- •Введение
- •Практическое занятие №1
- •Сведем данные по проекту аглоцеха в таблицу 2
- •Практическое занятие №2
- •Практическое занятие №3
- •Практическое занятие №4
- •Практическое занятие №5
- •Практическое занятие №6
- •Практическое занятие №7
- •Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основы проектирования и проектирование металлургических объектов»
Практическое занятие №5
Тема занятия: Расчет оборудования ферросплавного цеха
План занятия: Разобрать принципиальную схему ферросплавного цеха, варианты компоновки основного и вспомогательного технологического оборудования в цехе. Произвести расчеты необходимого оборудования ферросплавного цеха на заданную производительность.
Цель и задачи занятия, умения, навыки и компетенции: Приобретение навыков выполнения компоновочных решений ферросплавного производства и расчета комплекта оборудования
Форма проведения занятия: Решение расчетных задач по представленному образцу, презентация стандартных объемно-планировочных решений ферросплавного производства с использованием раздаточного материала и наглядных пособий
Краткие теоретические сведения
В современных ферросплавных цехах разливочные пролеты строят шириной 24 27; 30 и 36 м. Ширина пролета зависит от насыщенности оборудованием, количества операций технологического характера, проводимых в пролете со сплавом и шлаком, количества и объема необходимых разливочных емкостей, размещаемых в пролете, требований сантехнического и эстетического характера и т.д.
Разливочные пролеты служат для приема из печного пролета металла и шлака, первичной их обработки, разливки сплава и передачи его в склады готовой продукции, подготовки разливочных емкостей к печам и обратно, текущего ремонта емкостей, а также приема необходимых материалов и сменного оборудования для безотказной эксплуатации оборудования плавильного корпуса.
Технические характеристики оборудования подробно и детально описаны в справочных изданиях, в том числе разливочные краны различной грузоподъемности, стенды для ковшей и траверс, а также изложницы, гидравлические кантователи и натяжные станции конвейерных разливочных машин. Разливочные машины и их технические характеристики, устройства для открывания и закрывания леток, разливочные ковши и тележки разливочных ковшей и пресса для дробления слитков на складах готовой продукции изложены в справочниках.
При выборе числа печей исходят из установки в одном цехе количества печей кратного двум, ограничиваясь при этом 4...8 печами. Число печей кратное двум выбирается из условий, что на 2 печи обычно устанавливается одна разливочная машина, две печи можно обслуживать одним дозировочным пунктом шихтоподачи.
При расчете оборудования шихтового пролета необходимо прежде всей принять технологическую схему подготовки исходного сырья. При этом определить необходимость дробления, фракционирования, сушки, способы транспортировки, дозирования.
Известно, что схема подготовки сырья полностью определяется маркой и видом ферросплава. После разработки схемы подготовки материалов необходимо определить общую потребность цеха в шихтовых материалах, чтобы выбрать транспортное, дробильное, сортировочное, сушильное оборудование соответствующей производительности. Для подготовки необходимо использовать справочную информацию, приведенную в таблицах 11, 12, 13, 14
Таблица 11 – Насыпная масса некоторых шихтовых материалов по практическим данным АЗФ
Шихтовый материал |
Насыпная масса, т/ м3 |
Шихтовый материал |
Насыпная масса, т/ м3 |
Кварцит |
1,6 |
Руда марганцевая |
2.0 |
Стружка железная |
1,2 |
Шлак малофосфористый |
1,7 |
Руда хромовая |
2,4 |
Агломерат марганцевый |
2.0 |
Известь |
1,2 |
Агломерат железорудный |
1,8 |
Известняк |
1,4 |
Плавиковый шпат |
1.7 |
Феррохром передельный |
3,0 |
Силикомарганец передел. |
3,0 |
Ферросилиций ФС75 |
1,5 |
Ферросиликохром |
2.2 |
Уголь древесный |
0,2 |
Коксик |
0,5 |
Уголь каменный |
0,9 |
Полукокс |
0,7 |
Таблица 12 - Рекомендуемая вместимость и грузоподъемность кранов, устанавливаемых в шихтовых пролетах ферросплавных цехов с печами различной мощности по практическим данным АЗФ
Характеристика кранов, грузоподъемность т/емкость грейфера, м |
Мощность печи, MB* А |
||||||
3,5 |
5 |
16,5 |
24 |
33 |
48 |
63 |
|
10/1,5 |
Мр, СК ФМн-с/у, ФХ-с/у, н/у |
Мр, СК, ФМн-с/у, ФХ-с/у, н/у |
ФСХ, ФХ-у, ФМн-у, СМн |
|
|
|
|
10/2 |
|
|
ФС |
ФС |
|
|
|
15/3,1 |
ФМн-с/у, ФХ-с/у, н/у |
ФМн-с/у ФХ-с/у, н/у |
ФСХ, ФХ-у ФМн-у, СМн, ФС |
ФСХ, ФХ-у, ФМн-у, СМн, ФС |
ФСХ, Фх-у |
ФСХ |
|
15/4 |
|
|
ФС |
ФС |
ФС20-75 |
|
|
15/5,3 |
|
|
|
|
ФС20-75 |
ФС20-75 |
ФС20-75 |
20/4,3 |
|
|
ФСХ, ФХ-у, ФМн-у, СМн |
ФХ-у, ФМн-у, СМн |
ФСХ, ФХ-у, ФМн-у, СМн |
ФСХ, ФХ-у ФМн-у, СМн |
ФСХ |
30/10 |
|
|
|
|
ФСХ, ФХ-у, ФМн-у, СМн ФС20-75 |
ФСХ, ФХ-у, ФМн-у, СМн ФС20-75 |
ФСХ, ФХ-у, ФМн-у, СМн ФС20-75 |
* Условные обозначения: Мр - металлический марганец, СК - силикокальций, ФМн - ферромарганец, Фх - феррохром, ФСХ - ферросиликохром, СМн - силикомарганец, ФР - ферросилиций, у - высокоуглеродистый, с/у - среднеуглеродистый, н/у - низкоуглеродистый.
Обычно выпуск сплава и шлака производится одновременно. Металл выпускается в футерованные ковши, а шлак перетекает в чугунные шлаковые чаши. Дальнейшая разливка сплава производится на разливочных машинах. Однако, независимо от принятой технологии разливки и подготовки сплава схема рас чета количества кранов в разливочном пролете и складе готовой продукции одинакова.
Прежде всего, необходимо составить сменную или суточную загруженность крана на основе подробного хронометража выполняемых основных и вспомогательных операций, вынужденных перерывов в работе.
Таблица 13 - Загруженность крана разливочного пролета в смену при производстве ферросплавов по практическим данным АЗФ
№ п/п |
Наименование операций |
Средний баланс рабочего времени |
|
мин |
% |
||
|
I. Производственная работа |
418 |
87,1 |
|
а) Основная |
285 |
59,4 |
1. |
Зацепка ковша |
46 |
9,6 |
2. |
Транспортировка ковша |
51 |
10,6 |
3. |
Установка ковша на разливочную машину |
27 |
5,6 |
4. |
Снятие ковша с разливочной машины |
23 |
4,8 |
5. |
Очистка ковша от насылей |
91 |
19,0 |
6. |
Установка ковша |
47 |
9,8 |
|
б) Вспомогательная работа |
120 |
25,0 |
1. |
Подготовка посуды |
4 |
0,8 |
2. |
Подача песка, глины |
22 |
4,6 |
3. |
Подача прутьев и других инструментов |
22 |
4,6 |
4. |
Снятие цепи и одевание траверсы |
6 |
1,2 |
5. |
Снятие траверсы и одевание цепи |
5 |
1,1 |
6. |
Подача электродной массы |
5 |
1,1 |
7. |
Переезды |
22 |
4,6 |
8. |
Транспортировка и уборка отходов |
24 |
5,0 |
9. |
Перевозка кожухов |
3 |
0,6 |
10. |
Перевозка траверс |
8 |
1,7 |
11. |
Перевозка ремонтного инструмента |
6 |
1,2 |
|
в) Подготовительно-заключительная работа |
13 |
2,7 |
1. |
Прием смены |
8 |
1,7 |
2. |
Сдача смены |
5 |
1,0 |
|
II. Перерыв в работе, не зависящий от исполнителя |
62 |
12,9 |
1. |
Регламентированный отдых |
24 |
5,0 |
2. |
Организационные причины |
38 |
7,9 |
|
а. ожидание соседнего крана |
13 |
2,7 |
|
б. ожидание груза |
25 |
5,2 |
ИТОГО: |
480 |
100,0. |
|
Таблица 14 - Плотность жидких ферросплавов по практическим данным АЗФ
Сплав |
ФС20 |
ФС25 |
ФС45 |
ФС65 |
ФС75 |
ФМп78 |
СМн17 |
МФШ |
Плотность, т/м3 |
6,0 |
5,7 |
4,6 |
3,4 |
2,8 |
6,5 |
5,7 |
4,0 |
На рисунке 20-23 приведены варианты компоновки оборудования в ферросплавных цехах с печами различной мощности и различной формы плавильной ванны ферросплавной печи.
I – разливочный пролет, II – печной пролет, III – трансформаторный пролет, 1 – Электропечь, 2 – Бункерная эстакада, 3 – Трансформатор
Рисунок 20. Ферросплавный цех с печами малой мощности до 16,5 МВА цех№2 АЗФ
I – разливочный пролет, II – печной пролет, 1 – Разливочная машина, 2 – Ковш, 3 - Трансформатор, 4 – Скиповая шихтоподача, 5 – Электропечь
Рисунок 21. Ферросплавный цех с печами средней мощности от 16,5 до 63 МВА
I – разливочный пролет, II – печной пролет, 1 – Электропечь, 2 – Разливочная машина, 3 – Ковш, 4 – Конвейерная шихтоподача, 5 - Трансформатор 6 - Эстакада
Рисунок 22. Ферросплавный цех с прямоугольными печами большой мощности (более 63 МВА) цех №6 АЗФ
I – разливочный пролет, II – печной пролет, 1 – Электропечь, 2 – Разливочная машина, 3 – Ковш, 4 – Конвейерная шихтоподача, 5 - Трансформатор 6 - Эстакада
Рисунок 23. Ферросплавный цех с круглыми печами большой мощности (более 63 МВА)
Примеры решения задач к практическому занятию
Исходные данные:
Рассчитать оборудование ферросплавного цеха.
Тип ферросплава – углеродистый феррохром
Годовая производительностью 100 тыс.тонн в год
Удельный расход шихтовых материалов на тонну сплава:
Хромовая руда – 1,99 т
Кварцит – 0,254 т
Коксик – 0,433 т
Время разгрузки вагона – 3 мин
Ширина разгрузочной щели валковой дробилки – 0,02 м
Длина валка дробилки – 2 м
Диаметр валка – 0,6 м
Ширина сита – 1,8 м
Число выпусков на смене с одной печи – 4
Кратность шлака – 1,2, плотность шлака – 3,8 т/м3
Длина рабочей части разливочной машины - 70м
Скорость движения машины - 7м/мин
Количество мульд - 176
Объем одной мульды для V=0,0135 м3
Решение:
Количество печей рассчитывается по формуле
Годовое потребление активной электроэнергии по формуле принятой на АЗФ.
(103)
Таблица 15 – Удельные расходы электроэнергии и сos для выплавки 1 тонны различных ферросплавов, кВт*ч/т
Вид ферросплава |
Wуд |
сos |
Ферросилиций: 45%-ный ФС45 |
4689 |
0,84
|
Ферросилиций: 65%-ный ФС65 |
7347 |
0,80-0,91
|
Ферросилиций: 75%-ный ФС75 |
8840 |
0,84 |
Ферросиликохром ФСХ48 |
5930 |
0,87 |
Углеродистый феррохром ФХ800 |
3920 |
0,87 |
Силикомарганец См17 |
4180 |
0,80 |
Углеродистый ферромарганец ФМн78 |
3840 |
0,78 |
Силикокальций СК30 |
11800 |
0,78 |
где:
Wуд – удельный расход электроэнергии (для углеродистого феррохрома 3500 кВт∙ч/т, для прочих ферросплавов смотрите в таблице 15)
G – годовая производительность печи, тонн.
Активная мощность проектируемой печи.
