Устройство и оборудование металлургических цехов

Задолженность разливочной  площадки складывается из времени ожидания разливки, времени разливки, времени  отстоя состава со слитками у разливочной  площадки и смены составов. Продолжительность  этих периодов при расчетах принимают  следующей: ожидание разливки 25 мин; разливка 5мин ; отстой и смена составов — 35 .

Длина разливочной площадки определяется максимальной длиной разливочного состава и должна быть равна длине одного или двух составов (двойная площадка). Длина разливочного состава

L_p.c = L_т∙ n_т = 2,16∙3 = 6,48 7 м,

 

где n_т — число разливочных тележек; L_т = 3 длина тележки, м.

Число разливочных тележек 

 

n_т = 1,08(n_с/n_ст)= 1,08∙2/1 = 2,16,

 

    где n_c - число слитков, получаемых при разливке одной плавки, шт.; n_ст — число слитков (изложниц), устанавливаемых на одной тележке, шт.; 1,08 — коэффициент, учитывающий необходимость резервных изложниц.

Число изложниц, которое  можно установить на одной тележке, определяют с учетом массы и габаритов изложницы, грузоподъемности и габаритов тележки. При этом учитывают, что масса изложницы примерно равна массе отливаемого слитка.

Число составов с изложницами

 

n=(А_с∙t_c+А_к∙t_к)к₁к₂/24=17,8∙(15+20+30+30+40+10+20+5+10+20+ +15+240+15+10+10 +70)∙ 1,3∙1,1/(24∙60) = 8,659,                                                       

 

где А_с и А_к - число разливаемых в сутки плавок соответственно спокойной и кипящей стали, пл/сут; t_c и t_к — длительность оборота составов соответственно для спокойного и кипящего металла, мин; k₁ = 1,3 — коэффициент неравномерности выпуска плавок и оборота составов; к₂ =1,1—коэффициент эксплуатационного резерва составов.

Примерная продолжительность (мин) оборота составов с изложницами  при сифонной разливке спокойной  стали приведена ниже:

Подача составов в разливочный  пролет	15
Ожидание выпуска	20
Выпуск плавки и подача ковша к разливочной площадке	30
Разливка	30
Выдержка	40
Подача в стрипперное  отделение	10
Раздевание	20
Подача к колодцам	5
Посад в колодцы	20
Подача порожнего состава  в стрипперное отделение	10
Операции в стрипперном  отделении	15
Подача, состава на пути охлаждения	10
Охлаждение на воздухе	240
Охлаждение под душем	15
Подача во двор изложниц	10
Сборка составов во дворе  изложниц	70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число изложниц, которые  необходимо иметь сталеплавильному цеху в обращении без учета  резервных

n_об = II_c∙t_oб∙K/24∙P_сл = 15,56∙6∙560/60∙1,3/(24∙6) = 8,      

где Пс—производительность цеха, т/сут; P_сл — масса слитка, т; to₆ — время оборота состава с изложницами, мин; к=1,3 — коэффициент неравномерности оборота составов.

К рассчитанному числу  изложниц необходимо добавить резервные (~30% от числа находящихся в обороте).

Число ям для ремонта или  стендов для ломки футеровки

n = (n_p∙t)/24 = 0,5∙7/24 1,                                  

где n_p — число ремонтируемых за сутки ковшей, шт/сут; t — время выкладки новой футеровки ковша или же задолженность стенда на ломку футеровки, ч. t =7 ч

Продолжительность кладки шамотной футеровки изменяется в пределах 3—8 ч, увеличиваясь при росте емкости ковша. Задолженность стенда при ломке футеровки ковша машиной, оборудованной пневмомолотом, составляет 1—1,5 ч.

Число мостовых кранов в  ковшевом пролете. В специализированных пролетах, предназначенных для межплавочной подготовки или ремонта сталеразливочных ковшей, основная работа, выполняемая кранами, — это перестановка ковшей на стенды, предназначенные для выполнения отдельных операций по ремонту или подготовке ковшей. Необходимое число кранов

 

n = (A∙n_пп + n_рn_np)t_nK/1440b = (0,5∙6 + 0,5∙7) ∙4∙1,2/(1440∙0,8) =0,027 1,

 

где А — число подготавливаемых за сутки ковшей; n_пп и n_np— число перестановок ковша соответственно при подготовке к очередной плавке и ремонту; n_р — число ковшей, ремонтируемых за сутки; к=1,2 — коэффициент выполнения краном вспомогательных работ; b = 0,8 — коэффициент использования крана; t_п - задолженность крана на одну перестановку ковша (~4 мин).

Число перестановок ковша (сталевоз - стенды - сталевоз) зависит от числа  стендов, на которых выполняют те или иные работы; при схемах межплавочной подготовки и ремонтов, n_nп ⁼6, а n_np = 7.

