/сут;
n – стойкость футеровки, плавок (n=3500…5000 плавок);
k – количество суток в году, сут (k=365);
η – коэффициент пересчета жидкого металла на годную сталь.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Отходы на МНЛЗ при разливке «плавка на плавку» принимают равными
2,0…2,5%, то есть η = 1,020…1,025.
Общая продолжительность ремонта рабочего слоя футеровки конвертера
τх.р. складывается из следующих технологических операций:
- подготовка к ремонту и охлаждению;
- ломка изношенной футеровки;
- кладка новой футеровки;
- разогрев футеровки.
Продолжительность отдельных операций и общая продолжительность
ремонта рабочего слоя футеровки для глуходонных конвертеров приведены в
табл. 3.
Таблица 3
Продолжительность ремонта футеровки конвертера
Продолжительность
операций, ч
Вместимость конвертера, т
160
200
250
300
400
охлаждение футеровки
8
10
12,2
15
20
Ломка
15
19
23,5
28
38
Кладка новой футеровки
43
46
48,8
53
66
Разогрев футеровки
6
6
6
6
6
Общая продолжительность
72
81
90,5
102
130
Подготовка к ремонту и
изношенной
футеровки
ремонта футеровки
Примечание: Продолжительность ремонта установлена исходя из
применения
принудительного
охлаждения
и
механизированной ломки
изношенной футеровки, разогрева новой футеровки коксом и кислородом. При
эксплуатации конвертеров с отъемными или вставными днищами длительность
охлаждения конвертеров перед ремонтом сокращается на 8…16 ч.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Общая методика расчета
Годовая производительность одного конвертера, млн. т:
Ргод 
A
,
N
(1.2)
где А – производственная мощность цеха, млн. т/год;
N – число работающих конвертеров, шт.
Фактическое время работы в году, сут (рассчитывается при организации
работы конвертеров «с перекрытием циклов»):
ф 
k   пл 
,
 пл   (1   тп )  1440   хр
(1.3)
где k=365 – количество дней в году;
τпл – продолжительность плавки, мин;
η = 1,02…1,025;
τтп – текущие простои, мин;
τхр – время ремонта футеровки, сут;
Для конвертеров, работающих в цикле, τф =k= 365 сут.
Номинальная вместимость одного конвертера, т:
G
Полученное
выражение
Pгод    пл
.
1440   ф
необходимо
(1.4)
округлить
до
ближайшего
стандартного по ГОСТ 20067-74 в сторону увеличения.
Фактическая производительность одного конвертера, млн. т:
Рф 
1440  G
 ф .
 пл 
(1.5)
Количество конвертеров, шт:
N
Pгод
.
Рф
(1.6)
Фактическая производительность цеха, млн.т:
Аф  N  Рф .
(1.7)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Количество плавок одного конвертера, шт:
П
Рф 
ф G
.
(1.8)
Вместимость конвертера по завалке, т:
Gз 
G
,
a
(1.9)
где а – выход жидкого металла перед раскислением (а=0,90…0,92).
После выбора вместимости количества агрегатов и расчета фактической
производственной мощности производят выбор и обоснование состава
конвертерного цеха.
Состав
современного
конвертерного
цеха
включает
следующие
специализированные отделения:
- главное здание;
- шихтовое отделение магнитных материалов (пролет);
- шихтовое отделение сыпучих материалов;
- известково-обжигное отделение;
- миксерное или переливное отделение;
- отделение первичной переработки шлака или отделение грануляции;
- отделение непрерывной разливки.
На объемно-планировочные решения главного здания и отделений цеха
решающее влияние, помимо принятой схемы организации работы, оказывают
габариты, количество, взаимная компоновка и техническое совершенство
устанавливаемого технологического оборудования и сооружений, а также
правила охраны труда при эксплуатации и обслуживании оборудования.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. Выбор и расчет оборудования отделения (пролета) магнитных
материалов
Объемно-планировочные
решения
отделения,
наличие
основного
оборудования и сооружений выбираются в соответствии с принятой схемой
организации работ в отделении (рис. 1). Схема организации должна включать:
- способ доставки лома в отделение (в вагонах с перегрузкой в ямный
бункер или в совках с последующей корректировкой веса);
- вид транспорта (железнодорожный, автомобильный, комбинированный);
- схему транспортировки совков с ломом в загрузочный пролет;
- количество совков на плавку;
- вид и состав лома.
Рис. 1. Планы двух разновидностей (а и б) нижних шихтовых отделений
конвертерных цехов:
1 – магнитный кран; 2 – ямный бункер; 3 – мостовой кран;
4 – ширококолейные пути скраповозов; 5 – железнодорожные пути;
6 – эстакада; 7 – скраповоз; 8 – совки (площадки для установки совков)
Для новых конвертерных цехов рекомендуется доставка совков с ломом
непосредственно из скрапоразделочного цеха или отделения подготовки лома,
при этом отпадает необходимость в шихтовом отделении или пролете.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В отделении должны быть рассчитаны следующие основные виды
оборудования и сооружений:
1. Объем и габариты ям для лома.
2. Количество и грузоподъемность кранов.
3. Количество совков.
4. Количество скраповозов.
5. Количество железнодорожных путей в отделении.
6. Габариты здания отделения.
2.1. Объем и габариты ям для лома
Для ККЦ норма запаса металлического лома составляет 1…10 суток в
зависимости от принятой схемы организации снабжения цеха ломом.
Хранение лома осуществляется в специальном ямном бункере (яме).
Габариты ямы определяются нормами расхода лома, нормами запаса и
насыпной массой лома.
По техническим нормам ГИПРОМЕЗа нагрузки на основание ямы не
должны превышать 8 т/м2 при коэффициенте заполнения 1,2…1,5.
Глубина ямы определяется по формуле
h
P

, м,
(2.1)
где Р – допустимая нагрузка на грунт, т/м 2;
ρ – насыпная масса лома, т/м3.
ГИПРОМЕЗ для средней насыпной массы шихты ρ=2,2 т/м3 принимает
высоту слоя металлического лома в ямном бункере 4,5 м.
Площадь ямы определяется по формуле
S
где V – объем лома, м3.
V
, м2,
h
(2.2)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 4
Насыпные массы металлолома
Масса 1 м3, т
Вид лома
Обрезь слябов
3,0…3,5
Лом ножничной и огневой резки
1,4…1,8
Лом легковесный
0,8…1,2
Лом пакетированный с прессов:
Б-101, Б-1642
2,0…2,2
ПГ-800
1,5…1,8
ПГ-400
1,2…1,4
Брикеты горячего брикетирования
3,0…3,2
Стружка дробленная
1,0
Объем лома определяется по формуле:
V 
A К  М  Н m

, м3,
(2.3)
где А – количество плавок в сутки, пл/сут;
К – норма расхода лома, т/т стали;
М – масса плавки, т;
Н – норма запаса лома, сут;
m – коэффициент, учитывающий загрузку (100%, m=1,0) или догрузку
(10%, m=0,1).
Длина и ширина ямы определяется в соответствии с габаритными
размерами здания отделения.
2.2. Расчет количества и грузоподъемности кранов
В шихтовых отделениях магнитных отделений используются мостовые
магнитные, грейферные краны для погрузочных работ и краны для
перестановки совков.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.2.1. Мостовые краны для загрузки (догрузки) лома в совки
Загрузку лома в совки можно осуществлять:
- 100% в шихтовом отделении (пролете);
- 90% в скрапоразделочном цехе или ОПЛ с догрузкой 10% в шихтовом
отделении;
- 100% в скрапоразделочном цехе.
Краны для погрузки лома в совки или для корректировки его массы в
совках
принимаются
стандартными
для
всех
шихтовых
отделений
грузоподъемностью 15/15 или 16/16 т с магнитной шайбой 1650 мм.
Количество кранов определяется при учете затрат времени на цикл
погрузочно-разгрузочных работ. В табл. 5 приведены установленные на
практике величины затрат кранового времени.
Таблица 5
Время на погрузку и разгрузку 1 т материалов
Время, затрачиваемое краном, мин/т
Диаметр магнита, мм
1150
1650
1,7
0,9
2,0
1,1
Выполняемая работа
Разгрузка лома
Погрузка лома
Применение электромагнита диаметром 2100 мм вместо 1650 мм
позволит повысить производительность крана примерно в 2,0…2,5 раза.
Необходимое количество кранов определяется по формуле
n
Qc  t  к  m
, шт,
1440  в
(2.4)
где Qc – суточный расход лома, т;
t – время на перегрузку 1 т материала, мин (табл. 5);
к – коэффициент, учитывающий выполнение краном вспомогательных
работ (принимаем к=1,15);
m – коэффициент, учитывающий загрузку или догрузку лома;
в – коэффициент использования крана (принимаем в=0,8).
Для обеспечения бесперебойной работы отделения количество кранов
должно быть не менее двух.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.2.2. Мостовые краны для перестановки совков
Количество кранов определяется при учете затрат времени на захват совка,
его перемещение и установку на скраповоз.
На каждую плавку в зависимости от количества совков - необходимо снять
совок со скраповоза и установить новый.
n
t з  nп  А  к
, шт,
1440  в
(2.5)
где tз – задолженность крана для одного совка на одну плавку (tз= 2,9 мин по
данным ГИПРОМЕЗа);
nn – число перестановок совка (nn =4 – два совка, nn =2 – один совок), шт;
к – коэффициент, учитывающий выполнение краном вспомогательных
работ (принимаем к=1,1);
в – коэффициент использования крана (принимаем в=0,8).
Грузоподъемность крана для перестановок совков определяется массой
совка и массой лома в совке по формуле
Г  М1  М 2 ,
(2.6)
где М1 – масса лома в совке, т;
М2 – масса совка, т (табл. 6).
Таблица 6
Параметры совков
Показатель
Масса пустого совка, т
Длина, мм
Ширина по цапфам, мм
Высота, мм
30
20,0
8000
3570
2520
Вместимость совков, м3
50
100
24,6
46,0
8500
11250
3570
4620
3350
3935
110
60,0
14400
6480
4350
Масса лома в совке может быть определена по формуле
М 1  Vc   , т,
где Vc – объем совка, м3;
ρ – насыпная масса лома, т/м3.
(2.7)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Объем совка определяется по формулам
- при загрузке одним совком
Vc 
m  Gж
, м3,
а  100  q
(2.8)
- при загрузке двумя совками
Vc 
m  Gж
2  а  100  
, м3,
(2.9)
где m – процентная доля лома от массы металлошихты, %;
Gж – вместимость конвертера по жидкой стали, т;
а – выход жидкой стали.
Ряд грузоподъемностей мостовых кранов, тс:
50; 80; 100; 125; 140; 160; 180; 200; 250; 280; 320; 360; 400; 500; 560; 630.
2.3. Количество совков
Для определения количества совков в отделении необходимо определить
затраты времени на цикл (оборот) погрузочно-разгрузочных работ tоб, который
включает следующие операции:
- время ожидания погрузки в скрапоразделочном цехе;
- погрузка лома;
- ожидание транспортировки;
- транспортировка в шихтовое отделение (пролет);
- снятие совка с платформы и установка на скраповоз;
- взвешивание;
- корректировка веса;
- транспортировка в загрузочный пролет;
- ожидание загрузки лома в конвертер;
- загрузка лома;
- перестановка совка на платформу;
- ожидание и транспортировка совка в скрапоразделочный цех.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В случае погрузки лома в совки непосредственно в отделении магнитных
материалов сохраняются все те же операции, кроме снятия и погрузки совков
на платформы. Транспортировка в скрапоразделочный цех заменяется крановой
операцией транспортировки к месту погрузки непосредственно в отделении:
- загрузка двумя совками:
n  к
А  t об
, шт;
12
(2.10)
- загрузка одним совком:
n  к
А  t об
, шт,
24
(2.11)
где к – коэффициент запаса, к=1,3;
tоб – длительность цикла оборота совка (tоб=2,5…5,0 ч), ч.
2.4. Количество скраповозов и путей для передачи совков из отделения в
загрузочный пролет
Принимается, что на каждом пути широкой колеи устанавливается один
скраповоз
n
N  t об
, шт,
1440
(2.12)
где N – число рейсов скраповоза за сутки, шт/сут;
tоб – длительность переезда скраповоза, мин.
t об  2t дв  t пш  t пз , мин,
(2.13)
где tдв – длительность переезда скраповоза, мин;
tпш, tпз – длительность перестановок в шихтовом отделении и загрузочном
пролете соответственно, мин.
tоб=17 мин и более.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.5. Количество железнодорожных путей для доставки лома в отделение
Для определения габаритов здания отделения магнитных материалов
необходимо
знать
число
железнодорожных путей. Количество путей
определяется количеством лома, доставляемого в сутки в отделение, и
количеством кранов.
Учитывая, что доставка лома в отделение может осуществляться в
железнодорожных вагонах, в совках, установленных на железнодорожных
платформах, и автомобильным транспортом, необходимо определить затраты
времени
на
все
погрузочно-разгрузочные
работы,
связанные
с
транспортировкой лома.
Общее количество совков для загрузки лома составит:
С  А  n , шт,
(2.14)
где n – количество совков на плавку, шт.
Принимаем, что доля совков, загружаемых в скрапоразделочном цехе,
составляет величину «х». Тогда доля совков, загружаемых непосредственно в
шихтовом отделении, составит величину «1-х».
Количество
груженных
совков,
доставляемых
железнодорожным
транспортом, можно определить по формуле
С1  х  А  n , шт.
(2.15)
Принимаем, что на железнодорожной платформе устанавливается один
совок, а в одном составе число платформ «у».
Количество составов, пребывающих в отделение в сутки, рассчитывается
по формуле
Nc 
x  An
, шт.
y
(2.16)
Ранее было определено время tз=2,9 мин, необходимое для выполнения
работ, связанных со снятием полного совка с платформы или погрузкой
порожнего совка.
С учетом резерва времени, связанное со сменой составов, будет равно
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
tз +τo, мин,
(2.17)
где τо – резерв времени, связанный со сменой составов, мин.
Время,
необходимое для
обработки всех составов
с совками,
поступающих в отделение в сутки:
 сост 
х  А n
 (t з   о ) , мин.
y
(2.18)
Количество совков, загружаемых непосредственно в отделении:
С 2  А  n  (1  x) , шт,
(2.19)
а количество лома, необходимое для загрузки совков в отделении составит
величину М3, определяемую по формуле
М 3  С 2  М 1 , т.
(2.20)
Учитывая, что часть лома может завозиться автомобильным транспортом,
время, необходимое для обработки железнодорожным составом:
 лом 
(М 3  М 4 )   раз
2  n м. к .
 1,1 , мин,
(2.21)
где М4 – масса лома, транспортируемая автотранспортом, т;
τраз – время цикла разгрузки лома, мин (табл. 5).
2.6. Габариты здания шихтового отделения
При определении габаритов здания необходимо определить его высоту до
уровня головки подкранового рельса, ширину и длину по осям колонн. При
этом длина здания должна соответствовать строительному модулю 12 м, а
ширина – 6 м.
При определении высоты здания отделения необходимо учесть
максимальную
высоту
подвижного
состава,
габарит
безопасной
транспортировки груза между верхней точкой вагона и нижней точкой
транспортируемого груза (принимаемый для данных условий равным 1 м) и
габарит, определяемый конструкцией крана от головки подкранового рельса и
нижней точкой груза (рис. 2).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 2. Схема определения высоты и ширины здания отделения магнитных
материалов:
h0 – уровень головки железнодорожного рельса; h1 – максимальная высота
подвижного состава; h2 – габарит безопасной транспортировки груза;
h3 – габарит от нижней точки транспортируемого груза до головки
подкранового рельса (включает запас движения крюков, равный примерно 1,52,0 м); в1 – габарит безопасного прохода; в2 – габарит (длина) совка для лома;
в3 – габарит безопасного прохода; в4 – габарит (ширина) ямы для лома;
в5 – габарит безопасного прохода; в6 – половина габарита подвижного состава;
в7 – габарит приближения железнодорожного состава к колоннам здания;
в8, в9 – габариты приближения крюков крана к колоннам здания
Открытые вагоны, используемые для транспортировки лома, имеют
максимальную высоту от уровня головки рельса – 4 м.
Проверка
по
высоте
производится
для
каждого
типа кранов,
применяемого оборудования, сооружений и транспортных средств. Габарит
здания по высоте принимается по максимальному его значению.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Определение ширины здания производится с учетом устанавливаемого
оборудования, транспортных средств, сооружений и установленных нормами
безопасных проходов.
На рис. 2 в качестве примера приведена схема определения ширины
отделения. Сначала учитываются все известные размеры, расстояния для
безопасных
проходов
устанавливаемого
оборудования
и сооружений,
подвижного состава и его приближения к колоннам здания без учета размера
ямы. Общая ширина здания с учетом ширины ямы должна быть кратной
модулю 6 м. После определения ширины ямы определяется ее длина.
Определение длины здания производится с учетом длины ямы и места
для кранов, устанавливаемых по торцам здания для ремонтов. Минимальные
расстояния по торцам здания от ямы выбираются с учетом подхода крюков
(шайбы, грейферы) крана к торцевой кромке ямы (рис. 3).
