Проектирование отделения конвертеров для выплавки стали

        После выхода затравки из последней  пары роликов  горизонтального   участка производится ее отделение.  Отделившаяся затравка поднимается  вверх, где  она находится до следующего цикла  разливки.  В  процессе  разливки  на  участке газовой резки сляб разрезают на мерные длины согласно  заказ.  Окончательную порезку производят в транспортно-отделочном отделении. 
 
 

 

      Перечень условных обозначений 

Z_р.к. – количество непрерывно работающих конвертеров;

G_к – вместимость конвертера, т;

P_ц – годовая производительность цеха по годному, млн. т;

t_п – средняя продолжительность цикла плавки  , мин;

K_г-ж – коэффициент выхода годного из жидкой стали ;

 - удельный объем конвертера, ;

А, В  – коэффициенты, зависящие от способа  продувки;

i – удельная интенсивность продувки, ;

Нк –  высота конической части ванны, м; 

- угол наклона образующей горловины, град;

E, F, L – коэффициенты, зависящие от формы ванны;

H_в - Ориентировочная глубина ванны в спокойном состоянии, м ;

D_ц - Диаметр цилиндрической части конвертера, м;  

D_г - Диаметр горловины конвертера, м;   

D_д - Диаметр конвертера по днищу, м;  

H_г - Высота горловины, м;  

H_ц - Высота цилиндрической части, м; 

H_сф - Высота сферической части ванны, м; 

H_к - Высота конической части ванны, м;   

R - Радиус сферической части днища, м;   

H_р.о. - Высота рабочего объема, м;  

H_в.ф.  - Фактическая глубина спокойной ванны, м;  

H_у.о.  - Высота условного свободного объема, м; 

V_к - Объем конвертера, м³ 

f_ц - толщина футеровки в цилиндрической части, м; 

f_г - толщина футеровки в горловине, м;

f_д - толщина футеровки днища, м;

d - диаметр сталевыпускного отверстия, м;

P_м - давление кислорода в цеховой магистрали, кГ/см²;

Т_м - температура кислорода в магистрали, К;

w_ш - скорость кислорода в шланге, м/с;

w_ф – скорость кислорода в фурме, м/с;

L_ш - длина шланга, м;

L_ф - длина фурмы, м;

N – степень нерасчетности сопел;

a- угол полураскрытия диффузора сопла, град; 

Z_с - количество сопел в фурме, шт;

I_с - расход кислорода через одно сопло, м³/мин;

DР_кл- потери давления кислорода, кГ/см²в клапане

DР_ш - потери давления кислорода, кГ/см²в шланге

DР_ф - потери давления кислорода, кГ/см²фурме 

Р_ш - давление кислорода в  шланге, кГ/см²

Р_ф - давление кислорода в фурме, кГ/см²

Р_с - давление кислорода перед соплами, кГ/см²

Р_и - давление кислорода при истечении из сопел, кГ/см²

Т_ш - температура кислорода в шланге, К

Т_ф - температура кислорода в фурме, К

Т_с - температура кислорода перед соплами, К

Т_и - температура кислорода при истечении из сопел, К

r_ш - плотность кислорода в шланге, кг/см²:

r_ф - плотность кислорода в фурме, кг/см² 

r_с - плотность кислорода перед соплами, кг/см²

r_и - плотность кислорода при истечении из сопел, кг/см²

r_кр - плотность кислорода в критическом сечении сопла, кг/см²

w_кр - скорость кислорода в критическом сечении сопла, м/сек

w_и - скорость кислорода при истечении из сопла, м/сек

D_ш - диаметр шланга, м 

D_ф - диаметр фурмы, м

l - критерий скорости истечения кислорода

S_кр - площадь критического сечения сопла, м²

S_кон - площадь входного сечения конфузора, м² 

S_диф - площадь выходного сечения диффузора, м²

d_кр - диаметр критического сечения сопла, м

d_кон - диаметр входного сечения конфузора, м

d_диф - диаметр выходного сечения диффузора, м

l_кон - длина конфузора сопла, м

l_диф - длина диффузора сопла, м

x_тр – коэффициент сопротивления трения (0,06);

x_мс – коэффициент мастных сопротивлений (2,5);

g – ускорение силы тяжести (9,81 м/сек²);

F_S – суммарная площадь донных фурм, мм²;

V_S – расход газа через донные фурмы,м³/мин;

Н_в – глубина ванны металла в спокойном состоянии, м;

Р –  давление газа перед фурмами, мПа;

N_с и N_г – соответственно количество плавок в сутки и в год;

k_м-ш – расход металлошихты, кг на 1 т жидкой стали;

k_ж-ш – коэффициент выхода жидкой стали из металлошихты

k_ф.с и k_Fe – соответственно расход ферросплавов и железа руды, кг/т жидкой стали.

а_ч и а_л – соответственно доля чугуна и лома в шихте

k_i – расходный коэффициент данного материала на 1 т годного;

k´_i – расходный коэффициент этого материала на 1 т жидкой стали.

k_в.р – коэффициент, учитывающий занятость кранов на вспомогательных работах (1,1¸1,15);

N_к – количество ковшей чугуна, сливаемого за сутки в миксер, шт;

t_к – занятость крана на слив 1 ковша чугуна, мин;

b – коэффициент использования кранов (~0,8);

G_ч.к – вместимость чугуновозных ковшей, т;

k¢_з – средний коэффициент заполнения ковшей (0,85¸0,90).

