Устройство и оборудование металлургических цехов

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ (филиал)

Федерального государственного образовательного учреждения

высшего профессионального  образования

«Национальный исследовательский 

технологический университет “МИСиС”»

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Устройство  и оборудование металлургических цехов»

Вариант 1

 

 

 

 

 

 

  Выполнил:

студент группы

  МЧМ – 08 – 1Д

Барков В.

                                          Проверила:                                                                                 

Королькова Л.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Старый Оскол

2013г.

Содержание

 

1.Задание…………………………………………………………………………3

1.1. Теоретическое введение……………………………………………………4

2. Расчет основного оборудования  электросталеплавильного цеха………..

2.1. Расчет количества  производительности ДСП…………………………..

2.1.1. Мостовые завалочные  краны…………………………………………..

2.1.2. Магнитные и грейферные  краны………………………………………

2.1.3. Число загрузочных  корзин и скраповозов……………………………

2.2. Установки внепечной  обработки стали…………………………………

2.2.1. Установка порционного  вакуумирования стали (УПВС)………….

2.2.2. Десульфурация стали  и продувка аргоном………………………..

2.2.3. Агрегаты комплексной  обработки стали……………………………

2.3. Расчет потребности  в оборудовании при разливке 

стали в изложницу………………………………………………………….

2.4. Сталеразливочные ковши  и сталевозы………………………………

2.5. Шлаковые ковши и  шлаковозы………………………………………

2.6. Вместимость бункеров…………………………………………………

3. Вывод…………………………………………………………………….

4. Список использованной  литературы………………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание

 

    Рассчитать количество электропечей, установок для внепечной обработки и изложниц, а также основные энерготехнологические показатели производства стали в цехе с заданной производительностью.

 

Исходные данные

 

№	Емкость печи m0,т	Производительность цеха Пц, млн.т	Доля металлолома	Способ разливки	Размер слитка	Марка стали
1	6	0,1	0,9	изложница	-	110Г2Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Теоретическое введение

 

СОСТАВ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО  ЦЕХА. ЕГО СВЯЗЬ С ДРУГИМИ ЦЕХАМИ ЗАВОДА И ОТДЕЛЕНИЯМИ

 

    Электросталеплавильные цехи (ЭСПЦ) строят в составе металлургических заводов, работающих либо с полным, либо с неполным металлургическим циклом. Последние годы ЭСПЦ со сверхмощными ДСП входят в состав мини-заводов, где сталь разливают, как правило, на МНЛЗ, а заготовки прокатывают на средне- и мелкосортных прокатных станах. Существование ЭСПЦ в составе металлургического завода обусловливает его связи с другими цехами и отделениями металлургического производства. Расположение ЭСПЦ в составе металлургического завода с полным металлургическим циклом должно быть по возможности ближе к прокатным и кузнечно-прессовым цехам и определяется взаимным расположением доменного, сталеплавильного и прокатного производств (рис.1), при этом могут быть линейная (рис. 1,6) и компактная (рис. 1, в) схемы расположения металлургических производств на генеральном плане завода. Для линейной схемы характерно последовательное, а для компактной — параллельное расположение основных производственных зон металлургических переделов.

    Так как для предприятий черной металлургии характерно непрерывное развитие, то это обстоятельство необходимо учитывать в генплане завода путем резервирования части заводской территории для дальнейшего расширения производства. При этом возможно расширение производства за счет удлинения ЭСПЦ, строительства новых цехов на свободной территории и на месте сносимых старых объектов. В генплане завода должно учитываться, что зона последующего развития ЭСПЦ не должна застраиваться другими объектами. В этой связи линейная схема размещения основных металлургических переделов является предпочтительной. Типовая схема технологических связей ЭСПЦ входящего в состав электрометаллургического завода, представлена на рис.2.

Рис. 1. Схема композиции металлургического  завода с полным циклом:

а- основные технологические связи; б - линейная схема расположения металлургических переделов; в - компактная схема расположения металлургических переделов;

1-доменный передел; П  - сталеплавильный передел; Ш-прокатный  передел; 1 - коксохимический цех; 2-агломерационный цех; 5-доменный цех; 4 - мартеновский цех; 5-конвертерный цех; 6-электросталеплавильный цех, 7- блюминг или слябинг; 8 - листопрокатный цех; 9 - сортопрокатный цех.

 

 

Рис. 2. Типовая схема передела металла на электрометаллургическом заводе:

1- ЭСПЦ (участок);

2 - обжимной стан 950;

3 - кузнечно-прессовый цех; 4 - кузнечный цех;

5 - среднесортный стан 550; 6- мелкосортный стан 350; 7-мелкосортный стан 280; 8-цех специальной электрометаллургии (ЭШП, ВДП, ВИП, ЭЛУ); 9- термический цех; 10-склад готовой продукции.

 

 

ГЛАВНОЕ ЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО  ЦЕХА

 

    Главное здание электросталеплавильного цеха состоит из трех основных пролетов (шихтового, печного и разливочного) и в ряде случаев нескольких дополнительных пролетов. Наличие дополнительных пролетов является характерной особенностью современных высокопроизводительных ЭСПЦ. К ним относятся бункерный пролет, который располагается между шихтовым и печным пролетами. Использование непрерывной разливки стали привело к замене единого разливочного пролета, характерного для разливки стали в изложницы, на два пролета: распределительный и пролет МНЛЗ.

    Размеры пролетов (ширина, длина, высота), число и грузоподъемность кранов, а также другого оборудования определяются производительностью цеха, а также вместимостью одной дуговой сталеплавильной печи и их общим количеством. Большое значение в определении объемно-планировочных решений главного здания ЭСПЦ играют организация грузовых потоков внутри цеха, способы разливки жидкой стали, наличие вспомогательных отделений вне территории главного здания цеха.

 

Грузопотоки электросталеплавильного цеха

 

    Основные грузопотоки ЭСПЦ связаны с обеспечением приема лома и загрузки его в печи, подачи и загрузки сыпучих шлакообразующих материалов и ферросплавов, загрузки легирующих в печи, уборки шлака, разливки стали и транспортировки в другие цехи готовой продукции (рис. 3).

Рис. 3. Схема грузопотоков электросталеплавильного цеха

    Согласно приведенной на рис. 3 схеме, лом из копрового цеха железнодорожным транспортом поступает в шихтовый пролет I главного здания ЭСПЦ и разгружается в ямные бункеры /, из которых магнитная шихта магнитными кранами 2 загружается в саморазгружающиеся бадьи 3.

При поступлении в шихтовый пролет немагнитной шихты в контейнерах, последние разгружаются мостовым краном непосредственно в саморазгружающуюся бадью 3. После взвешивания бадью на тележке 4 перевозят по поперечным путям из шихтового в печной пролет П. Бадью с шихтой снимают с тележки завалочным краном 20 и устанавливают над печью 21 с предварительно отведенным сводом. Завалочный кран 20 опускает саморазгружающуюся бадью 3 внутрь рабочего пространства печи, не доходя до уровня подины на 500 мм, бадья раскрывается, лом загружается в печь. Поступающие в шихтовый пролет шлакообразующие материалы разгружаются в приемные переносные бункеры 5. Сушат материалы в барабанном сушиле 6, откуда материалы поступают в переносные бункеры 7, которые затем переносятся мостовым краном шихтового пролета 2 на балкон рабочей площадки печного пролета II. Из переносного бункера материалы загружают в мульду 17 и крановой завалочной машиной (мульдозавалочным краном) 18 подают в печь 27.

    В больших количествах (например, для наведения шлака) шлакообразующие материалы в ДСП большой вместимости подаются загрузочными машинами броскового типа 19. Кокс и бой электродов из бункеров шихтового пролета / поступают для измельчения на бегуны 9, затем загружаются в мульды 8 и мостовым краном 2 переносятся на балкон рабочей площадки печного пролета II. После взвешивания на весах 16, расположенных на платформе, размельченный кокс и бой загружают в ДСП крановой завалочной машиной.

    Ферросплавы из бункера 11 шихтового пролета подают для дробления в щековую дробилку 13, загружают в мульды 12, переносят мульдомагнитным мостовым краном на балкон рабочей площадки II, где взвешивают на весах 14 и задают в нагревательную газовую печь 15 для нагрева. Все операции по транспортировке мульд с ферросплавами осуществляет мульдомагнитный кран 2. Нагретые ферросплавы загружаются в ДСП крановой завалочной машиной 18.

    В разливочном пролете III сталь из печи выливается в ковш 23, из которого затем разливается на МНЛЗ 24 или в изложницы 26. Заготовки, полученные на МНЛЗ, передаются в прокатные цехи для прокатки на станах 25. Подача ковша 23 под разливку осуществляется разливочным краном 22. Слитки, разлитые сифоном в изложницы, на тележках подаются в стрипперное отделение и затем в прокатный цех.