Рис. 3. Схема определения длины здания отделения магнитных материалов:
l1 – участок для ремонта крана; l2 – участок, необходимый для подхода
крана к торцу ямы; l3 – длина ямы для лома; l4 – участок, необходимый для
подхода крана к торцу ямы; l5 – участок для ремонта крана
Следовательно, минимальная длина здания определяется половиной
ширины крана плюс длина ямы, плюс половина ширины крана, а также
габаритами тупиков, установленных на подкрановых рельсах (размеры тупиков
обычно равны 2 м), плюс участки для ремонтов. Длина здания должна быть
кратной модулю 12.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Выбор и расчет оборудования для доставки чугуна в конвертерный цех
В настоящее время применяют две схемы подачи жидкого чугуна в
сталеплавильные цеха: в открытых чугуновозных ковшах с использованием
стационарных миксеров как промежуточной емкости и передвижными
миксерами. Существует и третья схема, когда чугун из открытых чугуновозных
ковшей переливается в заливочные (конверторные цеха) или в чугуновозных
ковшах доставляется непосредственно к печам (мартеновские цеха).
В новых цехах рекомендуют применение передвижных миксеров, так как
уменьшается число переливов чугуна и его потери при переливах; температура
чугуна, заливаемого в конвертер, оказывается примерно на 50 0С выше;
отсутствует расход топлива; снижаются капитальные затраты, так как не
требуется сооружение миксерного отделения. Существенным преимуществом
считается повышение температуры заливаемого чугуна в конвертер, поскольку
это позволяет увеличить долю перерабатываемого лома и снизить за счет этого
себестоимость стали. В целом, сопоставляя преимущества и недостатки обеих
способов подачи чугуна, для новых цехов рекомендуют применение миксерных
ковшей.
Отделение перелива чугуна
Переливные отделения сталеплавильного цеха выполняют отдельно
стоящими,
примыкающими (пристроенными) к загрузочному пролету,
расположенными в торце загрузочного пролета (рис. 4, 5).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 4. Продольный разрез (а) и план (б) отдельно стоящего или
пристраиваемого отделения перелива чугуна: 1 – ширококолейные пути;
2 – траншея; 3 – железнодорожные пути; 4 – самоходный чугуновоз;
5 – заливочный кран; 6 – передвижной миксер; 7 – газоулавливающий зонт
Рис. 5. Планы отделений перелива чугуна, располагаемых в загрузочном
пролете: 1 – ширококолейные пути; 2 – траншея; 3 – железнодорожные пути;
4 – самоходный чугуновоз; 5 – заливочный кран; 6 – передвижной миксер
Количество передвижных миксеров
Чугун из доменной печи сливают в передвижной миксер, который по
железнодорожным путям транспортируют в отделение перелива конвертерного
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
цеха, располагаемое рядом с загрузочным пролетом или в нем. Затем чугун
переливают в заливочный ковш.
На
отечественных
металлургических
предприятиях
применяют
передвижные миксеры вместимостью 150, 420 и 600 т.
Необходимое количество передвижных миксеров определяется по
формуле
n  nоб  n рем  n рез , шт,
(3.1)
где nоб, nрем, nрез – число ковшей, находящихся в обороте, ремонте и резерве
соответственно.
Число ковшей, находящихся в обороте определяется по формуле
nоб 
П  t об  к
, шт.
24  Р  в
(3.2)
Здесь П – суточная потребность цеха в чугуне (т/сут), которая определяется по
формуле
П сут  G з  к ч  А , т/сут,
(3.3)
где Gз – вместимость конвертера по завалке, т;
кч – доля чугуна в завалке;
А – количество плавок в сутки, шт;
к – коэффициент неравномерности выпуска чугуна (принимается к=1,25);
Р – номинальная вместимость миксерного ковша, т;
в – коэффициент заполнения ковша чугуном (принимается в=0,8).
Число ковшей, находящихся в ремонте, определяется по формуле
n рем  nоб (
t г . р.
m1  t об

t х. р .
m2  t об
) , шт,
(3.4)
где tг .р. и tх.р. – длительность горячих и холодных ремонтов (принимаем
tг .р. = 8 час; tх.р. = 144 ч), ч;
m1 и m2 – стойкость футеровки (число наливов) между горячими и
холодными ремонтами соответственно (принимаем m1 = 250 час; m2 = 550 ч), ч.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Количество чугуновозов с заливочными ковшами
Количество чугуновозов определяется по формуле
n
A  tз
, шт,
1440
(3.5)
где А – число плавок в цехе за сутки, пл./сут;
tз – задолженность чугуновоза на одну плавку, мин/пл. Принимаем
tз=18…25 мин, при доставке самоходными чугуновозами возможны задержки в
связи с ожиданием начала заливки чугуна в конвертер. При скачивании шлака в
загрузочном пролете ковш дополнительно задалживается на 6…15 мин.
Расчет числа рельсовых путей для доставки чугуновозов в загрузочный
пролет
Количество рельсовых путей для доставки чугуновозов в загрузочный
пролет определяется по формуле
n
A  tз
, шт.
1440
(3.6)
Количество путей для подачи жидкого чугуна в передвижных
миксерах
Загруженность
путей
под
передвижной
продолжительности следующих операций:
- подача миксера в отделение;
- слив чугуна в заливочный ковш;
- ожидание следующего ковша;
- слив чугуна в заливочный ковш;
- вывоз миксера из отделения.
миксер
состоит
из
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Количество путей
n
n мк  t з
, шт,
24
(3.7)
где tз – задолженность пути, то есть длительность пребывания ковша в
отделении (принимаем tз~0,5 ч);
nм.к. – число поступающих в отделение за сутки миксерных ковшей, шт/сут,
определяется по формуле
n м.к . 
Qc
,
0,8  P
(3.8)
где Qc – cуточный расход чугуна, т/сут.
Габариты переливного отделения
Ширина отделения определяется габаритами чугуновозов, числом
параллельно установленных железнодорожных путей для транспортировки
передвижных миксеров, габаритами приближения миксеров к строениям
здания.
Рис. 6. Передвижной миксерный ковш вместимостью 420 т:
1 – многоосная тележка; 2 – защищенная кабина; 3 – механизм поворота;
4, 8 – опорные узлы; 5 – стальной сварной кожух; 6 – заливочное окно;
7 – два вспомогательных окна
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 7. Передвижной миксерный ковш вместимостью 600 т:
1 – съемные днища; 2 – опорные узлы; 3 – стальной сварной корпус;
4 – горловина; 5 – рычажный механизм; 6 – защищенная кабина; 7 - платформы
Высота отделения определяется габаритом по высоте передвижного
миксера. Длина отделения определяется габаритом по длине передвижного
миксера и запасом длины для расположения пульта управления.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Главное здание
Главные здания – основные производственные отделения конвертерных
цехов – отличаются большим многообразием объемно-планировочных
решений; они существенно различаются числом и назначением пролетов, их
взаимным расположением, особенностями принятых схем доставки в цех лома
и чугуна и уборки продуктов плавки, применяемым оборудованием.
Рис. 8. Главное здание конвертерного цеха Череповецкого металлургического
комбината (ЧерМК): А-Б – загрузочный пролет; Б-В – конвертерный пролет;
В-Г – ковшовый пролет; Г-Д – аэрационный пролет
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рис. 8: 1 – ширококолейные пути; 2 – ширококолейные пути для
транспортировки шлака; 3 – мостовые краны (155+30т); 4 – 30-тонный
мостовые краны; 5 – миксерный ковш; 6 – чугуновоз; 7 – конвертеры;
8 – отделение перелива чугуна; 9 – переливная яма; 10 – чугуновозные пути;
11 – рабочая площадка; 12 – заливочные краны (450+100/20 т); 13 – помещение
главных
постов
управления
конверторами;
14
–
поперечные
пути;
15 – отделение первичной переработки шлака; 16 – мостовые краны (180+63/20
т); 17 – шлаковоз; 18 – площадка разгрузки лома; 19 – шихтовое отделение
магнитных материалов; 20 – скраповозные пути; 21 – бункер для запаса лома;
22 – магнитные краны (15+15 т); 23 – мостовой кран (200+32 т); 24 – скраповоз;
25 – пути загрузочного пролета; 26 – 200-тонный завалочный кран;
27 – сталевоз; 28 – двухсовковый скраповоз; 29 – ширококолейный путь;
30 – отделение подготовки лома; 31 – машины подачи кислорода; 32 – кран 80тонный для обслуживания ремонтов приводов конверторов и фурм; 33 – ОКГ и
газоочистка; 34 – бункер-накопитель; 35 – фурмы; 36 – наклонная течка в
конвертор; 37 – горизонтальная течка; 38 – конвейера; 39 – расходные бункера
конверторного пролета; 40 – весы-дозаторы; 41 – печи для прокаливания;
42 – промежуточная воронка; 43 – течка; 44 – консольные краны
При любой планировке конвертерного цеха в главном здании всегда есть
конвертерный и загрузочный пролеты.
В большинстве отечественных цехов с большегрузными конвертерами
имеются специализированные шлаковые и ковшевые пролеты, что улучшает
организацию работ в цехе, но увеличивает площадь и объем главного здания.
