Материал: Конвертерний цех

Таблиця 6. - Залежність ємності конвертерів від продуктивності цеху

Можна рекомендувати наступні схеми (варіанти) роботи конвертерів (таблиця 7).

Таблиця 7. - Варіанти роботи конвертерів

Продуктивність конвертера й цеху може бути представлена по рідкій сталі, злитій в сталерозливний ківш або по придатних зливках (таблиця 8). Продуктивність цехів по литої заготовки наведена за умови розливання сталі на сляби.

Таблиця 8. - Рекомендована продуктивність конвертерів, млн.. т у рік

Обсяг рідкої сталі перевищує задану продуктивність по придатних зливках. Різниця визначається втратами металу з ковшовим скрапом, у сифонній проводці й з недоливками (при розливанні в зливки); у проміжних ковшах. Величина втрат металу залежить від розважування зливка й способу розливання.

Таблиця 9. - Коефіцієнт виходу придатних зливків з рідкої сталі

Прийнятий спосіб розливання сталі визначає перетин безперервного зливка при розливанні сталі, що розливається у виливниці. Зазначені параметри зливка при їхніх малих величинах з урахуванням припустимої тривалості розливання можуть бути вирішальними у визначенні маси плавки, тому що обмежують її розрахунковою межею.

Залежно від способу розливання сталі ємність конвертера складе 250 т - при розливанні в зливки.

Ємність розливних (заливних) ковшів й вантажопідйомність розливних (заливних) кранів пов’язана з ємністю конвертерів (таблиця 10)

Таблиця 10. - Ємність ковшів й вантажопідйомність кранів для конвертерів ємності 250т

При визначенні кількості конвертерів для їхнього повного завантаження варто враховувати, що річна продуктивність прийнятого конвертера повинна бути кратна продуктивності цеху.

Виходячи з вищевикладеного, у проектованому цеху продуктивністю 3,25 млн. т придатних зливків у рік приймаємо конвертер номінальною ємністю 250т, що працює по першому варіанту (схеми).

Кількість безупинно працюючих конвертерів у цеху, що забезпечують задану продуктивність, визначається із залежності:

де

- розрахункова кількість одночасно працюючих конвертерів у цеху;

Т_ц- річна продуктивність цеху, т придатних зливків;

- річна продуктивність одного працюючого конвертера, т придатних зливків.

Продуктивність одного працюючого конвертера можна визначити по формулі :

де

- кількість годин у році;

К - кількість простоїв конвертера, % від календарного часу

t_пл. загальна тривалість плавки, годин;- коефіцієнт виходу придатних зливків з металозавалки;

- номінальна ємність конвертера, т (приймається нижча межа обраної ємності).

Тривалість плавки (t_пл.) складається із тривалості продувки й допоміжних операцій.

Тривалість продувки плавки залежить головним чином від інтенсивності подачі кисню у ванну, що може становити 2-7 м³/т*хв. Інтенсивність подачі кисню, у свою чергу, визначає рівень продуктивності конвертера. Її збільшення (у зазначених межах) скорочує тривалість плавки й поліпшує техніко-економічні показники роботи цеху. Інтенсивність продувки безпосередньо пов'язана із пропускною здатністю газовідвідного тракту конвертера й інших ділянок цеху.

У діючих цехах старої будівлі інтенсивність продувки не перевищує 4 м³/т*хв. Сучасні й знову проектовані цехи передбачають (з урахуванням сортаменту, вимог технології й необхідного рівня продуктивності) інтенсивність продувки 5-7 м³/т*хв.

Тривалість допоміжних операцій (завалки й прогріву брухту (при роботі з підвищеною витратою брухту), заливання чавуну, відбору проб й виміри температури металу, очікування аналізу, злив металу й шлаку, оброблення й закладення сталевипускного отвору) визначається масою плавки, параметрами устаткування що обслуговують конвертер й технологією ведення плавки.

Так, застосування односовкової завалки брухту дозволяє скоротити цю операцію до мінімуму. Оснащення конвертерів термозондами дозволяє здійснювати відбір проби й вимірювати температуру по ходу продувки. При відпрацьовуванні технології ведення плавки можна відмовитися від закладення сталевипускного отвору.

В зразковому розрахунку при інтенсивності продувки 4-5 м³/т. хв. для конвертера номінальною ємністю 250т котрий працює при верхній продувці приймаємо загальну тривалість плавки (t_пл) рівною 32 хв. Або t_пл = 32:60 = 0,53 години.

Кількість простоїв конвертера, що працює (K) визначається тривалістю капітальних ремонтів конвертера (звичайно 1,0-2,0% календарного часу) і тривалістю поточних (гарячих) простоїв, пов'язаних з ремонтом і зміною фурм, кесонів і т.д. (звичайно 2,0-3,0%- календарного часу).

У розрахунку прийнято:

а) простої на капітальних ремонтах - 1,2%

б) поточні (гарячі) простої- 2,2%

Тому К = 1,2 + 2,2 = 3,4% календарного часу.

Вихід придатних зливків (m) визначається виходом придатної сталі з металевої завалки і виходом придатних зливків з рідкої сталі, тобто коефіцієнт виходу придатних зливків з металевої садки конвертера представляє собою добуток коефіцієнта виходу рідкої сталі з металозавалки на коефіцієнт виходу придатних зливків з рідкої сталі.

У зразковому розрахунку згідно таблиці 8 приймаємо коефіцієнт виходу придатних зливків з рідкої сталі при розливанні сталі сифоном у малі зливки ( <7 т) рівний 0,96

Коефіцієнт виходу рідкої сталі з металозавалки приймається за даними розрахунку матеріального й теплового балансів плавки. У дійсному зразковому розрахунку цей коефіцієнт прийнятий рівним 0,91 або 91% від маси садки конвертера. Тоді коефіцієнт виходу придатних зливків з металозавалки складе: m = 0,91 * 0,96 = 0,8736 (або 87,36% від маси садки конвертера). Підставляючи відомі величини у формулу, одержимо річну продуктивність одного безупинно працюючого конвертера номінальною ємністю 250 т:  для забезпечення заданої річної продуктивності цеху 3,25 млн. тон буде потрібно безупинно працюючих конвертерів номінальною ємністю 250 т

Приймаючи, що загальна тривалість плавки (t_пл) при цьому змінюється незначно, уточнення фактичної садки конвертера робимо з наступної залежності:

де

 - фактична (уточнена) садка конвертера, т;

- попередньо прийнята (розрахункова) садка конвертера, т;

- розрахункова кількість безупинно працюючих конвертерів номінальною садкою 250 т;

- фактична (прийнята) кількість безупинно працюючих конвертерів.

Для забезпечення заданої продуктивності цеху при одному безупинно працюючому конвертері приблизно тієї ж загальної тривалості плавки (t_пл=0,53 годин) фактична садка конвертера (скрап + чавун) повинна бути:

(що перебуває в межах обраної номінальної ємності конвертерів ).

Таким чином, для забезпечення заданої продуктивності в проектованому цеху повинно бути встановлено два конвертери садкою 250 т, з яких один конвертер безупинно перебуває у роботі, а один у ремонті (або очікуванні ).

При коефіцієнті виходу рідкої сталі з металозавалки рівному 0,91 маса плавки по рідкій сталі для конвертера садкою 250 т складе:

М_ж =  • 0,91 = 250 * 0,91 = 227,5 т

При коефіцієнті виходу придатних зливків з рідкої сталі, рівному 0,96 маса плавки по придатних зливках складе:

М_зл = М_ж * 0,96 = 227,5* 0,96 = 218,4 т

При тій же загальній тривалості плавки (t_пл=0,53 години) фактична річна продуктивність одного безупинно працюючого конвертера, садкою 250 т складе ( ):

У зв'язку з тим, що поточні простої (ремонт і зміна фурм, кесонів і т.д.) у дійсних умовах роботи можуть бути не щодоби, максимальна кількість плавок у добу по цеху складе: плавок, де

- кількість одночасно працюючих конвертерів;

,7- прийнята в розрахунку загальна тривалість плавки, години;

24 - кількість годин в добі.

Тоді максимально можлива добова продуктивність цеху по придатних зливках складе:

2.2 Розрахунок потреби обладнання прольотів головної будівлі цеху

Завантажувальний проліт

Завалка брухту й заливання рідкого чавуну в конвертер виконується встановленими в прольоті спеціальними завалочними й заливними кранами, вантажопідйомність яких визначається ємністю совків і чавуновозних ковшів.

Місткість заливного ковша визначається витратою чавуну на плавку, але може прийматися рівною ємності конвертера. Це пов'язане з уніфікацією заливних і сталерозливних ковшів і забезпеченням можливості зворотного переливу сталі в конвертер.

При проведенні десульфурації чавуну в заливних ковшах необхідно передбачати в них додатково вільний обсяг висотою не менш 600 мм. При застосуванні в якості десульфуратора пилоподібного вапна ця висота досягає 1600 мм.

Для забезпечення заливання чавуну в один прийом при збільшенні маси плавки прийняті чавуновозні ковші ємністю 280 т, а вантажопідйомність заливних кранів 360+100/16т.

Кількість заливних кранів у завантажувальному прольоті можна визначити по формулі:

де

К - коефіцієнт, що враховує нерівномірність роботи й допоміжних операцій; звичайно приймається рівним 1,1;

- максимальна кількість плавок у цеху за добу, пл/добу;

 - заборгованість крана на одну плавку, хв/пл.;

- кількість хвилин у добі, хв/добу;

в - коефіцієнт використання крана (0,8).

Заборгованість крана на одну плавку (на заливку одного ковша) приведена в таблиці 11.

Таблиця 11. - Заборгованість крана на заливання чавуну

Кількість заливних кранів у завантажувальному прольоті складе

Приймаємо один кран на один безупинно працюючий конвертер й один кран у резерві на випадок їхнього ремонту.

Завалка брухту виконується одним або двома совками. Для завантаження совків у конвертер використовуються спеціальні скрапозавалочні мостові крани, напівпортальні крани й напільні машини. При завантаженні брухту одним совком застосовують скрапозавалочні мостові крани.

Приймаємо у розрахунку що завалка брухту виконується завалочними кранами. Ємність совків для брухту визначається його витратою й щільністю. Параметри совків для завалки брухту наведені в таблиці 12.