Оборудование и проектирование
ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЦЕХОВ
Учебное пособие
Новотроицк, 2007
Содержание
Введение...................................................................................................................... 6
1 Принципы и технология проектирования.............................................................. 7
2 Содержание проекта цеха..................................................................................... 10
2.1 Общая пояснительная записка....................................................................... 10
2.2 Генеральный план и транспорт...................................................................... 10
2.3 Технологическая часть................................................................................... 11
2.4 Строительная часть........................................................................................ 11
2.5 Энергетическая часть...................................................................................... 11
2.6 Водоснабжение и канализация....................................................................... 12
2.7 Охрана труда и санитарно-бытовое обслуживание...................................... 12
2.8 Охрана окружающей среды........................................................................... 12
3 Общая характеристика сталеплавильных цехов.................................................. 13
3.1 Состав, производительность и расположение цеха...................................... 13
3.2 Унификация и расположение плавильных агрегатов................................... 13
3.3 Грузопотоки и транспорт............................................................................... 13
3.4 Мостовые краны............................................................................................. 13
3.5 Установки внепечной обработки.................................................................... 14
4 Шихтовые отделения сталеплавильных цехов..................................................... 15
4.1 Общая характеристика отделений................................................................. 15
4.2 Шихтовые отделения для магнитных и сыпучих материалов...................... 15
4.3 Основное оборудование................................................................................. 23
4.4 Расчет потребности в основном оборудовании............................................ 26
5 Подача жидкого чугуна в сталеплавильный цехи............................................... 28
5.1 Стационарные миксеры................................................................................. 28
5.2 Применение передвижных миксеров............................................................. 29
5.3 Расчет потребности в основном оборудовании............................................ 30
6 Мартеновские цехи................................................................................................ 32
6.1 Производительность печей и цеха................................................................. 32
6.2 Общая характеристика цеха........................................................................... 32
6.3 Главное здание цеха....................................................................................... 33
6.4 Основное оборудование................................................................................. 35
6.5 Пылегазовые выбросы и экология................................................................. 38
6.6 Расчет потребности в оборудовании печного пролета................................. 39
6.7 Реконструкция мартеновских цехов.............................................................. 39
7 Конверторные цехи............................................................................................... 41
7.1 Проектные решения по работе конвертеров................................................. 41
7.2 Схема работы и планировки цеха.................................................................. 43
7.3 Оборудование и организация основных работ в цехе.................................. 45
7.4 Доставка и загрузка лома............................................................................... 47
7.5 Системы подачи и загрузки в конвертер сыпучих материалов................... 50
7.6 Очистка конвертерных газов и экология....................................................... 57
7.7 Рациональные решения для проектируемых цехов:..................................... 59
7.8 Основные технические показатели................................................................. 60
7.9 Расчет потребности в оборудовании............................................................. 61
8 Электросталеплавильные цехи............................................................................. 64
8.1 Проектные решения для электропечей и их работы..................................... 64
8.2 Общая характеристика электросталеплавильных цехов.............................. 65
8.3 Описание некоторых ЭСПЦ........................................................................... 65
8.4 Организация основных работ в ЭСПЦ и оборудование.............................. 70
8.5 Пылегазовые выбросы и экология................................................................. 81
8.6 Устройство главных зданий ЭСПЦ............................................................... 83
8.7 Рациональные решения для проектируемых цехов...................................... 85
8.8 Основные технические показатели................................................................. 86
8.9 Расчет потребности в основном оборудовании............................................ 86
9 Отделения сталеплавильного цеха для разливки стали в изложницы................ 89
9.1 Выбор способа разливки металла и массы слитка........................................ 89
9.2 Общая характеристика отделений................................................................. 89
9.3 Устройство и оборудование разливочного пролета..................................... 89
9.4 Подготовка и ремонт сталеразливочных ковшей......................................... 92
9.5 Участок охлаждения изложниц и смазки изложниц..................................... 96
9.7 Расчет потребности в основном оборудовании............................................ 97
10 Отделения непрерывной разливки стали......................................................... 102
10.1 Выбор типа и числа УНРС......................................................................... 102
10.2 Расположение УНРС в цехе........................................................................ 104
10.3 ОНРС с блочным и линейным расположением машин............................. 104
10.4 Общая характеристика ОНРС.................................................................... 107
11 Общая характеристика доменных цехов и литейных дворов......................... 109
11.1 Проектные решения для доменных печей и их работы............................ 109
11.2 Планировка доменных цехов и устройство литейных дворов................. 111
12 Системы шихтоподачи...................................................................................... 119
12.1 Подача материалов на бункерную эстакаду............. Ошибка! Закладка не определена.
