Расчет и проектирование кислородно-конвертерного цеха

плавки

где

2 - количество  одновременно работающих конвертеров;

0,75- принятая  в расчете (проекте) общая продолжительность  плавки, час;

24 - количество  часов б сутки.

Тогда максимально возможная суточная производительность цеха по годным слиткам (А) составит:

 

 

2 Выбор типа и определение количества

необходимого оборудования и основных

характеристик отделений  цеха

 

2.1 Подача жидкого  чугуна

 

В настоящее  время существует две схемы подачи жидкого чугуна из доменного цеха к конвертерам:

а) с использованием миксеров как промежуточной емкости;

б) с использованием ковшей миксерного типа.

 

2.1.1 Выбор емкости и определение количества

миксеров

В современных  конвертерных цехах в зависимости от производительности в настоящее время используются типовые миксеры емкостью 1300 и 2500 т;

При выборе емкости миксера  необходимо стремиться к установке  возможно меньшего количества миксеров в цехе. Однако, для бесперебойного снабжения конвертеров жидким чугуном количество установленных миксеров в цехе должно быть не менее двух (но не более трех в одном миксерном отделении).

Суммарная потребная емкость  миксеров ( ) может быть определена по следующей формуле:

 

 

где

А = 9967,818 - суточная производительность проектируемого цеха в годных слитках, т;

t_ч = 7,0 - принятое в проекте среднее время пребывания чугуна в миксере, необходимые для усреднения его состава и температуры, час.(обычно колеблется в пределах 6-9 часов, но не менее 6 часов);

h = 0,73 - коэффициент заполнения миксера (зависит от степени неравномерности заливки чугуна в миксер и выдачи его из миксера и колеблется обычно в пределах 0,65-0,77;

1,01 – коэффициент,  учитывающий потери чугуна в миксере;

24 - количество  часов в сутках;

К_ч - расход чугуна на тонну годных слитков, т/т.

 

 

Подставляя  известные величины в формулу, получим  необходимую суммарную емкость  миксеров в проектируемом цехе:

 

 

При емкости миксера Q_м= 2500 т, количество миксеров в цехе будет равно:

 

 миксера

 

Принимаем два  миксера емкостью 1300 т и один миксер емкостью 2500 т, тогда среднее фактическое  время пребывания жидкого чугуна в миксере составит:

 часа.

 

2.1.2 ПЛАНИРОВКА  И ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ микСЕРНОГО

ОТДЕЛЕНИЯ

Миксеры устанавливаются  в отдельно стоящем здании, и перемещение  чугуновозных ковшей от миксера к  конвертерам осуществляется при  помощи чугуновозных тележек тепловозами  или электровозами по железнодорожным путям, для ковшей емкостью до 140 т применяется нормальная колея, для ковшей большей емкости - широкая колея (до 4,5 м).

Расположение  и планировка миксерного отделения  зависят главным образом от типа цеха, емкости миксеров и принятой схемы подачи чугуна к конвертерам. В конвертерных цехах средней и большой производительности может применяться «высокое расположение» миксеров, при котором пути подачи чугуна к конвертерам располагаются не уровне рабочей площадки загрузочного пролета конвертерного отделения цеха. Для удешевления строительства конвертерных цехов Укргипромез рекомендует подавать чугун в загрузочное отделение на уровне заводского пола, что позволяет снизить высоту миксерного здания на 8-I2 м. Миксерное отделение обычно располагается в торце главного здания цеха и соединяется с ним эстакадой. Ковши с чугуном после взвешивания на ж.д. весах, расположенных под сливным носком миксера, подаются к конвертерам (в загрузочный пролет) по специальному пути, проходящему по рабочей площадке загрузочного пролета или на уровне пола.

Расстояние  между миксерным и главным  зданиями - обычно составляет 36-60 м.

С целью удешевления  строительства конвертерного цеха миксерное отделение может непосредственно  примыкать (блокироваться) к загрузочному (или конвертерному) пролету для обеспечения бесперебойной подачи жидкого чугуна к конвертерам при установке миксеров большой емкости рекомендуется ступенчатое расположение их в миксерном отделении с наличием самостоятельного (своего) пути подачи чугуна от каждого миксера. Пo этой же причине в одном миксерном отделении должно устанавливаться не более трех миксеров (с двумя путями подачи чугуна), В этом случае два миксера из трех ставятся в одну линию.