 

Число стрипперных кранов

 

n = П_сΣк/1440b = 15,58∙5∙0,2∙1,3/(1440∙0,8)=0,018 1,      

где П_с -суточная производительность цеха, т/сут; Σ — задолженность стрипперного крана, составляющая 0,2 мин/т слитков; к= 1,3-коэффициент неравномерности поступления составов с изложницами; b=0,8 - коэффициент использования крана.

В стрипперном отделении  устанавливают не менее двух кранов; в случае, если с работой справляется  один кран, второй является резервным.

 

 

 

Рис. 8. Схема межплавочной подготовки сталеразливочных ковшей: 1 - кран, 2 - ковш, 3 - шлаковый ковш, 4- сталевоз, 5 - стенд, б - охлаждающее устройство, 7 - высокий стенд, 8 - манипулятор, 9 -устройство для выдавливания стаканов, 10 - короб, И - поворотный стенд, 12 - кессон, 13 - устройство для проверки работы шиберного затвора, 14 - стенд, 15 - устройство для сушки и обогрева ковша.

 

Число кранов в отделении  подготовки составов n     =     (n₁Σ₁     +    n₂Σ₂    +    n₃Σ₃)к/1440b=

(8∙2+8∙6+8∙2) ∙1,15/(1440∙0,8)=0,08 1 ,                (34)

где n_ь n₂, n₃ - соответственно число изложниц, центровых и надставок, шт.; Σ₁, Σ ₂, Σ₃ - затраты кранового времени на установку одной изложницы, центровой, надставки, мин/шт.; к=1,15- коэффициент, учитывающий выполнение вспомогательных работ; b = 0,8 - коэффициент использования крана. Затраты кранового времени принимают следующими: установка изложницы 2 мин; центровой 6 мин; надставки 2 мин.

 

 

2.4. Сталеразливочные  ковши и сталевозы

 

Число ковшей, находящихся в обороте:

 n_об= А ∙ t_об/24 = 15,56∙2,5/24 = 1,62,                                  

где t_об - ч/плавку - длительность цикла оборота ковша, зависит от организации работ в цехе и обычно возрастает от 2,5-4,0 ч для ковшей вместимостью 10-20 т до 6-8 ч для ковшей вместимостью 250-350 т; 24 - число рабочих часов в сутки, принимаю t_об=2,5

Число ковшей, находящихся в среднем ремонте

n_ср= n_об∙t_ср/ m ∙ t_об = 1,62∙20/(18∙2,5) = 0,72,   где t_ср - длительность среднего ремонта, которая включает охлаждение ковша, ломку рабочего слоя футеровки, выкладку новой футеровки и сушку, t_cp= 20 ч и возрастает с увеличением вместимости ковша; m - стойкость рабочего слоя между ремонтами, m= 18

 

   

  Величина n_кр, находится как:

n_кр = n_об∙t_кр/ t_кам, = 1,62∙35/(55∙2,5) 0,41,          

 

где t_кp-длительность капитального ремонта, 35 ч; t_кам = N∙t_об продолжительность компании ковша до капитального ремонта, ч; N = (5080) стойкость ковша, плавок.

 

Определяем число сталеразливочных ковшей:

 

n =(1,2-1,3)∙(n_об+n_ср+n_кр)=1,2∙(1,62+0,72+0,41)=3,3 4,       

где 1,2... 1,3 - коэффициент запаса; n_об+n_ср+n_кр - соответственно число ковшей, находящихся в обороте, в среднем ремонте и капитальном ремонте, шт.

 

Число сталевозов принимается  из расчета, что на одну печь приходится два сталевоза, т.е. 8 штук.

 

 

2.5. Шлаковые ковши и шлаковозы .Число шлаковых ковшей:

 

n = к∙А∙n∙t_oб/24 = 1,3∙15,56∙ 0,008∙ 4 /24=0,027 l,           

 

где к - коэффициент запаса, к= 1,3; n₁ - число шлаковых ковшей на одну плавку, шт/пл.; n_об продолжительность оборота шлакового ковша ,n_об=4 ;

 

n₁= m_о∙ а_ш/ (V_K∙q) = 6∙0,06 / (16∙2,8) = 0,008,       

 

где m_о - вместимость печи; а_ш - количество шлака на 1 т выплавляемой стали, а_т= 0,050,1 т/т; V_K - вместимость шлакового ковша, V_K=16 м3; q - плотность жидкого шлака, q=2,8 т/м3.