12.2 Бункерная эстакада..................................................................................... 119
12.3 Подача шихты на колошник...................................................................... 121
13 Участки и отделения доменного цеха и организация в них работ.................. 127
13.1 Уборка чугуна............................................................................................ 127
13.2 Разливочное отделение............................................................................... 127
13.3 Ковшевая уборка шлака............................................................................. 129
13.4 Переработка жидких шлаков и припечная грануляция........................... 131
13.5 Уборка колошниковой пыли...................................................................... 134
13.6 Воздухонагреватели и их расположение................................................... 135
13.7 Воздуходувная станция.............................................................................. 136
13.8 Очистка доменного газа............................................................................. 136
13.9 Отделение приготовления огнеупорных масс (глиномялка).................... 138
13.10 Внепечная десульфурация чугуна........................................................... 139
13.11 Основные технические показатели........................................................... 141
13.12 Расчет потребности в основном оборудовании...................................... 141
Рекомендуемая литература.................................................................................... 148
Список сокращений
А-агломерат
И-известняк
ДЦ-доменный цех
ЖД – железнодорожный
К-кокс
КЦ – конвертерный цех
МО-миксерное отделение
МЦ – мартеновский цех
МНЛЗ – машина непрерывного литья заготовки
ОНРС – отделение непрерывной разливки стали
ОППШ- отделение первичной переработки шлака
СЦ – сталеплавильный цех
ШО – шихтовое отделение
ЭСПЦ – электросталеплавильный цех
Принципы и технология проектирования
Принципы проектирования
Проект комплект - технической и экономической документации (чертежи, схемы, расчеты, пояснительные записки и т. д.), с проектными решениями по всем техническим, организационным, социальным и экономическим вопросам, необходимым для сооружения (реконструкции) и последующей эксплуатации промышленного объекта.
Проект должен обеспечить создание цеха с технологией, оборудованием и сооружениями, соответствующими более высокому техническому уровню, чем в современных цехах; с высоким уровнем механизации и автоматизации; с более высокими производительностью труда и уровнем организации труда и производства; с безопасными и по возможности комфортными условиями труда с минимальным загрязнением окружающей среды.
Применяют следующие принципы проектирования.
Объективности – оценка всех разрабатываемых проектных решений, их сопоставления и сравнения с известными решениями.
Прогрессивности – все проектные решения технического, экономического, организационного и социального характера должны отвечать последним достижениям в соответствующей области.
Экономичности – выбор наиболее экономичных проектных решений для обеспечения минимальных затраты на единицу продукции.
Комплексности согласованея частных решений с общим комплексом проектных решений, составляющих проект в целом.
Перспективности – обязательность учета возможности в будущем расширения цеха, его модернизации и интенсификации производства с увеличением мощности цеха, что позволяет легко заменять устаревшие агрегаты.
Территориальности – учет факторов территориального расположения места сооружения цеха; наличие источников снабжения и потребителей производимой продукции, природные условия (характер грунта, уровень и состав грунтовых под, рельеф местности и др.), особенности климата (направление и сила ветров, количество осадков и уровень снежного покрова, влажность воздуха, режим температур).
Долговечности – обеспечение длительной и безотказной службы и работы зданий, сооружений, агрегатов, систем и коммуникаций с минимальными расходами на их ремонт.
Безопасности – разработка мер по обеспечению безопасных комфортных условий труда на всех участках и рабочих местах и обеспечение защиты окружающей среды от вредных выбросов.
Нормативности – использование нормативных документов (нормы проектирования, стандарты, технические условия на материалы и др.), что обеспечивает единообразие проектных решений, повышая экономичность проекта.
Типизации – использование в проекте различных типовых проектных решений (типовых проектов зданий и сооружений, агрегатов и оборудования, унифицированных элементов строительных и технологических конструкций и т.п.).
Эстетичности – создания на предприятии, в цехе и на рабочих местах наиболее благоприятной внешней обстановки и психофизиологических условий труда.
Исходные материалы проектирования
Исходные материалы можно разделить на следующие группы:
– результаты обобщения передового опыта проектирования и эксплуатации цехов соответствующего профиля;
– результаты научно-исследовательских работ, конструкторских разработок и изобретений в данной технологии производства, оборудования, строительных конструкций и материалов;
– нормативные и инструктивные акты и документы, типовые проекты.
Нормативные и инструктивные материалы для обеспечения единообразия, оптимизации, прогрессивности и экономичности эффективных проектных решений:
- законы, постановления;
– государственные стандарты по проектированию и строительству;
- государственные стандарты и технические условия по сырью, топливу, строительным материалам, готовой продукции и некоторых видов оборудования;
- планы развития и технического перевооружения отрасли;
- нормативные документы по проектированию и строительству, (строительные нормы и правила - СНиП, санитарные нормы проектирования );
- нормативные документы по проектированию и строительству ( указания по строительному проектированию предприятий, зданий и сооружений в черной металлургии; правила безопасности;
- общий каталог типовых строительных конструкций и изделий, утвержденный Госстроем;
- каталоги на все виды оборудования, приборы и др;
- нормы технологического проектирования СЦ иДЦ.
Нормы проектирования ДЦ регламентируют методику расчета производительности печей и фонд рабочего времени печи, запас материалов в бункерах, расход вспомогательных материалов и энергетических ресурсов, величину выноса материалов из печи, отсев мелочи шихтовых материалов, потребность в чугуновозных и шлаковых ковшах, потери дутья и чугуна в скрап и др.
Нормы проектирования СЦ регламентируют продолжительность плавки , фонды рабочего времени и годовую производительность печей, нормы запаса материалов в цехе и требования к их качеству, мощность печных трансформаторов, нормы расхода дополнительных материалов, огнеупоров, электроэнергии и др. параметры.
Типовые проекты обеспечивают высокий уровень проектных решений, т.к. они прошли проверку в строительстве и эксплуатации, позволяют сократить сроки проектирования, строительства и затраты на сооружение цеха.
Состав проекта цеха
Проект предусматривает сооружение нового цеха или его реконструкцию (замену оборудования и технологии), расширение (строительство второй очереди цеха), техническое перевооружение цеха. Вторую очередь цеха обычно сооружают по ранее разработанному проекту; техническое перевооружение предусматривает повышение до современного уровня отдельных объектов и технологических процессов (замену и модернизацию некоторого оборудования, автоматизацию и т. п.).
Проектирование промышленных объектов осуществляют в одну или две стадии: - рабочий проект; либо в две стадии: 1 – проект и 2 – рабочая документация.
Проектирование в одну стадию для несложных объектов, которые будут сооружаться по типовым проектам.
Проектирование ДЦ иСЦ, как крупных и сложных сооружений, осуществляют в две стадии, разрабатывается проект, а затем рабочая документация.
Проект - комплекс технической и технико-экономической документации по всем техническим, организационным, экономическим и социальным вопросам, необходимым для сооружения и последующей эксплуатации цеха. Он состоит из пояснительных записок, чертежей, схем, расчетов и сметной документации
Содержание проекта цеха
Пояснительная записка
В пояснительной записке кратко излагают основные положения проекта: основание для проектирования; краткую характеристику проектируемого объекта: мощность, номенклатура, качества продукции и сырьевой базе; решения по организации производства, труда и управления; численный и квалификационный состав работающих; потребность в воде и энергоресурсах; организацию и сроки строительства; данные по экономике производства, себестоимости продукции, эффективности капитальных вложений; основные решения по генеральному плану, инженерным коммуникациям; использование отходов производства и вторичных энергоресурсов; природоохранные мероприятия; оценку эффективности проектных решений.
2.2 Генеральный план и транспорт
В этом разделе проекта приводят краткую характеристику площадки строительства и решений по генеральному плану, т.е. зданий и сооружений цеха, инженерных сетей, коммуникаций и транспортных путей, с внешними инженерными коммуникациями и плана размещения цеха и схемы генерального плана предприятия.
Важным требованием к генеральному плану является компактность размещения объектов цеха.
Промышленный транспорт металлургического предприятия разделяют на внутренний и внешний:
– внешний – жд, обеспечивает доставку материалов от внешних источников снабжения.
– внутренний – жд, автомобильный, конвейерный, рольганги, трубопроводный.
Проектирование транспорта включает следующие этапы: расчет объема межцехового и внутрицехового грузооборота, выбор вида транспорта.
Объем грузооборота подсчитывают на основании производительности цеха и расходных коэффициентов материалов на 1 т стали или чугуна. Тип транспорта выбирают с учетом объема перевозок, вида грузов, характера и условий технологического процесса.
На металлургических предприятиях 72% межцеховых перевозок выполняются жд транспортом. Его преимущества: универсальность, позволяющая перевозить грузы практически всех видов, включая жидкий металл и шлак (чугуновозы, шлаковозы, слитковозы и др). Недостатки: низкая оперативность, гибкость и большие капитальные затраты при строительстве и эксплуатации.
Автомобильный транспорт имеет меньшие удельные затраты( в 4–5 раз) меньше занимаемая площадь.
Конвейерный транспорт - для сыпучих и кусковых грузов. Он позволяет автоматизировать транспортировку и разгрузку материалов, допускает пересечение грузопотоков, требует меньшей площади и эксплуатационных расходов, меньшего числа обслуживающего персонала, подавать грузы непосредственно к агрегату-потребителю, что уменьшает число перегрузок и механизмов.
Рольганги пригодны лишь для транспортировки специфических грузов, например, слябов из ОНРС в прокатный цех.
Трубопроводный транспорт является перспективным его разновидности: гидравлический (транспортировка водой в трубе), пневматический и капсульный, низкая себестоимость перевозок, малые трудовые затраты.
Пневматический трубопроводный транспорт применяют в СЦ для транспортировки тонкоизмельченных материалов (например, извести).
Технологическая часть
Технологическая часть содержит проектные решения по следующим вопросам:
- производственная программа цеха (объем производства с указанием объема выплавки по маркам чугуна и стали);
- обоснование выбора основных технологических процессов (плавка, разливка, внепечная обработка и др.);
- выбор конструкции, вместимости и числа основных агрегатов;
- режим работы и основные технические показатели работы производственных агрегатов;
- расход основных сырых материалов, топлива и электроэнергии; характеристика сырых материалов и топлива;
- основные параметры технологического процесса;
- разработка технологической схемы работы цеха (подача и загрузка шихтовых материалов, уборка продуктов плавки) и рациональной схемы грузопотоков;
- выбор основного подъемно-транспортного оборудования;
- расчет потребного количества оборудования;
- выбор планировочной схемы главного здания и определение размеров пролетов с учетом габаритов основного оборудования;
- решения по организации ремонтного хозяйства.
Строительная часть
В этой части проекта разрабатывают: выбор типа зданий, обеспечивающих оптимальный технологический процесс; планировочные решения основных зданий и сложных объектов; конструктивные решения зданий и сооружений; архитектурно-строительные решения.
Здания и сооружения СЦ и ДЦ проектируют в соответствии с требованиями строительных норм и правил – СНиП.
Энергетическая часть
В энергетической части проекта решаются задачи по электро-, теплосиловому и газовому снабжениям.
Электроснабжение цеха осуществляют по схеме: заводская высоковольтная сеть – цеховая понижающая трансформаторная подстанция – распределительные пункты – потребители переменного тока. Для потребителей постоянного тока дополнительно устанавливают преобразовательные подстанции или агрегаты. Также проектируют осветительную систему электроснабжения.
В ЭСПЦ, помимо общецеховой системы электроснабжения, предусматривают отдельную систему электроснабжения ДСП.
В состав теплосилового хозяйства входят системы обеспечения цехов сжатым воздухом, паром и использования вторичных энергоресурсов.
Источниками снабжения паром служит заводская котельная, ТЭЦ, паровоздуходувная станция (ПВС) и цеховые теплоутилизационные установки.
Источником снабжения сжатым воздухом служат ПВС, заводские и иногда цеховые компрессорные станции. Рекомендуется сооружение ПВС или ТЭЦ–ПВС, обеспечивающие предприятие паром и сжатым воздухом.
При разработке систем снабжения цеха паром и сжатым воздухом определяют потребность, затем рассчитывают сечение трубопроводов, разрабатывают систему прокладки трубопроводных коммуникаций с необходимой запорной арматурой и теплоизоляцией для паропроводов.
Газовое хозяйство. Природный газ поступает в цех из межцеховой магистрали, кислород, аргон, азот – с кислородного цеха по межцеховой магистрали или в баллонах. Рассчитывают потребность цеха в каждом газе, разрабатывают трубопроводную систему подвода газов от источника снабжения к участкам потребления с соответствующей арматурой, рассчитывая диаметр трубопроводов на пропуск максимально потребного количества газов.
Охрана окружающей среды
В проекте цеха дается перечень источников вредных выбросов, их наименования и количество, Обосновываются решения по уменьшению выделений загрязняющих веществ и выбору оборудования для очистки выбросов в атмосферу, приводится сравнение принимаемых в проекте решений с имеющимся передовым опытом, определяется сметная стоимость объектов и работ, связанных с осуществлением воздухоохранных мероприятий.
Грузопотоки и транспорт
Планируют рациональную систему грузопотоков и транспорта, которая должна обеспечивать транспортировку большого числа различных грузов (жидких металла и шлака, сыпучих материалов, слитков, ферросплавов и др.); большой объем перевозок (например, в конвертерный цех необходимо доставлять до 20000 т жидкого чугуна в сутки); доставку материалов к печам и уборку от печей порциями в строго заданное время; точное взвешивание; транспортирование кратчайшим путем; и оптимальное сочетание доставки с системами загрузки материалов в печи; полную механизацию.
Мостовые краны
Мостовые краны обеспечивают бесперебойную работу отделений СЦ, перемещая наиболее тяжелые грузы в любом направлении и независимо от напольного транспорта: заливку чугуна, загрузку лома, транспортировку сталеразливочных и шлаковых ковшей, ремонтные и многие другие работы. Скорости перемещения мостовых кранов составляют, м/мин: подъема и опускания траверсы 10-16, перемещения тележки 20-45 и моста 50-80.
Рекомендуются следующие соотношения между вместимостью плавильного агрегата, грузоподъемностью главного подъема разливочных кранов и вместимостью сталеразливочных ковшей:
Вместимость конвертера, т 50 100 160 200 250 300 350 400
Грузоподъемность крана, т 100 180 280 320 400 500 500 630
Вместимость, т:
ковша 60 110 175 220 280 350 385 430
электросталеплавильной
печи 6 12 25 50 100 150 200
Грузоподъемность ковша, т 15 30 50 100 180 280 320
Вместимость крана, т 6-18 12-15 30 60 130 160 220.
При проектировании цехового транспорта необходимо учитывать плановые простои кранов на ремонтах, которые могут вызвать сбои в доставке грузов и нарушить ритмичную работу технологических агрегатов.
Основное оборудование
Основа крана мост 4 с механизмом передвижения 6, ходовыми колесами 3 и кабиной 1. Мост перемещается вдоль отделения по подкрановым рельсам 2, укрепленным на несущих колоннах здания. По мосту передвигается тележка 5, на которой размещен механизм подъема с крюком 7.
Рисунок 4.8 - Мостовой электрический кран общего назначения
Грейфер – это грузозахватное устройство для разгрузки и погрузки материалов с размером кусков не более 300 мм. Применяют несъемные двухчелюстные двухканатные грейферы и съемные, т. е. периодически навешиваемые на крюки крана – одноканатные, и реже механизмом смыкания челюстей (электродвигатель, гидроцилиндр, пневмоцилиндр). Иногда применяют многочелюстные грейферы типа «Полип», например, для погрузки металлической стружки.
Канатом 5 поднимается траверса 2 и закрывание челюстей (захват груза); при движении каната 5 вниз траверса 2 под действием собственного веса опускается и челюсти раскрываются.
Рисунок 4.9 – Грейфер двухчелюстный двухконтактный (а) и многочелюстный (б)
Вместимость грейферов составляет 0,4–8 м3; в шихтовых отделениях применяют грейферы вместимостью 1,75 и 3 м3.
Электромагнит используют для перегрузки стального лома, чушкового чугуна и ферросплавов, обладающих магнитными свойствами.
Рисунок 4.10 – Электромагнит
Проушина 5 для подвески электромагнита к крюку крана. Корпус 1 магнита из динамной стали имеет круглую и реже прямоугольную форму, в нем размещены катушки 3, питаемые постоянным током от кабеля, подсоединяемого к розетке 2; снизу катушки защищены плитой 4 из немагнитной стали. При подаче тока в катушки происходит притягивание груза к плите 4; при выключении постоянного тока груз освобождается. Применяют электромагниты диаметром 1150, 1650, 2100 мм.
Ленточные конвейеры подразделяют на стационарные или специальные , передвижные и переносные (длиной менее 5 м), горизонтальные, наклонные и ломаные. Стационарный ленточный конвейер состоит из ленты 6, приводного устройства или станции б; натяжного устройства или станции, рамы 14, на которой смонтированы опорные 8 и направляющие 12 ролики, а также ролики 13, поддерживающие холостую ветвь ленты. Роликовые опоры рабочей ветви ленты состоят из отдельных горизонтально расположенных роликов (тогда лента плоская) или же из групп роликов в сборе 8, придающих ленте желобообразную форму..
Приводная станция имеет электродвигатель 1, соединенный муфтой 2 с редуктором 3, от которого крутящий момент через муфту 4 передается барабану 5, приводящему в движение ленту 6.
Рисунок 4.11 - Стационарный ленточный конвейер
Натяжное устройство для натяжения ленты бывают трех типов: винтовые, грузовые и грузотележечные. На конвейерах длиной <60 м используют винтовые натяжные устройства: натяжной барабан 7, вал которого установлен в опорных подшипниках 10; последние можно перемещать вдоль рамы 11 винтами 9. В случае удлинения или укорачивания ленты 6 вращают винт 9, перемещая натяжной барабан до получения требуемого натяжения ленты.
Грузо-тележечные и грузовые натяжные устройства применяют в конвейерах длиной >60 м. В устройстве первого типа огибаемый лентой 6 натяжной барабан 5 установлен на тележке 4, которая при изменении натяжения ленты передвигается под воздействием груза 1, передаваемого канатом 3 через блоки 2.
Грузовое вертикальное натяжное устройство устанавливают на нерабочей ветви ленты; оно состоит из двух отклоняющих барабанов 7 и натяжного барабана 8, который перемещается в вертикальном направлении под воздействием массы груза 9.
а – грузо-тележечное; б – грузовое
Рисунок 4.12 - Схема натяжных устройств ленточных конвейеров
Выпускают резинотканевые и более прочные резинотросовые ленты шириной 0,4– 2 м. до 3 м. Скорость движения ленты 1– 2 м/с.
Пластинчатые конвейеры - лента выполнена в виде двух параллельных пластинчатых цепей с закрепленными между ними стальными пластинами, образующими настил ленты, их применяют для крупнокусковых, горячих и грузов с повышенными абразивными свойствами.
Сбрасывающие тележки барабанного типа для разгрузки материалов с конвейерной ленты в любом месте по ее длине.
Рисунок 4.13 - Сбрасывающая барабанная тележка
Тележка состоит из рамы 9, которая с помощью привода 5, холостых 11 и приводных 7 колес перемещается по рельсам 12, уложенным вдоль движущейся по роликоопорам 13 конвейерной ленты 2 с насыпным грузом 14. Движущаяся лента набегает на желобчатую роликоопору 15 тележки и затем огибает барабаны 3 и 8. При огибании барабана 3 с ленты ссыпается материал в воронку 4 и затем выгружается по рукавам 1 и 6. Воронка может быть двухрукавной с выгрузкой материала по обе стороны лепты, однорукавной с выгрузкой по одну сторону и трехрукавной, когда материал с помощью поворотных заслонок направляют либо в два боковых рукава, либо в центральный рукав и из него вновь на ленту перед тележкой; в последнем случае материал разгружается через приводной барабан ленты (в конце конвейера). Разгрузку ведут при неподвижном положении тележки или в процессе ее передвижения; в первом случае тележку закрепляют тормозным устройством 10.
Реверсивные конвейеры для распределения доставляемых конвейером материалов по бункерам.
Рисунок 4.14 - Схема разгрузки материала в бункеры с помощью передвижного реверсивного конвейера
С конвейера 1 материал разгружают через воронку 2 на реверсивный конвейер на раме 6, которая перемещается по направляющим 7, привод конвейера 3 позволяет изменять направление движения ленты. При движении груженой ветви реверсивного конвейера в направлении стрелки А материал разгружается через барабан 9 в один из бункеров 8; при движении по стрелке Б–через барабан 4 в один из бункеров 5. Установку конца реверсивного конвейера над нужным бункером обеспечивают передвижением рамы 6 конвейера.
Элеваторы-предназначены для вертикального перемещения насыпных грузов. В линиях шихтоподачи используют ковшовые элеваторы (рис. 4.15).
Рисунок 4.15 - Ковшовый элеватор
Тяговый элемент 2 (ленту или цепь) с ковшами 1. Лента огибает верхний приводной и нижний натяжной 3 барабаны или звездочки. В нижней части элеватора расположено винтовое или пружинно-винтовое натяжное устройство 4. Элеватор заключен в металлический кожух 6. Материал подают в загрузочный патрубок и ковшами поднимается вверх и выдается через разгрузочный патрубок 8. Высота элеваторов достигает 50 м, производительность 70 т/ч; скорость движения ленты - 0,4–2,0 м/с, размеры ковшей нормализованы.
Стационарные миксеры
Миксеры устанавливают в отдельных зданиях – отделениях СЦ. Запас чугуна в миксере обеспечивает бесперебойное снабжение сталеплавильных печей. Кроме того, в миксере происходит усреднение состава и температуры чугуна
Миксер 4 -сосуд бочкообразной формы, стальной кожух футерован изнутри, стойкость футеровки составляет 0,5–1,5 года.
Рисунок 5.1 - Поперечный разрез верхнего миксерного отделения
Для заливки чугуна в миксер люк 4а, для слива – сливной носок 4б. Для снижения теплопотерь люк и носок снабжены крышками, а миксер подогревают горелками, установленными в его торцовых стенках.
Кожух миксера опирается на две устанавливаемые на фундаментах 11 дугообразные опоры через ролики, заключенные в удерживающие их обоймы 10, что позволяет поворачивать миксер вокруг горизонтальной оси с помощью реечного механизма 3. Основные размеры типовых миксеров:
Вместимость, т.......................................600 1300 2500
Наружный диаметр кожуха, м...........6,3 7,64 9,4
Длина, м.................................................8,27 1.0,7 14,07.
МО обычно в виде однопролетного здания. На возвышающихся фундаментах 11 устанавливают от одного до трех миксеров 4, по одну сторону от которых на нулевой отметке два жд пути 1 для подачи чугуна, а с противоположной один или два рельсовых пути для выдачи чугуна. Мостовые заливочные краны 5, весы 9, машины 6 для скачивания шлака. Чугун из ДЦ подают на пути 1 чугуновозами 2 в ковшах. Заливочным краном 5 ковш поднимают и заливают из него чугун в миксер через верхний люк 4а. Поворотом миксера сливают из него порцию чугуна в заливочный ковш 8 чугуновоза, находящегося под сливным носком на пути выдачи чугуна; по этому пути чугуновоз переезжает в загрузочный или печной пролет цеха.
1 – путь подачи чугуна; 2 – жд путь выдачи чугуна; 3 – миксер; 4 – стрелочный съезд; 5 – заливочный кран; в – ширококолейные пути выдачи чугуна
Рисунок 5.2 - План миксерных отделений с расположением миксеров в линию (а) и «уступом» (б)
Существуют две разновидности планировки МО.
