7. Розливні прольоти (відділення) при розливанні сталі у виливниці

7.1 Планування й основні розміри розливного прольоту

У цехах з конвертерами ємністю до 250 т розливні прольоти розташовуються в головному будинку цеху паралельно конвертерному прольоту. У цьому випадку споруджують один або два розливних прольоти, що приєднані один до одного.

У цехах з великовантажними конвертерами розливні прольоти виносяться в самостійний будинок. Кількість прольотів при цьому визначається обсягом сталі, що розливається.

Схема розливного прольоту й розташування площадок показані на рисунку 3.

1 - шляхи збирання шлаку; 2 - стенди для сталерозливних ковшів; 3 - розливні крани; 4 - шляхи подачі сталі від конвертерів; 5 - шляхи розливання сталі; 6 - сталевози; 7 - розливні площадки; 8 - шлакові чаші

Рисунок 3. - Розливні прольоти (відділення) при розливанні сталі в зливки. План і розріз

У кожному із прольотів підведені наскрізні й тупикові залізничні колії для сталерозливних составів й один для збирання шлаку.

Ширина розливного прольоту при трьох залізничних коліях становить 24 м, а при двох (з конвертерами до 200 т) – 18 м. Ширина розливної площадки (від краю до осі колон) повинна становити не менш 3,0 – 3,5 м. Із зовнішньої сторони розливного прольоту на рівні розливних площадок улаштовують аварійні площадки.

Висота прольоту визначається габаритними розмірами встановленого розливного крана й звичайно становить для розливання ковшів різної ємності, м:

100...160 т - 16...17;

200...250 т - 18...20;

350...400 т - 22…23.

При розміщенні в розливному прольоті спеціальних установок (вакууматора, доведення сталі й ін.) параметри прольотів визначаються їх габаритними розмірами.

Довжина розливного прольоту визначається виходячи з довжини розливних площадок, проміжного заїзду в цех або величини зони, що зайнята шляхами сталевозів.

7.2 Устаткування розливного прольоту

До основного устаткування розливних прольотів відносять розливні крани, розливні площадки, сталерозливні ковші й шлакові чаші, виливниці й візки. До допоміжного - стенди для сталерозливних ковшів і шлакових чаш і т.д.

При підготовці ковшів у розливних прольотах у них установлюються консольні крани вантажопідйомністю 5 т, призначені для постановки стопорів (шиберів) у ковші й допоміжної роботи - по одному крану в прольоті.

Кількість розливних кранів (без резервних) залежить від зайнятості їх на операціях по розливанню сталі й на допоміжних роботах (заміні шлакових чаш, збирання сміття й т.д.) і визначається по наступній формулі

( 23 )

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

- заборгованість крана на розливання однієї плавки, хв/пл;

к - коефіцієнт, що враховує нерівномірність подачі плавок на розливання (при двох прольотах - 1,1, при одному прольоті - 1,2)

1,2 - коефіцієнт, що враховує виконання краном допоміжних робіт;

1440 - кількість хвилин у добі, хв/добу;

в - коефіцієнт завантаженості крана (0,8).

Таблиця 26. - Заборгованість розливного крана на розливання однієї плавки

Технологічна операція	Тривалість, хв
Очікування подачі сталевозу зі сталлю в проліт	10...15
Захват, транспортування ковша до розливної площадки, підключення шиберних затворів до гідросистеми, підготовка до розливання	5...10
Розливання (дані по її тривалості наведені нижче)	tp
Злив шлаку й установка ковша на сталевіз	5...10

Тривалість розливання τ_p визначається по формулі, хв:

( 24 )

де П_зл - кількість зливків при розливанні зверху або сифоном;

τ_зл - час наповнення одного зливка або сифона (залежить від типу сталі, що розливають, способу розливання, маси зливків й інших параметрів; визначається заводськими інструкціями й змінюється в межах 1,5...5 хв);

0,4 - час переїзду крана з ковшем від зливка (сифона) до наступного, хв.

Кількість зливків визначається по формулі:

( 25 )

де М_зл - маса плавки по придатних зливках, т

q_зл – маса одного зливка,т.

Кількість плавок даної ваги визначається по формулі:

( 26 )

де q_пл - частка плавок даної ваги у сортаменті, %

Кількість розливних кранів складає

^{Таблиця 27 - Розрахунок кількості розливних кранів}

Показник	Тип сталей і вага зливків
	спокійна сталь, qзл = 20т	напівспокійна сталь, qзл = 15т	кипляча сталь, qзл = 10т
Максимальна кількість плавок за добу	72
Частка плавок даної ваги у сортаменті qпл	50	30	20
Кількість плавок даної ваги	36	22	14
Спосіб розливання	сифоном	сифоном	зверху
Тип виливниць	глуходоні з надставками	наскрізні	наскрізні
Кількість зливків при розливанні Пзл	11	15	22
Тривалість технологічних операцій, хв.:
Очікування подачі сталевозу	10	10	10
Транспортування ковша , підготовка до розливання	7	7	7
Час наповнення одного зливка τзл	4,0	2,5	1,5
Розливання сталі τр	48	44	42
Злив шлаку й установка ковша на сталевіз	7	7	7
Заборгованість крана	72	68	66
Кількість розливних кранів	6

Вантажопідйомність розливних кранів складе 360+100/16т

Кількість сталерозливних ковшів визначається по формулі:

( 27 )

де - кількості ковшів, що перебувають у роботі ;

- кількості ковшів, що перебувають у ремонті футеровки;

- кількості ковшів, що перебувають у резерві.

Кількість ковшів у роботі визначається по формулі:

( 28 )

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

- час оберту ковша на одну плавку, хв.;

1440 - кількість хвилин у добі, хв/добу.

Таблиця 28. - Час оберту сталерозливного ковша

Технологічна операція	Тривалість, хв.
Очікування випуску сталі, випуск і подача на розлив	20...25
Позапічна обробка сталі	10...30
Розливання стали (наведена раніше)	tp
Злив залишків шлаку і передача в ковшовий проліт для підготовки	10...15
Охолодження*	40...60
Підготовку, у тому числі очищення й заміну шиберного затвора	50...60
Розігрів футеровки ковша**	90... 120
Передачу ковша до сталевозу	10

^* При установці сталевипускних стаканів зовні ковша футеровку не охолоджують.

^**Футеровку ковша розігрівають при підвищених вимогах до дотримання необхідної температури металу (при безперервному розливанні, вакуумуванні сталі й ін.)

Кількість ковшів, що перебувають у ремонті робочого шару футеровки визначають:

( 29 )

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

- тривалість ремонту ковша, год.;

С - стійкість робочого шару футеровки, кількість плавок.

Таблиця 29- Стійкість робочого шару футеровки ковшів

Вид футеровки ковша	Стійкість футеровки, плавок
шамотна цегла	10...15
кварцитова маса	10...15
основна	не менш 30

Таблиця 30 - Тривалість ремонту ковша (значення зростають при збільшенні ємності ковша)

Технологічна операція		Тривалість, год.
Ламання футеровки		1,0...1,5
Футеровка	цегельної кладки	4...8
	набивної футеровки	2...3
	наливної футеровки	1...2
Сушіння	цегельної кладки	8...16
	набивної футеровки	24...36
	наливної футеровки	36...48

Час, затрачуваний на ремонт арматурного шару ковшів, у зв'язку з його високою стійкістю (6-12 місяців) незначно й у розрахунку не ураховується.

Кількість ковшів у резерві складає 10% від кількості ковшів у роботі.

^{Таблиця 31 - Розрахунок кількості сталерозливних ковшів}

Показник	Тип сталей і вага зливків
	спокійна сталь, qзл = 20т	напівспокійна сталь, qзл = 15т	кипляча сталь, qзл = 10т
Максимальна кількість плавок за добу	72
Кількість плавок даної ваги	36	22	14
Тривалість технологічних операцій ковша, хв.:
Очікування випуску, випуск і подача на розлив	22	22	22
Позапічна обробка сталі	30	25	20
Розливання сталі τр	48	44	42
Злив шлаку, передача в ковшовий проліт	13	13	13
Охолодження	50	50	50
Підготовка ковша	55	55	55
Розігрів футеровки ковша	110	110	110
Передачу ковша до сталевозу	10	10	10
Час оберту сталерозливного ковша	338	329	322
Кількість ковшів у роботі для кожного типу сталей	9	5	3
Кількість ковшів у роботі	17

^{Продовження таблиці 31 - Розрахунок кількості сталерозливних ковшів}

Показник	Тип сталей і вага зливків
	спокійна сталь, qзл = 20т	напівспокійна сталь, qзл = 15т	кипляча сталь, qзл = 10т
Вид футеровки ковша	основна	основна	основна
Стійкість робочого шару футеровки С	30	30	30
Тривалість технологічних операцій по ремонту, год
Ламання футеровки	1,5	1,5	1,5
Футеровка цегельної кладки	6,5	6,5	6,55
Сушіння цегельної кладки	12	12	12
Тривалість ремонту ковша	20	20	20
Кількість ковшів у ремонті	2
Кількість ковшів у резерві	2
Загальна кількість ковшів у цеху за добу	21

Ємність сталерозливного ковша вибирається виходячи з максимально можливої маси плавки по рідкому металу й деякій кількості шлаку для прикриття металу (товщиною 150 - 250 мм). У проектованому цеxу для конвертерів ємністю 250 т прийняті сталерозливні ковші ємністю 280 т.

Кількість одинарних розливних площадок залежить від зайнятості їх на розливанні плавки і визначається по наступній формулі

( 30 )

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

- заборгованість розливної площадки на розливанні однієї плавки, хв;

к - коефіцієнт, що враховує нерівномірність подачі плавок на розливання

1440 - кількість хвилин у добі, хв/добу;

в - коефіцієнт використання розливної площадки (0,8).

Заборгованість розливної площадки на розливанні плавки визначається по формулі

( 31 )

де τ_o - очікування й підготовки состава до розливання, хв.; (приймається 20-30 хв)

τ_p - тривалість розливання, хв.;

τ_в - витримка составів після розливання, хв.; (приймається для сталей високовуглецевих 60...70 хв; средньовуглецевих спокійних 20...60 хв; киплячих 10...30 хв)

τ_з.с - зміна составів, хв.; (приймається 10-15 хв)

^{Таблиця 32 - Розрахунок кількості розливних площадок}

Показник	Тип сталей і вага зливків
	спокійна сталь, qзл = 20т	напівспокійна сталь, qзл = 15т	кипляча сталь, qзл = 10т
Кількість плавок даної ваги	36	22	14
Тривалість технологічних операцій, хв.:
Очікування й підготовки состава	20	20	20
Розливання сталі τр	48	44	42
Витримка составів після розливання	60	45	30
Зміна составів	10	10	10
Заборгованість розливної площадки	138	119	102
Кількість розливних площадок	8

Кількість составів з виливницями визначається по формулі

( 32 )

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

- час оберту одного состава, хв.;

1,2 - коефіцієнт нерівномірності подачі состава;

1,1 - коефіцієнт, що враховує 10% резерв;

1440 - кількість хвилин у добі.

Таблиця 33. – Час на підготовку составів в залежності від типу сталі і способу розливу

Операція	Тривалість, хв
	Сифонний розлив, спокійна сталь	Розлив зверху, кипляча сталь
Основний состав
Подача состава в розливний проліт	15	15
Очікування розливу	20…30	20…30
Розливання сталі	30...90	30...70
Витримка состава	30...70	10...30
Подача у стриперне відділення	15	15
Роздягання зливків	20...30	30...40
Подача у відділення нагрівальних колодязів	10	10
Посадка в колодязі	20...30	20...30
Подача составу у стриперне відділення	10	-
Зняття виливниць	15...20	-
Подача у двір виливниць	10	10
Складання составів у дворі виливниць	70...90	40...60
Допоміжний состав
Подача у стриперне відділення	10	10
Встановлення виливниць	20…40	20…40
Подача на ділянку охолодження	10	10
Охолодження на повітрі	210...400	210...400
Охолодження під душем	15	15
Подача у відділення чищення й змащення виливниць	10	10
Чищення й змащення виливниць	20	20
Подача у двір виливниць	10	10
Перестановка виливниць на основний состав	30…60	30…60
Всього	600…995	535…885

Таблиця 34-Час на підготовку составів в залежності від типу виливниць і способу розливу

Тип виливниць	Тривалість, год
	Розливання зверху	Розливання сифоном
Наскрізні виливниці	7 – 9	9 – 11
Виливниці із дном	11 – 13	14 – 17

У зразковому розрахунку при розливанні сифоном в наскрізні виливниці приймаємо тривалість оберту одного состава 666 хв. Тоді кількість розливних составів у цеху складе:

Кількість виливниць на плавку можна визначити по формулі:

( 33 )

де - кількість виливниць у роботі;

- кількість виливниць у резерві.

Кількість виливниць у роботі на плавку дорівнює масі плавки по придатних зливках М_зл поділеної нa масу одного зливка q_зл .

Кількість виливниць у резерві котрі встановлюють на розливному візку на випадок отримання надлишкової кількості металу у ковші і отримання недоливів складає 1 – 2 виливниці. Кількість виливниць на плавку складе

З урахуванням нормативного запасу (30%) загальна кількість виливниць у цеху складає:

( 34 )

Вага однієї виливниці зі зливком визначається по формулі:

( 35 )

де к - відношення маси виливниці до маси зливку, складає:

• 0,9 – 1,1 - при розливі киплячої сталі в розширенні донизу наскрізні виливниці;

• 1,1 – 1,4 - при розливі спокійної сталі в розширенні доверху наскрізні виливниці з прибутковими надставками;

• 1,4 – при розливі спокійної сталі у виливниці із дном.

Вага однієї виливниці зі зливком складе

Для встановлення виливниць під розливання застосовуються три типи сталерозливних візків:

• Двовісні - вантажопідйомністю 60т. Довжина візка (l_віз) по осях зчіпок 4780 мм;

• Чотиривісні - вантажопідйомністю 120 й 160 т, довжина візків по осях зчіпок 5840 й 6240 мм;

• Шестивісні - вантажопідйомністю 230 т, довжина по осях зчіпок 7940 мм.

Вантажопідйомність візка складається з маси зливків, виливниць і піддона.

Приймаємо що на одному візку встановлено 4 виливниці з загальною вагою 4 х 19 = 76 т. Тоді для встановлення виливниць під розливання необхідно використовувати чотиривісні візки вантажопідйомністю 120 т з довжина по осях зчіпок 5840 мм.

Кількість візків на плавку визначається по формулі

( 36 )

де П_зл - кількість зливків, отриманих при розливанні однієї плавки, шт.;

- кількість зливків (виливниць), установлених на одному візку, шт.;

1,08 - коефіцієнт, що враховує необхідність резервних виливниць.

Кількість виливниць, які можна встановити на одному візку, визначають із урахуванням маси й габаритів виливниць, вантажопідйомності й габаритів візка.

Кількість візків на плавку складе: , або

Окрім перевезення виливниць та зливків візки у окремих випадках використовують для перевезення надставок з двора виливниць у розливний проліт. З урахуванням нормативного запасу (12%) та необхідності періодичного ремонту (10-30%) загальна кількість візків у цеху визначається по формулі:

( 37 )

^{Таблиця 35 - Розрахунок кількості розливних составів, візків та виливниць}

Показник	Тип сталей і вага зливків
	спокійна сталь, qзл = 20т	напівспокійна сталь, qзл = 15т	кипляча сталь, qзл = 10т
Максимальна кількість плавок за добу в цеху	72
Частка плавок даної ваги у сортаменті qпл	50	30	20
Кількість плавок даної ваги	36	22	14
Спосіб розливання	сифоном	сифоном	зверху
Тип виливниць	глуходонні з надставками	наскрізні	наскрізні
Вид охолодження зливків	гарячий посад	гарячий посад	гарячий посад
Кількість зливків при розливанні Пзл	11	15	22
Тривалість технологічних операцій, хв.:
Подача состава в розливний проліт	15	15	15
Очікування розливу	20	20	20
Розливання сталі (τр)	48	44	42
Витримка состава	60	45	30
Подача у стриперне відділення	15	15	15
Роздягання зливків	20	30	40
Подача у відділення нагрівальних колодязів	10	10	10
Посадка в колодязі	10	15	20
Подача составу у стриперне відділення	10	10	-
Зняття виливниць	15	15	-
Подача у двір виливниць	10	10	10
Складання составів у дворі виливниць	90	70	60
Подача у стриперне відділення	10	10	10
Встановлення виливниць	20	30	40
Подача на ділянку охолодження	10	10	10
Охолодження на повітрі	240	240	240
Охолодження під душем	15	15	15
Подача у відділення чищення й змащення виливниць	10	10	10
Чищення й змащення виливниць	20	20	20
Подача у двір виливниць	10	10	10
Перестановка виливниць на основний состав	30	40	50
Всього тривалість обороту состава	688	684	666
Кількість составів у оберті	21	13	8
Кількість составів у резерві	2	1	1
Загальна кількість составів по кожному виду зливків	23	14	9
Загальна кількість составів у цеху	46
Кількість виливниць у роботі	11	15	22
Кількість виливниць у резерві на візку	1	1	2
Загальна кількість виливниць на плавку	12	16	24

^{Продовження таблиці 35-Розрахунок кількості розливальних составів, візків та виливниць}

Показник	Тип сталей і вага зливків
	спокійна сталь, qзл = 20т	напівспокійна сталь, qзл = 15т	кипляча сталь, qзл = 10т
Кількість виливниць на візку	4	4	4
Відношення ваги виливниці до ваги зливку	1,4	1,1	0,9
Вага однієї виливниці зі зливком , т.	48	32	19
Загальна вага виливниць зі зливками на візку, т	192	128	76
Тип візка та його вантажопідйомність	Шестивісний, 230 т	Чотиривісний, 160 т	Чотиривісний, 120 т
Кількість візків на плавку (з урахуванням резервних виливниць) , шт.	3	4	6
Коефіцієнт запасу візків, к	1,4	1,4	1,4
Загальна кількість візків по кожному виду зливків	97	78	76
Загальна кількість візків у цеху,	251
Коефіцієнт запасу виливниць, К	1,3	1,3	1,3
Загальна кількість виливниць по кожному виду зливків	358	291	216
Загальна кількість виливниць у цеху,	865

7.3 Визначення довжини розливного прольоту.

При розташуванні розливного прольоту в головній будівлі довжина розливного прольоту складається з довжин розливних площадок l_площ , довжини проміжного заїзду l_заїзд = 36 м, довжин початку закруглення залізн. шляхів l_закр = 6 м і довжин торцевих ділянок l_торц = 6 м.

У зовнішньому розливному прольоті при наявності проміжного заїзду розливні площадки робляться здвоєними. У внутрішньому розливному прольоті розливні площадки можуть бути як одинарні, так і здвоєні, або одинарні зі східчастим їхнім розташуванням й однобічним заїздом до кожного щабля. При здвоєних розливних площадках повинен бути проліт між составами рівний 6-12м.

При розташуванні розливних прольотів в окремому будинку заїзди в розливні прольоти робляться тільки торцеві. Під'їзд до розливної площадки з далекого шляху здійснюється по криволінійному шляху усередині прольоту. Довжина розливного прольоту в цьому випадку складається з довжин розливних площадок l_площ , відстаней між сталевозними шляхами l_{стал.шлях}, габаритних ділянок l_{габ.діл} = 6-10 м, довжин закруглень l_закр = 18-24 м і торцевих ділянок l_торц = 6-12 м. Зовнішній розливний проліт може також робитися із проміжним заїздом.

Довжина розливної площадки повинна бути не менше максимальної довжини розливного состава. Довжина розливної площадки повинна бути кратною 6 м. Крім того, кожна розливна площадка повинна мати резервну довжину не менш, ніж на один візок.

У зразковому розрахунку прийняте розміщення розливних прольотів в головній будівлі. У кожному прольоті прийнято по дві здвоєні розливні площадки. Отже, для розливання всієї сталі у виливниці необхідно два розливних прольоти.

Загальна довжина розливного состава визначається по формулі:

, м ( 38 )

Довжина однієї одинарної розливної площадки визначається по формулі:

, м ( 39 )

Довжина однієї здвоєної розливної площадки визначається по формулі:

, м ( 40 )

Довжина розливного прольоту з двома здвоєними розливними площадками визначається по формулі:

, м ( 41 )

Довжина розливного прольоту повинна бути кратна 12м.

^{Таблиця 36-} Визначення довжини розливного прольоту

Показник	Тип сталей і вага зливків
	спокійна сталь, qзл = 20т	напівспокійна сталь, qзл = 15т	кипляча сталь, qзл = 10т
Кількість візків на плавку , шт.	3	4	6
Тип візка та його вантажопідйомність, т	Шестивісний, 230	Чотиривісний, 160	Чотиривісний, 120
Довжина візків по осях зчіпок lвіз, м	7,94	6,24	5,84
Довжина розливного состава lсост, м	23,82	24,96	35,04
Тип розливної площадки	здвоєна	здвоєна	здвоєна
Відстань між составами, м	6	6	6
Довжина розливної площадки , м	69,52	68,40	87,76
Фактична довжина розливної площадки, м	72	72	90
Проектна довжина розливної площадки, м	90
Довжина проміжного заїзду lзаїзд , м	36	36	36
Довжина початку закруглення залізничних шляхів lз/д.закр ,м	6	6	6
Довжина торцевих ділянок lторц , м	6	6	6
Довжина розливного прольоту, м	199,04	196,80	235,52
Фактична довжина розливного прольоту, м	204	204	240
Проектна довжина розливного прольоту, м	240

За рахунок надлишку проектної довжини розливного прольоту над розрахунковою відповідно збільшується довжина розливних площадок.