Подача чугуна из доменного цеха к миксерам и  огнеупоров для ремонта ковшей и миксеров, а также уборка мусора и шлака, удаляемого из миксеров, осуществляется по ж.д. путям. Нормальной колеи, уложенным на уровне заводского пола.

Основные габаритные размеры здания миксерного отделения (ширина, длина и высота) определяются размерами и количеством миксеров и их расположением, габаритами чугуновозных ковшей и ж.д. путей, а также высотой рабочей площадки (эстакады).

Высота миксерного здания зависит от емкости и размеров миксера и высоты рабочей площадки. Ширина миксерного здания (по осям колонн) – A6 при емкости миксеров 1300т составляет 30 м, при емкости миксеров 2500 т и ступенчатом их расположении - 36 м.

Длина миксерного здания – B5 зависит главным образом от размеров и количества установленных миксеров и обычно составляет; 48-96 м.

2.1.3 ОБОРУДОВАНИЕ МИКСернОГО ОТДеЛЕния

Миксерные отделения  современных цехов имеет следующее  основное оборудование:

1) мостовые заливочные  краны;

2) чугуновозные  и шлаковозные тележки с ковшами  (чащами);

3) стенды для  шлаковых ковшей (чаш);

4) весы ж.д.  типа для взвешивания чугуна;

5) электровозы  или тепловозы для подачи чугуна  к конвертерам. Грузоподъемность  весов зависит от емкости чугуновозных  ковшей. Количество весов в отделении  соответствует количеству миксеров.

Количество  чугуновозных ковшей (тележек) в составе обычно составляет 2-4, б зависимости от емкости ковшей и принятой схемы подачи чугуна к конвертерам.

Емкость чугуновозных ковшей для подачи чугуна из доменного

цеха в миксерное  отделение в современных сталеплавильных  цехах

обычно составляет 100 или 140 т, при грузоподъемности заливочных

кранов соответственно 125 - 30 и I80 – 50 т.

В примерном  расчете проектируемого цеха с миксерами  емкостью 1300 т и 2500 т принято, что  подача жидкого чугуна из доменного  цеха в миксерное отделение осуществляется в ковшах емкостью 140 т. Заливка чугуна в миксеры производится заливочными кранами грузоподъемностью 180 - 50 т.

Количество  заливочных кранов в миксерном отделении (при коэффициенте их загрузки, равной 0,8) можно определить по следующей  формуле:

где - суммарная задолженность крана на одну тонну чугуна, сливаемого в миксер, мин;

А¹ = 9,96 - суточная производительность цеха в годных слитках, тыс.т;

К_ч = 0,85 - коэффициент расхода чугуна на тонну годных слитков, т/т.

Суммарная задолженность крана на заливке  одной тонны чугуна в миксер ( ) зависит от продолжительности заливки одного ковша чугуна в миксер, емкости чугуновозного ковша и степени (коэффициента) его заполнения, а также задолженности крана на вспомогательных работах (обычно 15% от основных работ) и может быть определена по следующей Формуле;

гдз t_з - продолжительность операции заливки в миксер одного ковша чугуна, мин.(по данным практики, в зависимости от емкости ковша и других конкретных условий работы в отделении, может быть принята в пределах 14-18 мин);

в_к - коэффициент заполнения ковша (обычно составляет 0,8 – 0,9);

Принимая  для условий проектируемого цеха среднюю продолжительность операции заливки одного ковша чугуна в миксер (при емкости ковша 140 т) равной 16 мин.( t_з = 16 мин.),средний коэффициент заполнения ковша в_к = 0.85, получим следующую суммарную задолженность заливочного крана на I т чугуна.

Подставляя  известные величины формулу, получим необходимое количество заливочных кранов е миксерном отделении проектируемого цеха:

= 0,87 • 14,809 • 0,85 • 0,154 = 1,697 крана.

С учетом резервных  приникаем три заливочных крана  грузоподъемностью 360+100/16т каждый.

Примечание: По данным практики в миксерных отделениях современных сталеплавильных цехов  устанавливается не менее одного заливочного, крана на каждый миксер.

