Производительность печей и цеха
Производительность МЦ с большегрузными печами достигает 4-5 млн. т стали в год, при их количестве 12-15. Производительность печи определяют по формуле
П=Т24аn/100t,
где Т - вместимость печи по массе жидкой стали, т; t - длительность плавки, ч; 24 - число часов в сутках, ч/сут; n - число рабочих суток печи в году, сут/год (335-340); а- выход годных слитков по отношению к массе жидкой стали, % (97,5–99,4%).
Производительность МЦ возрастает при замене обычных мартеновских печей двухванными, их производительность с ваннами емкостью 280–300 т составляет 1,1– 1,5 млн. т слитков в год.
Таблица 6.1 - Длительность мартеновской плавки
| Длительность плавки, ч, при вместимости печи, т | |||||
| Интенсивность продувки, м3/ч | 200-250 | 400-500 | 550-650 | ||
| - | 8,5 6,5 4.2 | 4,2 | 10,5 8,6 7,3 5,7 | 7,7 6,6 | 15,2 11,3 9,6 8,6 |
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 материалов), стрипперное отделение, участок охлаждения изложниц, отделение подготовки изложниц, отделение подготовки составов.
В зависимости от потребности в жидком чугуне цех имеет один или два МО, расположенных у торцов печного пролета, с верхним расположение миксеров , что позволяет транспортировать чугун к печам по уровню рабочей площадки печного пролета.
ШО верхнего типа обеспечивают транспортировку мульдовых составов по рельсовым путям на уровне рабочей площадки печного пролета без подъемов и спусков что упрощает и ускоряет оборот составов.
Главное здание цеха
В главном здании выплавляют и разливают сталь в изложницы: расположение печей в одну линию и на определенной высоте (на уровне рабочей площадки), а также выполнение основных технологических операций – выплавки и разливки стали в отдельных специализированных пролетах. Здание состоит из трех пролетов: печного Б–В, разливочного А–Б и шихтового открылка В–Г.
Рисунок 6.2- План и разрез главного здания мартеновского цеха
В печном пролете мартеновские печи 4, транспортные пути для подачи шихтовых, заправочных и вспомогательных материалов и оборудование для загрузки и, обслуживания печей. Печи расположены между колоннами, разделяющими печной и разливочный пролеты так, что обеспечивается выпуск стали в разливочный пролет и вместе с тем печи выдвинуты в печной пролет настолько, что их оси находятся в зоне действия заливочного крана, это необходимо для обеспечения подачи грузов при ремонтах печи. Шаг колонн этого ряда кратен 12 м и для печей 300-900 т составляет 36 и 48 м. Печной пролет перекрыт рабочей площадкой на высоте, которая обеспечивает возможность обслуживания рабочего пространства через рабочие окно 6–8,1 м.
На рабочей площадке вдоль пролета уложены три рельсовых пути: ближний к печам путь 6 нормальной колеи - мульдовый: на него подают мульдовые составы 16 с шихтой при завалке. Дальний от печей путь 8 нормальной колеи – чугуновозный. По нему в пролет чугуновозами 18 подают жидкий чугун из МО. Средний путь 7 с шириной колеи от 7,5 до 9,5 м для перемещения завалочных машин 17.
Печной пролет оборудован мостовыми кранами 14 для заливки чугуна и напольными завалочными машинами 17. В холостых пролетах между печами располагают подвесные бункера для хранения ферросплавов, переносные бункера для заправочных материалов, участки ремонта желобов для заливки чугуна; заправочные торкрет-машины. Бункера для ферросплавов устанавливают у колонн между печами. Между колоннами, разделяющими печной пролет и шихтовый открылок, располагают пульты управления печами и вспомогательные помещения.
Ширина печного пролета определяется габаритами мартеновских печей и перемещаемого вдоль пролета оборудования для безопасного прихода (0,5м между печью и мульдовым составом и между составом и завалочной машиной и 1м между чугуновозом и колоннами пролета). Ширина печного пролёта от 27 до 30 м., высота до верха подкрановых рельсов 16–20 м.
Шихтовый открылок предназначен для обеспечения бесперебойной подачи мульдовых составов с шихтой к печам. Он перекрыт рабочей площадкой, являющейся продолжением рабочей площадки печного пролета; на рабочей площадке уложены два или три жд пути 9. Эти пути связаны стрелочными съездами 19 между собой, а также с мульдовым путем печного пролета. На путях шихтового открылка подаваемые из ШО мульдовые составы ожидают начала завалки. Жд пути обеспечивают также возможность маневрирования составами при их подаче к печам и движении обратно. Ширина шихтового открылка при двух рельсовых путях составляет 14 м, при трех 18 м; высота определяется габаритами жд вагонов. В шихтовом открылке нет кранового оборудования, к нему примыкают помещения 21 котлов-утилизаторов и дымовые трубы 20.
Разливочный пролет служит для приема из печей стали, ее разливки в изложницы и для уборки из цеха шлака. Пролет оборудован кранами: разливочными 12, консольными 13 и велосипедными 11; разливочные площадки 1, разливочные пути 2 для тележек 10 с изложницами, путь 3 для вывоза шлака и мусора, стенды для сталеразливочных 22 и шлаковых 23 ковшей. Высота расположения разливочных кранов такая же, как и заливочных кранов печного пролета.
Организация основных работ.
Мульдовые составы с шихтой подают в шихтовой открылок из ШО. Перед началом завалки мульдовый состав подают к печи на мульдовый путь. Завалочной машиной мульды поднимают с состава, вводят через окно в печь и опрокидывают, после чего пустые мульды вновь устанавливают на состав. После загрузки очередной, мульды состав передвигают хоботом завалочной машины так, чтобы против рабочего окна печи вместо опорожненной оказалась полная мульда.
Жидкий чугун подают в печной пролет на чугуновозный путь из МО чугуновозами. Чугун в печь заливают через специальные желоба, которые перед заливкой устанавливают краном в рабочие окна печи. При ремонтах миксера ковши с чугуном подают в торец печного пролета и поднимают их заливочным краном через проем 5 в рабочей площадке.
Ферросплавы доставляют в печной пролет на жд платформах в саморазгружающихся бадьях из склада ферросплавов. Бадью поднимают заливочным краном и разгружают ферросплавы в подвесные бункера, расположенные над рабочей площадкой между печами. Из бункеров ферросплавы выдают в печной и разливочный пролеты.
Подача ферросплавов в ковш производится при помощи совков и лотков.
Заправочные материалы привозят в печной пролет на жд платформах в саморазгружающихся бадьях, контейнерах и в бункерах, предназначенных для подсыпки порогов рабочих окон печей.
Шлак из печи во время плавки сливают через среднее рабочее окно в шлаковую чашу, которая перемещается под рабочим пространством по поперечному пути. После заполнения чашу выдают в разливочный пролет, где ее разливочным краном переставляют на шлаковозы, вывозящие шлак по продольному шлаковому пути. Шлак, сливаемый через шлаковые отверстия в задней стенке печи, и избыточный шлак, вытекающий из сталеразливочного ковша во время выпуска стали, попадает в шлаковые чаши 23, установленные рядом с разливочным ковшом и вывозят по шлаковому пути.
Основное оборудование
Напольные завалочные машины предназначены для загрузки в печь твердых шихтовых материалов с помощью мульд; кроме того, машины обеспечивают передвижение мульдовых составов вдоль фронта печей при загрузке и с помощью специальных приспособлений, закрепляемых на хоботе,– уборку шлака и мусора у печи и др.
Рисунок 6.3 - Напольная завалочная машина
Напольная машина грузоподъемностью 15т: мост - 11, ходовые колеса 9 по рельсам 10 ширококолейного пути вдоль печей; для каждого колеса отдельный механизм передвижения 12 (рис 6.3).
По мосту в поперечном направлении перемещается тележка 3, на которой смонтированы хобот 2 и механизмы: захвата мульды хоботом, его вращения, качания (подъема и опускания), передвижения тележки. На мосту портал 6 несет токосъемники 7 для электропитание машины от тролей 8, тролеи 4 служат для подвода питания к механизмам, кабина – 5. При загрузке шихты хоботом захватывают мульду, стоящую на тележке 13, приподнимают мульду и движением тележки влево вводят мульду в печь, после чего вращением хобота ее опрокидывают. Основные параметры напольных завалочных машин :
Грузоподъемность, т.....................................7,6 10 15
Ширина колеи (l), м...............................,47– 8,5 8,5 9,5
Ширина машины по буферам, м.................7,85 7,85 8,15
Вылет хобота от переднего рельса, м......6,1–7,1 6,1–7,5 8,4.
Рисунок 6.4 - Мульда на хоботе завалочной машины
Тяговое усилие моста машины составляет 300–600 т, что позволяет перемещать мульдовые составы вдоль печей.
Мульда - литая стальная емкость с карманом 3 на торцовой стенке. В карман опускают головку 2 хобота 4 завалочной машины и вдвигают с помощью штока 5 сухарь 1 в пазы кармана, что обеспечивает захват мульды хоботом. Объем типовых мульд составляет: 1,75; 2,2 и 3,3 м3.
Двухосные мульдовые тележки, на которые устанавливают три-четыре мульды, имеют грузоподъемность 39, 40 и 45 т и длину 4,5–4,8 м.
Чугуновозы служат для подачи заливочных ковшей с жидким чугуном из МО; их перемещают с помощью локомотива. Вместимость заливочных ковшей составляет 90–100 или 140 т.
Заправочные машины. Ленточная самоходная заправочная машина: имеет бункер 20 для материала, опирающийся через стойки 18 на раму 17 с ходовыми колесами 22 и приводом передвижения 21, под бункером расположен бросковый механизм.
1 – тележка; 2 – мульда
Рисунок 6.5 - Тележка для мульд
При заправке машина передвигается вдоль печи по мульдовому жд пути, на который ее устанавливают заливочным краном, поднимая за цапфы 19. Бросковый механизм расположен на поворотной платформе 2. Его рабочим органом является прорезиненная лента 6, огибающая приводной 5, натяжной 3 и направляющий 15 ролики и питающий барабан 16, натяжные устройства винтового типа 7.
а – общий вид; б – схема устройства броскового механизма
Рисунок 6.6 - Самоходная заправочная машина
В средней части барабана 16 желоб со штырями 14 для захвата материала, поступающего из бункера через приемную воронку 12. Под действием центробежной силы материал прижимается к ленте, перемещается вместе с ней до направляющего ролика 15 и далее выбрасывается в рабочее пространство печи. Лента перемещается электродвигателем 4, соединенного с роликом 5; для изменения дальности полета материала частоту вращения электродвигателя регулируют реостатом. Регулирование количества подаваемого на ленту материала секторным затвором 11, поворотом рукоятки 10, через рычаг 13 изменяют высоту положения ролика 15, что изменяет направление струи материала по вертикали. Для изменения направления струи в горизонтальной плоскости рукояткой 10 поворачивают платформу 2 вокруг оси 1; при этом опорные ролики 9 платформы перемещаются по круговому рельсу 8. Две разновидности заправочных машин:
Тип машины…………...............................................ЛС-4 ЛС-5
Вместимость бункера, м3.............................................0 19
Производительность, т/ч..........................................0–120 0–120
Максимальная дальность бросания, м……..…............18 118
Расстояние по осям крюков заливочного крана, м…..3,62 4,3.
Торкрет-машины БМ-60 - пневмопитатель с вращающимся тарельчатым дозатором). Передвигается при торкретировании вдоль печи по мульдовому пути на который ее устанавливают заливочным краном за цапфы 5.
Рисунок 6.7 - Торкрет-машина комбината «Запорожсталь»
На тележке 12 с пневмопитателем 8 бункер 6 для торкрет-порошка; бак 2 для воды с добавкой жидкого стекла); бак 4 для увлажнителя; напорный бак 3; ограждающий щит 9, в проеме которого закреплен манипулятор, удерживающий сопло (стальную трубу) 10; механизм передвижения тележки. Торкрет-порошок из бункера 6 через секторный затвор 7 загружают в пневмопитатель 8 и в бак 2 подают увлажнитель из бака 4. Сжатый воздух поступает по шлангу 1 в бак 3, затем по трубопроводам в пневмопитатель и в бак 2.
Торкрет-порошок пневмопитателем 8 сжатым воздухом по шлангу 13 подается в сопло 10 , где смешивается с увлажнителем, поступающим по шлангу 11 из бака 2 под давлением. Увлажненная масса струей сжатого воздуха выбрасывается из сопла 10 в рабочее пространство печи через окна; направление струи изменяют манипулятором.
Машины для ремонта.
При ремонтах мартеновских печей применяют много различных машин – краны, погрузчики, конвейеры, бульдозеры, породопогрузочные и погрузочно-транспортные горные машины и др. Основная доля тяжелого ручного труда при ремонтах приходится на ломку и уборку изношенной футеровки.
Рисунок 6.8 - Ломка и удаление футеровки рабочего пространства мартеновской1 печи машиной МР-1005М
Ломка и удаление футеровки из ванны мартеновской печи машиной МР-1005М: гусеничная тележка 1 с поворотной платформой 2 и телескопической стрелой 4, механизм 3 наклона и вращения стрелы, пневмомолот 5 для удаления боя футеровки– скребок 6. Футеровку скребком удаляют через рабочие окна печи.
Удаление шлака из шлаковика мартеновской печи гидравлическим экскаватором Э-5015А: поворотная платформа 3 на гусеничной тележке 4 со стрелой 5 с пневмомолотом 6 или ковшом 1. Разрушенный шлак ковшом выгружают в короб 2.
Рисунок 6.9 - Уборка шлака из шлаковиков мартеновской печи
Для удаления шлака и боя кирпича из шлаковиков используют машину MP-1004 с телескопической стрелой, оборудованной скребком.
Для ломки и удаления насадки регенераторов при холодных ремонтах используют гидравлические экскаваторы с поворотной платформой 4 на гусеничной тележке 3 со стрелой 2, на конце которой закреплен ковш 1, ленточный конвейер 5 подает бой кирпича в автосамосвал 6 или же в думпкар на жд пути шихтового открылка цеха.
Рисунок 6.10 - Механизация ломки насадки регенератора