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

затраты в области низких температур посада увеличиваются из-за возрастания относительно-постоянных расходов вви­ ду резкого снижения производительности нагревательных колодцев и удорожания затрат по топливу. Если при посаде в ячейку рекуперативного колодца 70—80 т металла с тем­ пературой 700° С расходы по топливу составляют 0,469,

а условно-постоянные затраты — 0,581 руб./т, то при поса­ де этого же количества металла, нос температурой 600°С — 0,553 и 0,750 руб./т соответственно. При этом производи­ тельность ячейки снижается на 4,5—5,0 т/ч, или 15—18%.

Таким образом, температура посада слитков и загружен­ ность ячеек оказывают значительное влияние на эффек­ тивность работы нагревательных колодцев в обжимных це­ хах. Улучшение этих показателей является настоятельной необходимостью для повышения экономичности использо­ вания действующих блюмингов и слябингов.

В то же время детальный анализ структуры всада слит­ ков в нагревательные колодцы за отдельные месяцы их ра­ боты по металлургическим заводам показывает, что на пред­ приятиях отрасли в этом вопросе резервы еще далеко не исчерпаны. В качестве примера приведем данные по одному из металлургических заводов УССР. На этом предприятии в среднем за месяц полновесные садки составляют только 20,1%. В 30,5% случаев в ячейки осуществляют посад шес­ ти, а в 2,9% — пяти слитков. Среднее число нагреваемых отливок в одной ячейке, исходя из приведенной структуры всада, составляет 6,84%, а коэффициент использования ем­ кости колодца равен 0,855.

Температура посада слитков в данном случае также не­ достаточно высокая. Около 30% всего нагреваемого металла поступает в ячейки с крайне низкой температурой 500— 700° С, а полное использование тепла сталеплавильного передела наблюдается только в 13,8% случаев. В результате средняя температура посада слитков не превышает на заво­ де 775° С. Кроме того, более 25% всада являются неполными и низкотемпературными. Все это говорит о том, что в

43

обжимных цехах имеются реальные возможности увеличения производительности колодцев, сокращения расхода топлива и затрат на нагрев металла.

Как известно, температура посада слитков определяется в основном временем передвижения составов с горячим ме­ таллом из сталеплавильного цеха к обжимному. Иссле­ дования показывают, что потеря температуры слитков спокойных марок сталей в среднем за 10 мин составляет 20— 25° С в первые 4 часа после разливки и 13—15° С — в по­ следующие часы. Задержки же в продвижении составов с кипящим металлом от конца разливки до начала раздева­ ния на 0,5 ч снижают температуру слитков на 60—75° С в первые два часа после разливки и на 35—40° С — в по­ следующие часы. Раздетый слиток кипящей стали за одну минуту охлаждается в среднем на 2,5—3,5° С, т. е. каждая потерянная минута при его транспортировке без изложни­ цы равносильна снижению производительности нагрева­ тельного колодца на 0,2—0,3%. Отсюда понятно стремле­ ние ускорить подачу слитков.

На металлургических заводах с целью достижения более высокой температуры посада металла, подаваемого на ко­ лодцы блюмингов и слябингов, разработаны и широко ис­ пользуются регламентированные режимы обработки и пе­ редвижения сталеразливочных составов [30]. Нормирова­ ние этих операций позволило в последние годы значительно повысить температуру посада слитков и улучшить на этой основе, экономику обжимно-заготовочного производства. Однако достигнутые результаты могли быть выше, если бы вопросу соблюдения регламентированных режимов уделя­ лось больше внимания. В этой связи следует отметить, что еще на многих предприятиях, особенное мартеновским пере­ делом, установленные нормативы подачи горячих слитков к нагревательным колодцам нарушаются и выполняются не полностью.

Регламентированный режим обработки и передвижения составов нарушается по ряду причин, основной из которых

44

является неравномерность выпуска плавок в сталеплавиль­ ных цехах. На ее долю приходится 65—67% всех задер­ жек. По данным фотохронометража на одном из заводов по 104 составам, поданным к нагревательным колодцам за 72 ч, общее суммарное превышение времени обработки и передвижения по сравнению с нормативом составило 179,65 ч. Из них 117,92 ч задержек произошло из-за неравномер­ ности выпуска плавок по мартеновским печам, что привело к увеличению длительности транспортировки в среднем каждого состава на 117,92 : 104 = 1,145 ч.

Разливка плавок некроющим стопором, падение излож­ ниц, поломка тележек, занятость ячеек и т. п. также суще­ ственно влияют на время передвижения составов. Например, задержки в продвижении горячих слитков из-за залива жид­ ким металлом составов и путей, отсутствия вспомогатель­ ных тележек в стрипперном отделении, падения изложниц и т. п. в период наблюдения достигли около 62 ч, а в расчете

на один состав ■ = 0,6 ч, что равносильно дополнитель­

ной потере температуры порядка 50—60°С. Указанные причины носят, как правило, организационный характер и могут быть устранены или значительно сокращены улучше­ нием организации и технологии производства на соответству­ ющих участках.

И . все же основным резервом повышения температуры слитков при посаде является достижение равномерного рас­ пределения выпуска плавок во времени и по печам. Анализ работы мартеновских цехов показывает, что запланирован­ ные суточные графики выпусков стали из печей фактически выполняются только в 45—55% случаев. В результате вы­ дача составов из разливочного пролета происходит преиму­ щественно с малыми интервалами, слитки не сразу поступа­ ют в обработку, в результате чего снижается их темпера­ тура.

Нарушение графиков выпусков происходит в основном по следующим причинам:

45

из-за несвоевременной подачи шихтовых материалов, чугуна в завалку и составов под разливку (20—25% вре­ мени задержек);

ввиду завалки печей легковесной шихтой и отсутствия в цехе достаточного количества стального лома (28—31%); в связи с мелкими неполадками в работе, связанными с ремонтом сталевыпускного отверстия, заливкой путей, несвоевременной подачей шлаковых чаш и т. п. (10—12%). Следовательно, более равномерный выпуск плавок во времени и по печам может быть достигнут при соблюдении стандарта шихтовых материалов и своевременной их подаче к сталеплавильным агрегатам, улучшении пакетирования лома, устранении мелких неполадок в работе мартеновских цехов и задержек в продвижении обработанных составов со слитками к нагревательным колодцам, еще более широком использовании кислорода и других интенсификаторов, т. е. решением, главным образом, ряда организационных во­

просов.

При более ритмичной работе сталеплавильного цеха на колодцах и блюминге может быть получен существенный экономический эффект. Например, при стабилизации на одном из металлургических заводов Донбасса интервала между очередными выпусками плавок на уровне 0,45—0,50 ч

ла, а расходы по переделу сократятся на 0,065 руб./т. Из-за-неритмичной подачи слитков из мартеновских це­

хов к нагревательным колодцам блюмингов и слябингов и связанного с ней падения температуры посада в обжимных цехах на каждом металлургическом заводе возникают до­ полнительные потери, выражающиеся в снижении произ­

46

водительности средств нагрева металла на 8—І2%, увели­ чении затрат на топливо на 20—25, уменьшении объема про­ изводства заготовок в среднем на 10, удорожании себестои­ мости проката на 3—4% [37].

Приведенные данные свидетельствуют об относительно высоком экономическом эффекте, который может быть до­ стигнут на предприятиях отрасли при организации ритмич­ ной работы сталеплавильных цехов. Низкая ритмичность мартеновского производства на современном этапе его раз­ вития в значительной степени объясняется несовершенством методов оперативного планирования и отсутствием надеж­ ных средств соблюдения графиков протекания производ­ ственных процессов.

Следует, однако, признать, что колеблемость числа пла­ вок в различные часы суток нельзя полностью отнести за счет неритмичной работы мартеновских цехов. В последнее время решению этих вопросов посвящен ряд исследований. В связи с .тем, что равномерный выпуск плавок во времени и по печам осуществить принципиально трудно, предлага­ ются новые методики составления комплексных графиков производства против его хода [35]. Они позволяют органи­ зовать оптимальную очередность выдачи составов из раз­ ливочного пролета при создавшейся ситуации и обеспечить более полное использование тепла предыдущего передела. Заслуживают внимания разработки по прогнозированию хода производственного процесса в мартеновских цехах, осуществленные в Харьковском инженерно-экономическом институте [37]. Их практическое применение даст возмож­ ность существенно повысить температуру посада слитков на металлургических заводах.

В условиях, когда ритмичность работы современных мартеновских цехов в основном определяется совершенством

низации производства и труда. Он должен быть включен в

47

систему 'отчетных показателей и учитываться в расчетах по премированию и материальному стимулированию. Таким показателем может быть ритмичность работы печей, вклю­ чающая равномерность выпуска плавок как во времени, так

ипо заказам [11].

Сцелью изыскания путей улучшения использования

емкости колодцев важно рассмотреть влияние первичных факторов производства на загруженность ячеек.

Среднее за определенный период времени * число год­ ных слитков п0 кипящего и спокойного металла на одном

пом; у — отношение количества слитков неподорванных и нераздетых в стрипперном отделении (включая недолив и брак) к общему числу поданных для обработки; Як — коли­ чество ковшей металла, выплавленного всеми печами за рас­ сматриваемый промежуток времени.

Из уравнения (29) следует, что при постоянной номи­ нальной емкости ячеек и относительно стабильной массе слитка основным фактором, лимитирующим загруженность нагревательных устройств обжимного цеха, является масса плавки по годному, определяемая массой садки, угаром

* За минимальный промежуток времени принят месяц. Это связа­ но с тем, что в сталеплавильных цехах рассматриваемые параметры учи­ тываются в месячном разрезе.

48

емкости ячеек ke достигает при этом 0,86—0,87, Кроме того, 28—30% плавок по малым печам и 36—38—по больше­ грузным являются легковесными, что снижает загружен­ ность колодцев блюминга до 84—85%.

На выход годной стали в сталеплавильных цехах ока­ зывает влияние множество различных факторов: масса металлической садки, угар металлошихты, расход кис­ лорода и окислителей, мар­ ка выплавляемой стали.

Так, например, при увели­ чении массы садки на Ют в условиях 600 т мартено­ вской печи ее производи­ тельность возрастает на

1,2% [2].

ек в среднем на 1,0—2,0%. Изменение на металлургических заводах угара шихты по месяцам от 6 до 11 % подтверждает наличие имеющихся резервов его снижения. Отходы ме­ талла с литниками и скрапом колеблются от 1,5 до 2% и существенного влияния в месячном разрезе на использо­ вание емкости ячеек не оказывают.

‘ Авторами не ставилась задача детального освещения вопроса повышения выхода годного в сталеплавильных це­ хах. В то же время значительное колебание этого показа­ теля по отдельным месяцам (87—90%) и по печам (82—90%) свидетельствует о реальных возможностях его улучшения.

50

С целью изыскания путей улучшения использования емкости нагревательных колодцев важно также рассмотреть причины неподрывания и нераздевания слитков в стрипперном отделении. Анализ сменных рапортов обработки стале­ разливочных составов в стрипперном отделении на одном из заводов за 3 месяца (3887 составов) позволил классифи­ цировать вышеуказанные причины, установить их структуру и определить абсолютное количество слитков, уходящих с основного горячего потока металла (табл. 9 и 10). Из при­ веденных данных видно, что в среднем ежемесячно блюмин­ гу недодается более 200 горячих слитков кипящей и оі оло 450—спокойной стали, что составляет 1,6—1,7% общего количества отлитого металла.

Неподрывание и нераздевание слитков вызваны упуще­ ниями в технологии и организации производства. Так, например, обрыв уха или цапфы утеплителя, недолив, корот­ кая головная часть слитка, обрыв прибыли, заливка метал­ лом надставки и изложницы являются следствием наруше­ ния технологии разливки стали, в частности, результатом разливки некроющим стопором.

Разливка некроющим стопором — еще довольно рас­ пространенное явление. Этим способом разливают на неко­ торых предприятиях 20—25% выплавляемого металла. Являясь явным нарушением технологического процесса, такая разливка возникает, как показал анализ цеховых Данных, в результате неправильной установки стопоров (26,7% случаев), некачественной их наборки (19,5%), от­ рыва пробки при открытии стопора (17,6%), длительной выдержки ковшей с металлом до начала разливки (24,8%), скола сферической части пробки (10,6%) и других мелких неполадок при разливке (1,8%). При соблюдении техноло­ гии наборки и установки стопоров, регламентированной выдержки металла в ковшах такая разливка может быть полностью упразднена. Это позволит в данном случае до­ полнительно подавать обжимному цеху 180—200 горячих слитков в месяц.

Таблица 9

53

52