Устройство и оборудование металлургических цехов

    В шихтовом пролете проложены два тупиковых железнодорожных пути для подачи в цех металлической шихты, легирующих и шлакообразующих. Металлическую немагнитную шихту подают в пролет в контейнерах вместимостью 3 м³ и в коробах (из молотового отделения), магнитную шихту — на платформах навалом, ферросплавы в цех со склада ферросплавов — навалом и в таре, сыпучие материалы (железную руду, шпат и др.) в цех из отделения сыпучих — в контейнерах вместимостью 3 м³ и в железнодорожных вагонах, известь в автомашинах навалом и в коробах.

    Металлическая шихта, ферросплавы и сыпучие материалы в шихтовом пролете хранятся в напольных металлических закромах, дорогостоящие ферросплавы (феррониобий, РЗМ, никель металлический и др.) - в отдельной кладовой. В пролете имеются 10-т весы для ферросплавов и передаточная тележка. Для передачи загруженных бадей из шихтового в печной пролет установлены две тележки грузоподъемностью 25 т. Для их взвешивания на путях смонтированы 60-т весы. Под балконом рабочей площадки размещены служебные и складские помещения.

    Шихтовый пролет обслуживается двумя мостовыми магнитными кранами грузоподъемностью Юти одним 5-т краном. Магнитные краны, кроме того, оборудованы съемными грейферами.

В печном пролете размещены  три ДСП вместимостью 10 т с  трансформатором мощностью 5 MB А и три 5-т печи с трансформатором 3 МВА. Завалку шихты в электропечь производят сверху, для чего их оборудуют механизмом выката ванны. Перед выкатом ванны убирается часть рабочей площадки у рабочего окна, размещенной на платформе и снабженной электромеханическим приводом. Механизмы наклона печи, подъема свода и выката ванны оборудованы гидравлическими приводами, остальные приводы печи электромеханические.

    Для обслуживания электропечей в пролете на уровне 4 м относительно пола цеха сооружена рабочая площадка с балконом, выходящим в шихтовый пролет. На балконе рабочей площадки размещаются пульты управления печью, два молота, комната мастеров, двухкамерная печь с выдвижным подом для нагрева легирующих и шлакообразующих, закрома для ферросплавов и стеллажи для электродов и мульд.

В торце пролета за блоком 10-т печей установлен бункер для  выбивки сводов, под который на уровне пола цеха подходит тупиковый  железнодорожный путь. В этом же торце печного пролета на рабочей  площадке размещаются шаблоны для наборки свода и участок для установки сводовых колец. Склад огнеупоров располагается на уровне пола цеха.

Печной пролет обслуживается  тремя мостовыми кранами грузоподъемностью 20/5 т и одним мульдозавалочным краном, грузоподъемность которого на хоботе составляет 1,5 т.

    Сталь разливают на двух кольцевых тележечных конвейерах, оборудованных составами с разливочными тележками. На малом блоке с 5-т электропечами и большом блоке с 10-т электропечами имеется по 9 составов, каждый из которых включает 3 тележки. В разливочном пролете размещается половина каждого из конвейеров. Перед каждым конвейером оборудуется разливочная площадка. Внутри малого кольцевого конвейера размещены подстанции дугового обогрева слитков.

    Выпуск стали из электропечей производится в 10 и 15-т сталеразливочные ковши. В разливочном пролете также имеются две ямы для ремонта ковшей, четыре установки для сушки сталеразливочных ковшей, участки для наборки стопоров и две электрические печи для их сушки. В торце разливочного пролета со стороны большого блока имеется тупиковый железнодорожный путь. С противоположного торца оборудован автомобильный въезд. Пролет обслуживается четырьмя разливочными кранами грузоподъемностью 30/5 т.

    Во вспомогательном пролете размещается вторая половина кольцевых тележечных конвейеров. Составы в этом пролете последовательно проходят операции снятия надставок, центровых, изложниц и грузов, очистки поддонов от мусора и литников, футеровки поддонов, установки центровых, изложниц и надставок. Внутри каждого конвейера-кольца размещается печь для сушки центровых и надставок, оборудованная двухрядным цепным конвейером. Ремонт и подмазку надставок производят на конвейере печи для сушки надставок и центровых, подготовку новых надставок - на полу цеха между тележечными конвейерами, разборку и сборку центровых - на стеллажах.

    За тележечным конвейером малого блока установлены конвейеры для изложниц и слитков, опрокидыватель изложниц, выталкиватель слитков, машины для чистки и смазки изложниц. За конвейером большого блока сооружены 12 неотапливаемых колодцев для замедленного охлаждения слитков, плита для подогрева изложниц и уложен тупиковый железнодорожный путь.

    В середине вспомогательного пролета расположены две камерные печи с выдвижным подом для термообработки слитков и уложен путь узкой колеи для самоходной тележки, передающей слитки на склад. Между тележечными конвейерами малого и большого блоков также имеется узкоколейный пугь, по которому перемещается 10-т самоходная тележка, передающая слитки шихтовых плавок, скрап, литники из вспомогательного в шихтовый пролет. В торце вспомогательного пролета со стороны малого блока устроен автомобильный въезд и размещен растворный узел.

    Пролет обслуживают три мостовых крана с механизированным захватом грузоподъемностью 5—10 т и один мостовой кран грузоподъемностью 10 т общего назначения.

Современные электросталеплавильные цехи

    Планировка даже наиболее совершенных электросталеплавильных цехов до последнего времени мало отличалась от мартеновских, работавших на твердой завалке. Хотя лом и подавался в дуговые сталеплавильные печи корзинами или бадьями, шлакообразующие и ферросплавы загружали мульдозавалочны-ми машинами кранового типа. В малые печи по ходу плавки их забрасывали вручную.       Шлак из печей удаляли в переносные шлаковни,  позднее - в шлаковые чаши, расположенные под рабочей площадкой. Металл из печей принимали в ковши, подвешенные на крюках разливочных кранов. Сталь разливали по изложницам, установленным на тележках или в канавах.

    С появлением печей сверхвысокой мощности постепенно менялись планировка цехов, характер используемого в них оборудования и схема транспортных потоков. Практика показала, что без этого невозможно обеспечить высокую производительность даже в цехах, состоящих из 2- 3 печей. Поэтому в новых и модернизируемых электросталеплавильных цехах были использованы не применявшиеся ранее технические решения, основными из которых являются следующие.

    Сыпучие материалы и ферросплавы транспортерами передаются в расходные бункера, расположенные под крышей цеха, откуда строго по заданной массе необходимые материалы загружаются в печи через свод или в сталеразливочные ковши. При такой схеме отпадает необходимость в мульдозавалочных машинах кранового безрельсового типа, так же как и в броско-вых машинах. Плавки стали выпускать в ковши, установленные на сталевозах, что позволило сдвинуть печи вглубь печного пролета и изолировать его от смежных с ним пролетов. Для сокращения времени пребывания металла в печи после его расплавления и повышения его качества широко стали использовать средства внепечной обработки металла.

    В качестве примера новых зарубежных цехов с параллельным расположением пролетов: шихтового (1), печного (2), разливочного (3) и уборочного (4) на рис. 5 показана планировка цеха фирмы «Чапаррел Стал» в Техасе (рис. 5). Первая печь этого цеха сначала 100-тонная, а затем 125-тонная была введена в эксплуатацию в 1975 г. вместе с прокатным станом, загруженным далеко не полностью.

    Планировка цеха предусматривала возможность его расширения с относительно небольшими капитальными вложениями, что и было выполнено в 1981 г. после установки второй 145-тонной печи, когда производственная мощность цеха увеличилась до 1,1 млн. т стали в год.

 Рис. 5. План цеха завода фирмы «Чапаррел Стил» (схема)

    Подготовленный к плавке лом поступает в шихтовый пролет по двум железнодорожным путям. Лом перегружали в бадьи, установленные на самоходных тележках и перемещали в печной пролет. Резервные бадьи с ломом размещались в левой части этого пролета, где ремонтировались и своды печей. Под крышей печного пролета расположены расходные бункера для сыпучих и ферросплавов. Плавки выпускали в ковши, подвешенные на кранах, и металл в том же пролете разливали на двух машинах непрерывного литья заготовок; для каждой печи имелся свой кран.

    Введенные в эксплуатацию в 1984—1985 гг. новые электросталеплавильные цехи передельных или мини-заводов примерно одинаковой производительности в Белоруссии, Молдавии и на Дальнем Востоке по своей планировке и составу оборудования принципиально не отличались друг от друга и соответство-

вали уровню технических  требований начала 80-х годов. В качестве примера рассмотрим цех Белорусского металлургического завода (БМЗ), отличительной особенностью которого является отсутствие шихтового пролета, так как груженые ломом бадьи объемом 80 м³ на автоскраповозах поступают в главное здание цеха из отдельно расположенного отделения комплексной подготовки лома. Электросталеплавильный цех БМК первоначально был рассчитан на производство 750 тыс. т жидкой стали и 720 тыс. т литой углеродистой заготовки сечением 125 х 124 мм. В настоящее время в этом цехе выплавляют сталь для кордной проволоки из металлизированных окатышей ОЭМК.

    В отделении комплексной переработки лома по проекту предусматривалась переработка 720 тыс. т лома. Запроектировано оно в виде четырехпролетной крытой крановой эстакады общей площадью 273x117 м. Поступающий со стороны лом разгружается на двух железнодорожных путях по всей длине эстакады и двух укороченных тупиковых путях, снабженных склизами. Транспортные связи между пролетами осуществляются с помощью наклонных ленточных транспортеров и склизов. Для переработки лома установили один пакетировочный пресс производительностью 120 тыс. т пакетов размерами 400* 400 ><500 мм и четверо пресс-ножниц на производство 600 тыс. т лома в год. Погрузка лома проводится прямо в загрузочные бадьи, оборудованные взвешивающими устройствами, для чего в отделении имеется 14 мостовых кранов со съемными магнитами и захватами. Автоскраповозы с бадьями могут заезжать и выезжать из отделения с любой стороны, так как по периметру здания выполнена автодорога с девятью заездами. На рис. 6 приведена схема части электросталеплавильного цеха этого завода., состоящего из шести параллельных пролетов: печного (АВ), бункерного (ВС) и раздаточного (СД) длиной 150 м, разливочного (ДЕ), транспортного оборудования МНЛЗ (EF) и склада литых заготовок (FG), на рис. 5 не показанного. В печном пролете установлены две импортные 100-тонные печи (1) типа Е-1200 с внутренним диаметром 6,4 м и водоохлаждаемыми панелями в стенах и своде, стеновыми стационарными горелками и с трансформаторами номинальной мощностью 75 МВхА.

Рис . 6 План главного здания электросталеплавильного цеха Белорусского металлургического завода (схема)

    Ширина печного пролета 27 м, высота до отметки верха подкрановых рельс 25 м, а до отметки рабочей площадки 7,5 м.

    Печи расположены в шумопылезащитных укрытиях (2), имеющих закрывающиеся проемы для загрузки и обслуживания печей. Выпуск плавок проводят в ковши, расположенные на сталевозах (3). Масса металла в ковшах взвешивается автоматически. Шлак сливается в шлаковые чаши объемом 8 м³, расположенные на постаментах под рабочими окнами печей. Из цеха чаши со шлаком через ворота (4) разливочного пролета увозят автошлаковозы. Груженые бадьи с ломом подают в цех ав-тоскраповозами, устанавливающими бадьи под проемом рабочей площадки печного пролета (5), где они и хранятся до загруки лома в печь. Лом загружается двумя 120-тонными кранами (6).

    Две группы бункеров для сыпучих материалов и ферросплавов (7), по одной на каждую печь, расположены под крышей бункерного пролета ВС. Ширина пролета 9 м по осям колонн. В цех эти материалы поступают по транспортерам и разгружаются в соответствующие бункера. Отсюда в дозированных количествах подаются в электропечи, сталеразливочные ковши при выпуске плавок и на установку внепечной обработки для продувки металла аргоном, размещенную в раздаточном пролете СД. В этот пролет ковши со сталью перемещаются на сталевозах. После наведения шлака и перемешивания металла аргоном ковши 160-тонными кранами (8) передают на поворотные стенды (9) МНЛЗ. В пролетах СД и ДЕ размещены две шестиручьевые МНЛЗ. На рабочей площадке (10) имеется все необходимое оборудование для обслуживания МНЛЗ.

    Обобщение технических решений по планировке, организации транспортных потоков и набору основного оборудования введенных в последнее время в эксплуатацию новых и реконструированных высокопроизводительных электросталеплавильных цехов позволяет сделать некоторые общие заключения.

По-видимому, в новых и  реконструируемых цехах отечественных металлургических заводов в ближайшие 5-10 лет будут устанавливаться главным образом ДСП вместимостью от 50 до 150 т. В новых цехах - преимущественно 150—100-тонные печи с набором оборудования для внепечной обработки стали. Производительность 100-тонных печей в зависимости от конкретных условий составит 400-500 тыс. т жидкой стали на одну печь, а в дальнейшем и более. На рис.7 представлена схема ЭСПЦ ОЭМК после реконструкции.

    Для вновь строящихся высокопроизводительных цехов является обязательным обеспечение их, в основном, малогабаритным, хорошо подготовленным ломом (0,8—1,0 т/м³), бадьями большого объема, загрузкой сыпучих материалов через свод печей; одношлаковый процесс выплавки стали с дальнейшей внепечной ее обработкой и, конечно, непрерывная разливка стали и автоматизированное управление технологическими процессами и производством.