( Для тем з виробництва сталі в дса)

1.Загальна частина

1.1. Визначення кількісті мартенівських печей

Продуктивність мартенівських цехів з великовантажними печами досягає до 5 млн. т стали в рік,

Визначаємо кількість мартенівських печей по формулі

n = Q/Т×Р×k

де Q — виробництво мартенівського цеху по маси рідкої сталі, т;

Т— число робочої доби печі в році змінюється від 335 до 340т приймаю 333 доби;

Р— ємкість печі,т

k — кількість плавок на добу;

для 200 т печі 4 плавки на добу,

для 300т печі 5 плавок на добу,

для600 т печі 2-3 плавки на добу,

для ДСА 11-12 плавок на добу

Число робочої доби печі в році змінюється від 335 до 340, знижуючись при збільшенні інтенсивності продування ванни киснем у зв'язку із зменшенням при цьому стійкості зведення печі. Вихід придатних злитків складає 97,5—99,4% від маси рідкої сталі; витрата металевої шихти на 1 т злитків останніми роками складає близько 1140 кг Дані про тривалість плавки в сучасних мартенівських печах, що працюють рудним для скрапу процесом, приведені в таблиці. 2.

Продуктивність мартенівського цеху зростає при заміні мартенівських печей двохванні. Продуктивність такої печі з ваннами ємкістю 280—300 т складає 1,1 —1,5 млн. злитків в рік.

Наприклад, n = 3000000/333×200×4=11 печей

Як що, в завданні вказана виробництво наприклад 3,0 млн. тон на рік , то необхідно вище приведеного розрахунку приймати 11 мартенівських печей по 200 т

1.2. Вибір і визначення необхідної кількості технологічного устаткування мартенівського цеху.

Міксерне відділення.

Відповідно завдання річного виробництво мартенівського цеху складає 3000000т.

Добове виробництво сталі складає 3000000:333=9009т.

Добова необхідна ємність міксерів (Т_с) визначаємо по формулі, т:

(1)

де К_ч - витрата рідкого чавуну, т/т (К_ч=0,65 дивись матеріальний баланс);

1,01 - коефіцієнт, який ураховує збиток чавуну у міксерному відділенні;

h - коефіцієнт заповнення міксеру

(коливається у межах 0,65-0,7. Приймаємо h=0,75);

t - середній час перебування чавуну у міксері

(знаходиться у межах 6-8 годин. Приймаємо t=6,7 рік).

Тоді :

Для цього випадку приймаємо два міксера ємністю по 1300т,

2201/1300=1.69=2 міксера

яки розміщуємо у двох міксерних відділеннях з торців головної будівлі і з'єднаних з пічним прольотом залізним шляхом.

Ширина будівлі міксерного відділення визначається габаритами залізничних шляхів, розмірами міксера, який установлений, та чавуновізного ковша, а також наближенням гаків заливного крану. Довжина будівлі залежить від числа міксерів.

Таблиця 36-Основні розміри типових міксерів

Ємкість	600	1300	2500
Наружний діаметр кожуха,м	6,3	7,64	9,4
Довжина,м	8,27	10,7	14,07

Відділення обслуговує мостовий кран вантажопід'ємністю 125/30т.

Зовнішній діаметр кожного міксера дорівнює 7,64м, довжина 10,7м.

Чавун у міксерні відділення і з них до печей доставляється чавуновозами у 100т ковшах. До печей чавун доставляє електровоз у 4-5 чавуновозах з ковшами.

Головна будівля.

Головна будівля включає шихтовий відкрилок, пічний прольот і розливний прольот.

З шихтового відкрилку маються скісні заїзди до печей з метою подавання шихтових матеріалів на візках, на яки ставлять по 4 мульди об'ємом 1,8м для сипучих матеріалів й 2,2м³ для металобрухту – 4.

Пічний прольот має відстань колон 48м. Скрізь нього проходять 3 залізничних шляхів: один - для подачі рідкого чавуну, другий. - металобрухту, третій є колією 8,5м - завалочних машин.

Завалочні машини

Приймаємо вантажопід'ємність завалюючих машин дорівної 15т., кількість машин знайдемо з формули:

()

де К=1,3 нерівномірності, який ураховує збіг завалок печей;

Адоб - добова продуктивність цеху, т.;

ΣК - заклопотаність машин, хв/т. Приймаємо ΣК =0,35 мульд ємністю 2,2м³;

В - коефіцієнт використання машин. Приймаємо В=0,8.

Заклопотаність завалюючих машин залежить від об'єму мульд і кількості рідкого чавуну у шихті. Тоді

Приймаємо 5 завалочних машин.

