Расчет и проектирование кислородно-конвертерного цеха

 

Подставляя  известные величины в формулу, получим:

а) количество магнитных  шихтовых кранов в скрапном отделении

 

 

принимаем в примерном расчете 8 магнитных  кранов грузоподъемностью 15т.

б) количество грейферных кранов в отделении сыпучих  материалов

 

 

принимаем в примерном расчете 3 грейферных крана грузоподъемностью 15т.

 

3 ГЛАВНОЕ ЗДАНИЕ ЦЕХА

 

3.1 ПЛАНИРОВКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ

ПРОЛЕТОВ  ГЛАВНОГО ЗДАНИЯ ЦЕХА

 

Планировка  главного здания конвертерного цеха, зависит главным образом от его  производительности и выбранного способа  разливки стали (в изложницы или  на МНЛЗ). В цехах с конвертерами 100-250 т при разливке стали слитки, разливочные пролеты находятся в главном здании цеха.

В этом случае главное  здание цеха состоит из пяти параллельно  расположенных пролетов: конвертерного, загрузочного, ковшевого и двух разливочных. Все пролеты размещены под одной крышей и в поперечном направлении соединены между собой путями нормальной или широкой колеи, проложенными по полу цеха и предназначенными для перемещения шлаковозов и сталевозных тележек. В некоторых случаях в состав главного здания могут входить скрапной и шлаковый пролеты. В цехах с конвертерами садкой 100-150 т подготовка ковшей может осуществляться в одном из разливочных пролетов. В этом случае отдельного пролета для ремонта ковшей не делается.

В цехах с  конвертерами 100-250 т при разливке на МНЛЗ и в цехах с конвертерами более 250 т при любом способе разливши разливочные пролеты выносятся в отдельное здание, соединенное с главным зданием передаточным пролетом. В этом случае в состав главного здания входят загрузочный, конвертерный, скрапной, ковшевой и шлаковый пролеты, a также может входить пролет бункеров расхода сыпучих материалов.

Для лучшего  наблюдения за работой конвертеров  может быть сделан отдельный пролет (шириной 6-9 м) для размещений пультов  управления. Взаимное расположение пролетов определяется конструктивными особенностями  цеха и расположением газоочистки, пролет подготовки ковшей обычно располагается ближайшим к разливочным пролетам.

Размеры пролетов зданий при строительстве сталеплавильных цехов определяются, исходя из условий размещения необходимого оборудования, сооружений и ж.д. путей с соблюдением требуемых правилами техники безопасности проходов между ними. Для унификации типоразмеров элементов зданий рекомендуется компоновать здания из пролетов кратных по ширине 6 м (12,18,24,30 и 36 м в зависимости от емкости установленных агрегатов). Основной шаг колонн по длине здания равен 12 м, в местах расположения конвертеров 24, 36 и 48 м. В настоящее время в целях удешевления строительства здания рекомендуется не более 36 м.

 

3.2 ВЫБОР  ТИПА И 0ПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА 

ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЛЕТОВ ГЛАВНОГО

ЗДАНИЯ  ЦЕХА

 

1. Конвертерный пролет

В конвертерной пролете размещены конвертера, буккера  для приема, хранения и завалки  в конвертера сыпучих материалов и устройства для удаления конвертерных газов.

Для хранения текущего запаса сыпучих шихтовых материалов каждый конвертер имеет 4-8 расходных бункеров. Емкости бункеров должны обеспечивать необходимый запас соответствующих материалов на 15-40 часов работы конвертера.

Комплекс подачи и завалки сыпучих материалов в конвертера состоит из трех узлов:

а) узел подачи сыпучих материалов в расходные бункера;

б) узел подачи сыпучих материалов из расходных  бункеров в промежуточный бункер;

в) узел подачи сыпучих из промежуточного бункера  в конвертер.

В цехах с  крупнотоннажными конвертерами бункера  запаса сыпучих устанавливаются в отдельном пролете шириной 12м.

В одной из торцов конвертерного пролета устанавливаются  промежуточные бункера для ферросплавов. Длина участка ферросплавов 60-108м. Загрузка ферросплавов в бункера  осуществляется с помощью многорельсовой тележки или мостового крана. Передача ферросплавов к конвертерам в большинстве цехов осуществляется автопогрузчиками.

С другой стороны  конвертерного пролета делается участок для хранения оборудования и огнеупоров длиной 36-72 м.

Обслуживание  конвертеров и агрегатов связанных с их работой, производится с рабочих площадок, расположенных на различных отметках от уровня пола цеха.

Главная рабочая  площадка, на которой производятся основные работы по обслуживанию конвертеров, является продолжением площадки загрузочного пролета.

3.2.2 Газоочистка

В цехах с  конвертерами емкостью до 200 т газоочистка  делается, с дожиганием СО. При конвертерах  емкостью более 200 т - экономичнее газоочистка  без дожигания СО.

В цехах с  малыми конвертерами (до 150 т) газоочистка  располагается в конвертерном пролете. В цехах с крупнотоннажными конвертерами в целях удешевления строительства зданий делается выносная газоочистка которая либо примыкает к конвертерному пролету, либо устанавливается у торца главного здания.

3.2.3 Загрузочный пролет

Основное назначений загрузочного пролета - прием и завалка  в конвертер чугуна и скрапа, а  также прием и хранение ферросплавов и огнеупоров. Для обеспечения  быстрой завалки и устранения простоев конвертеров транспортировка  и загрузка каждого вида материалов в конвертер производится отдельными механизмами и машинами. При размещении газоочистки в конвертерном пролете загрузочный пролет располагается с внешней стороны главного здания цеха. При выносной газоочистке с целью сокращения длины газоотводящего тракта загрузочный пролет располагается внутри главного здания. Ширина загрузочного пролета в цехах с конвертерами до 200 т - 18-24 м, более 200 т - 30м. Длина загрузочного пролета обычно равна длине конвертерного пролета.

При емкости  конвертеров до 150 т и расположении шихтового двора в направлении загрузочного пролета подача лотков с ломом производится по железнодорожному пути нормальной колеи, подача чугуна осуществляется по двум путям нормальной колеи. При расположении шихтового пролета параллельно конвертерному подача лома производится по поперечным путям, и в загрузочном пролете делаются только два пути для подачи чугуна.

Если пути подачи миксерных ковшей проходят между  конвертерами и скрапным пролетами, пути для подачи скрапа располагается  на уровне рабочей площадки.

При емкости  конвертеров 250 т и более подача ковшей с чугуном осуществляется по путям широкой колеи (3,0-4,5 м). Соосно с этими путями могут прокладываться пути нормальной колеи для подачи в пролет железнодорожных вагонов.

Для подачи огнеупоров и ферросплавов на полу цеха (пролета) укладывается тупиковый ж.д. путь.

Завалка лома и  заливка жидкого чугуна в конвертер  производятся установленными в пролете  специальными завалочными и заливочными  кранами, грузоподъемность которых  определяется емкостью совков и чугуновозных ковшей.

В примерном  расчете для обеспечения заливки  чугуна в один прием при увеличении массы плавки приняты чугуновозные ковши емкостью 280 т, а грузоподъемность заливочных кранов 360+100/16т. Количество заливочных кранов в загрузочном пролете принимается из расчета один кран на один непрерывно работающей конвертер и, кроне того, один кран в резерве на случай их ремонта.

Для завалки лома в конвертер чаще всего используются полупортальные загрузочные устройства, имеющие  по два подъема для возможности завалки двух лотков лома. Грузоподъемность одного подъема для конвертеров емкостью до 150 т - 50 т, емкостью до 300 т – 90 т и емкостью свыше 300 т - 130 т. В пролете ставится по одному устройству на каждый непрерывно работающий конвертер, но не менее двух.

 

3.2.4 Ковшевой пролет

Основное назначение, ковшевого пролета - смена футеровки  сталеразливочных и чугуновозных ковшей, а также наборка и сушка  стопоров (в специальных помещениях).

Перемещение ковшей внутри пролета производится мостовыми  кранами. В пролете имеются ямы для одновременного ремонта двух ковшей в каждой, помещения для наборки стопоров или шиберных затворов, стенды для сушки ковшей и установки стопоров в ковши, стенды для ломки футеровки ковшей. В пролете имеется тупиковый ж.д. путь, предназначенный для подвоза огнеупоров и вывоза мусора. Для постановки стопоров и вспомогательных работ ставятся два консольных крана грузоподъемностью 5 т. Ширина ковшевого пролета 18-24 м. Если в нем производится ремонт промежуточных ковшей, ширина его увеличивается до 30м.

 

3.2.5 Разливочные пролеты при  разливке стали в 

изложницы

В цехах с  конвертерами емкостью до 250 т разливочные  пролеты располагаются в главном  здании цеха. Число их обычно равно  двум.

В цехах с  большегрузными конвертерами разливочные пролеты выносятся в самостоятельное здание. Количество пролетов при этом определяется объемом разливаемой стали. Через разливочные пролеты убирается мусор и шлак, остающиеся в ковшах после разливки стали.

В каждом пролете  уложены сквозные и тупиковые железнодорожные пути, предназначенные для разливки стали и уборки мусора и шлака.

К основному  оборудованию разливочных пролетов относятся разливочные краны, сталеразливочные ковши и шлаковые чаши, изложницы  и тележки, разливочные площадки. К вспомогательному - стенды для разнесения сталеразливочных ковшей, шлаковых чаш и т.д.

При подготовке ковшей в разливочных пролетах в  них устанавливаются консольные краны грузоподъемностью 5 т, предназначенные для постановки стопоров в ковши и вспомогательных работ - по одному крану в пролете.

Основные характеристики оборудования и его количество определяются производительностью проектируемого цеха, емкостью установленных в цехе агрегатов (конвертеров), принятым способом разливки и др. условиями.

Ширина разливочных  пролетов для цехов с конвертерами до 200 т 18 м, в цехах с большегрузными конвертерами 24 м.

I) грузоподъемность разливочных кранов определяется максимально возможным весом металла и шлака в сталеразливочном ковше и весом самого ковша.

В примерном  расчете для цеха с конвертерами емкостью 260,5 т грузоподъемность разливочных кранов, как и заливочных, принята равной 360+100/16т.

2) Необходимое  количество_разливочных__кранов_ в цехе, (без учета резервных), зависит от занятости их на операциях по разливке стали и на вспомогательных работах (смене шлаковых чаш, уборка мусора и т.д.), т.е. от задолженности крана на тонну слитков (через два стопора) и суточной производительности цеха.

С учетом коэффициента неравномерности выпуска плавок, равным 1,3, необходимое количество разливочных кранов можно определить по следующей формуле:

 

 

где - общая задолженность крана на разливке и работах, мин/т слитков.

В зависимости  от массы плавки (емкости ковша), принятой в цехе скорости и других условий разливки, а также занятости разливочных кранов на вспомогательных операциях, общую задолженность разливочного крана на тонну годных слитков ( ), исходя из практических денных, можно принимать равной 0,25-0,40 мин.

В примерном  расчете при разливке стали сверху в крупные слитки (массой 150 т) с повышенной скоростью наполнения одновременно двух слитков (через два стопора), принимаем =0,32 мин/т. Тогда необходимое количество разливочных кранов в цехе составят:

Пкр.р = 1,13 • 14,809 • 0,32 = 5,35 крана.

Принимаем 6 разливочных  кранов грузоподъемностью 500+100/16 т.

3) Емкость сталеразливочного  ковша выбирается исходя из  максимально возможной массы  плавки по жидкому металлу  и некоторого количества шлака  для прикрытия металла (толщиной 150 - 250 мм).

В проектируемом  цеxe для конвертеров емкостью 260 т (при средней массе плавки по жидкой стали М_ж=236,39 т) приняты сталеразливочные ковши емкостью 175 т.

4) Количество  сталеразливочных ковшей находящихся  в обороте определяем по формуле

 

 

При стойкости  футеровки ковша 11 плавок (обычно 6-15 плавок) в ремонте за сутки побывает:

64 : 11 = 5,82 ковша, что составляет, от количества находящихся в работе ковшей. При продолжительности ремонта одного ковша 8 часов одновременно будет находиться в ремонте

Следовательно, для ремонта ковшей в ковшевом отделении должно быть не менее трех одноместных ремонтных ям. С учетом на непредвиденные задержки принимаем, что 10% рабочего парка ковшей находится в резерве, или

22 ´ 0,1 = 2,2 = 3 ковша.

Таким образом, общее количество сталеразливочных ковшей в проектируемом цехе составит:

22 + 2 + 3 = 27 ковшей.

5) количество  изложниц на плавку равно массе плавки по годным слиткам деленной нa массу одного слитка, т.е:

п_изл = М_сл : 12 = 231,39 : 12 = 19,28 = 20 изложниц.

Принимаем с  запасом 22 изложницы.

6) количество  тележек на плавку равно количеству изложниц на плавку деленному на количество изложниц, устанавливаемых на тележке. Последнее, в свою очередь зависит от грузоподъемности тележки и мессы слитка вместе с изложницей.

Для установки  изложниц под разливку применяются  три типа сталеразливочных тележек:

а) Двухосные - грузоподъемностью 60т. Длина тележки по осям сцепок 4780 мм;

б) Четырехосные - грузоподъемностью 120 и 160 т, длина тележек по осям сцепок 5840 и 6240 мм;

в) Шестиосные - грузоподъемностью 200-240 т, длина по осям сцепок 7940 мм.

Полезная нагрузка (грузоподъемность) тележки складывается из массы слитков, изложниц и поддона. Следовательно, количество изложниц на тележке зависит от принятой грузоподъемности тележки, развеса отливаемого слитка и соответствующей ему массы изложницы.