Технологические линии и комплексы кислородно-конверторного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Объект исследования - технологические линии и комплексы кислородно-конвертерного цеха.

Цель исследования - изучение технологических линий, расчёт и выбор состава оборудования кислородно-конвертерного цеха.

В курсовом проекте выполнено описание технологических линий кислородно-конвертерного цеха, рассмотрены особенности технологического процесса производства кислородно-конвертерной стали, осуществлён выбор и расчёт параметров основных агрегатов, а так же выбор и расчёт вспомогательного оборудования технологических линий кислородно-конвертерного цеха.

Были разработаны чертежи: план кислородно-конверторного цеха; разрез конверторного цеха.

МНЛЗ, ШЛАКОВОЗ, СОВОК, ЧУГУНОВОЗ, ФУРМА, КРАН ЗАЛИВОЧНЫЙ, СТАЛЕВОЗ, МИКСЕР СТАЦИОНАРНЫЙ, КОНВЕРТЕР



ЗАДАНИЕ

Выбрать агрегаты и оборудование основных технологических линий кислородно-конвертерного цеха по следующим исходным данным:

Производительность цеха - 1,1 млн.тонн/ год,

Литая заготовка - 72 % сечением 150 х 1000 мм,

Слиток-28% массой 4,3 т.

Курсовая работа должна содержать пояснительную записку, в которую войдут: краткое описание технологического процесса в кислородно-конвертерном цехе, основные технологические линии кислородно-конвертерного цеха, расчет параметров агрегатов и выбор оборудования технологических линий; а также план расположения оборудования кислородно-конвертерного цеха (А1), разрез кислородно-конвертерного цеха (А1).



ВВЕДЕНИЕ

Основными линиями системы грузопотоков конвертерного цеха являются: доставка и заливка жидкого чугуна, доставка и загрузка лома; доставка и загрузка в конвертер сыпучих материалов; доставка и загрузка в ковш ферросплавов зачастую с их нагревом или расплавлением; доставка ферросплавов на установки внепечной обработки; транспортирование ковшей с жидкой сталью; разливка и уборка слитков или литых заготовок; уборка шлака; доставка материалов для ремонта конвертеров и другого оборудования и уборка мусора. Компоновка основных линий грузопотоков, взаимное расположение и число отделений цеха, планировка главного здания в существующих цехах отличаются большим разнообразием. Во многом это объясняется тем, что опыт эксплуатации конвертерных цехов непродолжителен и по мере его накопления планировочные решения продолжают совершенствоваться.



1. КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

В последние годы кислородно-конвертерный способ получения стали стал ведущим, вытеснив ранее господствовавший мартеновский способ, и обеспечивает выплавку большей части мирового производства стали.

Первоначально предполагалось выплавлять в кислородных конвертерах рядовые углеродистые стали, в основном низкоуглеродистые для производства тонкого листа. Теперь этим способом выплавляют высокоуглеродистые и легированные стали, не уступающие мартеновской соответствующих марок. Он развивается такими прогрессирующими темпами, которых не знала сталеплавильная промышленность.

Увеличение производства стали будет происходить и дальше благодаря строительству новых мощных кислородно-конвертерных и электросталеплавильных цехов при полном прекращении строительства мартеновских печей.

Такое изменение структуры сталеплавильного производства диктуется значительными технико-экономическими преимуществами кислородно-конвертерного способа выплавки стали по сравнению с мартеновским: более высокая производительность на единицу выплавляемой стали, меньшие капитальные затраты, более благоприятные условия для механизации и автоматизации производственных процессов и совмещения процесса выплавки стали с ее непрерывной разливкой.

Развитие конвертерного способа производства стали идет по пути увеличения единичной вместимости конвертеров с одновременным повышением интенсификации работы и расширением сортамента выплавляемой стали.

Производительность большегрузного кислородного конвертера в несколько раз превышает производительность самых мощных мартеновских печей.

Способ продувки ванны кислородом сверху получил название кислородно-конвертерного; в настоящее время он применяется наиболее широко и обладает большой технологической гибкостью. Шихту (лом и жидкий чугун), загруженную в конвертер, подвергают продувке технически чистым кислородом через фурму, которая вводится сверху по оси конвертера. Изменением положения фурмы и давления кислорода можно в широких пределах управлять процессами расплавления шихты, усвоения кислорода расплавом, окисления фосфора и углерода, шлакообразования. Эффективность кислородно-конвертерного процесса зависит от решения следующего комплекса вопросов: улучшение подготовки лома и ускорение его завалки; сокращение длительности цикла плавки; интенсификация продувки с применением многоструйных фурм; освоение передела низкомарганцовистого чугуна; широкое применение систем автоматического управления плавкой и цехом в целом; усовершенствование газоочистки. К недостаткам способа относится невозможность увеличения доли металлолома в шихте, большой угар (до 13-19 %) и дымообразование при продувке.

Технологический процесс производства стали в кислородных конвертерах требует большого количества мягкообожженной извести. Ее расход составляет порядка 80 кг на 1 т стали. Обжиг известняка с целью получения конвертерной извести производят в обжиговых печах трех типов - шахтных, вращающихся барабанных и кипящего слоя. Для мощных кислородно-конвертерных цехов известь производят в специализированных известково-обжигательных отделениях, оснащенных вращающимися и шахтными обжиговыми печами.



2. ГРУЗОПОТОКИ И УСТРОЙСТВО ЦЕХОВ

2.1 Основные грузопотоки цеха

В системе грузопотоков конвертерного цеха различают следующие основные линии: подачи и загрузки лома в конвертер; доставки и заливки жидкого чугуна; подачи, дозирования и загрузки сыпучих шлакообразующих материалов; подачи кислорода; доставки, дозирования, нагрева и подачи ферросплавов в сталеразливочные ковши; приема, транспортирования и разливки стали; уборки и переработки шлака. Схема основных грузопотоков конвертерного цеха показана на рис.1. Металлолом подают железнодорожным транспортом в отделение I магнитных материалов и загружают в приемные бункера. Совки заполняют металлоломом магнитогрейферными кранами 28. Груженые совки взвешивают и устанавливают на скраповоз 1, подающий их на рабочую площадку или в загрузочный пролет. Завалку металлолома в конвертер 3 осуществляют загрузочной машиной 4.

Рисунок 1 - Схема грузопотоков современного кислородно-конвертерного цеха



Подачу и заливку жидкого чугуна в конвертер производят двумя способами, определяющимися типом применяемых миксеров стационарных или передвижных.

В первом случае чугун доставляют в ковшах чугуновозов 13 из доменного цеха в миксерное отделение IV и краном сливают в стационарный миксер 12. При необходимости чугун выдают из миксера в ковш самоходных чугуновозов 11, транспортирующих его в загрузочный пролет к конвертерам. Заливку чугуна производят заливочным краном 10. Во втором случае чугун подают передвижными миксерами 14 в отделение перелива IV, в котором осуществляют заполнение заливочных ковшей. Транспортирование ковшей в главный корпус производят самоходными чугуновозами 15, заливку чугуна - заливочным краном 10.

Сыпучие материалы доставляют в шихтовое отделение II немагнитных материалов железнодорожным или автомобильным транспортом. Материалы из железнодорожных полувагонов 30 разгружают в приемные бункера 29 с последующей выдачей электровибрационными питателями. Подачу материалов в расходные бункера 9 конвертерного корпуса III осуществляют наклонным конвейерным трактом 7 и реверсивными передвижными конвейерами 8. Система 6 весового дозирования и подачи, состоящая из вибропитателей, весовых дозаторов, конвейеров, промежуточных бункеров и течек, обеспечивает загрузку определенных порций шлакообразующих материалов в конвертер в процессе плавки.

Подачу технически чистого кислорода в конвертер производят машиной 5 через кислородную фурму. Снабжение осуществляется по магистрали из кислородного цеха.

Доставку ферросплавов в главный корпус цеха осуществляют автомобильным или железнодорожным транспортом в контейнерах либо используют конвейерный тракт подачи сыпучих материалов. В первом случае контейнеры с ферросплавами разгружают краном в расходные бункера 16. Взвешенные порции ферросплавов нагревают в камерных печах 17 и по течке 18 подают в сталеразливочный ковш. Во втором случае ферросплавы поступают в железнодорожных вагонах в отделение ферросплавов, непосредственно примыкающее к отделению сыпучих материалов. Из приемных бункеров ферросплавы выдают на ленточные конвейеры тракта подачи сыпучих материалов, заполняющие расходные бункера в главном корпусе.

В конвертерных цехах применяют два основных способа разливки - в изложницы, установленные на тележках, и на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Во всех случаях сталь сливают из конвертера в сталеразливочный ковш, установленный на сталевозе 19.

Согласно первому способу ковш со сталью передают сталевозом в отдельное разливочное отделение V или в разливочные пролеты, примыкающие к главному корпусу. Изложницы заполняют жидким металлом из ковша, перемещаемого разливочным краном 20 над составом 21 с изложницами. После затвердевания и полной кристаллизации слитков составы с изложницами подают локомотивом в стрипперное отделение VI для снятия прибыльных надставок и подрыва слитков с уширением кверху. Изложницы с уширением книзу снимают с тележек и направляют на подготовку к следующему наливу. Все операции выполняют стрипперным краном 22. Затем состав подают в нагревательное отделение VII обжимного стана, в котором слитки устанавливают в нагревательные колодцы, а состав с изложницами направляют на душирующую установку VIII. После охлаждения изложницы поступают в отделение чистки и смазки IX, а затем в отделение подготовки составов X, где осуществляют уборку и установку на тележки поддонов, центровых, прибыльных надставок и т. д. Подготовленные составы вновь подают в разливочное отделение. Изложницы совершают замкнутый цикл работы и подготовки. По второму способу сталеразливочный ковш подают сталевозом в отделение V непрерывного литья и устанавливают разливочным краном на стенд 23. Заготовки, получаемые на МНЛЗ 24, поступают в прокатный цех.

Шлак из конвертера сливают в ковш самоходного шлаковоза 2 и передают сначала в шлаковый пролет главного корпуса для перестановки чаши на уборочный шлаковоз 26, а затем направляют в шлаковое отделение XI для охлаждения и последующего дробления ударами бабы, поднимаемой краном 27. Переработанный шлак отгружают в отвал думпкарами 25.

2.2 Устройство конвертерных цехов

Рассмотрим конвертерный цех с двумя конвертерами вместимостью 250-350 т. В состав такого цеха входят главный (конвертерный) корпус и ряд отделений, тесно связанных с ним единым технологическим процессом и расположенных в отдельных зданиях. К ним относятся отделения: перелива чугуна, металлошихтовое, разливочное, шлаковое и дымососное. Кроме того, цех обслуживают вспомогательные отделения - раздевания слитков, охлаждения, чистки и смазки изложниц, подготовки составов.

Жидкий чугун поступает в конвертерный цех в передвижных миксерах вместимостью 420 и 150 т. Первые служат для доставки чугуна по внутризаводским путям из доменного цеха в конвертерный, вторые - по железнодорожной магистрали с соседнего завода. В отделении перелива чугун из миксеров сливается в заливочные ковши, которые самоходными чугуновозами грузоподъемностью 350 т по чугуновозной траншее подаются в главный корпус. Здесь же выполняются вспомогательные операции - взвешивание металла на платформенных весах, взятие проб и замер температуры жидкого чугуна. Отделение оборудовано системами удаления газов и графита. Помимо специализированного отделения, в главном корпусе предусмотрен участок перелива чугуна из передвижных миксеров в заливочные ковши. Шихтовое отделение магнитных материалов предназначено для приема и хранения шестисуточного запаса лома, заполнения совков, их взвешивания и установки на скраповоз. Лом доставляют железнодорожным транспортом и разгружают в пять приемных бункеров. Разгрузочные и погрузочные операции выполняют четырьмя магнито-грейферными кранами грузоподъемностью 15/15 т, перемещение совков - краном грузоподъемностью 180/50 т, разворот порожних и груженых совков - краном с поворотной тележкой грузоподъемностью 190 т. Взвешивают лом на двух платформенных весах. Шихтовое отделение связано с главным корпусом скраповозной эстакадой закрытого типа, по которой скраповоз доставляет груженые совки непосредственно на рабочую площадку конвертеров. Отделение сыпучих материалов представляет собой приемно-загрузочную станцию конвейерного тракта подачи шлакообразующих материалов в главный корпус. Материалы доставляют в отделение автосамосвалами и разгружают в восемь приемных буккеров вместимостью 116 м3 каждый. Наклонный конвейерный тракт, по которому материалы поступают из шихтового отделения в расходные бункера главного корпуса, образован двумя параллельными ленточными конвейерами длиной по 48 м, помещенными в закрытую галерею. Для уменьшения выделения пыли при транспортировании извести предусмотрен предварительный отсев мелочи. Отделение снабжено системой удаления пыли и сбора мелочи и пыли в отдельный бункер с их отгрузкой цементовозом.

План и разрез главного корпуса цеха с двумя конвертерами вместимостью 250-350 т приведены на рис.2.



Рисунок 2 - План и разрез кислородно-конвертерного цеха с двумя конвертерами вместимостью 250-350 т

Корпус разделен на семь пролетов: конвертерный I, загрузочный II, шлаковый III, подготовки ковшей IV, сыпучих материалов V, котлов-охладителей VI и энергетический VII. В конвертерном пролете выделен технологический участок IX подготовки ферросплавов, а в загрузочном пролете - участок VIII перелива чугуна.

Самоходные чугуновозы 16 перемещаются по двум параллельным путям чугуновозной траншеи, идущей из отделения перелива чугуна в загрузочный пролет II главного корпуса. Подачу заливочных ковшей вместимостью 350 т и слив чугуна в конвертер 13 осуществляют заливочными кранами 6 грузоподъемностью 400 +100/20 т. Переливать из передвижного миксера в заливочный ковш можно непосредственно в загрузочном пролете на участке VIII, для чего предусмотрен тупиковый железнодорожный путь 29, стенд 4 для заливочного ковша и передвижной вытяжной зонт 5.

Скраповоз 10 перемещается по рельсовому пути, проложенному по скраповозной эстакаде 9 и по рабочей площадке конвертерного пролета I. Снятие груженых совков со скраповоза, их установку на стеллаж, перемещение и загрузку лома в конвертер выполняют загрузочными машинами 7 полупортального типа, захватывающими одновременно два совка вместимостью по 50 м3 каждый. Грузоподъемность машины составляет 2 Ч 130 т.

Сыпучие материалы подаются из шихтового отделения в верхнюю часть пролета V двумя наклонными конвейерами 32 и распределяются по расходным бункерам 35 двумя передвижными реверсивными конвейерами 34. Система дозирования и загрузки 36 обеспечивает подачу взвешенных порций различных шлакообразующих материалов в конвертер по ходу плавки. Кислород подается в конвертер с помощью машины 30, снабженной двумя кислородными фурмами. Ремонтные работы обслуживает мостовой кран 31.

Плавки из конвертеров выдаются в сталеразливочные ковши, установленные на сталевозах 26, которые по путям, уложенным в сталевозных траншеях, перемещаются в разливочное отделение. Шлак из конвертера сливается в ковши самоходных чугуновозов 15 и передается в шлаковый пролет III, в котором ковши со шлаком переставляются на уборочные шлаковозы, подаваемые локомотивом в шлаковое отделение. Для замены самоходных чугуновозов и сталевозов предусмотрена передаточная тележка 24. Основное оборудование шлакового пролета - краны 27 литейного типа грузоподъемностью 180/50 т и стенды 17 для установки шлаковых ковшей.

Технологией производства предусмотрена подача в сталеразливочные ковши ферросплавов в твердом нагретом и жидком состояниях. Ферросплавы готовят на специализированном участке IX. В главный корпус ферросплавы определенной кусковатости подают автомобильным транспортом в саморазгружающихся контейнерах. Мостовым краном через окно в рабочей площадке контейнеры поднимают и разгружают в расходные бункера 1, попарно снабженные весовыми дозаторами. Расплавляют ферросплавы в трех индукционных печах 2. Жидкие ферросплавы выпускают из печи в ковш тележки, снабженной весоизмерительным устройством, транспортируют к конвертеру и сливают по футерованной течке в сталеразливочный ковш. Твердые ферросплавы нагревают в восьми нагревательных печах 3 вместимостью 3 т каждая и транспортируют автопогрузчиком к весам-дозаторам. Весовую порцию ферросплавов направляют в сталеразливочный ковш по системе течек 11.

Для расплавления алюминия, подаваемого в сталеразливочный ковш, используют индукционные печи 8. Для обслуживания сталевыпускного отверстия и взятия проб металла из конвертера служат самоходные площадки 12 и 14, перемещающиеся по рельсовым путям на рабочей площадке.

В пролете IV подготовки ковшей ремонтируют футеровку сталеразливочных ковшей. Основное оборудование пролета - механизированные стенды 22 для поворота ковшей, машины 18 для ломки футеровки, трехместный стенд 28 для ремонта и кладки футеровки, стенды 23 и 17 для установки сталеразливочных, заливочных и шлаковых ковшей, стенды 21 для сушки сталеразливочных ковшей, механизированный стеллаж 19 для наборки стопоров и сушило 20. Пролет обслуживают краны 25 литейного типа грузоподъемностью 125/30 т.

В пролете VI расположены котлы-охладители отходящих конвертерных газов 33 с системой трубопроводов, в энергетическом пролете VII - оборудование для очистки газов 37 и панели систем управления электроприводами.

Здание разливочного отделения разделено на два однотипных разливочных пролета, в которых сталь разливают в изложницы, установленные на тележках. Подачу сталеразливочных ковшей со сталью на сталевозах из конвертерного корпуса осуществляют по двум сталевозным траншеям, проложенным перпендикулярно пролетам. Для ведения разливки вдоль каждого пролета устроены разливочные площадки, оборудованные передвижными консольно-поворотными кранами. В каждом пролете установлено по два разливочных крана грузоподъемностью 450 + 100/20 т. Для подачи и отправки составов с изложницами вдоль пролетов проложены рельсовые пути с торцовыми и центральными въездами в здание. Вспомогательное оборудование состоит из стендов для установки шлаковых и сталеразливочных ковшей, установок для разогрева и охлаждения ковшей.

В шлаковом отделении осуществляют первичную переработку конвертерного шлака. Состав чугуновозов подают локомотивом на эстакаду и кантованием ковшей шлак выливают на открытые площадки. После охлаждения водой шлак разрабатывают рыхлителями и бульдозерами на базе гусеничных тракторов. Для погрузки и транспортирования шлака в отвал используют экскаваторы и автосамосвалы. В цехе с конвертерами вместимостью 250-350 т в системе подачи чугуна применяются передвижные миксеры и самоходные чугуновозы, широко используется автомобильный транспорт для транспортирования сыпучих материалов, ферросплавов и применяются автоматизированные системы управления технологическим процессом и производством - АСУ ТП и АСУП.



3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИН ЦЕХА

3.1 Производительность цеха

По условию производительность цеха должна составить т/год, т.е.

т/год.

Определим производительность цеха по формуле:

,

где - производительность при разливке на МНЛЗ, т/год;

- производительность при разливке в изложницы, т/год;

- выход годных заготовок на МНЛЗ - 98%;

- выход годных заготовок при разливке в изложницы - 98%;

т/год;

т/год.

т/год.

Суточную производительность цеха определим по формуле:



где tгод - количество дней работы конвертера в год, принимаем tгод=365 сут. [1.72]

3.2 Выбор типа агрегатов по цеху

Производительность кислородного конвертера можно подсчитать по формуле:

где Т - вместимость конвертера (по массе жидкой стали). Выбираем

конвертор вместимостью 100 т;

1440 - число минут в сутках, мин/сут;

п - число рабочих суток в году, n=365 сут/год [1.72];

а - выход годных слитков по отношению к массе жидкой стали, %.

Принимаем а=0,98%.

tпл. - продолжительность плавки в конвертере, tпл = 30 мин.[1.72]

Тогда количество конверторов определим по формуле:



Исходя из условия цех работает 365 сут/год, принимаем число конверторов равное 2. Один из которых постоянно находится в ремонте или резерве.

3.3 Выбор основного и вспомогательного оборудования

Определим количество плавок в сутки:

Определим необходимое количество полупортальных кранов для загрузки совков:

где Апл - число плавок в цехе за сутки, пл/сут;

У - задолженность крана на одну плавку (на заливку одного ковша или загрузку лома совками); принимаем У = 18…19 мин/пл [1.105];

kвсп - коэффициент, учитывающий выполнение вспомогательных работ, kвсп = 1.[1.105];

b - коэффициент использования крана, b = 0,8;

1440 - число минут в сутках.

Исходя из условий цех работает 365 сут/год, принимаем число кранов равное 2. Один из которых постоянно находится в ремонте или резерве.

Определим количество кранов для заливки чугуна.

Расчет количество кранов для заливки чугуна в конвертер аналогичен:

Принимаем У = 6-8 мин/пл.[1.105] тогда:

Исходя из условий цех работает 365 сут/год, принимаем число кранов равное 2. Один из которых постоянно находится в ремонте или резерве.

Принимаем 2 крана на завалку, 1 кран на заливку.

Определим объем совков для лома:

,

где 0,9 - выход жидкой стали;

q - величина насыпной массы лома, q= 1 т/м3 [1.105];

m - доля лома, m = 0,25.



м3 .

Принимаем стандартный совок объемом 40м3.

Определим число совков для лома.

При использовании полупортальных завалочных машин лом загружают двумя совками. Следовательно, в конвертер необходимо будет загрузить в 2 раза больше совков. Тогда необходимое число совков:

где tоб - длительность цикла оборота совка. Продолжительность цикла

оборота может изменяться от 2,5 до 5 ч., примем tоб = 2,5ч;

Кзап - коэффициент запаса Кзап = 1,15[1.106];

24 - число часов в сутках.

сталь лом миксер кран

совков.

Определим число скраповозов.

Скраповозы перевозят в загрузочный пролет совки с ломом из шихтового пролета, отделения или скрапоразделочного цеха.

где Апл - число рейсов скраповза за сутки, шт./сут., равно числу плавок в сутки;

tоб - продолжительность цикла оборота скраповоза, от 15 до 35 мин.

Принимаем tоб = 20 мин.

Определим число шлаковых ковшей.

Число шлаковых ковшей при вывозе их из цеха несамоходными шлаковозами:

где Апл - число плавок в цехе за сутки, пл/сут;

n1- число шлаковых ковшей на одну плавку, шт/пл;

К - коэффициент запаса, К=1,15 - 1,3 [1.106];

t об -продолжительность оборота шлакового ковша, которая изменяется

в пределах 3 - 6 ч.

Число шлаковых ковшей на одну плавку:

где Т - вместимость конвертера, т;

Кш - количество конвертерного шлака (0,11-0,17 в среднем 0,15т/т стали);

VK - вместимость шлакового ковша (11 или 16 или 30 м3);

q - плотность жидкого шлака (2,3-2,5 т/м3), q~2,3 т/м3.



ковш.

ковшей.

Число кранов в шлаковом пролете.

В цехах, имеющих специальный пролет для вывоза шлака, мостовые краны выполняют следующие работы: перестановку ковшей со шлаком с шлаковоза конвертерного цеха на стенд, а затем со стенда на шлаковоз, вывозящий их за пределы цеха. Число кранов:

где Апл - число плавок в цехе за сутки;

- число шлаковых ковшей на одну плавку, шт/пл;

nп - число перестановок на один ковш, nп = 4;

tn - длительность одной перестановки, tn = 3 мин;

k - коэффициент выполнения краном вспомогательных работ, k=1,1;

b - коэффициент использования крана, b = 0,8.

кран.

Исходя из условий цех работает 365 сут/год, принимаем число кранов равное 2. Один из которых постоянно находится в ремонте или резерве.



3.4 Выбор типа и числа МНЛЗ

Непрерывная разливка стали, процесс получения из жидкой стали слитков-заготовок (для прокатки, ковки или прессования), формируемых непрерывно по мере поступления жидкого металла с одной стороны изложницы-кристаллизатора и удаления частично затвердевшей заготовки с противоположной стороны.

Непрерывная разливка стали имеет следующие преимущества перед обычной разливкой: на 10-14% сокращается расход металла на 1 т годного проката вследствие уменьшения обрези головной и донной частей заготовки; сокращаются капитальные затраты на сооружение металлургического завода, так как исключаются парк чугунных изложниц, отделения для их подготовки и извлечения слитков из изложниц.

Необходимое число МНЛЗ определяется по формуле:

,

где ПМНЛЗ - годовая производительность 1 МНЛЗ при работе методом плавка

на плавку;

Пц - годовая производительность цеха. Учитывая, что на МНЛЗ идёт

72% производительности цеха, получаем:

Годовая производительность МНЛЗ:



,

где P - масса стали в сталеразливочном ковше;

a - выход годных заготовок (0,96-98), а=0,98[1.154];

n - число рабочих суток в году, n=291[1.154];

mМНЛЗ - число плавок (8-10), m=10[1.154];

tМ - машинное время, м

tП - паузы между серией плавок при разливке плавка на плавку;

принимаем tП =170 мин.[1.155]

Машинное время определяется по формуле:

где V - линейная скорость разливки, м/мин;

N - число ручьёв МНЛЗ; для отливки принимаем N=8;

F - площадь поперечного сечения отливаемого слитка, м2;

d - плотность стали; для спокойной стали d=7,8 т/м3.

где КС - коэффициент учитывающий марку разливаемой стали;

КС=0,24(для углеродистых и низко легированных конструкционных сталей) [1.155];

a и b - соответственно толщина и ширина отливаемой заготовки;

в задании указана заготовка сечением 150Ч1000 мм.



,

Площадь поперечного сечения:

,

Машинное время:

Тогда производительность МНЛЗ:

Следовательно, число МНЛЗ:

3.5 Расчёт числа миксеров

Суммарная необходимая вместимость миксеров:

где Псут - суточная производительность цеха;

кчуг - коэффициент расхода жидкого чугуна, кчуг = 0,75[1.58];

tмикс - среднее время пребывания в миксере, tмикс = 7 ч.[1.58];

hмикс - коэффициент заполнения миксера, hмикс = 0,7[1.58].

Число и вместимость каждого миксера подбирают на основании найденной суммарной потребной вместимости. При этом учитывают, что вместимость типовых миксеров составляет 600, 1300, 2500 т.

Примем 2 миксера вместимостью 600т.

Определим число заливочных кранов в миксерном отделении:

где tз - задолженность крана на заливку одного ковша, tз = 12-19 мин.[1.58];

кз - коэффициент занятости крана на вспомогательных работах,

кз = 1,15[1.58];

b - коэффициент использования крана, b = 0,8;

0,9 - коэффициент заполнения ковша чугуном;

Обычно число заливочных кранов равно числу миксеров:



Исходя из условий цех работает 365 сут/год, принимаем число кранов равное 2. Один из которых постоянно находится в ремонте или резерве.

Определим число чугуновозов (несамоходных) с заливочными ковшами для доставки чугуна в загрузочный пролёт ККЦ при доставке из миксерных отделений по формуле:

где - задолженность чугуновоза на плавку, = 25 мин.[1.58];

ппл - число плавок в цехе за сутки.

Выбор оборудования сталеразливочного пролёта

К оборудованию сталеразливочного пролёта относятся разливочные краны, разливочные ковши, МНЛЗ и изложницы.

Расчёт необходимого количества сталеразливочных ковшей

где kз - коэффициент запаса, kз = 1,1[1.151];

Nоб - число ковшей, находящихся в обороте;

Nср.р - число ковшей, находящихся в среднем ремонте;

Nкап.р - число ковшей, находящихся в капитальном ремонте.

Число ковшей, находящихся в обороте



,

где tоб - длительность цикла оборота ковша, tоб = 5 ч/пл[1.151].;

- число плавок в сутки.

Nоб=(48*5)/24=10 ковшей.

Число ковшей, находящихся в среднем ремонте:

,

где tср - длительность среднего ремонта, tср = 30 ч.;

m - плотность рабочего слоя футеровки между ремонтами,

m = 15 плавок [1.151].

Nср=(10*30)/(15*5)=4 ковшей.

Число ковшей, находящихся в капитальном ремонте :

,

где tкр - длительность капитального ремонта, tкр = 50 ч.[1.151];

tкам - длительность кампании ковша до капитального ремонта,

tкам = 6000 ч[1.151].

Таким образом рассчитаем количество ковшей:



.

Делаем вывод, что необходимое количество сталеразливочных ковшей 29. Расчёт необходимого количества сталеразливочных кранов

Расчёт числа мостовых литейных кранов произведём отдельно для МНЛЗ (72% выпуска стали) и разливки стали в изложницы (28%).

Проведём расчёт количества кранов для разливки на МНЛЗ.

где - число плавок в сутки для разливки на МНЛЗ;

- коэффициент, учитывающий возможность совпадения разливок с нескольких печей, = 1,1;

b - коэффициент использования крана, b = 0,8 ;

У - задолженность крана на разливку одной плавки, определяется с учётом разливки на МНЛЗ и подготовительных работ и составляет 58мин.[1.150]

Проведём расчёт количества кранов для разливки в изложницы.



где - число плавок в сутки для разливки в изложницы;

k - коэффициент, учитывающий возможность совпадения разливок с нескольких печей, k = 1,1;

b - коэффициент использования крана, b = 0,8 ;

У - задолженность крана на разливку одной плавки, мин . [1.150]

Задолженность крана определяется с учётом выполнения основных и вспомогательных работ. К основным работам относят:

- установку ковша под желоб и ожидание выпуска - 15 мин.;

- выпуск плавки - 10 мин;

- транспортировка ковша к разливочной площадке - 10 мин;

- слив шлака и установка ковша на стенд - 15 мин;

- разливка - 30 мин.

Таким образом: У = 80мин.;

Расчёт необходимого количества изложниц.

Число изложниц, которые необходимо иметь сталеплавильному цеху в обращении без учета резервных определим по формуле:

,

где - производительность цеха, т/сут;

- время оборота составов с изложницами, мин; - масса слитка, = 4,3 т. к - коэффициент неравномерности оборота составов, к=1,3[1.152].

Определим суточную производительность цеха при разливке стали в изложницы:

,т/сут,



где 365 - рабочее число суток в году;

Пиз - годовая производительность при разливке в изложницы,

Пиз = 0,308•106 т/год.

т/сут.

Примерная продолжительность, оборота составов с изложницами при сифонной разливке спокойной стали приведена ниже:

- подача составов в разливочный пролет - 15 мин;

- ожидание выпуска - 20 мин;

- выпуск плавки и подача ковша к разливочной площадке - 30 мин;

- разливка - 30 мин;

- выдержка - 40 мин;

- подача в стрипперное отделение - 10 мин;

- раздевание - 20 мин;

- подача к колодцам - 5 мин;

- посад в колодцы - 20 мин;

- подача порожнего состава в стрипперное отделение - 10 мин;

- операции в стрипперном отделении - 15 мин;

- подача состава на пути охлаждения - 10 мин;

- охлаждение на воздухе - 240 мин;

- охлаждение под душем - 15 мин;

- подача во двор изложниц - 10 мин;

- сборка составов во дворе изложниц - 70 мин.

изложниц.



Число резервных изложниц принимаем из расчёта 30% от числа находящихся в обороте, т.е. принимаем 30 изложниц в резерв.

Число составов с изложницами определим по формуле:

,

где - число разливаемых в сутки плавок, N = 14 плавок.

- длительность оборота состава, t = 9,35 часов;

- коэффициент неравномерности выпуска плавок и составов;

=1,3

- коэффициент эксплуатационного резерва составов; =1,1

составов.

Определение количества стрипперных кранов.

В отделение раздевания слитков, или стрипперное отделение, прибывают составы со слитками в изложницах из разливочного пролета. Назначение отделения - подготовка составов к последующей посадке слитков в нагревательные колодцы (печи) блюминга или слябинга. В число этих операций подготовки, выполняемых стрипперным краном, входят: снятие прибыльных надставок, отрыв расширяющихся кверху слитков от изложниц, снятие изложниц с расширяющихся книзу слитков и отрыв этих слитков от поддонов.

Число стрипперных кранов определяется по формуле:

,



где - суточная производительность цеха разливки в слитки, т/сут;

-задолженность стрипперного крана на одну плавку, обычно составляет 0,2-0,3мин/т слитков

- коэффициент неравномерности поступления составов с изложницами, =1,3;

b - коэффициент использования крана, b=0,8.

кран.

Исходя из условий цех работает 365 сут/год, принимаем число кранов равное 2. Один из которых постоянно находится в ремонте или резерве.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены основные технологические процессы, происходящие в конвертерном цехе, рассмотрены грузовые потоки, произведён расчёт и выбор основного и вспомогательного оборудования.

Была определена производительность цеха, необходимое количество материалов. После проведенных расчётов было выбрано следующее оборудование цеха: 2 конвертера вместимостью 100 тонн, 2 крана для загрузки совков, 2 крана на завалку,2 крана на заливку и 1 кран запасной, 6 совков для лома, 1 скраповоз, 12 шлаковых ковшей, 2 крана в шлаковом пролете, МНЛЗ для блюма с количеством ручьев равных 8 и МНЛЗ для сляба с 1 ручьем.



ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Якушев А.М. Проектирование сталеплавильных и доменных цехов - М.: Металлургия, 1984. - 216 с.

2. Левин М.З., Седуш В.Я. Механическое оборудование сталеплавильных цехов - Киев; Донецк: «Вища школа», 1985. - 165 с.

3. Целиков А.И., Полухин Н.И., Гребенник В.М. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т2 - М.: Металлургия, 1988. - 432 с.

Размещено на Allbest.ru