На рис. 8, 9 в качестве примера приведены схемы проектов главных
зданий Череповецкого и Кузнецкого металлургических комбинатов, в которых
реализованы наиболее передовые проектные решения:
- доставка чугуна передвижными миксерами;
- уборка шлака от конвертеров в рядом расположенное ОППШ (ЧерМК)
или через загрузочный пролет на установки грануляции (КМК);
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- исключение из состава главного здания ковшевого пролета и перенос
ремонта сталеразливочных и промежуточных ковшей в самостоятельные
здания меньшей высоты (КМК);
- размещение ОНРС в главном здании (КМК).
Рис. 9. Главное здание конвертерного цеха Кузнецкого металлургического
комбината (КМК): А-Б – шихтовый пролет; Б-В – загрузочный пролет;
В-Г – конверторный пролет; Г-Д – пролет сыпучих; Д-Е – пролет внепечной
обработки; Ж-И – распределительный пролет
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рис.
9: 1 – стенд УНРС; 2 – краны для перестановки
распределительного пролета; 3 – поперечные пути; 4 – циркуляционные
вакууматоры; 5 – сталевозы; 6 – пароэжекторные насосы; 7 – установки
доводки стали в ковше; 8 – ширококолейные пути для сталевозов и шлаковозов;
9 – полупортальные машины (по 2х110 т); 10 – участок ремонта днищ
конверторов; 11 – мостовой кран (32/5 т); 12 – заливочные краны (225+63/20 т);
13 – траншея; 14 – ширококолейные пути; 15 – ширококолейные пути; 16 – 300тонные миксерные ковши; 17 – приямок; 18 – шлаковоз; 19 – чугуновоз;
20 – отделение перелива чугуна; 21 – скраповоз; 22 – поперечные
ширококолейные пути; 23 – вырез в рабочей площадке; 24 – конвертера;
25 – платформенные весы; 26 – краны (110 т) с поворотной тележкой;
27 – участок для хранения рассыпного лома; 28 – участки для установки совков;
29 – магнитные краны (16/16 т); 30 – пути шихтового пролета; 31 – пути для
вывоза шлака; 33 – мостовой кран (100+20 т) для перестановки шлаковых
ковшей; 34 – грануляция шлака; 35 – оборудование грануляционных установок;
36 – грануляционные установки; 37 – отделение ремонта сталеразливочных
ковшей; 38 – ширококолейные пути; 39 – мостовые краны (60+15 т);
40 – передаточная тележка; 41 – кран (60+15 т) для ремонта сталеразливочных
ковшей; 42 – отделение промежуточных ковшей; 43 – кран (50/12 т) для
ремонта промежуточных ковшей; 44 – передаточная тележка; 45 – пути;
46 – пути несамоходных шлаковозов; 47 – зонты для улавливания графитовой
пыли; 48 – защитный кожух конвертера; 49 – посты управления конверторами;
50 – фурмы-зонды; 51 – кислородные фурмы; 52 – машины подачи кислорода;
53 – краны для ремонтных работ (10 т); 54 – краны для ремонтных работ (20 т);
55 – конвейера; 56 – расходные бункера; 57 – весовые воронки; 58 – бункернакопитель; 59 – течка; 60 – ОКГ и газоочистка
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.1. Выбор и расчет оборудования загрузочного пролета
Загрузочный пролет предназначен для загрузки в конвертер лома и
заливки чугуна. Наличие соответствующего оборудования и сооружений
определяется принимаемой схемой организации работ. Заливка жидкого чугуна
во всех случаях производится мостовыми заливочными кранами одним
ковшом. Загрузка лома может производиться 1…2 совками с помощью
полупортальных машин или мостовых кранов.
4.1.1. Заливочные краны
Грузоподъемность кранов определяется массой чугуна и массой ковша с
футеровкой.
Число заливочных кранов определяется с учетом производительности
цеха и продолжительности цикла, необходимого для заливки чугуна в
конвертер, tз:
n(
A  tз
к
)  ( ) , шт,
1440 в
(4.1)
где к = 1,1, в = 0,8.
Задолженность крана tз на заливку чугуна складывается из опускания
траверсы, захвата ковша и его подъема, переезда к конвертеру, заливки чугуна
(2…3 мин) и выполнения обратных работ. При доставке заливочных ковшей к
конвертерам по рабочей площадке задолженность крана tз составит 6…8 мин,
при доставке в торец загрузочного пролета на нулевой отметке 8…10 мин.
4.1.2. Устройства для загрузки лома
В современных цехах загрузку лома следует производить мостовыми
кранами или полупортальными машинами. Выбор загрузочных устройств
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
производится на основании выбранной схемы организации подачи лома в
отделение – по продольным или поперечным путям широкой колеи и его
загрузки. Следует отметить, что во всех случаях совок устанавливается на
скраповоз перпендикулярно оси пролета.
Грузоподъемность загрузочных устройств определяется количеством
одновременно транспортируемых совков, их массой и массой загружаемого
лома. Целесообразно загрузку лома производить одним совком; при
использовании полупортальных завалочных машин число совков должно быть
не более двух.
Количество мостовых завалочных кранов определяется по формуле
n(
A  tз
к
)  ( ) , шт,
1440 в
(4.2)
где к = 1,1, в = 0,8.
Задолженность крана tз на загрузку лома складывается из опускания
траверсы, захвата совка и его подъема, переезда к конвертеру, загрузки лома
(1,5…2 мин) и выполнения обратных работ. При доставке совков в пролет по
полу цеха tз=8…10 мин. Часть снятых со скраповоза совков могут ставить на
пол цеха, где они ожидают начала загрузки; такая дополнительная перестановка
увеличивает задолженность крана на 3…4 мин.
Количество полупортальных завалочных машин определяется по
формуле
n(
A  tз
к
)  ( ) , шт,
1440 в
(4.3)
где к = 1,0.
Полупортальная машина выполняет следующие работы: опускание двух
траверс, захват совков на скраповозе, их подъем и установка на рабочую
площадку, опускание траверс, захват совков и их подъем при взятии с рабочей
площадки, переезд к конвертеру, загрузка лома (~3 мин) и выполнение
обратных операций. При этом tз=18…19 мин, если загрузка идет без
промежуточной установки совков на рабочую площадку tз=14…15 мин.
Применяют машины грузоподъемностью 2 х 90 т, 2 х 110 т, 2 х 130 т.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.1.3. Габариты загрузочного пролета
Ширина пролета по осям колонн
Ширина пролета определяется с учетом габаритов устанавливаемого
оборудования, транспортных средств, сооружений и установленных правилами
и нормами безопасных проходов.
На рис. 10 в качестве примера приведена схема определения габаритных
размеров загрузочного пролета при транспортировке жидкого чугуна и лома с
помощью мостовых кранов.
В случае доставки чугуна и лома в загрузочный пролет по нулевой
отметке и использовании мостового крана для загрузки лома ширина пролета
может быть уменьшена до 27 м. В этом случае рабочая площадка
предназначена только для обслуживания конвертера. Поэтому она расс читана
на меньшую удельную нагрузку и перекрывает загрузочный пролет частично.
Ее ширина определяется размерами проема, необходимого для поворота
конвертера, и габаритами напольной машины для ломки футеровки. Участок
загрузочного пролета, не перекрытый рабочей площадкой, используется для
транспортировки с помощью мостовых кранов ковшей с чугуном и совков с
ломом, что обеспечивает безопасную работу обслуживающего персонала на
рабочей площадке.
Высота пролета
Высота пролета определяется:
- габаритом по высоте сталеразливочного ковша, установленного на
сталевозе;
- габаритом между верхним срезом ковша и горловиной конвертера,
повернутого для слива шлака;
- высотой конвертера;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- положением крюка крана, поддерживающего конец совка, и запасом
хода траверсы крюка над верхней точкой захвата (примерно 2 м) до уровня
головки подкранового рельса.
Рис. 10. Схема определения ширины и высоты здания загрузочного пролета при
транспортировке жидкого чугуна и лома с помощью мостовых кранов:
в1 – расстояние от оси колонн здания до оси конвертера; в2 – габарит
конвертера в наклонном положении; в3 – ширина рабочей площадки;
в4 – габарит безопасности; в5 – габарит по длине совка для лома;
в6 – расстояние от края совка до оси колонн здания; в7, в8 – габарит
приближения крюков мостовых кранов к колоннам здания; h1 – габарит по
высоте сталеразливочного ковша, установленного на сталевозе; h2 – габарит
нижней точки конвертера при сливе шлака; h3 – уровень рабочей площадки;
h4 – габарит конвертера по высоте; h5 – габарит по высоте совка в
положении загрузки лома в конвертер; h6 – уровень головки рельса мостовых
кранов
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При использовании полупортальной завалочной машины высота пролета
будет определяться до головки подкранового рельса заливочного крана. В этом
случае расстояние между верхней точкой полупортального крана и головкой
подкранового рельса должно быть не менее двух метров.
Уровень рабочей площадки определяется положением оси вращения
конвертера за вычетом 1-1,5 м, необходимых для обслуживания конвертера в
горизонтальном положении с передвижной площадки.
Длина пролета
Конвертеры устанавливаются в смежном пролете с шагом колонн,
равным 36 м.