 

    1  ОСНОВНЫЕ  ГРУЗОПОТОКИ  КОНВЕРТЕРНОГО  ЦЕХА 
 

     В системе грузопотоков конвертерного  цеха различают следующие  основные линии: подачи и загрузки металлолома  в конвертеры, доставки и заливки  жидкого чугуна; подачи, дозировки  и загрузки сыпучих  шлакообразующих  материалов; подачи кислорода; доставки, дозировки нагрева и подачи ферросплавов в сталеразливочные ковши; приемки, транспортировки и разливки стали; уборки и переработки шлака.

     Схема основных грузопотоков конвертерного  цеха показана на  рисунке  1.1. Металлолом подают железнодорожным транспортом в отделение  магнитных материалов I и загружают в приемные бункера. Совки заполняют металлоломом с помощью магнитно-грейферных кранов 28. Груженые совки взвешивают и устанавливают на скраповоз  1, подающий их на рабочую площадку или в загрузочный пролет. Завалку  металлолома в конвертер 3 осуществляют загрузочной машиной 4.

     В зависимости от типа применяемых  миксеров – стационарных  или  передвижных – подачу и заливку  жидкого чугуна в конвертер  производят двумя способами. В первом случае чугун доставляют в  ковшах чугуновозов 13 из доменного цеха в миксерное отделение IV  и краном сливают в стационарный миксер 12. При необходимости чугун выдают из миксера в ковши самоходных чугуновозов 11, транспортирующих его в загрузочный пролет к конвертерам. Чугун заливают  заливочным краном 10. Во втором случае чугун подают передвижными  миксерами 14 в отделение перелива IV, в котором наполняют заливочные ковши. Транспортировку ковшей в главный корпус производят  самоходными чугуновозами 15, заливку чугуна — заливочным краном 10.

     Сыпучие материалы доставляют в шихтовое отделение II немагнитных материалов железнодорожным или автомобильным  транспортом. Материалы из полувагонов 30 разгружают в приемные  бункера  29 с  последующей выдачей 

     Рисунок  1.1 – Схема  грузопотоков  в  кислородно-конвертерном  цехе 

     электровибрационными  питателями. Подачу  материалов в  расходные бункера 9 конвертерного  корпуса III осуществляют наклонным  конвейерным трактом 7 и реверсивными передвижными конвейерами 8. Система 6 весового дозирования и подачи,  состоящая из вибропитателей, весовых дозаторов, конвейеров, промежуточных бункеров и течек, обеспечивает загрузку определенных порций шлакообразующих материалов в конвертер в процессе плавки.

     Технически  чистый кислород в конвертер подают машиной 5 через  форму. Он поступает по магистрали из кислородного цеха.

     Доставку  ферросплавов в главный корпус цеха осуществляют  автомобильным или  железнодорожным транспортом в  контейнерах,  или используют конвейерный  тракт подачи сыпучих материалов. В первом случае контейнеры с ферросплавами разгружают краном в 
расходные бункера 16. Взвешенные порции ферросплавов нагревают  в камерных печах 17 и по течке 18 подают в сталеразливочный ковш. Во втором случае ферросплавы поступают в железнодорожных вагонах в отделение ферросплавов, непосредственно примыкающее к отделению сыпучих материалов. Из приемных бункеров ферросплавы выдают на ленточные конвейеры тракта подачи сыпучих материалов, заполняющих расходные бункера в главном корпусе.

     В конвертерных цехах применяют два основных способа разливки стали: в изложницы, установленные на тележках, и на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Во всех случаях сталь сливают из конвертера в сталеразливочный ковш, установленный на сталевозе 19.

     Согласно  первому способу ковш со сталью передают сталевозом  в разливочное отделение V или в разливочные пролеты, примыкающие  к главному корпусу. Изложницы заполняют металлом из ковша, перемещаемого разливочным краном 20 над составом 21 с изложницами.  После затвердевания и полной кристаллизации слитков составы с изложницами подают локомотивом в стрипперное отделение VI для снятия прибыльных надставок и подрыва слитков с уширением кверху. Изложницы с уширением книзу снимают с тележек и направляют на подготовку к следующему наливу. Все операции выполняют стрипперным краном 22. Затем состав отправляют в нагревательное отделение обжимного стана VII, в котором слитки устанавливают в нагревательные  колодцы,  а  состав с изложницами направляют на душирующую  установку. После охлаждения изложницы поступают в отделение  чистки и смазки IX, а затем в отделение подготовки составов X, где 
осуществляют уборку  и установку на тележки поддонов, центровых,  прибыльных  надставок  и  т. д. Подготовленные составы вновь  подают  в разливочное отделение. Таким образом изложницы совершают замкнутый цикл работы и подготовки.

     По  второму способу сталеразливочный ковш подают сталевозом  в отделение  непрерывного литья V и устанавливают  разливочным  краном на стенд 23. Заготовки, получаемые на МНЛЗ 24, поступают  в  прокатный  цех.

     Шлак  из  конвертера сливают в ковш самоходного шлаковоза 2 и передают сначала в шлаковый пролет главного корпуса для перестановки  чаши   на уборочный шлаковоз 26, а затем  направляют в шлаковое отделение XI для охлаждения и последующего дробления ударами  бабы поднимаемой краном 27. Переработанный шлак отгружают  в отвал думпкарами 25.