(104)
где:
К1 – коэффициент учитывающий на планово-предупредительный ремонт, принимаем 0,985;
К2 – коэффициент на средний ремонт, принимаем 0,98;
К3 – коэффициент на капитальный ремонт, принимаем 0,96;
К4 – коэффициент использования установленной мощности, принимаем 0,95.
365∙24 – число дней в году
Полезная мощность, выделяемая электрическим током в сопротивлении ванны по формуле принятой на АЗФ.
(105)
где:
ηэ – электрический КПД, принимаем равный 0,9.
а) бесшлаковые процессы
0,83-0,86 - для печи с открытой ванной,
0,87-0,90 - для печи с закрытой ванной при мощности 10-30 МВА,
0,90-0,92 - для печи с закрытой ванной при мощности 60-75 МВА;
б) шлаковые процессы
0,90-0,92 - для печи с круглой ванной,
0,98 -для печи с прямоугольной ванной.
Номинальная мощность печи S’ (кВА) равна по формуле принятой на АЗФ:
=
40845 / 0,9 = 45383 кВА (106)
где:
cos - коэффициент мощности (табл.1).
Номинальную мощность трансформатора Sтp (кВА) принимаем из соотношения
Sтp = (1,2-1,3) * S' = 1,2 * 45383 = 54460 кВА (107)
Из имеющегося ряда печей принимаем 3 печи HG-20000 с номинальной мощностью трансформатора 20000 кВА. Запас мощности 20000 * 3 – 54460 = 5540 кВА. Желательно принимать для одного цеха печи одинаковой мощности, т.к. это облегчает компоновку оборудования.
Таблица 16 – Технические характеристики ферросплавных печей Сианской компании электрической технологии OOO «Бан Дэ Сы»
Модель печи |
Вид ферро-сплава
|
Номиналь-ная мощность трансфор-матора, (kVA) |
печь диаметр (mm) |
высота печи, мм |
Вторичная сторона напряжения трансфор-матора, (V) |
Диаметр электрода, мм |
Удельный расход электро-энергии, кВт*ч/т |
HK-1000 |
Si75 |
1000 |
2750 |
1200 |
~75 |
450 |
9200 |
HC-1000 |
CaSi |
1000 |
2700 |
1350 |
~75 |
440 |
13500 |
HI-1800 |
Si |
1800 |
2800 |
1500 |
76-92 |
400 |
13000 |
HM-1800 |
Mn3-5 |
1800 |
3600 |
1400 |
78-99 |
550 |
3400 |
HS-1800 |
MnSi |
1800 |
3400 |
1400 |
78-99 |
530 |
4500 |
HK-1800 |
Si75 |
1800 |
2900 |
1350 |
76-92 |
520 |
9000 |
HR-1800 |
CrSi |
1800 |
3000 |
1350 |
78-99 |
480 |
5200 |
HG-1800 |
Cr4-5 |
1800 |
3000 |
1350 |
78-99 |
480 |
3500 |
HC-1800 |
CaSi |
1800 |
3000 |
1500 |
76-96 |
500 |
13000 |
HD-1800 |
CaC |
1800 |
3000 |
1350 |
78-99 |
500 |
3000 |
HI-3000 |
Si |
3000 |
3100 |
1700 |
76-116 |
450 |
13000 |
HM-3000 |
Mn3-5 |
3000 |
4200 |
1800 |
84-112 |
650 |
3400 |
HS-3000 |
MnSi |
3000 |
4000 |
1700 |
84-112 |
630 |
3500 |
HK-3000 |
Si75 |
3000 |
3600 |
1600 |
84-112 |
600 |
8800 |
HR-3000 |
CrSi |
3000 |
3600 |
1800 |
84-112 |
580 |
5200 |
HC-3000 |
Casi |
3000 |
3600 |
1800 |
84-112 |
580 |
13000 |
HD-3000 |
CaC |
3000 |
3800 |
1700 |
84-112 |
600 |
3000 |
HI-6000 |
Si |
6000 |
4600 |
1900 |
104-132 |
500 |
13000 |
HM-6000 |
Mn3-5 |
6000 |
5300 |
2100 |
104-132 |
820 |
3350 |
HS-6000 |
MnSi |
6000 |
5100 |
2100 |
104-132 |
800 |
4450 |
HK-6000 |
Si75 |
6000 |
4700 |
1900 |
104-132 |
780 |
8800 |
HR-6000 |
CrSi |
6000 |
4700 |
1900 |
104-132 |
740 |
5200 |
HG-6000 |
Cr4-5 |
6000 |
4800 |
1900 |
104-132 |
740 |
3500 |
HD-6000 |
CaC |
6000 |
4800 |
1900 |
104-132 |
760 |
3000 |
HM-9000 |
Mn3-5 |
9000 |
6200 |
2400 |
101-143 |
950 |
3200 |
HS-9000 |
MnSi |
9000 |
6000 |
2300 |
101-143 |
920 |
4500 |
HK-9000 |
Si75 |
9000 |
5100 |
2000 |
101-143 |
900 |
8700 |
HR-9000 |
CrSi |
9000 |
5100 |
2000 |
101-143 |
880 |
5100 |
HG-9000 |
Cr4-5 |
9000 |
5300 |
2000 |
101-143 |
880 |
3400 |
HD-9000 |
CaC |
9000 |
5600 |
2000 |
101-143 |
900 |
2900 |
HM-12500 |
Mn3-5 |
12500 |
7100 |
2800 |
109-158 |
1100 |
|
HS-12500 |
MnSi |
12500 |
7000 |
2700 |
109-158 |
1070 |
|
HK-12500 |
Si75 |
12500 |
5800 |
2400 |
109-158 |
1030 |
|
HR-12500 |
CrSi |
12500 |
5800 |
2200 |
109-158 |
1000 |
|
HG-12500 |
Cr4-5 |
12500 |
5800 |
2400 |
109-158 |
1000 |
|
HM-20000 |
Mn3-5 |
20000 |
9100 |
3650 |
118-193 |
1350 |
|
HS-20000 |
MnSi |
20000 |
8700 |
3500 |
118-193 |
1300 |
|
HK-20000 |
Si75 |
20000 |
6800 |
2500 |
124-172 |
1200 |
|
HR-20000 |
CrSi |
20000 |
6500 |
2350 |
124-172 |
1150 |
|
HG-20000 |
Cr4-5 |
20000 |
6800 |
2700 |
124-172 |
1150 |
|
HM-25000 |
Mn3-5 |
25000 |
9700 |
3900 |
139-229 |
1450 |
|
HS-25000 |
MnSi |
25000 |
9200 |
3800 |
139-229 |
1400 |
|
HK-25000 |
Si75 |
25000 |
7200 |
2600 |
139-229 |
1270 |
|
HR-25000 |
CrSi |
25000 |
6900 |
2550 |
139-229 |
1220 |
|
HG-25000 |
Cr4-5 |
25000 |
6000 |
2450 |
139-229 |
1220 |
|
HM-33000 |
Mn3-5 |
33000 |
10700 |
4500 |
151-241 |
1600 |
|
HS-33000 |
MnSi |
33000 |
10400 |
4350 |
151-241 |
1550 |
|
HK-33000 |
Si75 |
33000 |
7100 |
2950 |
151-241 |
1400 |
|
HR-33000 |
CrSi |
33000 |
7400 |
2850 |
151-241 |
1350 |
|
HM-45000 |
Mn3-5 |
45000 |
11700 |
4500 |
175-265 |
1750 |
|
HS-45000 |
MnSi |
45000 |
10400 |
4800 |
175-265 |
1700 |
|
HK-45000 |
Si75 |
45000 |
8800 |
3250 |
175-265 |
1550 |
|
HR-45000 |
CrSi |
45000 |
8500 |
3200 |
175-265 |
1500 |
|
Расчет оборудования шихтового пролета
Общий запас шихтовых материалов по формуле принятой на АЗФ
Q = qc ∙ Σc ∙K (108)
где:
qc – суточный расход материалов по цеху, т
Σc – нормативный запас материалов, сутки. Принимаем 7 суток.
К – коэффициент неравномерности поступления грузов 1,2÷1,4
qc = qo ∙ Пс (109)
где:
Qo – расход материала на 1т сплава, т.
Пс – производительность цеха, суточная.
Запас хромовой руды.
q
х.р.руды=
350 – номинальных суток работы в году.
Qх.р.руды = 568,57 ∙ 7 ∙ 1,3 = 5174 т
Запас коксика
qкоксика
=
Qкоксика = 123,7 ∙ 7 ∙ 1,3 = 1125,8 т
Запас кварцита
qкварцита
=
Qкварцита = 72,57 ∙ 7 ∙ 1,3 = 660,4 т
Расчет размеров складских помещений
Длина закрытого грейферного склада с железнодорожной колеей проходящей по средине пролета для типового склада с шириной пролета а=30 и высотой штабеля hш=3м
Склад хромовой руды
Lхр.руды
=
(110)
где:
h3 – глубина закрома (Принимаем 4 м)
Lхр.руды=
где:
γ – насыпная масса хромовой руды = 2,40 т/м3
Склад коксика
Lкоксика
=
=12,5
метров
где:
γ – насыпная масса коксика = 0,5 т/м3
Склад кварцита
Lкварцита
=1,6
метра
где:
γ – насыпная плотность кварцита 1,6 т/м3
Определение количества вагоопрокидователей.
Суточная производительность по формуле принятой на АЗФ
Пво=
(111)
где:
Tn – время неизбежных простоев по данным АЗФ 50% календарного времени Tn=1440 ∙ 0,5=720мин
Тв – время разгрузки одного вагона – принимает 3 минуты.
60 – вес шихты в одном вагоне, т
число вагоноопрокидователей.
hв.о.=
(112)
Пв.о.=
(113)
Принимаем 1 вагоноопрокидователь.
Определение количества дробилок
Технологическая производительность дробилки кокса по формуле принятой на АЗФ
Пдр = 60 ∙ F ∙ ω ∙ Ψ (114)
где:
F – площадь поперечного сечения выходящего материала, м2
ω - окружная скорость, м/мин
Ψ – коэффициент разрыхления материала = 0,2
F = Lb ∙ (21+a) = 2 ∙ (2 ∙ V+0.01) = 0,06 м3 (115)
где:
l – ширина разгрузочной щели = 0,02 м
а = 0,5 ∙ l = 0,5 ∙ 0,02 = 0,01 м
Lb – длина валка = 2м
ω = ∙ ДВ ∙ n (116)
где:
Дв – диаметр валка = 0,6м
n – число оборотов валка в минуту n=55÷230 об/мин (принимаем 100 об/мин)
ω = 3,14 ∙ 0,6 ∙ 100 = 188,5 м/мин
Пдр = 60 ∙0,06 ∙188,5 ∙ 0,2 = 135 м3/час
Суточная производительность дробилки
Пдр.сут= Пдр ∙ 24 ∙ 0,75 * = 135 ∙ 24 ∙ 0,75 * 0,5 = 1215 т/сутки. (117)
где:
0,75 - коэффициент использования оборудования.
Число дробилок кокса
n=
(118)
Принимаем 1 дробилку
Определение количества классифицирующего оборудования
Производительность плоского грохота по формуле принятой на АЗФ
Пгр=3600 ∙ Ψ ∙В ∙h ∙V ∙γ, (119)
где:
Ψ - коэффициент наполнения сита (Принимаем 0,5)
В - ширина сита. По заданию 1,8м.
h - толщина слоя. Принимаем 0,04м
V - скорость возвратно-поступательного движения грохота
Принимаем 0,1м/сек
γ - насыпная масса кокса - 0,5т/м3
Пгр = 3600 ∙ 0,5 ∙ 1,8 ∙ 0,04 ∙ 0,1 ∙ 0,5 = 6,48 т/ч
Суточная производительность грохота
Пгр.сут = Пгр ∙24 ∙0,75 = 6,48 ∙24 ∙0,75 = 116,64т/сутки
Количество грохотов
nгр
=
Пдр.сут
/
Пгр.сут
=
Принимаем 11 грохотов.
Определение количества транспортного оборудования
Производительность ленточного конвейера по формуле принятой на АЗФ
Пк = 3600 ∙F ∙ V ∙ γ, (120)
где:
F - Площадь поперечного сечения непрерывного слоя=0,5x0,1=0,05м2
V - скорость движения транспортной ленты – 1м/с
γ - насыпная масса=0,5 т/м3
Пкхр.руды = 3600 ∙ 0,05 ∙1 ∙ 2,4 = 432 т/ч
Суточная производительность
Пк. хр.рудыс. = 432 ∙ 24 ∙ 0,75 =7776 т/сутки
Число конвейеров
n=
Qх.р.руды
/ Пк.
хр.рудыс.
=
Расчет кранов шихтового отделения
Для производства углеродистого феррохрома на печи 20 МВА принимаем кран с характеристикой грузоподъемность, т/емкость грейфера, м3 - 15/3,1 по данным АЗФ
Количество кранов
nкр=
,
(121)
Пп.с.
=
где:
Пп.с. – производительность печи в сутки
уд – количество хрономинут на подачу для выплавки 1т сплава кр.мин/т
840 – длительность работы крана (2 смены по 7 часов)
уд
=
,
(122)
γш – насыпная масса шихты, расходуемой на выплавку 1т сплава
γш = Σ γi ∙qi= 2,4 ∙ 0,743 + 1,6 ∙ 0,0948 + 0,5 ∙ 0,1617 = 2,015 т/м3
γi – насыпная масса компонента шихты
qi – удельный расход компонента
Ψ – коэффициент заполнения грейфера = 0,8
τ – длительность одной крановой операции = 3 мин
tуд
=
nпр=
Принимаем 2 крана
Основание количества и грузоподъемности кранов в различном пролете и складе готовой продукции
nкр=
,
(123)
где:
tзад – общее время задолжености кранов в цеху
зад. = 480 * 4 * 3 * 3 = 17280 мин/сутки (124)
где:
4 – число выпусков в смену
3 – число обслуживаемых печей
3 – число смен в сутки
Количество кранов
Принимаем 12 кранов разливочного пролета
Обоснование емкости разливочного ковша, шлаковой чаши и приемного короба в складе готовой продукции
Емкость ковша для металла по формуле принятой на АЗФ
,
(125)
где:
Ппс – суточная производительность одной печи, т/сутки 100000 / (350 * 3 печи) = 95 тонн в сутки
ф – плотность ферросплава, т/м3 (90% от плотности твердого ферросплава, таблица 14)
К – коэффициент неравномерности выпусков 1,2
Ψ – коэффициент заполнения ковша=0,9
nпл – число плавок на печи за сутки
Емкость шлаковой чаши по формуле принятой на АЗФ
,
(126)
где:
Кш – кратность шлака=1,2
γш – плотность жидкого шлака – 3,8т/м3
Количество ковшей
nк = nn ∙ nпл ∙ 1,15 ∙ τ / 24 = 3 ∙12 ∙1,15 ∙4/24 = 6,9, (127)
где:
nn – число печей
nпл – число выпусков на одной печи за сутки
τ – время оборота одного ковша – 4 часа
1,15 – коэффициент запаса
Принимаем 7 ковшей
Количество шлаковых чаш по формуле принятой на АЗФ
nч = nn ∙ nпл ∙1,15 ∙τ /24 = 3 ∙12 ∙1,15 ∙6 / 24 = 10,35
где:
τ – время оборота чаши – 6 часов
Принимаем 11 чаш
Емкость короба в складе готовой продукции
,
(128)
где:
γтвмет=3,5т/м3
Количество коробов
nк = nn ∙ nпл ∙1,15 ∙τ / 24 =3 ∙ 12 ∙ 1,15 ∙3 / 24 = 5,17, (129)
где:
τ – время оборота короба 3 часа
Принимаем 6 коробов
Определение количества разливочных машин
Время на разливку одной плавки по формуле принятой на АЗФ
,
(130)
где:
l – длина рабочей части машины (Принимаем машину длиной 70м)
V – скорость движения машины (принимаем 7м/мин)
n – количество мульд, расположенных по рабочей длине машины n=176
,
(131)
где:
nуд – кол-во мульд, обеспечивающих прием металла одной плавки
V – объем одной мульды для V=0,0135 м3
Ψ – коэффициент заполнения смульды 0,7
mпл
– масса плавки =
т
Количество однолеточных разливочных машин по формуле принятой на АЗФ
,
(132)
где:
τном – номинальное время работы машины в сутки = 1320 мин
Принимаем 1 разливочную машину.
Контрольные вопросы:
Описать основные объемно-планировочные решения современных ферросплавных цехов
Описать важнейшие операции мостовых кранов разливочного пролета ферросплавных цехов
Описать разрез ферросплавного цеха с печами малой и средней мощности
Описать разрез ферросплавного цеха с печами большой мощности с круглыми и прямоугольными печами
Задания на СРС:
Рассчитать оборудование ферросплавного цеха.
Исходные данные |
вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Годовая производительность, тыс.тонн |
100 |
120 |
200 |
75 |
90 |
700 |
550 |
350 |
800 |
1000 |
Тип ферросплава |
Фх |
ФСХ |
СК |
ФМн |
ФС45 |
ФС65 |
Фх |
ФМн |
ФС75 |
СМн |
Удельный расход шихтовых материалов на тонну сплава, т/т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Руда |
2,0 |
1,78 |
1,8 |
3,3 |
- |
- |
1,9 |
3,9 |
- |
4,0 |
Коксик |
0,5 |
0,46 |
0,7 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,36 |
0,8 |
0,65 |
Кварцит |
0,3 |
0,7 |
0,9 |
- |
0,7 |
1,5 |
0,4 |
- |
1,9 |
0,12 |
Известь |
- |
- |
0,2 |
0,7 |
- |
- |
- |
0,55 |
- |
0,1 |
Уголь |
0,2 |
0,3 |
- |
0,3 |
0,1 |
0,1 |
0,3 |
0,1 |
0,22 |
0,33 |
Время разгрузки вагона, мин |
2 |
1 |
3 |
4 |
5 |
4 |
3 |
2 |
3,5 |
4,5 |
Ширина разгрузочной щели валковой дробилки, м |
0,02 |
0,015 |
0,03 |
0,03 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,02 |
0,012 |
Длина валка дробилки, м |
2 |
2,5 |
1 |
1,7 |
1,3 |
0,9 |
1 |
2 |
3,1 |
2,2 |
Диаметр валка, м |
0,9 |
1,1 |
0,4 |
0,7 |
1,9 |
2,2 |
1,7 |
1,5 |
1,3 |
1,1 |
Ширина сита, м |
1,2 |
1,8 |
1,4 |
0,9 |
1,9 |
2,1 |
1,2 |
2,2 |
1,8 |
2,8 |
Число выпусков на смене с одной печи |
2 |
3 |
1 |
4 |
2 |
1 |
2 |
2 |
3 |
4 |
Кратность шлака / плотность шлака, т/м3 |
0,8 / 3,5 |
1,8 / 3,9 |
0,2 / 2,2 |
0,6 / 2,9 |
0,1 / 3,1 |
0,15 / 3,3 |
2,1 / 3,7 |
2,3 / 3,5 |
0,12 / 3,0 |
0,8 / 3,3 |
Длина рабочей части разливочной машины, м |
35 |
45 |
60 |
90 |
70 |
25 |
75 |
90 |
120 |
38 |
Скорость движения машины, м/мин |
5 |
6 |
7 |
8 |
3 |
5 |
4 |
10 |
9 |
2 |
Количество мульд |
75 |
80 |
120 |
220 |
180 |
43 |
160 |
230 |
300 |
58 |
Объем одной мульды, л
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
* Условные обозначения: СК - силикокальций, ФМн - ферромарганец, Фх - феррохром, ФСХ - ферросиликохром, СМн - силикомарганец, ФС45, 65, 75 - ферросилиций
Рекомендуемая литература:
Основная литература
Гладких В.А., Гасик М.И., Овчарук А.Н., Пройдак Ю.С. Проектирование и оборудование электросталеплавильных и ферросплавных цехов: Учебник. – Днепропетровск: Системные технологии, 2004. – 736 с.
Торговец А.К., Шишкин Ю.И., Артыкбаев О.А. Основы проектирования металлургических цехов. Учебное пособие. – Алматы: НИЦ «Гылым», 2007. – 187с.
Сажин Ю.Г., Романтеев Ю.П. Проектирование металлургических цехов и предприятий. – Алматы: КазНТУ, 2011 – 87с.
Форма отчетности
Оформление материалов по решению поставленных задач в виде СРС с приложением графического материала, использованного во время практического занятия по заданию преподавателя.