Поэтому длина пролета будет определяться
числом
установленных конвертеров и расстояниями с обоих торцов пролета,
определяемыми габаритами завалочного или заливочного кранов, находящихся
в ремонте, и возможностью в этом случае подхода таких же кранов для захвата
и транспортировки ковшей с чугуном и совков со скрапом.
4.2. Конвертерный пролет
В конвертерном пролете размещаются: конвертеры, машины подачи
кислорода с фурмами, совмещенная система загрузки сыпучих в конвертер и
ферросплавов в ковш, котлы-охладители конвертерных газов и газоочистки,
устройства, механизмы и мостовые краны, необходимые для обслуживания и
ремонта конвертеров, фурм и газоотводящих трактов, и вентиляционные
системы.
4.2.1. Ширина пролета
По ширине пролет (рис. 11) делится на 3-4 участка:
- участок конвертеров;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- участок газоотводящего тракта;
- участок тракта сыпучих материалов;
- участок вспомогательных помещений и вентиляции.
На участке конвертеров установлены конвертеры, машины подачи
кислорода, мостовой кран и наклонная часть котла-охладителя.
Габарит участка по ширине определяется расстоянием центра вращения
конвертера до оси колонн загрузочного пролета, половиной диаметра
конвертера по опорному кольцу и габаритами вертикальной части котлаохладителя конвертерных газов.
Расстояние от центра вращения конвертера до оси колонн загрузочного
пролета должно обеспечить нахождение горловины конвертера в момент
загрузки шихты в загрузочном пролете. Для конвертеров вместимостью 200400 т оно составляет 2-2,5 м.
Выше наклонной части котла участок конвертеров разделен рядом
колонн. Они предназначены для крепления вертикальной части котлаохладителя (участок газоотводящего тракта). В остальной части (над
конвертером) располагаются машина подачи кислорода и мостовой кран для
транспортировки фурм и обслуживания конвертера. Как правило, оба этих
участка в современном конвертерном цехе с конвертерами 200-400 т составляет
13-15 м.
Ширина участка тракта сыпучих материалов определяется схемой
расположения бункеров (в одну или две линии), их объемом и числом. Объем и
число бункеров рассчитываются исходя из принятых норм расхода и запаса
сыпучих материалов (обычно запас материалов в бункерах составляет 12-24 ч).
Ширина бункера составляет 6-7 м. Поэтому при размещении бункеров в один
ряд ширина пролета составляет 6-7 метров и при двухрядном – 12-15 м.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 11. Схема для определения ширины и высоты здания конвертерного
пролета
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На рис. 11: в1 – расстояние от оси колонн здания до оси конвертера;
в2 – габарит конвертера от его оси до внешней кромки опорного кольца;
в3 – габарит шахты котла-охладителя; в4 – габарит участка тракта сыпучих
материалов; h1 – габарит по высоте сталеразливочного ковша, установленного
на сталевозе; h2 – габарит нижней точки конвертера при сливе шлака;
h3 – габарит конвертера по высоте; h4 – высота нижней кромки «юбки»,
находящейся в крайнем верхнем положении; h5 – уровень среза отверстия до
ввода фурмы; h6 – уровень нижнего среза кислородной фурмы в верхнем
положении; h7 – габарит по высоте кислородной машины с фурмой;
h8 – уровень головки рельса мостового крана; h5/ – нижний уровень
вертикальной части котла-охладителя конвертерных газов; h5// – уровень ввода в
котел-охладитель нижней части трубчатого питателя («течки») для сыпучих
материалов; h6// – уровень течки для подачи ферросплавов в ковш; h7// – уровень
бункера-накопителя; h8// – уровень весов-дозаторов; h9// , h10// – габаритные уровни
бункеров для хранения сыпучих материалов; h11// – габарит по высоте основного
транспортера для сыпучих материалов
Участок вспомогательных помещений предназначен для размещения
энергетического и вентиляционного оборудования (баки-сепараторы котловохладителей, устройства для отсоса и очистки воздуха тракта сыпучих
материалов, установки для хранения и вдувания порошкообразных материалов
в конвертеры и т.д.).
Оборудование участка может располагаться в специализированном
пролете или располагаться на свободных площадках участка тракта сыпучих
материалов с устройством выносных помещений, располагаемых над крышей
смежного пролета. Устройство специализированного пролета зависит от
компановки и типа оборудования, размещаемого на участках: конвертерном,
котла-охладителя и тракта сыпучих материалов. Его ширина может составлять
5-15 м. Общая ширина конвертерного пролета в зависимости от емкости
конвертеров составляет 24-30 м.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.2.2. Высота пролета
Размеры конвертерного пролета по высоте диктуются габаритами
сталевоза с ковшом и конвертера, а также либо габаритами машины подачи
кислорода (МПК) с фурмой и крановым оборудованием, либо габаритами
вертикальной части котла-охладителя конвертерных газов с крановым
оборудованием, либо габаритами оборудования тракта сыпучих материалов.
В первом варианте необходимо учитывать следующие габаритные
размеры:
- расстояние от нижней части «юбки», находящейся в верхнем
положении, до нижнего среза наклонной части котла-охладителя;
- расстояние от нижнего среза наклонной части котла-охладителя до
уровня отверстия ввода фурмы в конвертер;
- расстояние от среза отверстия для фурмы в наклонной части котлаохладителя до уровня среза фурмы в верхнем положении;
- размеры фурмы;
- размеры кислородной машины;
- габариты между МПК и уровнем головки подкранового рельса.
Во втором варианте – размеры по высоте устанавливаемого котлаохладителя конвертерных газов с оборудованием для его обслуживания.
По третьему варианту необходимо учесть следующие габаритные
размеры:
- расстояние от нижнего среза откатной части котла-охладителя до места
ввода трубы-течки для сыпучих материалов;
- расстояние от места ввода до промежуточного бункера сыпучих
материалов (это расстояние определяется углом наклона трубы-течки, которое
должно быть не менее 45о);
- размеры накопительных бункеров и габариты трубчатого питателя для
передачи сыпучих материалов в промежуточный бункер;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-
габариты
дозирующих
устройств
и
транспортных
средств
(транспортеры и трубчатые течки) для взвешивания материалов и передачи их в
накопительный бункер;
- габариты по высоте бункеров для хранения сыпучих материалов;
- габариты распределительных устройств (реверсивный транспортер);
- габариты основного транспортера для сыпучих материалов и размеры
сбрасывающего устройства.
4.2.3. Длина пролета
По длине конвертерного пролета располагаются: участок конвертеров,
участок ремонта фурм и участок подготовки жидких ферросплавов.
Длина участка конвертеров зависит от количества установленных
конвертеров в смежных пролетах с шагом колонн 36 м.
Длина участка ремонта фурм определяется габаритами фурм, уложенных
на стеллажах вдоль пролета, условиями подхода кранов к обоим концам
фурмы, а также участком для ремонта крана.
Длина участка подготовки жидких ферросплавов определяется расходом
ферросплавов, количеством и габаритами плавильных агрегатов, габаритами и
количеством бункеров для хранения ферросплавов, а также габаритами для
ремонта мостового крана в торце участка.
Следует учесть, что хранение и подготовка твердых ферросплавов
(взвешивание, прокаливание) должны производиться в системе тракта подачи
сыпучих материалов.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. Уборка шлака
В большинстве отечественных цехов с большегрузными конвертерами
имеются специализированные шлаковые пролеты; зарубежные цехи таких
пролетов обычно не имеют.
Рис. 12. Шлаковое отделение конвертерного цеха ЧерМК:
1, 2 – ширококолейные пути перемещения шлаковозов; 3 – установки для
опрыскивания внутренней поверхности известковым раствором;
4 – бетонированные секции; 5 – мостовой кран; 6 – самоходный шлаковоз
При проектировании новых цехов необходим поиск возможностей отказа
от пролета перестановки шлаковых ковшей (чаш). В конвертерном цехе ЧерМК
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
такого пролета нет, а шлаковые ковши с помощью самоходных шлаковозов
доставляют от конвертеров сразу в шлаковое отделение (рис. 12). В проекте
цеха КМК предусмотрена перестановка шлаковых ковшей в загрузочном
пролете на установки грануляции шлака, расположенные в отдельном здании,
примыкающем к главному (рис. 13).
Рис. 13. Участок грануляции сталеплавильных шлаков:
1 – пути вывоза твердого шлака; 2 – мостовой кран; 3 – грануляционная
установка; 4 – яма для гранулированного шлака
5.1. Количество шлаковых ковшей
Число шлаковых ковшей, находящихся в обороте, при вывозе шлака от
конвертеров самоходными шлаковозами в рядом расположенное шлаковое
отделение можно принять равным двум для каждого конвертера и двум-трем
резервным на цех.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5.2. Грузоподъемность и количество кранов
Грузоподъемность крана определяется массой шлакового ковша и массой
шлака.
Таблица 7
Параметры шлаковых ковшей, используемых в конвертерных цехах
Параметры
Значения
Вместимость шлакового ковша, м3
30
16
Масса транспортируемого ковша, т
156
71,3
в том числе, масса шлака, т
110
48,0
45,8
23,5
масса ковша, т
С
учетом
возможного
попадания
металла
в
шлаковые ковши
грузоподъемность кранов для шлаковых ковшей объемом 16 м 3 должна
составлять не менее 100 т и для ковшей объемом 30 м 3 – 200 т.
Количество кранов определяется по формуле
n
A  n1  nn  t n  k
,
1440  в
где n1 – число шлаковых ковшей на одну плавку, шт/пл;
nn – число перестановок на один ковш, nn = 2;
tn – длительность одной перестановки, мин (принимаем tn = 3 мин);
k =1,1; в = 0,8.
(5.1)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6. Пролет подготовки сталеразливочных ковшей
Во всех строившихся до последнего времени отечественных цехах для
ремонта и межплавочной подготовки ковшей предусматривали в главном
здании специализированный ковшевой пролет, а в цехе Магнитогорского
металлургического комбината (ММК), кроме того, дополнительный пролет
ремонта промежуточных ковшей. При таком решении упрощается организация
работ в цехе, но увеличиваются площадь и объем главного здания. Проект цеха
КМК предусматривает отказ от ковшевого пролета, организацию ремонта
сталеразливочных ковшей, ремонта и подготовки промежуточных ковшей в
отдельных зданиях небольшой высоты, примыкающих к главному зданию с
подготовкой сталеразливочных ковшей в пролетах главного здания –
распределительном и внепечной обработки (рис. 9). Подобное решение,
способствующее уменьшению площади и объема главного здания, следует
считать рациональным для новых цехов.
6.1. Количество сталеразливочных ковшей
Как показал опыт, более высокое качество стали при ее внепечной
обработке обеспечивается в ковшах с основной футеровкой. Поэтому в новых и
реконструируемых цехах необходим переход на основную футеровку ковшей.
Это требует некоторых изменений в технологии межплавочной подготовки
ковшей, поскольку основную футеровку во избежание ее растрескивания не
рекомендуется охлаждать ниже 900оС, при этом длительность межплавочного
периода должна быть по возможности короткой.
Количество ковшей в цехе определяется его производительностью и
продолжительностью цикла, необходимого на подготовку ковша и разливку
металла. Цикл включает следующие операции:
- ожидание выпуска плавки;
- выпуск плавки;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- транспортировку ковша к установке внепечной обработки;
- обработку металла в ковше;
- транспортировку ковша на разливку;
- разливку металла;
- слив шлака;
- транспортировку в ковшевой пролет;
- установку на стенд для замены шибера и стакана;
- сушку и разогрев;
- установку на сталевоз и транспортировку к конвертеру.
Количество ковшей определяется по формуле
nк  (1,2... 1,3)  (nоб  nс. р.  nк . р. ) , шт,
(6.1)
где 1,2…1,3 – коэффициент запаса;
nоб, nс.р., nк.р. – соответственно число ковшей, находящихся в обороте, в среднем
ремонте (замена рабочего слоя футеровки), в капитальном ремонте (замена
рабочего и арматурного слоя).
Число ковшей, находящихся в обороте, определяется по формуле
nоб 
А  t об
, шт,
24
(6.2)
где tоб – длительность цикла оборота ковша, ч/пл (принимаем tоб = 6…8 ч, для
ковшей G = 250…350 т).
Число ковшей, находящихся в среднем ремонте, определяется по
формуле
nс . р . 
nоб  t с. р.
m  t об
, шт,
(6.3)
где tс.р. – длительность среднего ремонта, час (принимаем tс.р. = 16…40 ч –
длительность кладки и сушки футеровки);
m – стойкость рабочего слоя между ремонтами, пл., где m=60…
130 разливок (основная футеровка).
Число ковшей, находящихся в капитальном ремонте, определяется по
формуле
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
nк . р. 
nоб  t к. р.
t ком
, шт,
(6.4)
где tк.р. – продолжительность капитального ремонта, ч (принимаем tк.р. = 25…
50 ч);
tком – продолжительность компании ковша до капитального ремонта, ч
(принимаем tком = 6…12 мес.), tком значительно больше tк.р., поэтому величина
nк.р. очень мала и ее можно не учитывать.
6.2. Грузоподъемность и количество мостовых кранов
Грузоподъемность крана определяется массой ковша с запасом на остатки
шлака и металла. В табл. 8 представлены примерные параметры ковшей.
Таблица 8
Примерные параметры ковшей
Вместимость, т
130
160
220
280
350
430
480
Высота, т
3,8
4,0
4,9
5,2
5,3
5,5
5,8
Верхний диаметр, м
3,6
3,7
4,0
4,4
4,8
5,2
5,4
Расстояния по осям крюков, м
4,3
4,3
4,5
5,0
5,5
6,0
6,3
Масса порожнего ковша, т
40
43
48
73
86
110
136
Грузоподъемность крана определяется по формуле
Г  (1,30...1,40)  М
, т,
(6.5)
где М – масса ковша с футеровкой.
Таблица 9
Рекомендуемые вместимости сталеразливочных ковшей и
грузоподъемности кранов для конвертеров различной вместимости
Вместимость
конвертера, т
100
130 160
200
250
Вместимость
разливочного
ковша, т
Грузоподъемност
ь кранов в
ковшевом
пролете, т
Грузоподъемност
ь разливочных
110
140 175
220
280
50+1
0
50+1
0
80+1
6
125+30
125+30
140+3
2
180+5
0
225+6
3
280+100/1
6
360+100/1
6
27
5
-
300
350
400
450
330
385
430
480
-
125+30
125+30
140+32
140+32
400+100/1
6
500+100/1
6
500+100/1
6
630+100/1
6
-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
кранов, т
Количество кранов определяется с учетом затрат времени на операции в
соответствии с технологией межплавочной подготовки ковшей:
- захват ковша со сталевоза и установка его на высокий стенд для замены
шиберных затворов;
- захват ковша с высокого стенда и установка на поворотный стенд для
осмотра и очистки футеровки;
- захват ковша с поворотного стенда и установка на высокий стенд;
- захват ковша с высокого стенда и установка на стенд сушки и разогрева;
- захват ковша со стенда сушки и установка на сталевоз.
При выполнении ремонта ковша количество перестановок и затраты
времени увеличиваются. После снятия шиберного затвора и выдавливания
стакана, ковш с высокого стенда переставляют на стенд для осмотра футеровки,
затем на поворотный стенд для ломки и удаления футеровки, после чего ковш
устанавливают в яму для выполнения новой футеровки.
Количество кранов для перестановки ковшей определяется по формуле
n
где
( B  nnn  n p  nnp )  t n  к
1440  в
, шт,
(6.6)
В – число подготавливаемых за сутки ковшей, шт;
nnn, nnp – соответственно число перестановок ковша при подготовке к очередной
плавке и ремонту. Принимаем nnn =5; nnp =6; к = 1,2; в = 0,8.
6.3. Высокие стенды для замены шиберных затворов
Загруженность стенда определяется с учетом следующих операций:
- снятие шибера;
- смена разливочного стакана;
- установка нового затвора.
Количество высоких стендов определяется по формуле
n в .с . 
А  tз
, шт,
24  0,8
(6.7)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где tз – загруженность стенда на один ковш, ч.
6.4. Механизированные стенды для ломки футеровки
Загруженность стендов определяется следующими операциями:
- ломкой футеровки стен ковша, ч;
- ломкой футеровки днища, ч.
Количество стендов для ломки футеровки определяется по формуле:
n л .ф. 
np  tз
24
, шт,
(6.8)
где np – число ремонтируемых за сутки ковшей, шт/сут;
tз – задолженность стенда при ломке футеровки машиной, оборудованной
пневмомолотом, час (принимаем tз = 1,0…1,5 ч).
Количество машин для ломки футеровки принимается по числу стендов.
6.5. Ямы для ремонта ковшей
Ремонт днища,
выполняются
из
арматурный и рабочий слой футеровки ковша
кирпича
вручную.
Загруженность
ям
определяется
продолжительностью следующих операций:
- продолжительность кладки днища, ч;
- продолжительность кладки арматурного слоя, ч;
- продолжительность кладки рабочего слоя, ч.
Количество ям для ремонта определяется по формуле
nя 
n p  tф
24
, шт,
где np – число ремонтируемых за сутки ковшей, шт./сут;
tф – время выкладки новой кирпичной футеровки, ч.
Принимаем tф = 3…8 ч).
(6.9)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.6. Стенды для сушки и разогрева сталеразливочных ковшей
Загруженность стендов для сушки и разогрева определяется с учетом
продолжительности следующих операций:
- продолжительность сушки ковша после смены разливочного стакана, ч;
- продолжительность сушки ковша после ремонта части днища, ч;
- продолжительность сушки ковша после смены футеровки, ч.