В первой установка одного или двух миксеров в одну линию и наличие одного рельсового пути 2 для выдачи чугуна с ковшами до 140 т, подачу с него чугуновозов на два пути загрузочного пролета обеспечивают стрелочным съездом 4.
Отделение с двумя миксерами имеет два широколинейных рельсовых путей для выдачи чугуна; миксеры здесь расположены «уступом», так что сливные носки находятся над одним из путей выдачи. Подобные отделения применяют для цехов с большегрузными конвертерами, где заливочные ковши большой вместимости (до 350 т) необходимо перевозить по путям широкой колеи.
МО подразделяют также на верхние и нижние;
- в верхнем миксер установлен на высоком фундаменте так, что чугун из него сливают в заливочный ковш, перемещаемый по рабочей площадке на том же уровне, что и рабочая площадка печного или загрузочного пролетов цеха (7–12 м);
- в нижнем миксер устанавливают так, что чугун из него сливают в ковш, перемещающийся по уровню пола цеха, это позволяет уменьшить высоту отделения и снизить затраты на строительство. Ширина здания МО 36 м; высота до верха подкранового рельса в верхнем отделении с 2500-т миксером ~37,5 м, в нижнем ~25 м.
МО располагают у торцов загрузочного или печного пролетов главного здания на расстоянии до 40 м от главного здания для создания аэрационного разрыва. В КЦ обычно одно МО, а в МЦ в связи с большой длиной печного пролета иногда два (с обоих торцов печного пролета).
Чугун в МО доставляют чугуновозами в 100- или 140-т ковшах.
Платформенные весы 9 располагают под сливным носком миксера, они взвешивают чугуновоз с ковшом. Для скачивания шлака из миксера используют машины гребкового типа 6, устанавленную на уровне сливного носка. Скачивание шлака необходимо, поскольку он содержит много (до 3%) серы, и такой шлак не должен попадать в печь.
Современные МО оборудуют системами газоочистки. Приемные зонты 7 системы располагают над сливными носками миксеров. Иногда в миксерном отделении устанавливают гребковые машины для скачивания шлака из чугуновозных ковшей перед сливом чугуна в миксер.
Мартеновские цеха
Современные МЦ имеют рельсовую систему подачи шихты в печи, работающие скрап-рудным процессом, их вместимость составляет 250-900 т. Печи одноканальные, отапливаются природным газом (иногда с добавкой мазута), с продувкой ванны кислородом через сводовые фурмы иногда с подачей кислорода в факел. Во многих МЦ вместо одной-двух мартеновских печей установлены двухванные печи с вместимостью ванн 280–300 т.
Общая характеристика цеха
МЦ имеют единую схему планировки транспортных потоков и организацию работ с выплавкой и разливкой стали в главном здании. Вынесение всех работ по хранению и подаче шихтовых материалов и подготовке изложниц в специализированные отделения, располагаемые в отдельных зданиях с использованием жд транспорта.
1 – стрипперное отделение; 2 – миксерные отделения; 3 – главное здание: 4, 5 - шихтовые отделения для магнитных и сыпучих материалов; 6 – отделение подготовки составов; 7 – отделение подготовки изложниц; 8–участок охлаждения изложниц; 9 – жд пути
Рисунок 6.1- План мартеновского цеха
Основные грузопотоки в МЦ: подача и загрузка в печи стального лома и сыпучих материалов, подача и заливка чугуна, подача изложниц, уборка слитков и шлака; вспомогательные грузопотоки – подача огнеупоров и материалов для ремонта и уборка ремонтных отходов.
Рациональная организация грузопотоков обеспечивается за счет расположения всех отделений в одном (продольном) направлении и транспортировки основных грузов по продольным рельсовым путям с использованием стрелочных съездов между ними. Перемещение грузов в поперечном направлении внутри отделений обеспечивается мостовыми кранами, что создает независимость грузопотоков в продольном и поперечном направлениях. Сеть автомобильных дорог для подвоза вспомогательных материалов и оборудования.
Основные производственные отделения МЦ : главное здание, миксерное отделение, два шихтовых отделения верхнего типа (одно для магнитных и второе для сыпучих м