2.5 Расчет технико-экономических показателей календарного плана строительства комплекса (кпск)

1. Продолжительность строительства:

К₁=[(Т_н(д)-Т_пл)/Т_н(д)]*100%, (22)

где Т_н(д) – нормативная (директивная) продолжительность строительства;

Т_пл – плановая продолжительность строительства (от начала подготовительного периода до ввода комплекса в эксплуатацию), принимаемая по КПСК.

2. Удельные затраты труда на единицу мощности:

УЗТ = Q_общ^пл \ W, чел.-дн./т, (23)

где Q^пл_общ – общая плановая трудоемкость в чел.-дн., принимаемая по итогу интегрального графика трудозатрат или итогу формы 9;

W – мощность комплекса в тыс. т, принимаемая по табл.2 прил. 3 [1].

3. Средняя выработка на одного рабочего в год:

В_ср^{рабочего} = (СМР/Q_общ^пл )*251, тыс.руб., (24)

где СМР – стоимость СМР, принимаемая по итогу графы 6 формы 2.

4. Средняя выработка на одного работающего в год:

В_ср^{работающего} = В_ср^{рабочего}* α, тыс. руб., (25)

где α = 0,85 – коэффициент отношения ИТР, служащих и рабочих, принимаемый по РН-1.

5. Коэффициент равномерности движения рабочих:

К₂ = N_ср / N_max , (26)

где N_ср – среднее количество рабочих за всю продолжительность строительства:

N_ср = ∑Nn_i^{рабочих}/∑n_i, (27)

N_max – максимальное количество рабочих из всех периодов строительства принимается по дифференцированному графику рабочих R_i (КПСК);

∑Nn – сумма рабочих всех периодов;

∑n_i – число периодов;

∑Nn и ∑n_i принимаются по дифференцированному графику рабочих R_i (КПСК).

6. Коэффициент равномерности освоения полной сметной стоимости (капитальных вложений):

К₃ = КВ_ср / КВ_max , (28)

где КВ_ср – среднее значение освоения КВ, определяется по формуле:

КВ_ср = КВ / n , (29)

где КВ – полная сметная стоимость, принимается по итогу интегрального графика полной сметной стоимости КПСК;

n – количество периодов; определение капвложений принимается по интегральному графику капвложений;

KB_max – максимальное значение КВ из всех периодов строительства принимается по дифференцированному графику распределения КВ (полной сметной стоимости).

7. Коэффициент равномерности освоения стоимости СМР:

К₄ = СМР_ср / СМР_max , (30)

где СМР_ср – среднее значение стоимости СМР, определяемое по формуле:

СМР_ср = СМР/n, (31)

Значения принимаются по интегральному и дифференцированному графику освоения СМР.

СМР_max – максимальное значение стоимости СМР из всех периодов строительства принимается по дифференцированному графику СМР.

8. Рост производительности труда:

α = (Q_норм\Q_пл )/100%, (32)

где Q_норм – нормативные трудозатраты принимаются по итогу графы 6 формы 8;

Q_пл – плановые трудозатраты принимаются по итогу графы 9 формы 8.

9. Экономическая эффективность за счет сокращения накладных расходов строительной организации:

Э_нр = 0,6 НР (1 – Т_пл / Т_н(д)), тыс.руб., (33)

где НР = 0,14СМР – накладные расходы.

10. Экономическая эффективность от досрочного ввода:

Э_д.в. = Е_н* КВ*(Т_н(д) – Т_пл), тыс. руб. (34)

где Е_н = 10-12% - ожидаемая эффективность создаваемого производства;

КВ – капвложения, инвестируемые в строительство;

Т_пл и Т_н(д) выражаются в годах.

Лекция 4. Генеральный план фабрики обогащения

Лекция 5. Отдельные элементы фабрики обогащения на стадии подготовки руды к переработке

Лекция 6. Проектирование цехов флотационного обогащения

Лекция 7. Проектирование цехов гравитации, сгущения и фильтрации

Лекция 8. Хранение и отгрузка концентрата

Лекция 9. Проектирование доменного производства, генеральное планирование

Лекция 10. Проектирование доменного производства, конструирование доменных печей

Доменная печь относится к числу правильных агрегатов шахтного типа. Рабочим пространством доменной печи называется объем, ограниченный огнеупорной футеровки. Очертание рабочего пространства называется профилем доменной печи. В горизонтальных сечениях профиль печи представляет окружности переменного диаметра, а в вертикальном сечении по оси печи - сложную симметричную конфигурацию.

