книги из ГПНТБ / Гребельный, В. И. Повышение эффективности работы нагревательных колодцев прокатных цехов

заработной плате, уходу, ремонтам и обслуживанию обо­ рудования меньше, чем на других рассматриваемых пред­ приятиях отрасли.

В табл. 7 представлены показатели, отражающие эф­ фективность эксплуатации рекуперативных колодцев с одной верхней горелкой. Этим типом нагревательных уст­ ройств снабжены отечественные блюминги 1300 мм, которые находятся в настоящее время в стадии освоения. Колодцы отапливаются коксодоменной смесью и работают на сухом шлакоудалении. Каждая группа включает 4 ячейки номи­ нальной емкостью 14—16 слитков. Из таблицы следует, что среди анализируемых металлургических предприятий высокие показатели в использовании колодцев достигнуты на блюминге № 2 «Криворожстали». Их часовая произво­ дительность составляет 67,0 т, а годовая — более 480 тыс. т. На Западно-Сибирском и Челябинском металлургических заводах пропускная способность ячеек в час на 13,0—14,0% меньше, чем на «Криворожстали». Более низкий уровень использования нагревательных устройств на этих предприя­ тиях вызван значительным удельным весом холодного всада, неполной загрузкой ячеек, малой оборачиваемостью колодцев. Это, в свою очередь, приводит к увеличенному расходу топлива и удорожанию нагрева металла.

Так, если на Криворожском металлургическом заводе затраты по топливу составляют 0,415 руб./т всада, то на Западно-Сибирском — 0,451, Челябинском — 0,575 руб./т. Рекуперативные колодцы с одной верхней горелкой на всех трех блюмингах 1300 вводились в эксплуатацию с не­ большим интервалом времени и имеют практически одина­ ковую сметную стоимость. Однако разный уровень их ис­ пользования обусловливает несоответствие в размере амор­ тизации на 1 т нагреваемого металла. На криворожском блюминге она равна 0,302 руб./т, в обжимных цехах Запад­ но-Сибирского и Челябинского заводов 0,497 и 0,431 руб./т. Аналогичная динамика расходов наблюдается и по другим статьям. В конечном итоге по рассматриваемым предприя-

Продолжение табл. 7

не эксплуатационных затрат на нагрев 1 т слитков, которые изменяются от 1,042 до 1,346 руб.

34

Таким образом, несмотря на сравнительно высокие показатели, достигнутые в процессе эксплуатации действу­

ющих типов нагревательных колодцев, уровень их использоваіїия и эффективность работы на отдельных металлурги­

ческих заводах имеют серьезные различия. Это свидетель­ ствует о наличии в обжимных цехах определенных внутри­

существующих мощностях, улучшить экономику блюмингов и слябингов.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА НАГРЕВА МЕТАЛЛА В ОБЖИМНЫХ ЦЕХАХ ЗА СЧЕТ РОСТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОЛОДЦЕВ И СНИЖЕНИЯ ЗАТРАТ ПО ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Увеличение производительности нагревательных устройств и снижение затрат на нагрев слитков — важнейшее направление повышения экономичности производства в от­ делении колодцев действующих обжимных цехов металлур­ гических заводов. Оно способствует сокращению текущих простоев блюмингов и слябингов, ускорению оборачивае­ мости средств нагрева металла, росту выпуска продукции без дополнительных капитальных вложений, снижению себестоимости проката.

Из рассмотренных показателей и сравнительного ана­ лиза эффективности работы нагревательных колодцев сле­ дует, что в конкретных организационно-технических ус­ ловиях производства увеличение их производительности и снижение затрат по эксплуатации может быть достигнуто повышением температуры посада слитков и загруженности ячеек, совершенствованием тепловых режимов нагрева И применением их рациональных вариантов, снижением

внутрисменных простоев камер и потерь производства с окалинообразованием.

Направления повышения эффективности использования средств нагрева металла и улучшения экономики обжимных цехов рассматриваются на примере работы регенеративных и рекуперативных колодцев блюмингов Макеевского и Енакиевского металлургических заводов.

ВЛИЯНИЕ НА ЭКОНОМИЧНОСТЬ РАБОТЫ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ КОЛОДЦЕВ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОСАДА СЛИТКОВ И ЗАГРУЖЕННОСТИ ЯЧЕЕК

Температура посада слитков и степень использования емкости ячеек оказывают непосредственное воздействие на производительность нагревательных колодцев, расход топ­ лива и другие технико-экономические показатели их работы.

Установление действительной продолжительности на­ грева слитков как основного параметра, определяющего все другие критерии эффективности эксплуатации колодцев, в функции указанных факторов связано со значительными трудностями ввиду сложности процесса нагрева металла в обжимных цехах. Время нагрева, рассчитанное по извест­ ным методикам, обычно отличается от практических дан­ ных, что заставляет проводить экспериментальные исследо­ вания.

В настоящее время длительность нагрева слитков в за­ висимости от температуры посада, числа и расположения в ячейке, марки стали и т. п. на заводах определяют опытным путем и фиксируют в инструкциях по нагреву металла. Однако это время нагрева следует рассматривать как тех­ нологически минимально возможное. В действительности оно, как правило, по ряду причин завышается, что сказы­ вается на фактической производительности колодцев и дру­ гих экономических показателях их функционирования. По­ этому только учет всех производственных ситуаций может

36

дать реальные результаты, позволяет вскрыть и использо­ вать имеющиеся внутрихозяйственные возможности.

Для оценки влияния температуры посада слитков и за­ груженности ячеек на эффективность процесса нагрева ме­ талла в обжимном цехе 6 течение месяца исследовалась ра­ бота вышеуказанных нагревательных колодцев. В резуль­ тате обработки данных по 438 нагревам горячего всада, как наиболее характерного для обжимных станов, уста­ новлено изменение производи­ тельности ячейки регенера­ тивного колодца непосред­ ственно под воздействием

отношение более существенно и составляет 3,0%, что объяс­ няется различным изменением времени нагрева при низких и высоких температурах посада. Между тем улучшение ис­ пользования емкости ячейки на 1% эквивалентно росту производительности нагревательного колодца на 0,7—0,8%, а недосаживание одного восьмитонного слитка до номиналь­ ного количества равносильно снижению пропускной спо­ собности ячейки на 0,5—1,2 т/ч.

В рекуперативных нагревательных колодцах повышение температуры посада (/„) на 10° С обеспечивает рост часовой производительности ячейки при tn = 600—700° С на 3,0— 3,1% и /п = 800—900° С — на 4,1—4,3%. С другой сторо­ ны, уменьшение массы всада металла в камеру на 8—10 т

37

снижает ее пропускную способность на 2—3 т/ч. Эти зако­ номерности вытекают из следующих уравнений регрессии, полученных для условий ЕМЗ (температура посада слитков 600—900° С, масса всада соответственно 70—80 и 90—100 т):

где Ря — производительность ячейки, т/ч.

Следовательно, с точки зрения увеличения часовой про­ изводительности нагревательных колодцев важно как повы­ шение температуры посада слитков, так и более полная загрузка ячеек.

Улучшение использования тепла сталеплавильного пре­ дела и емкости колодцев способствует сокращению удель­ ного расхода топлива. Изменение расхода условного топ­ лива на 1 т нагреваемого металла при различных температу­ ре посада и массе всада в регенеративных и рекуперативных колодцах для сталей с содержанием углерода до 0,7% по­ казано на рис. 2 и 3. Влияние на удельный расход условного тсплива температуры посада при различном всаде неоди­ наково. Так, например, в случае полного использования ем­ кости ячеек регенеративного колодца каждые 10° С потери температуры слитков приводят к увеличению удельного рас­ хода топлива примерно на 0,4 кг/т, а при нагреве 7 и 6 слит­ ков — соответственно на 0,5 и 0,6 кг/т (см. рис. 2). В то же время недопосад одного слитка, например, при температуре 900° С, повышает расход топлива на 2,4 кг/т, двух —

4,8 кг/т.

Эта закономерность резко изменяется в области низких температур посада (500—600° С), где наблюдается особенно большое различие в удельном расходе топлива в связи с недоиспользованием емкости колодцев. Последнее обстоя­ тельство объясняется тем, что производительность ячейки при нагреве 6, 7 и 8 слитков в силу различного характера влияния на нее массы всада и времени нагрева существенно

38

отличается в области низких температур посада металла. Если при tn = 900—1000° С часовая производительность при нагреве 7 и 8 слитков разнится всего на 1,0—2,0% (см. рис. 1), то при низких температурах это отклонение составляет 8—10%, т. е. в 4—5 раз больше. А так как при М = const gB — f (Ря) [уравнение (10)], то в области вы­

соких температур посада отличие в расходе топлива при неодинаковом всаде будет значительно меньше (2—3 кг/т),

чем при t„ = 500—600° С (6—8 кг/т).

В рекуперативных нагревательных колодцах при более полной загрузке камер (всад 90—100 т) повышение темпе­ ратуры посада на 10° С приводит к снижению расхода условного топлива в среднем на 0,5 кг/т и его увеличению в случае недоиспользования емкостных возможностей ячеек (рис. 3). Поэтому как с точки зрения производительности нагревательного устройства, так и экономии топлива особенно важным при низких температурах посада слит­ ков является более полное использование емкости ячеек.

39

В области же высоких температур посада недогруз ячеек существенного влияния на производительность нагрева­ тельного колодца не оказывает, хотя колебания в расходе топлива и в этом случае значительны.

На рис. 4 показано изменение коэффициента полезного действия камеры регенеративного колодца при различных

ператур 850—1000°С приия = = 6, 7 и 8 слитков свидетельствует о целесообразности улуч­ шения использования номинальной емкости нагревательных колодцев.

Необходимость и важность повышения температуры по­ сада слитков и загруженности ячеек с целью увеличения их производительности и экономичности работы подтвержда­ ются также изменением эксплуатационных затрат на на­ грев 1 т металла и себестоимости нагрева при том или ином значении исследуемых параметров.

Анализ производственных данных показывает, что с повышением температуры посада слитков на 10° С эксплу­ атационные расходы, связанные с нагревом металла в ре­ генеративных колодцах, сокращаются в среднем на 0,01 руб./т, в том числе за счет.относительно постоянной их

40

части — на 0,0045 руб./т; в рекуперативных —0,025 руб./т (рис. 5). Абсолютно же затрата по нагреву колеблются в первом случае от 1,04 (600° С) до 0,73 руб./т (900° С), во втором — от 1,6 (600° С) до 0,9 руб./т (900° С).

Более значительный ущерб от недоиспользования тепла горячего посада наблюдается с точки зрения себестоимости

личной массе всада дает основание полагать, что более экономично ячейки работают

в области высоких температур посада (рис. 6). Количество нагреваемых слитков существенного влияния на величину расходов по нагреву практически не оказывает. Однако в области низких температур посада (600—700° С), которые достаточно часто встречаются в обжимных цехах, неполная загрузка ячеек отрицательно сказывается на издержках производства и себестоимости проката. Так, например, в ус­ ловиях ЕМЗ каждое недосаживание в камеру 8—9 т металла, т. е. одного слитка, приводит к удорожанию затрат по нагре­ ву от 0,1—0,3 (600° С) до 0,08—0,15 руб./т (900° С).

41

Таблица 8

Себестоимость нагрева 1 т слитков в регенеративном колодце при различной температуре посада и среднем всаде 220—225 т, руб./т■

Аналогичный вывод следует также из корреляционных зависимостей, которые характеризуют изменение расходов по нагреву слитков S3, руб./т

снижаются в среднем на 0,006 руб./т. В то же время недо­ груз до номинального количества в ячейку одного 8-тонного слитка повышает себестоимость нагрева каждого из них

42