2. Расчет мощности, выбор тоннажа и количества сталеплавильных агрегатов

Мощность сталеплавильного производства зависит от его типа и зависит от следующих факторов:

1. Массы чугуна, перерабатываемого в год на сталь, т. – Q_чуг..

2. Массы лома, используемого при производстве стали, т. - Q_лома.

3. Угара, который представляет собой уменьшение массы металлозавалки в результате окисления углерода, кремния, марганца, а также в результате того что лом загрязнен и окислен. Угар характеризуется коэффициентом угара k_уг.

4. Пригара – увеличения массы получаемого металла ( в сравнении с чугуном) в результате внесения в ванну железа, содержащегося в железной руде, используемого как окислитель. Пригар характеризуется коэффициентом пригара k_приг.

2.1. Расчет годовой мощности конвертерного производства стали

Расчет производится по формуле (1):

Q_конв.=Q_чуг·k_уг.чуг.+Q_лома ·k_{уг.лома}, (1)

где Q_лома - допускается до 30% от общей массы металлошихты в завалке одной плавки, т; k_уг.чуг – коэффициент угара чугуна, принимаем равным 0,92; k_{уг.лома} - коэффициент угара лома, принимаем равным 0,91.

2.2. Расчет годовой мощности мартеновского производства стали

Если шихтой служат лом и чугун, а окислителем – железная руда, то расчет производится по формуле (2):

Q_март.=(Q_чуг·k_уг.чуг.+Q_лома ·k_{уг.лома}) k_приг, (2)

где k_уг.чуг=0,92, k_{уг.лома}=0,91, k_приг=1,03.

2.3. Расчет годовой мощности производства стали в электродуговых печах

Расчет осуществляется по формуле (3), если шихтой служит лом и чугун, а – окислителем – железная руда (плавка в электродуговых печах ведется без использования жидкого чугуна):

Q_{эл. дуг.}=(Q_чуг·k_уг.чуг.+Q_лома ·k_{уг.лома}) k_приг, (3)

где k_уг.чуг=0,95, k_{уг.лома}=0,93, k_приг=1,04.

2.4. Расчет годовой мощности производства стали в индукционных печах

В индукционных выплавляют высоколегированные стали практически всегда из высоколегированной шихты (переплав отходов высоколегированных сталей). В связи с тем, что угар в индукционных печах очень мал, то годовую мощность производства принимают равной массе легированной металлошихты Q_легир., переабатываемой в год (4):

Q_инд.= Q_легир. (4)

2.5. Выбор производительности и расчет количества печей

Количество печей, необходимых для получения заданного объема металла рассчитывают по формуле (5):

N_p=Q|Q_n (5)

где Q – годовая мощность, т/год (п.2.1.); Q_n – годовая выплавка стали одной печью, т/год.

При непрерывном режиме работы печи (365 рабочих дней) и продолжительностью работы печи 24 часа, годовой фонд времени работы печи составит:

Т=365×24=8760 ч/год

Тогда годовая выплавка стали одной печью составит, т/год (6):

Q_n =Р × Т, (6)

где Р – производительность печи, т/час.

Фактически принимается количество печей N_об>N_р равное целому числу, определяется коэффициент использования оборудования (7):

K=N_р/ N_об. (7)

Значение К должно быть близким к единице (0,7< К <1). Если К значительно меньше 1, то необходимо выбрать менее производительный агрегат или увеличить объем выпуска продукции.

2.5.1. Выбор производительности и расчет количества кислородных конвертеров

Количество конвертеров, необходимых для получения заданного объема металла рассчитывают по формуле (5):

N_конв=Q/Q_n

Q – годовая мощность конвертерного производства (пункт 2.1.).

Тогда годовая выплавка стали одной печью составит, т/год (6):

Q_n =Р × Т,

где Р – производительность конвертера, т/час, (табл.П.2.2).

Таблица П.2.2.

Характеристика кислородных конвертеров

Емкость (садка) печи, т (G)	Продолжительность плавки,час	Производительность,т/ч
70	0,25	280
100	0,30	330
150	0,40	375
300	0,50	600
350	0,55	640

Максимальная температура нагрева – 1750 °С.

2.5.2. Выбор производительности и расчет количества мартеновских печей

Необходимое количество мартеновских печей определяется по формуле (8):

N_март =Q_март /Q_{1 март} +1 (8)

Q_март. – годовая мощность мартеновского производства ,т (пункт 2.2.);

Q_{1 март} – годовая выплавка одной печью, т,(9);

Q_{1 март} =С S 365; (9)

где С – съем стали с 1м² пода печи в сутки, т/м² в сутки (табл. П.2.3.); S – площадь пода печи, м²;

S = ав;

где а и в – соответственно длина и ширина ванны печи, м (табл. П.2.3.).

Числом “1” в формуле (8) учитывается необходимость иметь 1 дополнительную мартеновскую печь, т.к. одна печь постоянно находится в ремонте.

Таблица П.2.3.

Характеристика мартеновской печи

Емкость (садка), т (G)	Съем с 1м2 пода печи в сутки, т/м2 (С)	Площадь пода, м2(S)	Производительность, т/ч
200	8,7	107	43
300	9,2	120	46
600	10,0	128	53
900	10,6	178	78,5

Максимальная температура нагрева - 1650 °С.