Форма и размеры профиля доменной печи обусловлены физико-химическими, газодинамическими и механическими процессами, протекающими в рабочем пространстве доменной печи.[1]

Исходя из условий этих процессов профиль печи делится на пять частей, различающихся конфигурацией и размерами. Нижняя цилиндрическая часть печи называется горном. К горну примыкает расширяющаяся кверху коническая часть, называемая заплечиками. Наиболее широкая часть печи, имеющая форму цилиндра, называется распаром.

Сверху к распару примыкает наибольшая по объему часть печи -шахта, имеющая форму сужающего кверху усеченного конуса. Наиболее узкая верхняя цилиндрическая часть, соединяющаяся с шахтой, называется колошником. Сумма объемов перечисленных частей профиля составляет объем рабочего пространства доменной печи.

Основным размером доменной печи является полезный объем - этообъем рабочего пространства печи, ограниченный снизу горизонтальной плоскостью, проходящей через ось чугунной летки, а сверху – горизонтально плоскостью, проходящей через основание большого конуса засыпанного аппарата в опущенном положении.[3]

Важнейшими размерами профиля доменной печи являются полезная и полная высота печи; высота горна, заплечиков, распара, шахты и колошника; диаметры горна, распара и колошника; углы наклона стан шахты и заплечиков. Высотные и поперечные размеры профиля и углы наклона стен взаимосвязаны. Изменение одного из этих размеров вызывает изменение и других размеров.

Фундамент доменной печи является одним из ответственных элементов всего комплекса печи. Он служит для равномерной передачи давления печи и шихты на грунт и представляет собой железобетонный массив, состоящим из наземной части, называемой пнем, и подземной части, называемой подошвой.

Рисунок 1 - Фундамент печи.

Наземную часть фундамента - пень - выполняют из жароупорного бетона, в состав которого входят портландцемент марки не ниже 400, шамотный порошок такого же помола, как и портландцемент" и бой шамотного кирпича. Такой бетон имеет огнеупорность 1400 - 1500 С и предел прочности на сжатие 1,37 - 1,67 кПа. Нижнюю часть - подошву - выполняют из обычного бетона в виде восьмиугольной плиты толщиной около 4 м.[2]

На подошву фундамента печи опираются стальные колонны, воспринимающие через специальное кольцо (маратор) нагрузку от массы шахты и колошникового устройства. Крепление колонн к фундаменту осуществляется индивидуально или на одной опорном металлическом кольце, уложенном в фундамент, что обеспечивает жесткость системы в случае возникновения в фундаменте трещин. Для более равномерной передачи нагрузки на фундамент под кольцом устанавливают башмаки, расширяющие опорную площадь каждой колонны.

Современные доменные пени заключены в сплошной металлический кожух, состоящий из ряда цилиндрических и конических поясов.

Кожух обеспечивает большую надежность и безопасность эксплуатации печей, а в ряде случаев является еще и несущей конструкцией, воспринимая нагрузку от массы колошниковой площади со всеми устройствами. Материалом для кожуха печи служит малоуглеродистая или низколегированная сталь. Она обладает достаточной пластичностью и хорошо противостоит воздействию переменных температур и перенапряжений вокруг отверстий для фурм, леток и холодильников. Толщина кожуха выбирается в зависимости от размера и зоны печи. Толщина кожуха лещади и горна 36 - 40, заплечиков 30, шахты и колошника 24 - 36 мм. Кожух печи выполняют цельносварным, что особенно важно при работе печи на повышенном давлении газа. Места выхода водопроводных труб холодильников, а также болты крепления холодильников к кожуху тщательно обваривают, предупреждая продувы газa. Вырезу в кожухе для установки арматуры фурменных устройств, шлаковых и чугунных леток усиливаются металлическими листовыми накладками или крепежными фланцами.[1]

Для обслуживания печи на различных горизонтах вокруг кожуха расположены площадки, связанные между собой лестницами и имеющие выход в сторону лифта.

Лещадь и горн, наиболее ответственные участки доменной печи. Лещадь современной печи выполняют из углеродистых высоко глинозем истых огнеупоров. После сооружения фундамента на поверхность пня укладывают металлическое днище толщиной 180 мм в виде донных холодильников с запитыми трубами диаметром 140 мм, предназначенными для охлаждения лещади и фундамента принудительной подачей воздуха.

Нижнюю часть лещади, опирающуюся на днище, на высоту 1600 мм выкладывают графитизированными блоками, причем в центральном круге лещади блоки устанавливают вертикально, а на периферии - горизонтально.

В нижней части горна на расстоянии 600 - 1700 мм от лещади располагают отверстие для периодического выпуска чугуна. Доменные печи большой производительности (2002 м и более) оборудуют двумя чугунными летками, расположенными в плане под углом 1о0" друг к другу, что позволяет увеличить число выпусков чугуна до 14 - 15 в сутки и обеспечить качественное выполнение горновых работ у чугунных леток.

Чугунная летка является наиболее уязвимым местом в конструкции горна, так как через нее проходит огромное количество чугуна и шлака, которые размывают огнеупорную футеровку летки. Кроме того, легочное отверстие ослабляет кожух печи.[2]

Кроме чугунных леток, горн оборудуют шлаковыми летками, предназначенными для выпуска из печи верхнего шлака. На печах полезным объемом более 700 м шлаковых леток две. Шлаковые летки располагают на высоте 1400 - 1800 мм от уровня чугунной летки гак, чтобы они не находились под воздушными фурмами. В плане шлаковые летки располагают по возможности дальше друг от друга и от чугунных леток, насколько позволяют железнодорожные пути для уборки продуктов плавки и размещение горнового оборудования. На доменной печи с полезным объемом 2002 кг и двумя чугунными летками шлаковые летки расположены под углом 90 друг к другу и под углом 55 к чугунным леткам.

Рисунок 3 - Шлаковая летка

В верхней части горна на расстоянии 2700 - 3400 мм от уровня чугунной летки по окружности горка с рапными промежутками устанавливают воздушные формы, через которые в печь поступают нагретое до 1100 - 1200° С дутье, природный газ и другие добавки. Комплекс устройств, служащих для подвода дутья в горн из кольцевого воздухопровода, называется фурменным прибором.

Кладку заплечиков выполняют тонкостенной из шамотного кирпича, укладываемого впритык к холодильникам на пластифицированном шамотноглинистом растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов. Толщина стен заплечиков 230 или чаще 345 мм.[1]

Кладка заплечиков подвергается интенсивному износу и быстро разгорает. На месте кладки вследствие интенсивного охлаждения на внутренней поверхности ребристых холодильников образуется значительный слой гарниссажа, который и защищает холодильники от действия высокой температуры и жидких продуктов плавки.

Кладка распара может быть либо тонкостенной (230 - 345 мм), либо толстостенной (690 мм). В первом случае охлаждение кладки осуществляют плитовыми ребристыми холодильниками с залитым кирпичом, опоясывающими распар, во втором случае специальными горизонтальными мараторными холодильниками в виде чугунной плиты с залитым в торце огнеупорным кирпичом.

Кладка шахты толстостенная из шамотного кирпича класса Б. Ее выполняют концентрическими кольцами с горизонтальной укладкой кирпича и с соблюдением перевязки вертикальных, радиальных и кольцевых швов, что достигается смещением горизонтальных рядов кладки и применением кирпича различной длины. Кирпич укладывают на шамотно-глинистом растворе с добавлением жидкого стекла. Толщина радиальных и кольцевых швов не должна превышать 1,5 и 2,5 мм соответственно.

Футеровку колошниковой части печи выполняют из стальных плит, противостоящих ударной нагрузке ссыпающихся при загрузке в доменную печь шихтовых материалов.

Стальные неохлаждаемые плиты в виде сегментов соединяются между собой болтами и крепятся к кожуху печи при помощи серег, кронштейнов и штырей. Такая подвеска обеспечивает свободный рост кладки, если для этого не хватит компенсационного зазора между кладкой шахты и плитами колошника.

Верхняя часть кожуха печи называется куполом, к которому крепится опорное кольцо засыпного аппарата. Для предохранения кожуха от действия высоких температур купольную масть печи изнутри футеруют чугунными неохлаждаемыми плитами с залитым на плашку кирпичом. Зазоры между плитами забивают чугунной замазкой, а между плитами а кожухом -шамот но цементным раствором густой консистенции. Над колошниковой частью печи распложено колошниковое устройство. Оно состоит из комплекса механизмов для загрузки доменной печи и системы металлоконструкций, предназначенных для размещения, монтажа, ремонта и обслуживании механизмов загрузки. Колошниковое устройство включает также газопроводы с атмосферными клапанами и систему уравнительных клапанов и газопроводов при работе печи на повышенном давлении газа.[3]