Для обеспечения  заливки чугуна в конвертер в  один прием, особенно при увеличений массы плавки, емкость чугуновозных ковшей для подачи чугуна из миксерного отделения к конвертерам должна быть на 20-30% больше номинальной емкости конвертера и приближаться к емкости сталеразливочного ковша. В соответствии с этим грузоподъемность заливочных кранов должна быть равной грузоподъемности разливочных кранов (выбирается по ГОСТ 6909-61)

В примерном  расчете для конвертеров с  фактической садкой 260 т для подачи чугуна к конвертерам приняты  чугуновозные ковши емкостью 140т.

 

2.2 Шихтовый двор

 

2.2.I ВЫБОР ТИПА И ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ШИХТОВОГО

ДВОРА

Шихтовый двор современного конвертерного цеха, как  правило, состоит из двух отделений, расположенных в одной или  двух самостоятельных зданиях (или  пролетах):

1) отделение  шихтовых магнитных материалов (скрапное отделение);

2) отделение  шихтовых сыпучих материалов (или  общезаводской склад сыпучих  материалов).

В скрапном отделении  шихтового двора хранятся в основном металлический лом, а в некоторых  случаях и раскислители. Для складирования  этих материалов в отделении имеются соответствующие площадки или ямы. Суммарный объем ям для хранения скрапа определяется суточной производительностью цеха, расходом скрапа на одну тонну стали, числом суток запаса и насыпной массой скрапа.

Расположение  и оборудование скрапного отделения зависит от производительности цеха и принятого способа подачи скрапа к конвертерам и их загрузки.

В цехах сравнительно небольшой производительности применяется  продольное расположение шихтового  двора. В этом случае шихтовый двор (скрапное отделение) обычно располагается в одной линии к загрузочным пролетам главного здания цеха и подача скрапа к конвертером осуществляется по эстакаде на отметке рабочей площадки по пути, проходящей вдоль фронта конвертеров.

В цехах большой  производительности наиболее рациональным следует считать параллельное расположение скрапного отделения с подачей скрапа по поперечным путям с загрузкой его в конвертеры совками с помощью кранов загрузочного пролета и использованием для продольного перемещения совков со скрапом специальных загрузочных кранов. Наиболее удобный является применение полупортальных кранов, позволяющих осуществлять загрузку металлолома независимо от работы заливочных кpaнoв. Для загрузки всего скрапа в конвертер обычно достаточно двух совков, которые одновременно захватываются двумя подъемами крана. Объем совков будет зависеть от емкости конвертера, доли скрапа в металлошихте и его плотности.

Ширина здания скрапного отделения определяйся  количеством и расположением  ж.д. путей в нем, принятой шириной скрапных ям и в современных цехах отечественных заводов обычно составляет 24-36 м по осям колонн здания. Высота здания зависит от габаритов подвижного состава, а также кранового оборудования, расположения путей транспортировки совков со скрапом и обычно составляет 9-14 м от уровня пола цеха до головки подкрановых рельсов. Длина здания скрапного отделения определяется прежде всего длиной скрапных ям (полученных расчетом), а также суммарной толщиной разделительных стенок и длиной торцевых участков отделения, не занятых ямами. Шаг колонн здания обычно составляет 12 м. При выносе газоочисток за пределы главного здания скрапное отделение может состоять из двух участков, расположенных по одной оси.

В отделении  сыпучих материалов хранятся известь, плавиковый шпат, железная руда, агломерат, боксит и др. сыпучие материалы. Для предотвращения попадания влаги все сыпучие материалы рекомендуется хранить б закрытых помещениях с ямными бункерами с последующей перегрузкой этих материалов в приемные воронки конвейеров грейферными кранами.

Подача сыпучих  материалов к конвертером производится системой ленточных конвейеров и  питателей, расположенных в изолированном  от цеха участке конвертерного пролета, во избежание распространения по цеху пыли, выделяющейся при перегрузке сыпучих материалов, особенно извести, галерея, в которой располагается конвейер подачи сыпучих материалов, примыкает к торцу конвертерного пролета. Комплекс механизмов для подачи сыпучих материалов к конвертерам и загрузки их в конвертеры обычно состоит из следующих основных узлов: