Проектные решения по работе конвертеров
Производительность КК (Пк, т/год) определяется по формуле
Пк = Т1440аn/100t,
где Т – вместимость конвертера (по массе жидкой стали), т; t – длительность плавки, мин; 1440 – число минут в сутках, мин/сут; n – число рабочих суток в году, сут/год; а – выход годных слитков по отношению к массе жидкой стали, %.
Продолжительность плавки по нормативным данным:
Вместимость конвертера, т............................. 160 200 300 400
Продолжительность, мин:
загрузки лома................................................... 2 2 2 2
заливки чугуна................................................. 2 2 2 2
продувки ....................................................... 12 12 12 12
отбора проб, замера температуры, анализа…. 4 4 4 4
слива металла................................................... 4 5 6 7
слива шлака....................................................... 2 2 2 3
подготовки конвертера и неучтенных задержек. 6 6 6 6
Продолжительность плавки, мин................. 32 33 34 36.
Выход годных слитков составляет: - при разливке в изложницы 70-75%; МНЛЗ 95–97%.
Число рабочих суток (n) в году зависит от организации работы конвертеров . При установке в цехе 3–4 конвертеров, один из которых постоянно находится в ремонте или резерве, число рабочих суток - 365. При отсутствии резервного конвертера величина n для каждого из работающих конвертеров уменьшается в связи с простоями на ремонтах футеровки и газоотводящего тракта и горячими простоями и определяется по формуле
n=366 – nхр – nт – nгп – nрг,
где nхр, nT,nгп и nрг – соответственно простои конвертера (сут/год) на холодных ремонтах, при торкретировании, во время горячих простоев и при ремонтах газоотводящего тракта. Величину этих простоев определяют с учетом следующего.
Стойкость рабочего слоя (интервал между холодными ремонтами) составляет без торкретирования 500–700 плавок, при торкретировании - до 1000 и более. Простои конвертеров на торкретировании составляют 1,5–2% календарного времени.
Длительность ремонта рабочего слоя футеровки (холодного ремонта) следующая:
Вместимость конвертера, т...................................... 160 200 300 400
Общая длительность ремонта, ч ..................... 72 81 102 130
В том числе:
охлаждение и подготовка к ремонту, ч …………… 8 10 15 20
ломка футеровки, ч.............................................. 15 19 28 38
кладка новой футеровки, ч...................................... 43 46 53 66
разогрев (обжиг), ч............................................... 6 6 6 6.
Горячие простои конвертеров составляют ~2% календарного времени. Простои на ремонтах газоотводящего тракта определяются длительностью ремонта ОКГ (охладителя конвертерных газов): два ремонта в год по 14 сут и один раз в шесть лет ремонт 53 сут.
Выбор числа и вместимости конвертеров проводят на основании заданной годовой производительности проектируемого цеха (Пц, т/год). Задавшись числом конвертеров, можно найти производительность каждого (Як, т/год) из соотношения n = Пц/Пк и затем соответствующую этой производительности вместимость конвертера Т по формуле:
Пк = Т1440аn/100t.
Выбранная емкость конвертеров должна соответствовать типовому ряду (по массе жидкой стали): 50, 100, 130, 160, 200, 250, 300, 350 и 400 т.
Эффективность повышения вместимости конвертеров следующая:
Вместимость конвертера, т.............................................. 200 400
Капиталовложения, % ...................................................... 90 75
Производительность труда, % ....................................... 126 190
Себестоимость стали, % ….............................................. 99 98
Расходы по переделу, % ….............................................. 96 87
За 100% приняты показатели для 150-т конвертера.
Рекомендуются конвертеры вместимостью 300–400 т. Сооружение цехов с малыми (50–100 т) конвертерами возможно при реконструкции малых заводов, где объем выплавки чугуна недостаточен для обеспечения работы большегрузных конвертеров.
Максимальная производительность и экономичность обеспечивается 2–3 большегрузными конвертерами.
В технологии производства желательна внепечная десульфурация чугуна перед его подачей к конвертеру, полное скачивание шлака из заливочного ковша перед сливом чугуна в конвертер, применение комплексных флюсов.
В последние годы доля лома в шихте увеличена до 30% и более за счет дожигания СО в полости конвертера, предварительного подогрева лома, загрузки в конвертер перед продувкой кускового угля, вдувания через донные фурмы пылевидного топлива и др.
7.2 Схема работы и планировки цеха
Конвертеры устанавливают в цехе на стационарных продувочных стендах, оборудованных машинами подачи кислорода с кислородными фурмами, системами газо очистки загрузки сыпучих материалов). Также на продувочном стенде конвертер ремонтируют.
Основные отделения КЦ следующие: главное здание, верхнее миксерное, верхнее шихтовое для магнитных материалов, нижнее для сыпучих материалов, отделения раздевания слитков и подготовки изложниц.
Цех со 100-300-т конвертерами
Главное здание состоит из четырех пролетов: загрузочного Г–Д, конвертерного В–Г и двух разливочных Б–В и А–Б.
В конвертерном пролете установлены три конвертера 5 (с расстоянием между ними 18 м), фурмы 17 с механизмами их перемещения, системы загрузки сыпучих 19 и отвода и очистки конвертерных газов 18. Конвертерный и загрузочный пролеты перекрыты рабочей площадкой на высоте 8,18 м.
В загрузочном пролете два мостовых заливочных крана 16. На рабочей площадке вдоль конвертеров проложены два жд пути 7 для чугуновозов 15 и один путь 6 для подачи совков 14 с ломом. Под конвертерами проложены поперечные ширококолейные пути 4 в сторону разливочных пролетов и криволинейные жд пути 8 для выезда на внешние пути.
В разливочных пролетах для разливки в изложницы: разливочные площадки 1, разливочные пути 2, разливочные мостовые 10 и велосипедные 9 краны. Для подговки и ремонта ковшей консольные краны 11, пути 3 для подачи огнеупоров и уборки мусора.
Рисунок 7.1 - План и разрез главного здания конвертерного цеха со 100-300-т конвертерами и разливкой стали в изложницы
Жидкий чугун подают к конвертерам по путям 7 чугуновозами 14 из МО. Заливочные ковши поднимают с чугуновозов и заливают чугун кранами 16. Стальной лом из отделения магнитных материалов подают в загрузочный пролет на путь 6 тележками, на которых совки 14 с ломом объемом 3,5 м3 находятся в поперечном положении. Опрокидывание совков с ломом в наклоненный конвертер осуществляют реечным механизмом, расположенным под рабочей площадкой или механизмом, смонтированным на тележке. Сталь выпускают в ковш, установленный на сталевозе 12, который транспортирует ковш в разливочный пролет по пути 4.
Шлак сливают в ковш, установленный на несамоходном шлаковозе 13, который вывозят из цеха локомотивом по поперечно-криволинейным путям 8 на межцеховые жд пути и по ним – в отделение первичной переработки шлака.
Оптимальным считается способ загрузки лома одним совком. В загрузочном пролете цеха установлен загрузочный кран 16 грузоподъемностью 60 т с тележкой, оборудованной поворотной платформой, на которой расположен механизм подъема, связанный с четырехкрюковой траверсой для захвата совка. Совок объемом 40 м3, привозимый на платформе в продольном положении, кран поднимает, разворачивает на 90° (в поперечное положение) и загружает лом из совка в конвертер.
В цехе НЛМК установлены три 300-т конвертера с верхним МО и доставка из него чугуна к конвертерам по рабочей площадке загрузочного пролета; доставка в цех совков с ломом по продольным путям и их разворот в поперечное положение в двух перестановочных пролетах; двусторонняя подача совков с ломом в загрузочный пролет и загрузка лома двумя совками с помощью полупортальной машины; наличие в главном здании пролета перестановки шлаковых ковшей на продольные пути вывоза из цеха; непрерывная разливка стали.
Основные отделения: главное здание, верхнее МО, нижнее ШО для сыпучих материалов, отделение непрерывной разливки стали (ОНРС) с блочным расположением двухручьевых слябовых криволинейных УНРС в отдельном здании, ( с аэрационным разрывом в 36 м от главного здания цеха) и связанном с ним ширококолейными сталевозными путями.
Рисунок 7.2 - Главное здание конвертерного цеха НЛМК
Главное здание состоит из четырех пролетов: загрузочного В–Г, конвертерного Г–Ж, шлакового Б–В, ковшового А–Б и примыкающих к углам двух шихтовых открылков 13 между колоннами рядов Ж–У. В конвертерном пролете, который разделен вспомогательными колоннами на собственно конвертерный Г–Д и вспомогательно – энергетический Д–Е–Ж, расположены конвертеры 7 (расстояние между ними 48 м), машины 24 для подачи кислорода с фурмами 23, система загрузки сыпучих, газоотводящий тракт и 80-т кран 25 для обслуживания ремонта приводов конвертеров, фурм и котлов-утилизаторов. Рабочая площадка (+11,5 м) перекрывает загрузочный и конвертерный пролеты. Пульты 33 управления конвертерами расположены между колоннами ряда В.
В загрузочном пролете установлены два заливочных крана 11 (400+100/16 т), две полупортальные машины 17 (2X130 т) для загрузки лома; на рабочей площадке проложен опорный рельс 15 полупортальных машин. Шлаковый пролет с двумя мостовыми кранами 18 (125+30 т), служит для перестановки и вывоза из цеха шлаковых ковшей по путям 16.
Ковшовый пролет с кранами 19 (125+30 т) для ремонта и подготовки сталеразливочных ковшей. Под конвертерами проложены ширококолейные пути 1, идущие через все пролеты в ОНРС.
В шихтовых открылках магнитные краны 4, мостовые краны 12 (130 т) с поворотной тележкой, ямные бункера 5 для лома, привозимого россыпью по путям 6. Жидкий чугун подают к конвертерам чугуновозами 32 в 300-т заливочных ковшах по ширококолейным путям 2, проложенным на рабочей площадке из верхнего МО, расположенного слева от главного здания. Заливочный ковш поднимают краном 11 и заливают из него чугун в конвертер. Стальной лом доставляют в шихтовые открылки 13 по пути 6 из скрапоразделочного цеха. До 20% лома привозят россыпью с разгрузкой в траншею 5, а основную часть в совках объемом 50 м3, размещенных на платформах в продольном положении. Совки поднимают и разворачивают в поперечное положение краном 12 и устанавливают на пол открылка или на скраповоз 10. После догрузки лома в совки из бункеров 5 магнитным краном 4 скраповоз перевозит два совка по поперечному пути 14 в загрузочный пролет, где их через вырез 3 в рабочей площадке поднимает полупортальная машина 17 и поочередно загружает из них лом.
Система загрузки сыпучих материалов – двусторонняя. В пролете Е–Ж с каждой стороны от конвертера установлено по четыре бункера 26, материалы в которые доставляют конвейерами 31 из ШО. На каждые два расходных бункера установлены весы-дозатор 27, из них материалы выдаются в пролет Г–Д поперечным конвейером 29 и затем по наклонной течке 28 загружаются в конвертер. Ферросплавы доставляют в саморазгружающихся бадьях в торец конвертерного пролета, где на рабочей площадке находится участок хранения ферросплавов и их подачи в ковш.
Сталь выпускают в ковш, установленный на сталевозе 20, который по поперечному пути 1 переезжает в ОНРС. Шлак сливают в ковши самоходного шлаковоза 21, который переезжает из-под конвертера по пути 1 в шлаковый пролет; здесь ковши со шлаком переставляют краном 18 на несамоходные шлаковозы 22 и вывозят их в шлаковое отделение по путям 16.