Фурменный прибор

Конструкция

Дутье подводится от воздухонагревателей к воздуш-ным фурмам по кольцевой трубе диаметром в свету от 800 до 1500 мм . Труба проходит вокруг печи ( см. рис.2) и обычно подвешивается к ее колоннам . Трубопровод горяче-го дутья делали клепаным , а в настоящее время делают сварным из листов толщиной 8-12 мм . Клепаные швы должны быть плотными , тщательно расчеканены или обва-рены . Трубы футеруют шамотным кирпичом обычно на толщину 230 мм . Для уменьшения тепловых потерь между кирпичом и кожухом укладывают слой толщиной 10-20 мм из асбестового картона , или асбестовых листов , или асбесто- глинистую набойку . Кольцевые трубы соединены с фурмами воздухо-проводящими рукавами (см. рис .2 ) . Применяемый в настоящее время фурменный прибор ( рис.46 ) состоит из полой охлаждаемой водой медной фурмы ( штампованной или литой ) , литого медного холо-дильника , чугунной амбразуры с залитой в нее охлаждаю-щей спиральной трубкой , сопла , подвижного колена с гляделкой и неподвижного колена с шарниром . Фурме , холодильнику и амбразуре придают коническую форму , чтобы облегчить смену их в случае прогара . Воздушная фурма имеет диаметр в свету от 120 до 300 мм . Фурму высовывают внутрь горна на 200-300 мм ( чаще 250-275 мм ) и устанавливают в конической заточке

Фурма с соплом , сопло с подвижным коленом и подвижное колено с неподвижным коленом соединяются посредством шлифованных шаровых заточек . Это сохраняет плотность сопряжений при возможных перемещениях кольцевой трубы горячего дутья .

Фурму , ее холодильник и амбразуру устанавливают в стене фурменной зоны . Щели между амбразурой и наруж-ными холодильниками для охлаждения кладки заделывают чугунной замазкой , а внутри кладки – огнеупорным раство-ром .

Подвижное колено подвешивают к неподвижному колену на двух шарнирных подвесках с клиньями . Затяги-вая клинья , можно обеспечить плотность сопряжения шарнирных поверхностей в рабочем положении , а ослабляя – возможность поворота подвижного колена , которое продолжает висеть на подвесках . При помощи натяжного шарнирного болта ( рис.46 ) с пружиной , обеспечивающей постоянное усилие прижатия , сопло прижимается к фурме , а подвижное колено к соплу .

Форма фурм , их диаметр в свету и высов влияют на поток газов в горне . Этим пользуются для расплавления настылей , для борьбы с усиленным гореним фурм , нараста-нием лещади и т. д., устанавливая фурмы с желательной конфигурацией и с нужными размерами . Наибольшее распространение получили конические формы ( рис .47, а ) . Фурмы вентуреобразной формы ( рис.47 , б ) уменьшают потери давления дутья , что имеет большое значение при недостаточной мощности воздуходувок , но они допустимы лишь при хорошо проницаемой шихте . Эти фурмы стиму-лируют поток газов вдоль стен печи . Фурмы с эллиптичес-ким устьем , вытянутым в горизонтальном направлении , расширяют поток дутья .

Фурмы со скошенным устьем или загнутые книзу менее подвержены прогару снизу ; в ряде случаев они с успехом применялись при загромождении горна ( рис.47, д ).

Фурмы с винтообразными направляющими ( рис. 47 , е )

придают потоку дутья вращательное движение , что , повидимому , обеспечивает более глубокое проникание газов внутрь горна и улучшает распределение газов по сечению печи и сход шихты . При употреблении этих фурм отмечается нарастание гарниссажа на стенках заплечиков . Винтовые направляющие не препятствуют чистке фурм от налипшего шлака .

Для увеличения срока службы применяют футерован-ные фурмы ( рис. 47 в , г ) .

Уменьшение скорости воды в фурме ниже определен-ного предела ускоряет прогар фурмы из-за недостаточного отбора тепла .

Холодильники фурмы делают медными литыми ; алю-миниевые холодильники не оправдали себя . Подводящая и отводящая трубы расположены так же , как в фурме . Сопряжения холодильника с фурмой и амбразурой тщатель-но обрабатывают на конус . Амбразуру часто приваривают дополнительно к кожуху печи для герметичности . При повышенном давлении дутья амбразуру иногда устанавли-вают в стальном литом фланце , ввареном в кожух . Флан-цевое сопряжение уплотняется мягкой прокладкой .

Чугунные сопла постепенно вытесняются стальными литыми с толщиной стенки 12-16 мм . На рис. 47 ж , з показано сопло . Утолщение на узком конце придает ему прочность против растрескивания и обеспечивает более плотное сопряжение с фурмой . Приливы предназначены для фиксации положения цепи , на которой сопло подвеши-вается при смене фурмы . На рис. 47 , ж показано сопло с раструбом , обнимающим примыкающий фланец для повы-шения плотности . В перспективе намечается применение сопел , футерованных изнутри литыми огнеупорами .

Подвижное и неподвижное колено отливают из стали и футеруют . Подвижное колено имеет задний патрубок ( см. рис.46 ) . Его иногда делают футерованным и широким , чтобы вставлять в устье фурмы шамотное кольцо для уменьшения ее живого сечения , а также для очистки колена от шлака ( в случае попадания шлака в колено ) .

Натяжной болт 8 ( см. рис. 46 ) крептся к кожуху горна через съемный крюк . Подвижное и неподвижное колено стягиваются посредством серег 9 . Клинья 10 опускаются ( но не вынимаются ) при смене фурмы . Центр тяжести колена 5 должен позволять серьге свободно отходить назад , чтобы сопло свободно опускалось вниз . Серьга висит на обойме 11 , закрепленной на неподвижном колене .

Фланцевые соединения уплотняют асбестовым шну-ром на соляном растворе , а шарнирное соединение пришли-фовывают . Шаровые заточки подвижного колена выполня-ют в виде отдельных прибалчиваемых фланцев . Заточки эти со временем портятся . Целесообразно менять фланцы , чем все колено .

Число и диаметр фурм

До настоящего времени не установлена математичес-кая зависимость между числом и размерами воздушных фурм , количеством подаваемого дутья и размерами домен-ной печи . Для равномерной работы печи надо , чтобы дутье пос-тупало в нее равномерно . Однако увеличение числа фурм не всегда улучшает работу печи . Число фурм возрастает с увеличением размеров доменных печей и в среднем равно удвоенному числу мет-ров диаметра горна , что соответствует расстоянию между осями фурм по внутренней окружности горна около 1,6 м . Это расстояние колеблетсяв пределах от 1,3-2 м .

5. ПЕЧНЫЕ ОГНЕУПОРЫ

доменный печь чугун огнеупор

Огнеупорная футеровка (кладка) доменной печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха от воздействия высоких температур и от контакта с жидким металлом и шлаком.

Применяемые огнеупоры. Для футеровки доменной печи применяют качественный (доменный) шамотный кирпич, высокоглиноземистый кирпич, углеродистые блоки, иногда карбидокремниевый кирпич. Основу шамота составляют SiO₂ и Аl₂О₃. Для доменных печей стандартом предусмотрено три сорта шамотных изделий с содержанием А1₂О₃ соответственно не менее 42, 41 и 39 %; они отличаются повышенной плотностью и прочностью, высокой огнеупорностью (> 1750 °С), низким содержанием Fе₂О₃ (< 1,5 %). Кирпич с более высоким содержанием А1₂О₃ применяют для кладки низа печи, а с более низким — для кладки верха. Кроме того, для кладки печей объемом <1033 м³ стандартом предусмотрена марка шамота с меньшим (≥37 %) содержанием А1₂О₃, меньшей огнеупорностью (> 1730 °С), прочностью и плотностью. Кирпич может быть длиной 230 мм (нормальный) и 345 мм (полуторный). Применение кирпичей различной длины обеспечивает хорошее переплетение швов кладки. Высокоглиноземистый муллитовый кирпич, применяемый для кладки лещади, содержит > 63 % А1₂О₃ при огнеупорности > 1800 °С. Доменный карбидокремниевый кирпич содержит > 72% SiC и > 7 % азота и отличается от огнеупоров на основе А1₂О₃ и SiO₂ заметно большей прочностью и теплопроводностью. Углеродистые блоки изготовляют из кокса и обожженного антрацита с добавкой в качестве связующего небольшого количества каменноугольного пека. Длина блоков достигает 3–4 м, они прямоугольного сечения 400x400 и 550x550 мм. Блоки в комбинации с высокоглиноземистым кирпичом больших размеров (400x200x100 мм) применяют для кладки самой нижней части печи — лещади. Швы между огнеупорными кирпичами заполняют раствором, изготовленным из мертелей, соответствующих классу кирпича. Мертель — это порошок, состоящий из измельченного шамота и огнеупорной глины. Для ответственных видов кладки применяют мертели с добавкой небольших количеств поверхностно-активных и клеящих веществ (сода, сульфитно-спиртовая барда), что позволяет приготавливать растворы с меньшей влажностью при одновременном повышении их пластичности. Для заполнения швов между углеродистыми блоками применяют углеродистую пасту, состоящую из кокса и смолопека. Зазор между блоками допускается не более 0,5 мм для вертикальных и не более 1,5 мм для горизонтальных швов.

Лещадь. Ранее лещади доменных печей выкладывали из качественного шамотного кирпича. Однако рост объема печей и интенсификация плавки вызывали быстрое разрушение такой кладки. Поэтому в настоящее время лещади делают либо цельноуглеродистыми, либо комбинированными из углеродистых и высокоглиноземистых огнеупоров. Применение углеродистых огнеупоров вызвано тем, что из-за их высокой теплопроводности снижается перегрев и вследствие этого уменьшается разрушение кладки лещади. Один из вариантов кладки цельноуглеродистой лещади из углеродистых блоков показан на рис.4.

Рис.4. фундамент и лещадь печи объемом 5500м^3: 1–подошва фундамента, 2– пень, 3– углеродистые блоки, 4– холодильники, 5–воздушное охлаждение низа лещади

В комбинированной лещади, один из вариантов которой показан на рис.2, ее низ 1 и наружную часть (стакан) 4 выкладывают из углеродистых блоков, а внутреннюю центральную часть 2 из высокоглиноземистых муллитовых изделий, содержащих более 65 % А1₂О₃. Высота лещади составляет ~ 5,6 м; это необходимо, поскольку за многие месяцы эксплуатации печи происходит разрушение кладки жидким чугуном, и в лещади образуется заполненная жидким чугуном полость, могущая достигать фундамента печи. С тем, чтобы уменьшить износ лещади, в современных печах предусматривают воздушное охлаждение ее низа. Между низом лещади 1 и пнем 8 фундамента закладывают чугунные плиты 7 толщиной 180 мм; в плиты залиты стальные трубки диаметром 140 мм, в которые вентилятором подают охлаждающий воздух. Снаружи кладку лещади охлаждают гладкими плитовыми холодильниками 3.

Горн. Футеровку горна до уровня фурм выполняют из углеродистых блоков, а в районах фурм и чугунных и шлаковых леток из шамотного (> 42 % А1₂О₃) кирпича, поскольку углерод здесь может окисляться кислородом дутья, диоксидом углерода (СО₂), а также парами воды из огнеупорных масс. При работе на безводных леточных массах район чугунных леток делают из углеродистых блоков. Для предотвращения окисления углеродистых блоков в период задувки печи их защищают кладкой (рис.5, б) в один ряд из шамотного кирпича.

Толщина футеровки у низа горна достигает 1600 мм. Снаружи кладку горна охлаждают гладкими плитовыми холодильниками.

Заплечики. Кладку заплечиков чаще всего делают тонкостенной (толщина 230 или 345 мм) из шамотного (> 42 % А1₂О₃) кирпича в один ряд, при этом кирпич примыкает к периферийным плитовым холодильникам с залитым кирпичом (рис.6). Иногда вместо шамота применяют карбидокремниевые кирпичи.

Рис. 5. Комбинированная кладка лещади и горна: 1 — графитированные блоки; 2 — высокоглиноземистый кирпич; 3 — плитовой холодильник; 4 — углеродистые блоки; 5 — углеродистая масса; б — защитная шамотная кладка; 7 — система воздушного охлаждения низа лещади; 8 — пень

Рис. 6. Кладка заплечиков, распара и низа шахты (а) и верха шахты (6): 1 — кожух печи; 2 — плитовой холодильник с залитым кирпичом; 3 — шамотный кирпич; 4 — огнеупорная масса; 5 — ребристый холодильник с выступом; 6 — асбесто-смоляной блок

Кладка заплечиков быстро изнашивается и вместо нее на поверхности холодильников формируется слой гарнисажа (застывшего шлака и мелких кусков шихты). Шахта и распар. Кладку распара и охлаждаемой части шахты (~ 2/3 ее высоты снизу) выполняют из шамотного (> 41—42 % А1₂О₃) или карбидокремниевого кирпича, а кладку верхней неохлаждаемой части шахты из шамота, содержащего > 39 % А1₂О₃. Кирпичи укладывают в два—три ряда вперевязку (рис. 6).

Кладка шахты с распаром может быть толсто-, средне- и тонкостенной. В прежние годы широко применяли толстостенную кладку (толщина верха шахты 800—900 мм и до 1300 мм в районе распара) с горизонтальными холодильниками, заглубленными в кладку и служащими ее опорой (расположение таких холодильников можно видеть на рис. 7). Однако в связи с тем, что холодильники расположены на расстоянии друг от друга, плохо охлаждается кожух, и после износа футеровки возникают его местные перегревы, вызывая термическую деформацию и возможность появления трещин. Кроме того, вырезы в кожухе для установки горизонтальных холодильников снижают его прочность и делают кожух менее герметичным. В связи с этим в последние годы делают тонко- и среднестенные шахты. Тонкостенная шахта (и распар) имеет в охлаждаемой части толщину кладки 230-345 мм и в верхней неохлаждаемой части 575—690 мм с охлаждением вертикальными ребристыми холодильниками (рис. 6), причем часть холодильников имеет горизонтальные выступы, которые служат опорой для кладки и способствуют удержанию гарнисажа.

Среднестенная шахта имеет толщину кладки в охлаждаемой части 575—900 мм и в неохлаждаемой 700мм, охлаждение либо комбинированное из вертикальных ребристых холодильников в сочетании с горизонтальными (как на рис. 7), либо из вертикальных ребристых холодильников, имеющих горизонтальные выступы (как на рис. 6).

В распаре и охлаждаемой части шахты по мере износа кирпича образуется слой гарнисажа. С тем, чтобы уменьшить давление от расширяющейся при нагреве кладки на кожух печи и предотвратить его разрыв, между футеровкой и вертикальными холодильниками по всей высоте печи (кроме распара) предусматривают зазор в 70—200 мм, заполняемый шамотоасбестовой или пластичной углеродистой массой.

Рис. 7. Шахта с вертикальными и горизонтальными холодильниками: 1 – мараторное кольцо; 2 – горизонтальный мaраторный холодильник; 3 - кожух печи; 4 - плитовой вертикальный холодильник; 5 – горизонтальный холодильник; 6 — огнеупорная масса; 7 – шамотная кладка

Рис. 8. Колошниковая зашита (футеровка колошника): 1– шамотный кирпич; 2– пластина; 3– штырь; 4– кронштейн; 5– шлакоасбестовая масса; 6– серьга; 7– футеровочная плита купола; 8– кожух печи; 9– глинисто-асбестовая масса; 10– кладка шахты; 11– стальной сегмент

Колошник. Собственно футеровка колошника состоит из одного ряда шамотного кирпича, выкладываемого у кожуха. За ним располагают "колошниковую защиту", которая воспринимает удары падающих сверху в процессе загрузки кусков шихты. Широко распространенная ее разновидность состоит из стальных сегментов — литых полых коробок, заполненных шамотным кирпичом. Сегменты (рис. 8) расположены несколькими кольцевыми рядами по высоте колошника; соседние по окружности сегменты соединены между собой болтами. Вся колошниковая защита крепится к кожуху с помощью нескольких подвесок, в каждой из которых (см. рис. 8) сегменты прикреплены к вертикальной пластине, соединенной с серьгой, которая свободно подвешена на штыре, вставленном в отверстие кронштейна; последний прикреплен к кожуху болтами. Такая подвеска позволяет всем сегментам перемещаться вверх в случае роста кладки шахты в вертикальном направлении в результате ее нагрева.

Лекция 11. Проектирование доменного производства, вспомогательные устройства доменной печи

Лекция 12. Проектирование доменного производства, вспомогательное оборудование

Лекция 13. Определение комплектности оборудования доменного цеха и производственных показателей

Лекция 14. Основы проектирования сталеплавильного производства, конструирование конверторов

Лекция 15. Основы проектирования сталеплавильного производства, вспомогательное оборудование кислородно-конверторного цеха (ККЦ)

Лекция 16. Основы проектирования сталеплавильного производства, объемно-планировочные решения ККЦ

Л екция 17. Электросталеплавильное производство, представление об электропечах и расчеты печей

Лекция 18. Электросталеплавильное производство, расчет производственной программы

Лекция 19. Электросталеплавильное производство, технологическая схема и принципиальные решения

Лекция 20. Электросталеплавильное производство, генеральное проектирование

Л екция 21. Отделение машин непрерывного литья заготовок, классификация МЛНЗ

Лекция 22. Отделение машин непрерывного литья заготовок, расчеты МЛНЗ

Лекция 23. Отделение машин непрерывного литья заготовок, объемно-планировочные решения

Одна из разновидностей планировки ОНРС с линейным расположением MHЛЗ показана на рис. 1, а на рис. 2 дан поперечный разрез подобного отделения. Отделение связано с главным зданием цеха поперечными сталевозными путями 7 и представляет собой многопролетное здание, пролеты которого параллельны пролетам главного здания.