Количество стендов для сушки и разогрева ковшей определяется по
формуле
n с .ф. 
А  t з  1,3
, шт,
24
(6.10)
где А – число ремонтируемых за сутки ковшей, шт./сут;
tз – продолжительность сушки и разогрева одного ковша, ч (принимаем
tз=1,5 ч).
6.7. Общее количество стендов для ковшей
Сталеразливочные ковши располагаются на сталевозах, на кранах или
стендах для разливки, на высоких стендах, на механизированных стендах для
ломки футеровки, на стендах для сушки и разогрева футеровки ковшей, в ямах
для ремонта. Исходя из перечисленного, общее количество стендов
рассчитывается по формуле
N  nв.с.  n л.ф.  n я  nс.ф.  nст  n р , шт,
(6.11)
где nст – количество сталевозов, шт.;
nр – количество ковшей занятых на разливке, шт.
В цехе должны быть также запасные стенды, на которых находятся
ковши, неучтенные в перечисленных операциях.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.8. Габариты пролета
Ширина пролета определяется габаритами оборудования, схемой
расположения, привязкой к конструкциям здания и наличием безопасных
проходов. Обычно оборудование устанавливается вдоль стен здания.
На рис. 14 приведена в качестве примера схема для расчета ширины и
высоты пролета.
Высота
пролета
определяется
габаритами
устанавливаемого
оборудования, габаритом, необходимым для транспортировки ковша над
установленным оборудованием, и запасом хода траверсы мостового крана.
Длина пролета определяется с учетом расстановки всего оборудования и
проходов безопасности между ними, путей сталевозов, ям для ремонта ковшей,
растворного узла, помещения для сборки шиберных затворов, места для
домкратной тележки и места для ремонтов кранов в торцах здания.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 14. Схема для определения ширины и высоты здания пролета подготовки
ковшей: в – ширина пролета по осям колонн здания;
в1, в7 – габарит по ширине колонн; в2 – габарит приближения оборудования к
колоннам здания; в3 – габарит оборудования по ширине пролета; в4 – габарит
для безопасной транспортировки сталеразливочных ковшей и оборудования;
в5 – габарит оборудования; в6 – габарит безопасности; h1 – габарит
оборудования по высоте, установленного в пролете; h2 – габарит безопасности;
h3 – габарит по высоте для провоза оборудования; h4 – уровень головки рельса
мостовых кранов
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7. Отделение непрерывной разливки стали
Непрерывная разливка по сравнению с разливкой стали в изложницы
имеет ряд преимуществ:
- значительно повышается выход годного металла;
- упрощается производство по заводу (комбинату) в целом и улучшаются
его технико-экономические показатели;
- повышается качество металла;
- уменьшаются затраты ручного труда и улучшаются условия труда при
разливке;
- создаются условия для автоматизации разливки стали.
В связи с этими преимуществами во вновь сооружаемых цехах
предусматривают непрерывную разливку.
7.1. Выбор типа и определение количества УНРС
7.1.1. Обоснование типа УНРС
В настоящее время находят промышленное применение следующие
разновидности установок непрерывной разливки стали (УНРС): криволинейные
радиальные, вертикально-радиальные, вертикальные, горизонтальные.
Для
высокопроизводительных
цехов,
в
которых
выплавляют
углеродистые и низколегированные стали, целесообразно использование
криволинейных, радиальных и вертикально-радиальных УНРС.
В проекте принимаем метод разливки «плавка на плавку», при котором
возможна организация производства «КП-УНРС» или «2 КП-УНРС», то есть
цикл разливки равен циклу или двум циклам плавки.
Для
стабилизации технологических параметров разливки (режим
вторичного охлаждения, вместимость сталеразливочных и промежуточных
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ковшей, диаметров стаканов, температура металла и так далее) желательно
иметь постоянную весовую скорость разливки. Сечения слябов 250…300 х
1370…2000 мм.
7.1.2. Расчет параметров разливки
Весовая скорость разливки определяется по формуле
Vв 
Gз  а
, т/мин,
0,9  Р  t ц
(7.1)
где Gз – садка конвертера, т;
а – коэффициент выхода годного;
0,9 – коэффициент, учитывающий снижение скорости в начале и конце
разливки;
Р – количество ручьев в машине (принимаем Р=2);
tц – цикл разливки, мин.
Глубина жидкой фазы определяется по формуле
L ж .ф . 
Vв  H  340
, м,
В   ст
(7.2)
где Н, В – толщина и ширина слитка, м;
340 – коэффициент полного затвердевания;
ρ – плотность стали, т/м3 (принимаем ρ = 7,2 т/м3).
Радиус установки определяем по формуле
R
2  L ж .ф .

, м.
(7.3)
Линейная скорость разливки определяется по формуле
V лин 
Vв
Н В
, м/мин.
(7.4)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.1.3. Баланс времени работы УНРС
Номинальное время работы УНРС рассчитывается по формуле
Т ном  365  б  в , сут,
(7.5)
где б – продолжительность капитального ремонта частотой один раз в год, сут
(принимаем б=20);
в – продолжительность планово-предупредительных ремонтов в год, сут
(принимаем в=35).
Фактическое время работы УНРС определяем по формуле
Т ф  Т ном 
Т ном
 е , сут,
100
(7.6)
где е=5% – текущие простои.
Фактическое время работы УНРС с учетом серийности z разливки
методом «плавка на плавку» определяется по формуле
Т раз  t ц  z , мин.
(7.7)
Время подготовки установки к разливке серии плавок (данные ККЦ-2
ОАО «НЛМК»):
- выдача концов
- 40 мин;
- подача и ввод затравки в кристаллизатор
- 40 мин;
- заделка затравки в кристаллизаторе
- 20 мин;
- установка промковшей
- 5 мин;
- подготовка к разливке сталеразливочного ковша - 5 мин.
Общее время подготовки установки к разливке серии плавок принимаем
Тпод=110 мин.
Время профилактики при подготовке к серии плавок принимаем
Тпроф=300 мин.
Далее определяем общее время работы УНРС по формуле
Т общ  Т раз  Т под  Т проф , мин.
(7.8)
Полученную величину в минутах переводим в часы для удобства
дальнейших расчетов.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.1.4. Количество серий в год на одной УНРС
Количество серий в год на одной УНРС определяем по формуле
J
24  Т ф
Т общ
, шт.
(7.9)
7.1.5. Количество годных слитков УНРС
За серию плавок z одна УНРС разливает годных слитков:
Ргодн 
Gж  z

, т,
(7.10)
где η – коэффициент пересчета жидкой стали на годную (в расчете принимаем
η=1,02…1,025).
За год одна УНРС разливает годной стали:
Ргод  J  Ргодн , т.
(7.11)
7.1.6. Количество УНРС
Необходимое
количество
УНРС
для
получения
фактической
производительности цеха Аф тонн годной стали в год рассчитывается по
формуле
N
Аф
Ргод
, шт.
(7.12)
7.2. Количество разливочных кранов
Расчет количества разливочных кранов определяется по формуле:
n
A  tз  к
, шт,
в  1440
(7.13)
где tз – задолженность крана на разливку одной плавки (в расчете принимаем
tз=40…50 мин), мин/пл.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.3. Количество промежуточных ковшей
Расчет количества промежуточных ковшей определяем по формуле
n
1,1  A
, шт,
m
(7.14)
где m – количество оборотов ковша в сутки.
Разливка
ведется
из
одного
промежуточного
ковша
в
два
кристаллизатора. Вместимости ковшей 25 и 50 т, стойкость футеровки
10 разливок. Бюджет времени промежуточного ковша около 570 мин, отсюда
m=1440/570=2,5.
7.4. Выбор планировки отделения непрерывной разливки стали
При разливке всей стали непрерывным способом в составе цеха выделяют
отделение непрерывной разливки (ОНРС), которое может располагаться в
отдельном здании либо входить в состав главного здания цеха (КМК).
В настоящее время применяют две схемы расположения УНРС в
отделении непрерывной разливки стали – линейную и блочную.
При линейном расположении УНРС располагаются перпендикулярно, а
при блочном – параллельно сталевозным путям.
При небольшом числе УНРС (до 4) целесообразно применять линейное
расположение.
7.4.1. Отделение непрерывной разливки с линейным расположением УНРС
План и поперечный разрез одной из разновидностей ОНРС с линейным
расположением машин показан на рис. 15. Отделение связано с главным
зданием цеха поперечными сталевозными путями и представляет собой
многопролетное здание, пролеты которого параллельны пролетам главного
здания.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Пролет I является пролетом внепечной обработки стали в ковше. Наличие
этого пролета не является обязательным, так как в некоторых ОНРС подобного
типа внепечную обработку стали размещают в распределительном пролете или
в главном здании (проект КМК).
Пролет II – распределительный, сюда поступают ковши с жидкой сталью,
пролет оборудован разливочными кранами.
Пролет III – пролет УНРС.
Пролет IV – пролет газорезок.