 

 

ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ  ЭСПЦ

 

Объемно-планировочные  решения ЭСПЦ с дуговыми сталеплавильными печами

 

    В развитии объемно-планировочных решений ЭСПЦ в нашей стране можно выделить три периода. Первый — это период с появления дуговых печей до конца 60-х годов. В этот период ДСП использовали исключительно для выплавки легированных и специальных сталей. Второй период охватывает годы с конца 60-х до начала 80-х. Этот период характеризуется повышением мощности печных трансформаторов, развитием систем грузопотоков, появлением первых примитивных установок внепечной обработки стали и повсеместным внедрением МНЛЗ. Начало третьему периоду развития объемно-планировочных решений ЭСПЦ в нашей стране было положено в 1984 г. пуском ЭСПЦ на Молдавском и Белорусском металлургических заводах. Особенностью этих цехов является то, что в них располагаются высокопроизводительные комплексы с размещенными в укрытии мощными ДСП, установками внепечной обработки стали, развитой системой грузопотоков.

    Среди старых электросталеплавильных цехов, построенных в первый период, можно выделить следующие разновидности:

1) цехи, занимающие здания  других видов производств и  не имеющие технологически обоснованных  пролетов;

2) трёхпролетные цехи;

3) четырёхпролетные цехи: с расположенным в четвертом  пролете участком сборки составов  и техническим оборудованием, с МНЛЗ и расположенным в четвертом пролете адъюстажем, с разливочным конвейером, занимающим два пролета, в одном из которых производится разливка, а в другом - сборка составов.

    Объемно-планировочные решения цехов первого типа (ЭСПЦ-1 завода "Красный Октябрь", ЭСПЦ-1 завода "Сибэлек-тросталь" и др.) мало соответствуют требованиям технологических процессов. В этих цехах практически не возможно внедрение внепечных способов обработки стали и затруднено внедрение мероприятий, направленных на улучшение условий труда и экологической ситуации. Цехи первого типа не имеют будущего и должны быть в ближайшее время закрыты.

    Все цехи второго и третьего типов имеют ряд общих особенностей. В этих цехах к печному пролету примыкают шихтовый и разливочный пролеты. ДСП располагаются на границе с печным и разливочным пролетами, и сталь выпускают в сталеразливочный ковш, транспортируемый краном. Для обеспечения выпуска стали ДСП снабжается длинным выпускным желобом. Шихту загружают через верх печи с помощью завалочной бадьи. (Здесь следует отметить, что в нашей стране сохранились цехи с мульдовой загрузкой металлического лома: ЭСПЦ-1 ЧМК, ЭСПЦ-1 КМК, ЭСПЦ-1 ЗМЗ). Завалочные бадьи во всех цехах этого типа заполняются в шихтовом пролете. Сыпучие материалы (шлакообразующие и легирующие) поступают в шихтовый пролет, их передают на балкон печного пролета и подают в печь в мульдах с помощью завалочных машин кранового типа. Составы для разливки готовятся в специализированных отделениях и подаются в цех на тележках или готовятся непосредственно в ЭСПЦ. Среди цехов этого типа единственно в ЭСПЦ НЛМК имеются машины непрерывного литья заготовок. Шлак удаляют с помощью шлаковых чаш, закатываемых между опорами фундаментов электропечи под рабочее окно из разливочного пролета или устанавливаемых на специальный постамент под порог рабочего окна краном печного пролета.

Pиc. 4. План ЭСПЦ с ДСП вместимостью 5 и 10 т и конвейерной разливкой стали:

1 - электропечь ДСВ-10А; 2 - печная подстанция электропечи; 3 - двухкамерная печь для нагрева материалов; 4 - пульт управления печами; 5 - электропечь ДСВ-5А; 6 -бадья загрузочная; 7 - печная подстанция электропечи ДСВ-5А; 8 - бункер для выбивки свода; 9 - шаблон для наборки свода; 10 - закрома для шихты; 11 - тележка передаточная для загрузочной бадьи; 12- бегуны для помола ферросилиция; 13- тележеч-ный конвейер для разливки; 14- участок разливки стали; 15-ковш сталеразливочный;

    План и разрез одного из электросталеплавильных цехов такого типа с электропечами малой вместимости показан на рис.4. Цех состоит из четырех пролетов: шихтового, печного, разливочного и вспомогательного. Ширина шихтового пролета составляет 24 м, печного и разливочного — по 18 м и вспомогательного — 24 м, длина цеха — 156 м.