Заливні крани

Вантажопідйомність заливних мостових кранів вибираємо в залежності від ємкості чавуновоз них ковшів. Кількість кранів визначаємо за формулою:

()

де K=l,3- коефіцієнт нерівномірності, який ураховує збіг ;

Адоб -добове виробництво сталі складає=9009 т/доб.;

ΣК - заклопотаність машин, хв/т. Приймаємо ΣК-0,5 хв/т.;

В - коефіцієнт використання машин. Приймаємо В=0,8.

Тоді:

Через те, що заливні крани виконують численні допоміжні роботи, приймає­мо їх кількість, яка дорівнює 6.

Крім того, на пічному прольоті розташовані заливні жолоба, заправочні машини — 5шт., три машини для торкретування футеровки печей, бункера з вагами для феросплавів та інше обладнання.

Розливний прольот

Призначений для приймання сталі, яка випускається з печі по жолобам у ковші ємністю 310т, розливки сталі у виливниці сифонним способом і зверху, прибирання шлаку, ремонту і підготовки змінного обладнання.

Розливний прольот устатковані

- розливними і консольними кранами;

- стендами для сталерозливних ковшів і ямами для ремонту і сушіння ковшів;

- машиною "Орбита" з метою виготовлення монолітної футеровки ковшів;

- стендами для шлакових чаш ємністю 16м³;

- розливними майданчиками з кісневопроводами;

- шиберної майстерні;

- залізничними шляхами з низькими заїздами з метою подачі складів.

Розміри прольоту

Приймаємо довжину розливного прольоту, який дорівнює 725м, ширину - 25м. Заклопотаність розливних майданчиків залежить від умов розливки і складає на кожний ківш:

- чекання і підготовка складів - 30 хв.;

- розливка сталі — 100хв.;

- відстій складу після розливки - 30 хв.

Разом 160хв.

Необхідну кількість майданчиків визначаємо за формулою:

()

де K=l,3- коефіцієнт нерівномірності, який ураховує збіг ;

Адоб -добове виробництво сталі складає=9009 т/доб.;

В - коефіцієнт використання майданчиків. Приймаємо В=0,8.

ΣК==160/310=0,51хв./т

Тоді

Через те, що приблизно 30% всій сталі у цеху розливається зверху швидкісним засобом, тоді фактична заклопотаність майданчиків буде меньш прийнятої і дорі­внює 160 хв. Отже приймаємо 4майданчиків, у тому числі дві зсунути

Розливні крани

Вантажопідйомність визначається масою металу, шлаку і масою порожнього ковшу.

Приймаємо:

масу рідкої сталі у ковшу – 306т;

масу шлаку у ковшу – 8т;

масу ковшу – 83т.

Загальна маса ковшу зі сталлю та шлаком складає 397т. Тому приймаємо вантажопідйомність розливних кранів Q=450/80/20т.

Визначаємо необхідну кількість кранів за формулою:

()

де K=l,3- коефіцієнт нерівномірності, який ураховує збіг ;

Адоб -добове виробництво сталі складає=9009 т/доб.;

ΣК – заклопотаність крана на одну плавку з обліком її маси; В=0,8

Заклопотаність крана на основних операціях складає:

установлення ковша під жолоб і чекання випуску - 15хв.

випуск плавки – 15хв.;

розливка сталі – 80хв.;

злив шлаку та установлення його на стенд – 15хв.

Усього ΣК=125хв.

Заклопотаність крана на допоміжних роботах приймаємо 40 хв./плавку. Тоді загальна заклопотаність буде дорівнювати ΣК=165хв.

.

Приймаємо 7 розливних кранів

Розрахунок кількості кранів.

Nкр =(1,11,2)×(Поб+Пср+Пкр) ()

де-(1,11,2) коєфіціент запасу. Приймаємо 1,15;

Поб-кількість ковшів,яки знаходяться в оберту / залежить від кількості розливаємих за добу плавок і тривалості циклу оберту ковша,год/пл./,

Для ковша ємністю 250-350 т. воно складає 6-8 годин. Приймаємо 7 годин -420 хвилин.

Тоді = ковшів

Пср- кількість ковшів,яки знаходяться у середньому ремонту,тобто змін робочого шару футеровки.

Залежність від стійкості футеровки і тривалості операцій: охолодження ковша, ломки робочого шару, виготовлення нового робочого шару.

Стійкість монолітної футеровки ковшів приймаємо дорівнює 18 плавок. Тоді кількість ковшів, які потребують ремонту, буде дорівнює : 18 = 1,6=2. Приймаємо 2 ковша.

Обертаємость ковша у процесі ремонту приймаємо 1,2 разу.

Тоді П ср=2:1,2= 1,61. Приймаємо 2 ковша.

За механічної частині у ремонті буде знаходиться 2 коша.

На капітальному ремонті Пкр=1 ковш.

Усього потребується ковшей Nкр =1,15 (9+2+2+1)=16

1.3.Характеристика особливості планування мартенівського цеху.

Головна будівля цеху.

В головній будівлі виплавляють і розливають сталь у виливниці. Основою об'ємно-планувальних вирішень головної будівлі є характерне для всіх сталеплавильних цехів розташування печей в одну лінію і на певній висоті (на рівні робочого майданчика) згідно розрахунку приймаємо 11 мартенівських печей , а також виконання основних технологічних операцій — виплавки і розливання стали в окремих спеціалізованих прольотах. План і поперечний розріз головній будівлі мартенівського цеху представлені на рисунку. Будівля складається з трьох прольотів — пічного Б—В, розливного А—Б і шихтового открилка В—Г.

У пічному прольоті розташовані 11мартенівських печей 4, а також транспортні дороги для подачі шихтових, заправних і допоміжних матеріалів і устаткування для завантаження і обслуговування печей. Печі розташовані між колонами, що розділяють пічний і розливний прольоти так, що забезпечується випуск стали в розливний проліт і в той же час печі висунуті в пічний проліт настільки, що їх осі знаходяться в зоні дії заливального крану; останнє необхідне для забезпечення подачі вантажів при ремонтах печі. Крок колон цього ряду відповідно до існуючих будівельних норм кратний 12 м-кодів і для печей ємкістю 300—900 т складає 36 і 48 м. Крок колон цього ряду відповідно до існуючих будівельних норм кратний 12 м-кодів і для печей ємкістю 200т складає 24 м. Пічний проліт перекритий робочим майданчиком, що розташовується на такій висоті, щоб забезпечити персоналу можливість обслуговування робочого простору через робочі вікна. Зазвичай ця висота складає 6—8,1 м.

У торцях цеху, а також часто між двома-трьома сусідніми печами передбачають вільні прольоти без печей. Не дивлячись на збільшення довжини цеху вони необхідні, оскільки зменшують перешкоди в роботі суміжних печей (довжина мульдового складу перевищує довжину печі і його переміщення в процесі завантаження перешкоджає обслуговуванню сусідніх печей); крім того, покращуються умови розливання, оскільки можна збільшити довжину розливних майданчиків.

На робочому майданчику уздовж прольоту укладено три рейкові дороги. Ближча до печей дорога 6 нормальної колії називається мульдовим, на нього подають мульдові склади 16 з шихтою при заваленні. Далека від печей дорога 8 нормальної колії - чавуновозів. По ньому в проліт за допомогою чавуновозів 18 подають рідкий чавун з міксерного відділення. Середня дорога 7 з шириною колії від 7,5 до 9,5 м-коду призначений для переміщення машин завалень 17.

Пічний проліт обладнаний мостовими кранами 14 згідно розрахунку приймаємо 6 кранів для заливки чавуну і підлоговими машинами завалень 17 для завалення шихти за допомогою мульд. згідно розрахунку приймаємо 5 підлогових

машин завалень .У вільних прольотах між печами розташовують підвісні бункери для зберігання феросплавів, переносні бункери для заправних матеріалів, ділянки ремонту жолобів для заливки чавуну, заправні торкрет-машині. Бункери для феросплавів встановлюють також в колон між печами. Між колонами, що розділяють пічний проліт і шихтовий открилок, розташовують пульти управління печами і допоміжні приміщення.

Ширина пічного прольоту визначається габаритами мартенівських печей і переміщуваного уподовж прольоту устаткування (мульдових складів, машин завалень, чавуновозів), а також потрібною між ними відстанню для безпечного проходу (0,5 м-кодів між піччю і мульдовим складом і між складом і машиною завалення; 1 м-код між чавуновозом і колонами прольоту). З врахуванням викладеного ширину пічного прольоту роблять в межах від 27 до 30 м. Висота прольоту до верху підкранових рейок складає 16—20 м. ). Для нашого випадку ширину пічного прольоту роблять до 27м. , висота прольоту до верху підкранових рейок складає 16 м.

Шихтовий открилок призначений для забезпечення безперебійної подачі мульдових складів з шихтою до печей. Він перекритий робочим майданчиком, робочого майданчика пічного прольоту, що є продовженням; на робочому майданчику укладені два або три залізничні колії 9. Ці дороги зв'язані стрілочними з'їздами 19 між собою, а також з мульдовим шляхом пічного прольоту. На дорогах шихтового открилка що подаються з шихтових відділень мульдові склади чекають початки завалення. Залізничні колії забезпечують також можливість маневрування складами при їх подачі до печей і русі назад. Ширина шихтового открилка при двох рейкових дорогах складає 14 м-кодів, при трьох 18 м-кодів; висота визначається габаритами залізнодорожних вагонів. У шихтовому открилку немає устаткування крану. До шихтовому открилку примикають приміщення 21 котлів-утилізаторів, поблизу них знаходяться димарі 20.