Число резервных ковшей принимают  равным 1 на каждую печь. Количество шлаковозов в цехе принимают, из расчета 1 шлаковоз на одну печь, т.е. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Вместимость бункеров

 

Расчет вместимости бункеров ведётся по формуле:

V = ,      

где V - объем бункера, м³; - суточная производительность цеха по стали, т/сут.; f - расход материала, т/т; п - нормативные запасы, сут; у - насыпная масса шихтовых материалов, т/м , по данным табл. 5; к - коэффициент заполнения бункера, равный 1 2 для металлической шихты, 0,8 - для сыпучих материалов.

П_сут= m₀∙А = 6∙15,56 = 93,36 т/сут.                

     Нормы запаса (n, сут) регламентируются нормами технологического проектирования и должны обеспечить запас материала в бункерах или штабелях на несколько суток работы цеха в случае перерывов в снабжении. Для большинства материалов рекомендуемая норма запаса составляет 6—10 сут; для магнезитового порошка- 10-15 сут; для плавикового шпата, легированного лома и ферросплавов в электросталеплавильных цехах - до 30 сут; для извести и обожженного доломита в связи с их склонностью к гидратации - 0,5-2 сут. При наличии общезаводского склада нижний предел норм запаса понижается до 2 сут.

Расход материалов (f, т/т) обычно принимают следующим: окатыши – f_ок = (1-Х_мл) = 1-0,9 = 0,1, известь - 0,040,07, плавиковый шпат - 0,0030,009, железная руда - 0,020,07, ферросплавы - 0,0030,006.

Таким образом, определяются объёмы бункеров для окатышей, ферросплавов и бункеров приёмного отделения:

 

V_ок = 93,36 ∙0,1∙2/(1,9∙1,2) = 8,19 м³,

V_изв= 93,36 ∙0,06∙1/(0,8∙0,8) = 8,75 м³,

V_пл.шп = 93,36 ∙0,005∙25/(l,7∙0,8) = 8,58 м³,

V_ф/спл = 93,36 ∙0,005∙25/(2∙1,2) = 4,86 м³.

 

   Размеры бункеров определяют на основании их рассчитанного потребного объема V. Так, зная объем бункера V и задаваясь его шириной b и глубиной h, определяют его длину 1 из соотношения: V = b∙ h∙1. При этом учитывают, что обычно глубина бункеров для сыпучих материалов составляет 6-7 м, для лома 2-4 м.

 

l_ок = 8,19 /(6∙1) =1,365 м,

 l_изв = 8,75 /(6∙1)= 1,46 м,

l_пл.шп= 8,58 /(6∙1) = 1,43 м,

l _ф/спл ⁼ 4,86 /(6∙1) = 0,81 м.

Результаты расчетов сводятся в итоговую таблицу:

 

 

Наименование оборудования и основные технико-экономические показатели	Количество
Количество дуговых электропечей в цехе	4
Время плавки, мин	92,55
Число плавок в сутки	15,56
Мостовых завалочных кранов	4
Общее количество магнитных  и грейферных кранов	1
Число скраповозов	3
Число загрузочных корзин	3
Число УПВС в цехе	2
Количество УДПА в цехе	2
Количество АКОС в цехе	2
Мощность трансформатора установки "печь-ковш", МВ∙А	6,3
Число разливочных кранов	1
Число разливочных площадок	2
Число разливочных тележек	3
Число составов с изложницами	9
Число изложниц	8
Число ям для ремонта или  стендов для ломки футеровки	1
Число сталеразливочных ковшей	4
Число сталевозов	8
Число шлаковых ковшей	4
Объёмы бункеров м3 : для окатышей извести плавикового шпата  ферросплавов	8,19 8,75 8,58 4,86

 

Вывод

    В курсовом проекте для ёмкости печи 6 т с производительностью цеха 0,1 млн. т для марки стали 110Г2Л получили число печей, равное 4. Для данного цеха необходимо использовать 8 изложниц. Для внепечной обработки используется 2 АКОСа, 2 УДПА и 2 УПВС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Целиков А.И., Полухин  П.И. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 1-3. Учебник для ВУЗов. - М.: Металлургия, 1988.

2. Якушев A.M. Основы проектирования и оборудование сталеплавильных и доменных цехов М.: Металлургия, 1992. 421 стр.

3. Григорьев В.П. и др. Конструкция и проектирование  агрегатов сталеплавильного производства. М.: МИСиС, 1995. -513 с.

4. Никольский Л.Е., Зинуров  И.Ю. Оборудование и проектирование электросталеплавильных цехов. М.: Металлургия, 1993. - 272 с.

5. Морозов А.Н. Современное  производство стали в дуговых  печах. - Челябинск: Металлургия, 1987. - 175 с.

6. Меркер Э.Э. Тепловые  процессы в печах бескоксовой  металлургии. Ч. 1 и 2., М: Металлургия, 1993.

7. Егоров А.В. Расчет  мощности и параметров электропечей  черной металлургии. М.: Металлургия, 1990.280с.