3 Відділення шихтових магнітних матеріалів (скрапне відділення)

3.1 Планування й основні розміри відділення магнітних матеріалів

У скрапному відділенні шихтового двору зберігаються в основному металевий брухт, а в деяких випадках і розкислювачі. Для складування цих матеріалів у відділенні є відповідні площадки або ями. Сумарний обсяг ям для зберігання скрапу визначається добовою продуктивністю цеху, витратою скрапу на одну тонну сталі, числом доби запасу й насипною масою скрапу.

Розташування й устаткування скрапного відділення залежить від продуктивності цеху й прийнятого способу подачі скрапу до конвертерів й їхнього завантаження.

У цехах порівняно невеликої продуктивності застосовується поздовжнє розташування шихтового двору. У цьому випадку шихтовий двір (скрапне відділення) звичайно розташовується в одній лінії до завантажувального прольоту головного будинку цеху й подача скрапу до конвертерів здійснюється по естакаді на відмітці робочої площадки по шляху, що проходить уздовж фронту конвертерів.

У цехах великої продуктивності найбільш раціональним варто вважати паралельне розташування скрапного відділення з подачею скрапу по поперечних шляхах під робочу площадку із завантаженням його в конвертери совками за допомогою кранів завантажувального прольоту й використанням для поздовжнього переміщення совків зі скрапом напівпортальних завантажувальних кранів. Для завантаження всього скрапу в конвертер звичайно досить двох совків, які одночасно захоплюються двома підйомами крана. Обсяг совків буде залежати від ємності конвертера, частки скрапу в металошихті і його щільності.

Ширина будинку скрапного відділення визначається кількістю й розташуванням залізничних колій у ньому, прийнятою шириною скрапних ям й у сучасних цехах вітчизняних заводів звичайно становить 24-36 м по осях колон будинку.

Висота будинку залежить від габаритів рухомого составу, а також кранового устаткування, розташування шляхів транспортування совків зі скрапом і звичайно становить 14 м від рівня підлоги цеху до головки підкранових рейок. Висоту прольотів, де перенос совків краном не передбачений, приймають 10...12 м.

Довжина будинку скрапного відділення визначається насамперед довжиною скрапних ям (отриманих розрахунком), а також сумарною товщиною розділових стінок і довжиною торцевих ділянок відділення, не зайнятих ямами. Крок колон будинку звичайно становить 6 або 12 м.

3.2 Устаткування відділення магнітних матеріалів

Ємність і габаритні розміри скрапних ям

Ємність скрапних ям для магнітних матеріалів визначається, виходячи з добової витрати цих матеріалів і прийнятих норм їхнього запасу.

Витрата матеріалів на плавку (К^пл) - дорівнює витратному коефіцієнту відповідного матеріалу на тонну придатних зливків (К_к) помноженому на масу плавки в придатних зливках, тобто:

К^пл = К_к  М_зл (12)

(13)

де а - витрата відповідного матеріалу на 100 кг металевої завалки, кг.

m - коефіцієнт виходу придатних зливків з метало завалки.

Добова витрата матеріалів по цеху (К^доб) - дорівнює витраті відповідних матеріалів на одну плавку (К^пл) помноженому на максимальну кількість плавок у цеху в добу ( ), тобто:

(14)

Кількість матеріалів у відділенні (К^від) - дорівнює максимальній добовій витраті відповідних матеріалів у цеху помноженому на кількість діб запасу цих матеріалів, прийнятих у даному цеху, тобто:

(15)

де - прийнята в цеху кількість добового запасу відповідних матеріалів.

Приймаємо що конвертерний цех виплавляє наступні групи марок сталей:

• вуглецеві конструкційні спокійні, напівспокійні, киплячі звичайної якості (40%)

• вуглецеві конструкційні спокійні, напівспокійні, киплячі якісні (60%)

Марочний сортамент сталей з прийнятими за досвідом експлуатації цехів витратами феросплавів наведений в таблиці 12

Приклад розрахунку видаткових коефіцієнтів відповідних шихтових матеріалів на тонну придатних зливків, а також витрати цих матеріалів на одну плавку, по цеху в добу й кількості матеріалів у відділенні з урахуванням прийнятих норм запасу в проектованому цеху наведений у таблиці 13

Таблиця 12 – Витрати розкислювачів для різних марок сталей

марка сталі	Вміст хімічних елементів, %			Витрати розкислювачів, т
	С	Мп	Si	ФМн 78	ФС 45	АВ 87
				На 100кг	На 100кг	На 100кг
10	0,07-0,14	0,35-0,65	0,17-0,37	0,60	0,60	0,100
15	0,12-0,19	0,35-0,65	0,17-0,37	0,60	0,60	0,100
20	0,17-0,24	0,35-0,65	0,17-0,37	0,60	0,60	0,100
25	0,22-0,30	0,50-0,80	0,17-0,37	0,80	0,64	0,100
30	0,27-0,35	0,50-0,80	0,17-0,37	0,80	0,64	0,100
45	0,42-0,50	0,50-0,80	0,17-0,37	0,80	0,64	0,100
55	0,52-0,60	0,50-0,80	0,17-0,37	0,80	0,64	0,030
Ст 2сп	0,09-0,15	0,25-0,50	0,15-0,30	0,50	0,60	0,100
Ст 3сп	0,14-0,22	0,40-0,65	0,15-0,30	0,60	0,60	0,100
Ст 4сп	0,18-0,27	0,40-0,70	0,15-0,30	0,60	0,60	0,100
Ст 5сп	0,28-0,37	0,50-0,80	0,15-0,35	0,80	0,64	0,100
10пс	0,07-0,14	0,35-0,65	н.б.0,05	0,50-0,65	-	-
15пс	0,12-0,19	0,35-0,65	н.б.0,05	0,50-0,65	-	-
20пс	0,17-0,24	0,35-0,65	н.б.0,05	0,50-0,65	-	-
25пс	0,22-0,27	0,25-0,50	н.б.0,03	0,44-0,60	-	-
Ст1пс	0,06-0,12	0,25-0,50	н.б.0,05	0,44-0,60	-	-
Ст2пс	0,09-0,12	0,25-0,50	н.б.0,05	0,44-0,60	-	-
Ст3пс	0,14-0,22	0,40-0,65	н.б.0,05	0,44-0,60	-	-
Ст4пс	0,18-0,27	0,40-0,70	н.б.0,05	0,44-0,60	-	-
Ст5пс	0,28-0,37	0,50-0,80	н.б.0,05	0,55-0,70	-	-
10кп	0,07-0,14	0,25-0,50	н.б.0,07	0,44-0,60	-
15кп	0,12-0,19	0,25-0,50	н.б.0,07	0,44-0,60	-
20кп	0,17-0,24	0,25-0,50	н.б.0,07	0,44-0,60	-
Ст 1кп	0,06-0,12	0,25-0,50	н.б.0,05	0,44-0,60	-
Ст 2кп	0,09-0,15	0,25-0,50	н.б.0,05	0,44-0,60	-
Ст 3кп	0,14-0,22	0,30-0,60	н.б.0,05	0,44-0,60	-
Ст 4кп	0,18-0,27	0,40-0,70	н.б.0,05	0,60	-

Посередні витрати феромарганцю (ФМн 78) складуть:

Посередні витрати феросиліцію (ФС 45) складуть:

Таблиця 13. - Запаси сировинних матеріалів у цеху

Найменування матеріалів	Витрата на 100кг метало завалки, кг	Витратний коефіцієнт	Витрата на одну плавку, кг	Добова витрата матеріалів, кг	Усього матеріалів у відділенні
					Норми запасу, діб	Прийняті в проекті норми запасу, діб	Кількість матеріалів у відділенні, кг
Брухт	26	0,294	64,878	4671,216	6 - 10	7	32698,512
ФМн 78	0,604	0,006	1,324	95,328	20 - 30	22	2097,216
ФС 45	0,618	0,007	1,544	111,168	20 - 30	22	2445,696

Необхідна корисна ємність ям для магнітних матеріалів визначається по формулі:

(16)

де γ - насипна маса матеріалу, т/м³

Повна (фактична) ємність ям для магнітних матеріалів дорівнює їхньої корисної ємності поділеної на.

(17)

де к – коефіцієнт заповнення ям.

Для зручності роботи магнітних кранів глибина ям для магнітних матеріалів звичайно приймається рівною 2-3 м. Товщина розділових стінок між бункерами повинна бути не менш 0,7 м.

Ширина ям визначається шириною будівлі відділення, що залежить у свою чергу, від довжини прольоту моста магнітних кранів, необхідності розміщення певної кількості залізн., шляхів для шихтових составів (візків), вагонів що прибувають й іншого устаткування, а також шириною проходів відповідно до правил техніки безпеки й інших умов і може коливатися в досить широких межах (від 12 до 17 м і більше).

Довжина ям визначається розрахунком, виходячи з необхідної повної (фактичної) ємності бункерів для даного матеріалу й прийнятих у розрахунку його глибини й ширини.

Розрахункова довжина ям дорівнює повної ємності ями поділеної на площу її поперечного перетину, тобто на добуток ширини ями на корисну глибину.

Приклад розрахунку довжини ям для металевого брухту й феросплавів в проектованому цеху наведений у таблиці 14

Таблиця 14. – Ємності й габаритні розміри ям у шихтовому відділенні.

Найме-нування матеріалів	Кількість матеріалів у відділ., т	Насипна маса матеріалу, т/м3	Необхідна корисна ємність ям, м3	Габаритні розміри ям
				Коефіцієнт заповнення ям	Повна ємність ям, м3	Прийнята глибина, м	Прийнята ширина, м	Розрах. довжина ям, м	Загальна довжина ям у відділ., м
Брухт	32698,512	2,5	13079,405	1,2	10899,504	2,5	15	290,653	338,940
ФМн 78	2097,216	3	699,072	1	699,072	2,5	15	18,642
ФС 45	2445,696	2,2	1111,680	1	1111,680	2,5	15	29,645

Кількість кранів у відділенні

У відділенні магнітних матеріалів встановлюються магнітні крани вантажопідйомністю 10 й 15т з діаметром магніту 1,15 й 1,65 м.

Вибір вантажопідйомності кранів визначається в основному продуктивністю цеху, ємністю конвертерів і обраною ємністю совків.

Для конвертерних цехів продуктивністю до 4 млн.т придатних зливків у рік в основному застосовуються шихтові крани вантажопідйомністю 10 т, для цехів з річною продуктивністю більше 4 млн.т вантажопідйомністю 15 т і більше.

Крани відділення використовуються для виконання основних (розвантаження скрапу й феросплавів із залізн. платформ, навантаження матеріалів у мульди, совки й т.д.) і допоміжних (очищення шляхів, перестановка устаткування й т.д.) операцій. Загальна зайнятість шихтових кранів на тонну придатних зливків залежить від витрат шихтових матеріалів на тонну зливків, якості матеріалів, швидкісних характеристик кранів і т.д.

Кількість кранів у шихтовому відділенні (П_кр.ш) можна визначити по формулі:

(18)

де К - коефіцієнт витрати кранового часу на виконання допоміжних операцій (1,1 – 1,2);

А - добова продуктивність цеху в придатних зливках, т;

в - коефіцієнт завантаження кранів (приймається рівним 0,8);

1440 - число хвилин у добі;

- сума витрат кранового часу на одну тонну зливків, хв.

Сума витрат кранового часу на тонну зливків ( ) визначається, виходячи з витрат кранового часу на переробку однієї тонни магнітних матеріалів і видаткових коефіцієнтів відповідних магнітних матеріалів на тонну зливків

Таблиця 15. - Витрати кранового часу на переробку 1 т магнітних матеріалів

Найменування операцій	Тривалість хв/т
Розвантаження скрапу із залізн. платформ	1,7	1,0
Розвантаження феросплавів	1,5-1,7	0,75-1,0
Навантаження скрапу у мульди або совки	2,0	1,2
Навантаження феросплавів у мульди або бадді	1,7-2,0	0,85-1,2

Розрахунок сумарних витрат кранового часу на 1 т зливків наведений у таблиці 16

Таблиця 16. – Сумарні витрати кранового часу на 1 т зливків

Найменування шихтових матеріалів	Видатковий коефіцієнт, т/т	Тривалість операцій хв/т	хв/т
Металобрухт	0,294	1,0/2* + 1,2 = 1,7	0,294 * 1,7 = 0,4998
Феромарганець	0,006	0,75 + 0,85 = 1,6	0,006 * 1,6 = 0,0096
Феросиліцій	0,007	0,85 + 0,95 = 1,8	0,007 * 1,8 = 0,0126
Разом	-	-	0,5220

^* приймаємо, що розвантаження 50% скрапу відбувається у яму з наступним навантаженням його у совки та 50% скрапу – безпосередньо у совки.

Кількість магнітних шихтових кранів у скрапному відділенні складе

Приймаємо в зразковому розрахунку 9 магнітних кранів вантажопідйомністю 15т.