Розливний проліт служить для прийому випускається з печей стали, її розливання по виливницях і для прибирання з цеху шлаку.

Проліт обладнаний розливними 12, та консольними кранами, згідно розрахунку приймаємо 7 розливних кранів; а також розміщені розливні майданчики згідно розрахунку приймаємо 5 майданчиків, розливні дороги 2 для візків 10 з виливницями , дорога 3 для вивозу шлаку і сміття, стенди для сталерозливних 22 і шлакових 23 ковшів. Висота розташування розливних кранів така ж, як і заливальних кранів пічного прольоту.

.

Рис. План и разрез главного здания мартеновского цеха

2.2 Технологія виплавки сталі в ДСА

Заправка – після кожної плавки для ремонту зношених ділянок подини укосів ванни печі.

Після заправки печі і огляду подини проводиться завалення металобрухту.

Склад з металевим брухтом повинен полягати не менше ніж на 50% з важкового. Використовування в шихту недолівків стружки і більш 20% металлобрухту, що пакетується, забороняється.

Завалення починається з легковагого брухту рівним шаром. Після прикриття подини рівномірно у всі вікна завалюємо вапно, потім брухт важкий. При вживанні в завалення антрациту або коксу, їх завалюють в піч перед вапном.

У разі потреби, перед підсипкою порогів, роблять «гребінці» заввишки 100-150 мм з магнезитового порошку.

Заливка чавуну. Після прогрівання шихти встановити заливний жолоб і заливають чавун. Тривалість заливки чавуну не повинна перевищувати 20 хвилин. До моменту заливки чавуну в піч повинні бути встановлені: сталеразливний ківш, шлакові чаші і сталевипускний жолоб.

Плавлення.

Для продування ванни рекомендується застосовувати кисень чистотою 99,5% і вище. Додавання кисню загалом кисневопроводі повинне бути на рівні 98-105 мПа. Головки фурм під час продування повинні знаходитися на умовній межі розділу шлак-метал.

У зв'язку з високою інтенсивністю продування ванни киснем, металобрухт через 40-70 хвилин повністю розплавляється. Вміст вуглецю в металі по розплавленню повинен бути не нижчим 1,0%.

Доведення.

Оптимальним ходом процесу доводки плавки вважається такий хід, коли продувка вани киснем проводиться без перерви водночас через усі фурми. При цьому швидкість нагріву металу не повинна відставати від швидкості окислення вуглеця і повинна забеспечувати до початку випуска плавки необхідну температуру металу і тривалість після продувочного періода тривалістю не менш 5 хвилин.

Узапобіганні переокислення металу продувку кистем слід закинчувати при вмісті вуглецю не нижчі 0,10% продувка металу киснем при вмісті в ньому вуглецю менш ніж 0,10% призводить до різкого зросту окисленості металу та шлаку, що призводить до отримання рихлої корки злитка с полуспокійної сталі, та поганої поверхні заготівки.

Міри з коригування температури нагріву чи охолодження плавки сталевар повинен приймати миттєво після отримання інформації про вміст вуглецю та температури металу під час відбору зразків.

Випуск плавки в ДСА триває 10-20 хвилин.

Розкислення і легування металу можна провести як у печі, так і в ковші на жолобі під час випуску плавки. Розкисляємо: феромарганцем (з матеріального балансу)– 0,523 кг/т, та низькопроцентним феросиліціем (з матеріального балансу)- 0,576кг/т, а також алюминием (з матеріального балансу) – 0,0002 кг/т.

4. Заходи щодо ТБ, пожежної безпеки та охорони навколишнього середовища на дільниці

Характеристика шкідливих та небезпечних факторів, що виникають при виробництві сплаву.

Користуючись технологічною інструкцією з виробництва сталі слід навести основні небезпечні та шкідливі фактори, що виникають при виробництві сталі

Заходи по безпечному обслуговуванню технологічного процесу.

Слід вказати вимоги до обслуговуючого персоналу в напрямку професійної підготовки, стану здоров’я, вказати на норми забезпечення індивідуальним засобами захисту. Привести основні вимоги по безпечному проведенню технологічного процесу виробництва.

Заходи по захисту навколишнього середовища.

З метою зменшення пилогазових викидів в навколишнє середовище, всі агрегати обладнуються системою газоочистки.

В розділі слід обґрунтувати вибір фільтру в залежності від типу технологічного процесу, навести його схему.