Пролет V – пролет выдачи и транспортировки литых заготовок.
УНРС размещены вдоль распределительного пролета в одну линию и
оборудованы поворотными стендами, оси которых находятся на границе
пролета УНРС и распределительного. Пролеты III-V оборудованы мостовыми
кранами грузоподъемностью 20…50 т.
При определении размеров зданий ОНРС ширина пролетов должна быть
кратной 6 м, а длина пролетов – кратной 12 м.
Высота пролетов, начиная с пролета УНРС, снижается, поскольку
снижается высота криволинейных УНРС. Высота расположения рабочей
площадки УНРС при их базовом радиусе 12…16 м составляет 14…18 м, высота
подкрановых
рельсов
разливочных
кранов
26,5…30
м;
ширина
распределительного пролета составляет 24…30 м, ширина остальных пролетов
от 24 до 36 м. Шаг колонн пролета УНРС при ширине слитка до 2000 мм
составляет 24 м, при ширине слитка более 2000 мм – 30 м. Торцевые участки
для вспомогательных работ и ремонта кранов по 24 м.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 15. План и поперечный разрез ОНРС с линейным расположением машин:
I – пролет внепечной обработки стали в ковше; II – распределительный пролет;
III – пролет УНРС; IV – пролет газорезок; V – пролет выдачи и транспортировки
литых заготовок; 1 – участок ремонта сменного оборудования УНРС;
2 – поперечные пути; 3 – тележка; 4 – рабочая площадка; 5 – литейный кран;
6 – установка для внепечной обработки (доводки) стали в ковше;
7 – поперечные сталевозные пути; 8 – литейный кран; 9 – вакууматор;
9а – помещение для пароэжекторных насосов; 10 – поворотные стенды;
11 – рольганги УНРС; 12 – устройство кранового типа; 13 – поперечные пути;
14 – рольганг к складу; 15, 17, 18 – мостовые краны; 16 – рольганг-тележка
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7.4.2. Отделение непрерывной разливки с блочным расположением
УНРС
ОНРС этого типа в ранее строившихся отечественных цехах обычно
располагали в отдельном здании. Одна из разновидностей ОНРС конвертерного
цеха с блочным расположением двухручьевых криволинейных слябовых УНРС
показана на рис. 16, где 1, 9, 18 – ширококолейные рельсовые пути;
2 – поперечный путь для транспортировки оборудования на тележках;
3 – рольганг-тележка; 4 – разливочные краны для транспортировки ковшей;
5 – мостовой кран; 6 – рабочая площадка; 7 – тележка; 8 – помещение для
пароэжекторных насосов; 10 – вакууматор; 11, 24 – ширококолейные рельсовые
пути; 12 – поперечные рельсовые пути; 13 – поворотные стенды;
14, 16 – рольганг; 17 – сталкиватель заготовок; 19 – краны для ремонтномонтажных работ; 20 – продольные ширококолейные рельсовые пути;
21, 22 – сталевоз; 23 – УДСК; 25 – кран для транспортировки промежуточных
ковшей и оборудования УНРС при ремонтах; 26 – слябовоз; 27, 27а – крановые
пути соответственно верхнего и нижнего яруса; 29 – устройство кранового
типа.
Отделение состоит из нескольких пролетов, параллельных пролетам
главного здания, и соединено с последним ширококолейными путями на
нулевой отметке.
Ближайший к главному зданию пролет I – пролет подготовки и ремонта
промежуточных ковшей (наличие этого пролета не является обязательным; в
некоторых цехах этот пролет входит в состав главного здания, а в некоторых
подготовку промежуточных ковшей ведут в торцах разливочных пролетов, а
ремонт – в отдельном помещении). Пролет оборудован мостовыми кранами
50/12…80/20 т. Далее расположены разливочные пролеты II-IV (пролеты
УНРС), число которых определяется числом устанавливаемых в отделении
УНРС. В последнем пролете V расположена транспортная линия передачи
заготовок на склад и иногда там хранят запасное оборудование.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 16. План и продольный разрез ОНРС с блочным расположением машин:
I – пролет подготовки и ремонта промежуточных ковшей; II, III, IV – пролеты
УНРС; V – пролет выдачи и транспортировки литых заготовок
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При блочном расположении УНРС располагаются по обе стороны от
сталевозных путей по две установки в каждом пролете. Оборудование каждого
пролета одинаковое.
На
рабочей
площадке
располагаются
стенды
сталеразливочных,
промежуточных ковшей и для разогрева промежуточных ковшей и пульты
управления.
Пролеты УНРС оборудуются мостовыми кранами с двухъярусным
расположением.
В
нижнем
ярусе
располагаются
мостовые
краны
грузоподъемностью 80/20 т для перестановки промежуточных ковшей, смены
кристаллизаторов и других вспомогательных операций. Во втором ярусе
располагаются разливочные краны. Число кранов каждого типа по одному на
установку или по два на пролет.
В пролете транспортировки слитков прокладывается путь широкой колеи
для
передвижения
слитковозов.
Пролет
оборудуется
двумя
кранами
грузоподъемностью 100…125 т со вспомогательным подъемом 20 т.
Помимо планировки, представленной на рис. 16, возможна вторая
разновидность планировки подобных ОНРС с расположением УНРС одним
блоком с одной стороны от сталевозных путей (ККЦ-2 ОАО «НЛМК»).
Ширина пролета промежуточных ковшей составляет 24 м; ширина
разливочных при установке в них двухручьевых УНРС – 30 м. Рабочая
площадка
разливочного
пролета,
соответствующая
уровню
верха
кристаллизатора при базовом радиусе УНРС от 10 до 12 м, расположена на
высоте 11,5…13,5 м; высота подкрановых рельсов разливочного крана при этом
составляет 28…30 м, а при двухъярусном расположении кранов над УНРС –
35 м.
Расстояние от оси пути сталевоза до колонн рабочей площадки УНРС –
24 м. Шаг колонн на участке УНРС – 24 м. Для радиальных и криволинейных
УНРС пролет удлиняется для размещения зон вторичного охлаждения и
газорезок. При этом длина этого участка 48 м. Длина участка выдачи слитков
24 м для всех типов УНРС. Длина участка транспортировки заготовок 24 м.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 10
Параметры главных зданий конвертерных цехов
Параметры
Конвертерные цеха
ЧерМК
6
Азовсталь
7
2х200
2х300
2х350
2х400
Пролет шихтовых материалов:
24
30
132
2х96
головки
12
11,67
30
228
22,5
2х36
182
14
36
132
14
Пролет перестановки шлаковых чаш:
12
18
18
132
242
192
головки
12
12
14,8
18
192
14
-
1
Количество и емкость
конвертеров
- ширина, м
- длина, м
- высота до верха
подкрановых рельсов, м
- ширина, м
- длина, м
- высота до верха
подкрановых рельсов, м
- ширина, м
- длина, м
- высота, м
- ширина, м
- длина, м
- высота, м
Высота верха рабочей площадки
конвертеров, м
- ширина, м
- длина, м
- высота, м
- ширина, м
- длина, м
- высота, м
- ширина, м
- длина, м
- высота, м
НЛМК
ЗСМК
КарМК
НЛМК
ЗСМК
2
3
4
5
3х160
3х130
3х250
Загрузочный пролет:
30
18
30
132
108
290
24,5
20
30
Конвертерный пролет:
18
18
30
108
108
206
49
54,8
8,18
8,18
11,5
8
30
242
30
30
192
30
27
192
32
27
252
32
30
182
54,8
11,5
30
144
54,8
11,5
30
288
63
12
30
348
63
12
Разливочный пролет:
2х18
2х24
2х24
216
326
288
16
20
22,8
Пролет подготовки сталеразливочных ковшей:
15
24
24
24
30
30
226
48
254
242
192
408
348
14
16
20
20
20
21
Пролет подготовки ферросплавов:
18
18
24
30
30
30
30
60
12
60
60
48
84
84
18,5
19,5
20
29,93 29,93 29,93 29,93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Библиографический список
1.
Якушев,
А.М.
Основы
проектирования
и
оборудование
сталеплавильных и доменных печей / А.М. Якушев. – Москва: Металлургия,
1992. – 422 с.
2.
Машины и агрегаты металлургических заводов / А.И. Целиков
[и др.]. – Москва: Металлургия, 1988. – Т2. – 431 с.
3.
Григорьев,
В.П.
Методические
указания
по
дипломному
проектированию «Основы методики проектирования кислородно-конвертерных
цехов» / В.П. Григорьев, Ю.М. Нечкин. – Москва: МИСиС, 1983. – Ч1. – 62 с.
4.
Лукашкин, Н.Д. Конструкция и расчет машин и агрегатов
металлургических заводов / Н.Д. Лукашкин, Л.С. Кохан, А.М. Якушев. –
Москва: Академкнига, 2003. – 456 с.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
167
Размер файла
1 934 Кб
Теги
7688, оборудование, проектирование, цехов, сталеплавильных
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа