ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ ПЕЧНОГО ПРОЛЕТА

Количество завалочных кранов печного пролета определяем по формуле:[3]

где А_1,2 – число плавок в сутки для ДСП -150,

b_1,2 – коэффициент использования кранов, b=0,8 для ДСП -150,

k_1,2 – коэффициент неравномерности, (k=1.0 – 1.1) k=1 для ДСП -150,

e_1,2 – задолженность крана на одну плавку, мин. для ДСП -150,

Задолженность крана печного пролета на плавку определяем по следующим данным табл. 3.2.

Таблица 3.2 Задолженность крана печного пролета

Операция	Задолженность крана, мин
Заправка	5
Загрузка шихты	5
Замена электрода	5
Перепуск электрода	5
Вспомогательные работы	20
Итого	40

Число плавок, выпускаемых в сутки при работе печи

А₁=24/1.1=22 плавок/сутки;

Необходимое количество кранов печного пролета

n_{k=(22*40*1)/1440*0.8=0.76шт;}

Принимаем один кранов печного пролета

Расчет завалочных машин

Расчет необходимого числа мульдозавалочных машин производится аналогично расчету количества завалочных кранов. Задолженность завалочной машины рассчитывается по формуле[3]:

число мульд                            

где m_M – расход материалов на одну плавку, т/пл;

  V_M – объем мульды, V_M = 0,6...0,7 м³;

  r – средняя плотность заваливаемых материалов, т/м ;

  St_i, t_j – затраты времени на выполнение отдельных операций, определяемые по следующим данным:

Таблица 3.3 - Затраты времени на выполнение отдельных операций.

Операция	Обозначение	Затраты времени, мин
Завалка одной мульды	-	3
Установка одной мульды в нагревательную печь или выемка мульды из печи	-	3
Всего	Sti	6
Очистка порогов печи от шлака и металла	tj	5

Расход сыпучих материалов, заваливаемых в печь мульдами, принимаем 11 кг/т, или 11*150=1650 кг/плавку при насыпной плотности r=1,1 т/м³. Число мульд, заваливаемых на плавку, составит:

, т. е. достаточно двух мульд на печь.

Задолженность завалочной машины

 мин.

Необходимое число завалочных кранов

n_{зм=22*40*1/1440*0.8=0,76 шт}

Принимаем один завалочный кран.

Количество весовых тележек

при коэффициенте использования b=0,8 рассчитывается по формуле:

где n_З = 1 шт – количество запасных тележек.

Таблица 3.5 - Задолженность весовой тележки на одну плавку

Операция	Задолженность весовой тележки, мин
Загрузка скрапа в корзину контейнерами	10
Корректировка состава завалки магнитом	7
Подача тележки в печной пролет и загрузка шлакообразующих	5
Установка корзины на рабочую площадку	2
Установка корзины на тележку	5
Возврат тележки в шихтовый пролет	5
Ожидание кранов в шихтовом и печном пролетах	4
Всего на плавку	38

Необходимое количество весовых тележек составит

n_{вт=22*38/1440*0.8=0,73 шт}

Принимаем одну весовую тележку.

Число контейнеров n_к, необходимое для загрузки и хранения шихты, рассчитывается по формуле:

где G – вместимость печей (G=g_МЗ=129,6+108=237,6 т),

  t_к – время оборота одного контейнера, ч (2 ч.);

  k – коэффициент запаса контейнеров, k == 1,05...1,25;

m_к – вместимость контейнера, принимаем m_к = 80;

b – коэффициент использования контейнеров, принимаем b=0,5.

Принимая время оборота одного контейнера t_к = 4ч, находим величину n_к:

Оригинал

n_к=22*180*4*1.25/1440*0.5=7.8 (45 по моим подсчетам)

Мои цифры

n_к=22*180*4*1.25/1440*0.5=27,5

Принимаем 8 контейнеров.

Расчет размеров площадки для хранения контейнеров. Половина контейнеров находится в обороте, остальная часть располагается на  лощадке  ранения контейнеров шихтового пролета.

Суммарную длину площадки для хранения контейнеров рассчитываем по формуле:

где а=3 м – сторона основания контейнера с учетом места для обслуживания, осмотра контейнера, проведения грузозахватных операций;

   b – ширина площадки и закромов для рассыпной шихты, целесообразно принять b=1,5 м.

l=9*8/1/5=48 м

Объем бункеров

Для ДСП - в печном пролете предусмотрено сооружение из 15 бункеров[3]:

5 бункеров объемом по 80 м³;

4 бункера объемом по 40 м³;

6 бункеров объемом по 20 м³;

В печном пролете, вдоль колон предусмотрено сооружение из 14 бункеров для шлакообразующих, заправочных материалов и ферросплавов, работающих с ДСП-150т. Бункеры имеют объем по 20 м³ каждый. Материалы подаются в бункера из отделения подготовки сыпучих и ферросплавов по системе конвейеров. Подача материалов в печь производится при помощи бросковой машины.

Также предусмотрено 6 бункеров возле ДСП-150т: 2бункера в печном пролете объемом по 6 м³ каждый (для отдачи материалов в печь через свод) и 4 бункера в разливочном пролете объемом по 6 м³ каждый (для отдачи материалов в ковш при выпуске металла из печи[3]. Загрузка бункеров производится при помощи самораскантовывающегося контейнера подвешенного на мостовом кране.

Общий объем бункеров составляет 14*20+6*6=316 м³.

Расчет необходимого объема бункеров для хранения шихтовых материалов (V) определяют по формуле, м³[3]:

V = ( Q _с K ₃ ) / gh ,

где Qc - суточный расход материала, т/сут;

  g- величина насыпной массы материала в бункере, t/m³;

   k ₃ - норма запаса материала в бункере, число суток;

h - коэффициент заполнения бункера, равный 1,2 для металлической шихты и 0,8 для сыпучих материалов.

Таблица3.6 –Запас материалов на 2-е суток

Наименование	Суточный расход, т/сут	Норма запаса в бункере	насыпная масса, t/m3	Коэффициент заполнения бункера	Объем, м3
Шлакообразующие материалы	≈7*36=252	2	≈1,3	0,8	485
Ферросплавы	≈1,5*36=54	2	≈2,8	1,2	32
Углеродосодержащие материалы	0,7*36=25	2	0.5	0,8	125
Всего					≈642

Расчет количества МНЛЗ

Требуемое число МНЛЗ[3],

N_МНЛЗ =П_ц/ П_м:

где П_ц – производительность цеха, т/год;

   П_м – производительность одной МНЛЗ, т/год;

Производительность одной МНЛЗ:

П_м=m_пл*n_пл*N,

где m_пл – масса металла одной плавки в ковше, т;

n_пл – число разливаемых плавок на одной МНЛЗ в сутки, плавок/сут;

N – число рабочих суток в году; обычно N:= 320...345 сут/год.

Число плавок, разливаемых на одной МНЛЗ

n_пл =1440/t_ц =1440/i_пл *t_р+t_n.

где i_пл – число плавок, разливаемых за период одного цикла разливки, в ЭСПЦ, i_пл 50-70;≈60

  t_ц – продолжительность одного цикла разливки, мин;

  t_ц = i_пл *t_р+t_n.

где t_р – длительность разливки стали на МНЛЗ, мин;

 t_n – продолжительность подготовки МНЛЗ к плавке, мин.

где k_ЗД – коэффициент задержки хода разливки; обычно k_ЗД = 0,9;

  n_РЧ – число ручьев МНЛЗ (криволинейные и радиальные слябовые 2-ручьевые, радиальные для сортовых заготовок имеют от 4 до 6-8 ручьев), шт.;

F – площадь поперечного сечения слитка, м² ;

V – линейная скорость разливки, м/мин;

r – плотность литой стали, т/м³.

Используем для разливки в сортовые заготовки и шести ручьевую, радиальную МНЛЗ.

Сечение заготовки Р = 150x150 = 0,150x0,150 = 0,0225 м².

Продолжительность разливки составит:

=120/0,9*6*0,0225*2,6*8=52мин

Величина t_р лимитируется временем охлаждения металла в ковше и стойкостью ковшевых огнеупоров.

где А, В и С – эмпирические коэффициенты, для ковшей емкостью 10-400 т соответственно составляют 12; -0,3 и -12. Находим t_р':

=52-12 =40мин,

что превышает расчетную продолжительность.

Линейную скорость разливки металла для сортовых заготовок по литературным данным принимаем равной 2,6 м/мин (разливка низколегированных сталей).

Время подготовки сортовых МНЛЗ к приему плавки

t_п=30 + 3n_рч+7i_пл,

слябовых:

t_п=50 + 3n_рч+7i_пл.

Время подготовки МНЛЗ к приему плавки составит

t_i =30 + 3 ^. 6 + 7 ^. 1 = 55 мин.

Продолжительность цикла разливки

т_ц =60 ^. 52 + 55 = 3175 мин. (2 дня 4 часа 55 мин.)

Число плавок, разливаемых в сутки на одной МНЛЗ, составит.

t_{i=1440/40=36шт}

Производительность одной МНЛЗ

П_М = 150 ^. 36^. 320= 1728000т/год. ≈1,72 млн. т/год.

Требуемое число МНЛЗ

Nмнлз=1710526/1728000=0.98,принимаем 1 МНЛЗ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

3.1.Определение размеров 150 т печи

Расчет ведем для дуговой электросталеплавильной печи номинальной емкостью 150 т.

Объем ванны.

Одна тонна жидкой стали занимает объем 0,14 м³, одна тонна жидкого шлака -0,333 м³ . Кратность шлака Р_шлака/Р_стали=0,07

Следовательно, ванна после капитального ремонта должна иметь объем: (150х0,14)+(150х0,07х0,333)=24.5 м³.

Глубина и диаметр ванны.

Примем следующие условия: - форма ванны – сфероконическая (рис.3.1)[2];

-уровень шлака в окислительный период плавки совпадает с уровнем порога загрузочного окна и с уровнем нижней кромки выпускного отверстия;

- отношение диаметра зеркала ванны к глубине ванны  D/H =5

- высота сферической части ванны h₁=0,2К[ 2].

Рисунок.-3.1. Расчет ванны ДСП с обозначениями принятыми в тексте

Рисунок.3.2. Профиль рабочего пространства и футеровки ДСП с обозначениями, принятых по тексту.

Объем ванны равен сумме объемов усеченного конуса и шарового сегмента:

V_в =πh₂ /3(R²+rR+r²)+ π h₁(r²/2+h₁²/6), м³                                          (3.1)

где: R –радиус зеркала ванны на уровне порога;

   r - радиус шарового сегмента;

   h₂ – высота усеченного конуса.

Так как по условию D=5H; R=2,5H; h₁=0,2H; h₂=0,8H; d=D-2h₂=3,4H; r=1,7H; то V_в=12,1H³, или 0,0968D³                                     (3.2)

Для объема 24.5 м³

- глубина ванны H=1238 мм ≈1240 мм;

- диаметр зеркала D=1240x5=6200 мм;

- диаметр сферической части ванны d=1240x3,4=4216 мм;

- высота сферической части h₁=0,2x1240=248 мм;

- высота конической части h₂=0,8x1240=992мм.

3.1.1.Размеры плавильного пространства

Поскольку уровень откосов на 100 мм выше уровня зеркала металла ванны, то диаметр плавильного пространства на уровне откосов составит[2]:

D_п.п=5300+200=5500 мм.

Высоту Н₁ от порога до пят свода принимаем равной 0,42D, т.е.

Н₁=5300х0,42=2226 мм.

Уклон стен принимаем равным 10% от высоты пят свода над уровнем откосов т.е 2226-100/10 ≈212.6 мм.

Диаметр плавильного пространства на уровне пят свода

D₁=D_п.п+2х212.6=5924 мм.

Высота подъема для свода равна 1/8D_п.п т.е. h₃=5500/8=687.5≈690 мм.

Толщина свода 300 мм. Расстояние от зеркала ванны до центральной части свода равно 2230+690=2920 мм.

Толщина футеровки

На уровне верхнего края откосов толщина стен равна 565 мм. Она формируется из 45 мм асбеста, 60 мм пеношамота и 460 мм магнезито-хромитового кирпича[2].

Толщина подины равна 545 мм. Футеровку подины образуют: порошок шамотный, асбест и кирпич шамотный, общая толщина перечисленных материалов составляет 85 мм; слой магнезитового кирпича -460мм[2].

Диаметр кожуха

Внутренний диаметр кожуха равен[2]

D_k=D_п.п+2δ;                                         (3.3)

где δ – толщина футеровки, мм.

D_k=5500+2х1100=7700мм.

Поскольку кожух выполнен из стального листа толщиной 25 мм, то наружный диаметр кожуха D_к.н.=7700+2х25=7750 мм.

Выбор мощности трансформатора

Кажущаяся мощность трансформатора определяется из выражения:

кВА,                           (3.4)

где τ – продолжительность плавления номинальной садки (для печи ДСП-150 составляет не более 0ч 45 мин.

Р_к =110*7.75^3,32/0.45=133785 , кВА.

По практическим данным для периода плавления

Р_ср.=0,8Р_к=0,8х133785=107028 кВА (3.5)

Полезная мощность за период плавления

P_пол=P_ср*cosφ*η_эл КВТ                             (3.6)

где cosφ и η_эл. – среднее значение для периода плавления

Р_пол. =107028х0,85х0,90=81876 квт

Выбираем трансформатор ЭТЦНК-20000 имеющий мощность 120 МВА; вторичное напряжение 800 - 1225; число ступеней напряжения 26; напряжение питания 35кВ; сила тока при максимальной ступени напряжения 70 кА[4].

Согласно расчета теплового баланса плавки расход электроэнергии составляет 285кВт/ч, то выбранный трансформатор обеспечит расплавление 150 т завалки за 285*210=59850квт-ч. В первом случае выбранный трансформатор обеспечит плавление; (42750/81876)=0.52 часа или 52 минуты: во втором случае (59850/81876)=0.73 часа или 1час 13 минут.

Расчет диаметра электродов

Для трансформатора мощностью 120МВА вторичное напряжение 800В и сила тока 70 кА[2].

Диаметр электрода определяется по формуле

d_э.=  ,                            (3.7)

где I– сила тока, А;

 - удельное сопротивление электрода при 500 ⁰С, для графитизированных электродов =10 Ом/мм²м 

    К – коэффициент, для графитизированных электродов при постоянном токе К=2,1 Вт/см² см

Принимаем d_э.=610 мм.

Сечение такого электрода равно 1912см². Плотность тока составит 86986/1912=45,49 А/см².

Допустимая плотность тока для электрода диаметром 610 мм равная 45.5 А/см². Принимаем электроды высокого качества.

3.1.2.Расчет количества технологического оборудования печного пролета[3]

Расчет количества кранов в печном пролете

Для печей емкостью 150 т грузоподъемность завалочного крана (главный крюк) должна составлять 180т.

Таблица 3.1 – Расчет продолжительности плавки в ДСП.

№ п. п.	Период плавки	Продолжительность Мин.
1	Завалка шихты	4
2	Расплавление	18
3	Окислительный период	20
4	Выпуск	3
5	∑	45

В целях достижения высоких технико-экономических показателей режим работы ДСП круглосуточный, без выходных дней, с остановками для ремонтов. Поэтому годовой фонд рабочего времени ДСП определяется суммарной длительностью остановок для проведения ремонтов:

N = 365 – П_КР – П_ГР – П_ХР,

где П_КР, П_ГР, П_ХР – годовая длительность капитальных, горячих и холодных ремонтов. По данным принимаем П_КР = 16сут/год, П_ГР = 12сут/год, П_ХР = 12сут/год. Годовой фонд рабочего времени ДСП составит

N = 365 - 16 - 12-12 = 325 сут/год.

Годовую производительность печи определяем по формуле:

где g_Ж – емкость печи по массе жидкой стали, т;

  а – выход годных слитков по отношению к массе жидкой стали, %;

N – годовой фонд рабочего времени, сут/год;

24 – число часов в сутках, ч/сут;

t – продолжительность плавки, ч.

Выход годных слитков,  а при разливке на МНЛЗ принимаем равным 95 %.

При рассчитанных выше параметрах плавки производительность одной 150-т ДСП составит:

24*150*95*325/100*1,1= 1010454 млн.т

 

123Следующая ⇒

Поделиться: