проектирование конвертерного цеха. ПЗ. Конвертерный цех. (Автосохраненный) (2). 1 Расчёт производственной программы цеха 2 1 Расчет потребности в шихтовых материалах и топливе

• Название: 1 Расчёт производственной программы цеха 2 1 Расчет потребности в шихтовых материалах и топливе
• Анкор: проектирование конвертерного цеха
• Дата: 24.03.2023
• Размер: 84.3 Kb.
• Имя файла: ПЗ. Конвертерный цех. (Автосохраненный) (2).docx
• Тип: Реферат; #1011600
• страница: 7 из 7

3. Отделения непрерывной разливки стали

3.1 Выбор вида и типоразмера установок непрерывной разливки стали (УНРС)

В современных сталеплавильных цехах разливка стали осуществляется на МНЛЗ. Это связано с тем, что непрерывная разливка стали по сравнению с разливкой в изложницы имеет существенные преимущества: сокращается число технологических операций, увеличивается выход годного (выход сортовой заготовки и слябов стали увеличивается на 10 – 14% от массы разливаемого металла), улучшается качество металла, в первую очередь вследствие снижения химической неоднородности из-за более быстрого затвердевания малых по сечению отливаемых заготовок, появляется возможность широкой автоматизации процесса, улучшаются условия труда при разливке, не требуются блюминги, слябинги, двор изложниц, стрипперные отделения и сокращаются территории предприятия. Непрерывная разливка стали дала возможность организовать непрерывный, высокопроизводительный процесс производства непрерывнолитых заготовок, по профилю и размерам пригодных для непосредственного использования на сортовых и листовых станах.

В проектируемом цехе устанавливается криволинейные МНЛЗ с прямым 

кристаллизатором. В ней начальное формирование отливаемого слитка осуществляется на прямом вертикальном участке 2 – 3 м. Затем происходит изгиб слитка в нескольких точках, перевод его на дугу постоянного радиуса, выпрямление слитка в нескольких точках. Окончание затвердевания слитка осуществляется на горизонтальном участке.

Отделение связано с конвертерным отделением цеха поперечными сталевозными путями и представляет собой многопролётное здание, пролёты которого параллельны пролётам конвертерного отделения.

Первый пролёт со стороны конвертерного отделения является пролётом внепечной обработки. В нём установлены агрегаты внепечной обработки, литейный кран для транспортировки ковшей со сталью. Далее пролёт распределительный, сюда поступают по сталевозным путям ковши с жидкой сталью. Пролёт оборудован литейными кранами, подающими сталеразливочные ковши с металлом на разливку и слив шлака в шлаковые ковши после разливки.

В последующих трёх пролётах расположены МНЛЗ и транспортная линия выдачи заготовок на склад: пролёт МНЛЗ, пролёт газорезок и пролёт выдачи и транспортировки литых слябов. МНЛЗ размещены вдоль распределительного пролёта в одну линию и оборудованы поворотными стендами. Все три пролёта оборудованы мостовыми кранами меньшей грузоподъёмности, чем литейные, и предназначены для выполнения ремонтных и вспомогательных работ.

Технологическая схема работы ОНРС следующая. После внепечной обработки сталеразливочные ковши с металлом поступают в распределительный пролёт, где их со сталевоза краном транспортируют к МНЛЗ и устанавливают на консоль поворотного стенда. После поворота стенда на 180^о ковш оказывается над промежуточным ковшом и кристаллизатором. По окончании разливки из ковша с помощью крана сливают шлак в имеющиеся в пролёте шлаковые ковши и затем опорожненный сталеразливочный ковш устанавливают на сталевоз и передают в пролёт ремонта и подготовки сталеразливочных ковшей. Промежуточные ковши подготавливают по той же схеме, что и в ОНРС с блочным расположением.

Литые слябы с рольгангов МНЛЗ поступают на рольганг, по которому слябы движутся на склад.

3.2 Расчет длительности разливки плавки

Машинное время разливки зависит от технических возможностей МНЛЗ, массы разливаемого металла и площади поперечного сечения получаемой литой заготовки. Без учета синхронизации работы отделения выплавки и разливки стали длительность разливки плавки (машинное время разливки) можно определить по уравнению:


где τ_м – машинное время разливки (время собственно разливки без учёта ввода затравки, от начала заполнения кристаллизатора до окончания опорожнения ковша), мин;М – масса стали в сталеразливочном ковше, т;N – количество ручьев;ρ_ст – плотность затвердевшей стали в конце зоны вторичного охлаждения, т/м³ (принимается равной 7,6 т/м³);F – площадь поперечного сечения получаемой литой заготовки, м²;ν_р – рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин.
Масса стали в ковше для конвертерных и электросталеплавильных цехов принимается равной садке сталеплавильного агрегата.

В качестве рабочей принимается такая скорость вытягивания, при которой обеспечивается сочетание высокого качества заготовки с достаточно высокой производительностью МНЛЗ. При оптимальных температурных условиях разливке и высоком качестве стали, рабочая скорость вытягивания определяется по уравнению:


где ν_р – рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин;k_ν – коэффициент скорости вытягивания, м²/мин;а, b – толщина и ширина заготовки, м.
Значение коэффициента скорости вытягивания k_ν для слябовых заготовок с отношением b/a> 2, принимается из диапазона 0,18-0,3 м²/мин, для заготовок 1200*250 по практическим данным принимается равным 0,28.





Полученное по уравнению (27) машинное время разливки не превышает допустимых значений, представленных в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Максимально допустимая продолжительность разливки

Емкость сталеразливочного ковша, т	50	100	160	200	300	350	400
Продолжительность разливки, мин	60	75	85	90	110	110	110

3.3 Расчет годовой производительности УНРС

Годовая производительность УНРС рассчитывается по уравнению:


где П_УНРС – годовая производительность УНРС, т/год;1440 - количество минут в сутках;Z – доля плавок, разливаемых сериями методом «плавка на плавку», %;τ_пс – длительность паузы между сериями, мин;S – среднее количество плавок в одной серии, шт;τ_п – длительность паузы между разливкой двух одиночных плавок, мин;1,15 – коэффициент, учитывающий потерю времени из-за несогласованной работы плавильных агрегатов и УНРС;g_г – выход годных заготовок, %;D – число рабочих суток в году, сут.
Доля плавок, разливаемых сериями методом «плавка на плавку» (Z), в современных сталеплавильных цехах достигает 90 % и более. Для расчета годовой производительности УНРС принимаемZ =90 %.

Выхода годного на разливке (g_г) определяется по ранее принятой величине отходов при непрерывной разливке (О_НЛЗ) из выражения: g_г = 100 - О_НЛЗ=100-2=98

Фактическое время разливки (D) согласно действующим нормативам: 291 сут. для слябовых УНРС .

Длительность паузы при работе УНРС методом «плавка на плавку» (τ_пс) для слябовых машин составляет 150…180 мин, принимается 160 мин.

Подготовка машины после разливки одиночными плавками (τ_п) не должна превышать 60 мин., поэтому при разливке одиночных плавок длительность паузы как для слябовых, так и для сортовых МНЛЗ рекомендуется принимать 50 – 60 мин.

Разливка методом «плавка на плавку» позволяет увеличить производительность УНРС в 2 – 3 раза. В настоящее время практикуется разливка методом «плавка на плавку» большими сериями по несколько десятков в одной (до 100 и более). Поэтому для проектируемого цеха количество плавок в одной серии (S) выбираем из диапазона 60.

3.4 Расчет годовой производительности УНРС

Число постоянно работающих УНРС определятся отдельно для сортовых и слябовых, разных типоразмеров. Число УНРС (М_р), предназначенных для разливки определенной заготовки, определяется из уравнения:


где П_УНРСi – расчетная годовая производительность i-й УНРС, т/год;П_год – годовой объем производства стали (НЛЗ и слитков) по заданию, т;Д_НЛЗ – доля непрерывнолитых заготовок в общем годовом объеме продукции цеха, соответственно, доли ед.;Д_i – доля заготовок i-го типоразмера в общем объеме выплавляемой стали, доли ед.
В проектируемом цехе 100% заготовки разливается на МНЛЗ.


Полученное в расчетеи округленное до целого необходимое количествоУНРС в цехе-5 установок -согласуется с рекомендуемыми нормами.

Нормы для конвертерных цехов с тремя установленными и двумя работа­ющими конвертерами, предусматривающиеколичество двухручьевых слябовых УНРС в зависимости от вместимости конвер­тера и сечения отливаемого слитка приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Рекомендуемые нормы количества двухручьевых слябовых УНРС

Вместимость конвертера, т	200	300	400
Число УНРС, шт., при сечении слитка, м:
(0,2 - 0,3) × (0,8 - 1,6)	5
(0,25 - 0,3) × (1,2 - 1,9)	5	5
(0,25 - 0,3) × (1,4 - 2,2)	4	5	6

Заключение

В курсовом проекте в соответствии был спроектирован кислородно-конверторный цех годовой производительностью 2,8 млн тонн стали.

В проекте использованы современные методы проектирования : замена миксерного отделения транспортировкой жидкогочугуна ковшами миксерного типа, что приводит к уменьшению затрат на строительство и облуживание миксерного отделения, кроме того позволяет уменьшить потери температуры металла на 50 – 70^оС.

Выбраны оптимальные технологические процессы выплавки, внепечной обработки и разливки стали, а также ремонта печей, ковшей вывоза и утилизации шлака с рациональной схемой грузопотоков с указанием всех видов транспорта и систем загрузки, дозированной выдачи шихтовых и вспомогательных материалов.

Спроектированный цех обеспечит выполнение производственной программы качественной продукции с минимальными энергозатратами и вредными выбросами.

Список использованных источников

1Воскобойников В.Г. и др. Общая металлургия - 6-изд., перераб. и доп. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005.

2Якушев А.М. Проектирование сталеплавильных и доменных цехов. - М.: Металлургия, 1984.

3 Кудрин В. А. Теория и технология производства стали: Учебник для вузов. — М.: «Мир», ООО «Издательство ACT», 2003.

4http://emchezgia.ru/prochee/literatura.php#

5 Коробов Н.И. Проектирование металлургических предприятий.-М.: Ме­таллургия, 1989. - 264 с.

6Ловчиновский З.В., Вагин В.С. Машины и механизмы сталеплавильного производства.- М.: Металлургия. 1982. - 271 с.

7. 
   Якушев А.М. Основы проектирования и оборудование сталеплавильных и доменных цехов. - М.: Металлургия. 1992. - 422 с.
   
8. 
   Братковский Е.В., Шаповалов А.Н. Методическое пособие для выполнения курсового проекта по дисциплине«Проектирование сталеплавильных и доменных цехов».
   
9. 
   Целиков А.И., Полухин П.И., Гребеник В.М. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов.-М.: Металлургия, Т.1, 1987.
   
10. 
    Ширяев П. А. Основы технико - экономического проектирования метал­лургических заводов.- М.: Металлургия. 1980.