Рисунок 1. План ОНРС с линейным расположением машин

Пролет I является пролетом внепечной обработки. В нем установлены вакууматор 9, литейный кран 8 для транспортировки ковшей со сталью и над сталевозными путями — установки 6 для продувки металла в ковше аргоном. Пролет II — распределительный, сюда поступают по сталевозным путям ковши с жидкой сталью; пролет оборудован литейными кранами 5.

Рисунок 1. Поперечный разрез ОНРС с линейным расположением машин а — разливочный крян 500+100/20 т; б и в — мостовые краны грузоподъемностью соответственно 125/20 и 50/10 т; обозначения соответствуют рис. 1

В последующих трех пролетах расположены МНЛЗ и транспортная линия 13 выдачи заготовок на склад. Название пролетов I — пролет МНЛЗ; IV — пролет «газорезок; V — пролет выдачи и транспортировки литых заготовок.

МНЛЗ размещены вдоль распределительного пролета в одну линию и оборудованы поворотными стендами 10, оси которых находятся на границе пролета МНЛЗ и распределительного. Все эти три пролета оборудованы мостовыми кранами 12, 15 и 17 значительно меньшей грузоподъемности, чем литейные.

Высота пролетов, начиная с пролета МНЛЗ, снижается, по скольку снижается высота криволинейных МНЛЗ. Высота распределительного пролета и высота расположения рабочей площадки 4 МНЛЗ такие же, как и в ОНРС с блочной планировкой; ширина распределительного пролета составляет 27 — 30 м, ширина остальных пролетов от 24 до 36 м.

ОНРС этого типа обычно располагают в отдельных зданиях. Одна из разновидностей ОНРС конвертерного цеха с блочным расположением криволинейных слябовых МНЛЗ показана на рис. 1. Отделение состоит из нескольких пролетов, параллельных пролетам главного здания, и соединено с последним сталевозными путями 8. Ближайший к главному зданию пролет I обычно служит для подготовки промежуточных ковшей и расположения участков внепечной обработки стали.

Далее расположены разливочные пролеты II—V (пролеты МНЛЗ), число которых определяется числом устанавливаемых в отделении МНЛЗ; продольный разрез пролета МНЛЗ показан на рис. 64. В последнем пролете VI расположена транспортная линия передачи заготовок на склад и иногда хранят запасное оборудование.

Рисунок 1. План ОНРС с блочным расположением машин

Поперечные сталевозные пути 8 разделяют пролеты здания на две симметричные части. В разливочных пролетах по обеим сторонам от пути 8 расположено по одной МНЛЗ (3), так что в целом МНЛЗ расположены двумя блоками с двух сторон от сталевозных путей. В пролетах МНЛЗ установлено по два разливочных крана 4 для транспортировки ковшей с жидкой сталью и один кран 20 меньшей грузоподъемности для транспортировки промежуточных ковшей и оборудования МНЛЗ при ремонтах.

Применяют одно- и двухярусное расположение кранов; в первом случае все краны разливочного пролета перемещаются по общим подкрановым путям, во втором (см. рис. 2) разливочные краны перемещаются по путям 21 верхнего яруса, а вспомогательные — по путям 22 нижнего яруса. Между сталевозными путями в каждом разливочном пролете расположены установки 16 для продувки стали в ковше аргоном. Левая часть разливочного пролета II отведена для подготовки оборудования вакууматора 9

Помимо планировки, представленной на рис. 63, возможна вторая разновидность планировки подобны

ОНРС с расположением МНЛЗ одним блоком с одной стороны от сталевозных путей. Ее преимущество состоит в том, что нет необходимости в специальной транспортной линии (путь 14) для передачи заготовок на склад из отдаленного, от склада блока МНЛЗ (левого).

Ширина пролета промежуточных ковшей на отечественных заводах составляет 24 м; ширина разливочных при установке в них двухручьевых МНЛЗ 30 м. Рабочая площадка разливочного пролёта, соответствующая уровню верха кристаллизатора при базовом радиусе МНЛЗ от 10 до 12 м, расположена на высоте 11,5—13,5 м; высота подкрановых рельсов разливочного крана при этом составляет около 35 м.

Л екция 24 Цеха для производства ферросплавов

Лекция 25. Конструирование ферросплавных печей

Л екция 26. Вспомогательное оборудование ферросплавного цеха

Лекция 27. Общее устройство прокатных станов, схемы расположения основных типов прокатных станов

Лекция 28. Выбор основного технологического оборудования прокатных цехов

Лекция 29. Вспомогательное оборудование прокатных цехов

Л екция 30. Прокатные валки