книги из ГПНТБ / Роменец, В. А. Технико-экономический анализ кислородно-конвертерного производства

кампанию футеровки оказывается большим, чем при при­ менении I I программы. В результате суммарная продол­ жительность подготовительно-заключительных операций (очистка поверхности футеровки от настылей, подготов­ ка торкрет-установки к работе, отвод газовой горелки по окончании обжига торкретированных участков футеров­ ки) при торкретировании по I программе выше за кам­ панию, чем по I I , что приводит к большей продолжи­ тельности приходящихся на плавку простоев агрегатов на горячих ремонтах, а следовательно, и к большему1 снижению их годовой производительности. Приблизи­ тельно пропорционально количеству проводимых за кам­ панию циклов торкретирования изменяется количество потерь торкрет-материалов в результате частичного их отскакивания при нанесении на поверхность рабочей фу­ теровки, что приводит к увеличению их удельного рас­

тельной. В силу отмеченных выше преимуществ примене­ ние I I программы торкретирования признано в мировой практике наиболее рациональным [196]. Поэтому в даль­ нейшем при анализе технико-экономических показателей первый вариант торкретирования не рассматривается.

Для упрощения расчета баланса времени и произво­ дительности агрегатов при работе с применением тор­ кретирования целесообразно затраты времени на выпол­ нение операций по наварке и обжигу торкретированных участков футеровки учитывать как межплавочные про­ стои агрегатов в продолжительности фактического вре­ мени, не выделяя их в балансе времени в отдельную группу простоев. На основании опубликованных данных о продолжительности выполнения операций по наварке и обжигу торкретируемых участков футеровки 220-7- кис­ лородных конвертеров фирмы Ford Motor Со в Дирборне (США) произведен расчет затрат времени на выполнение указанных операций применительно к условиям работы агрегатов емкостью 100—130 т. При этом отношение пло­ щади торкретируемых участков футеровки к поверхности рабочего объема реторт выше уровня ванны принято

1 В соответствии с проведенными расчетами на 2,0—2,5%.

301

одинаковым для 220- и 100—130-г конвертеров, а про­ должительность выполнения операций торкретирования принята пропорциональной соотношению поверхностей рабочих объемов реторт указанной емкости, которое ока­ зывается равным 1,0:1,8. Расчет баланса времени ра­ боты агрегатов и производительности цехов произведен с учетом рассмотренной выше методики определения исходных показателей'.

В конкретных производственных условиях, которым отвечают вполне определенные конструкция кладки и объем рабочей футеровки, стойкость последней и удель­ ный расход огнеупоров при работе без торкретирования определяются скоростью разрушения футеровки на уча­ стке максимального ее износа. В данном случае степень равномерности износа футеровки не оказывает влияния на величину удельного расхода огнеупоров, а определяет лишь количество отходов кирпича при холодных ремон­ тах. Однако в условиях, когда имеет место работа агре­ гатов с использованием в качестве огнеупорного покры­ тия торкрет-материалов, фактор равномерности износа, характеризующий разгар футеровки за кампанию, оказы­ вается решающим в определении графика проведения программы торкретирования и возможного в результате этого повышения стойкости футеровки. Увеличение стой­ кости футеровки (в плавках) при применении торкрети­ рования по абсолютной величине отвечает частному от деления остаточной толщины футеровки в месте наи­ меньшего ее износа (при обычной работе без торкрети­ рования) на скорость износа огнеупоров на данном уча­ стке футеровки. С ростом степени равномерности износа возможности в увеличении стойкости футеровки путем торкретирования снижаются.

Определение возможного увеличения стойкости футе­ ровки в результате торкретирования проводилось на ос­ новании фактических данных о характерном разгаре футеровки 100—-130-г конвертеров НЛМЗ .

Средние значения скоростей износа огнеупоров рабо­ чей футеровки и других показателей, определяющих воз­ можное увеличение стойкости при торкретировании и

1 При этом за основу принимались производственно-технические показатели работы агрегатов: т п л = 40 мин, т х р = 3 суток, т т п = = 0,12 сутки/сутки.

302

расход торкрет-материалов, рассчитывали .по каждому

виях плавного изменения профиля износа футеровки по высоте не оказывает заметного влияния на результаты расчетов. Среднее значение скорости износа огнеупоров (в мм за плавку) по каждому ряду кладки на различных горизонтах рабочего пространства определялось как частное от деления сработанного за кампанию слоя футе­ ровки 1 на выраженную в плавках ее стойкость. Получен­ ные данные позволили установить характер изменения средних значений скоростей износа огнеупоров по высоте

в конце кампании установлена теоретически возможная стойкость по рядам кладки на различных горизонтах ра­ бочего пространства реторты. Максимальное значение теоретически возможной стойкости (1500 плавок) имеет место в расположенных ниже уровня ванны рядах клад­ ки. Такое увеличение стойкости в результате торкрети-

Рис. 94. Средние значения скоростей износа рабочей футеровки кон­ вертера на различных горизонтах

1 Определялся как разность между толщиной рабочей футеровки в начале и в конце кампании.

303

рования отвечает идеальному случаю, когда при продол­ жительности кампании футеровки 1970 плавок (против 470 плавок при работе без торкретирования) коэффици­ ент использования огнеупоров рабочей футеровки горло­ вины и стен оказывается равным примерно 100%. Тех­ нико-экономические показатели работы агрегатов находятся в прямой связи с масштабами применения торкретирования'.

С расширением масштабов торкретирования, с одной стороны, сокращается удельный расход огнеупоров и за­ трат на текущие ремонты, а с другой — увеличиваются продолжительность цикла плавки2 , удельный расход тор­ крет-материалов, энергозатрат и других расходов на тор­ кретирование. Степень влияния масштабов торкретиро­ вания на изменение уровня указанных показателей неодинакова. Поэтому при оценке эффективности торкре­ тирования по сравнению с обычной работой рассматри­ ваются несколько вариантов увеличения стойкости путем торкретирования в диапазоне 100—1500 плавок.

установлено по данным о толщине навариваемого за кам­

отп

По каждому из вариантов общая толщина наваривае­ мого за кампанию слоя торкрет-футеровки определялась как произведение скорости разрушения такой футеровки3 на выраженное в плавках увеличение ее стойкости в ре­ зультате торкретирования. При этом скорость разруше­ ния торкрет-футеровки, полученная расчетным путем по опубликованным данным о работе конвертеров фирмы Ford Motor Со, оказывается равной 3,0—3,5 мм за плав-

1 Здесь и в дальнейшем под масштабами торкретирования по­ нимается выраженное в плавках увеличение путем торкретирования кампании футеровки против ее значений в обычных условиях работы.

2За счет горячих простоев на токретировании.

3На участке наибольшего износа.

304

ку, что в 2,0—2,3 раза превышает скорость износа огне­ упоров рабочей футеровки конвертеров НЛМЗ в зоне цапфенного пояса. В соответствии с проведенными по ранее рассмотренной методике расчетами, учитывающи­ ми существующие различия в параметрах рабочего прост­ ранства реторт емкостью 100—130 и 220 г, продолжи­ тельность цикла торкретирования при послойном нанесе­ нии и обжиге торкрет-футеровки толщиной около 25 мм принята равной двум часам. Приходящиеся на плавку затраты времени на торкретирование, которые представ­ лены в табл. 66, установлены в соответствии с отмечен­ ным выше уровнем исходных показателей.

На основании данных об изменениях продолжитель­ ности цикла плавки (в результате простоев на торкре­ тировании футеровки) произведен расчет балансов вре­ мени работы и производительности агрегатов в цехах, работающих по классической системе и системе с заме­ ной реторт. Результаты указанных расчетов по рассмат­ риваемым вариантам увеличения стойкости футеровки представлены в табл. 66.

При классической системе, когда при наличии резерва обеспечивается непрерывность работы двух из трех уста­ новленных конвертеров, фактическое время работы агре­ гатов и их производительность не зависят от стойкости футеровки и определяются лишь продолжительностью цикла плавки при постоянстве всех прочих производст­ венно-технических показателей, а именно веса плавки и удельных текущих простоев. Повышение же стойкости футеровки путем ее торкретирования приводит в балансе времени работы лишь к увеличению резервного времени в результате сокращения суммарной продолжительности холодных ремонтов (табл. 66). Неизбежно связанное с применением торкретирования увеличение продолжи­ тельности цикла плавки, абсолютная величина которого в конкретных производственных условиях определяется лишь продолжительностью выполнения операций по на­ варке и последующему обжигу торкретированных участ­ ков футеровки, влечет за собой соответственное снижение годовой производительности агрегатов и цехов.

При работе по системе с заменой реторт изменение годового объема производства конвертерного цеха при прочих равных условиях определяется разностью между снижением производительности, которое в ы з ы в а е т с я ро-

305

тирования практически одинаковой (рис. 95). С повыше­ нием стойкости футеровки путем торкретирования раз­ ница в степени снижения годового объема производства цехов, работающих по классической системе и с заменой реторт, изменяется в диапазоне повышения стойкости от 100 до 1500 плавок в пределах от 0,4 до 1,1%.

В целом снижение годового объема производства по сравнению с его уровнем при обычной работе без торкре­ тирования составляет в рассматриваемом диапазоне из­ менения стойкости футеровки 21,6 и 20,5% соответствен­ но в цехах, работающих по классической системе и с за­ меной реторт. При работе с перекрытием циклов снижение годовой производительности цеха, вызываемое увеличе­ нием продолжительности цикла плавки при торкретиро­ вании, в значительной мере компенсируется ростом годо-

J< 30

Рис. 95. Изменение при торкретировании продолжительности цикла плавки и годового объема производства цехов относительно уровня

308

вой производительности в результате сокращения про­ должительности холодных ремонтов с увеличением кампании футеровки при торкретировании. В результате снижение при торкретировании годового объема произ­ водства цеха по сравнению с его уровнем при обычной работе без торкретирования в рассматриваемом диапазо­ не изменения стойкости футеровки составляет около 1 0 % , т.е. приблизительно вдвое ниже, чем при класси­ ческой системе и системе работы цеха с заменой реторт.

Однако снижение уровня годовой производительности цехов при торкретировании еще не дает оснований для окончательных выводов об эффективности этого процес­ са, поскольку при этом возможны ситуации, когда эконо­ мия затрат на огнеупоры и текущие ремонты будет пре­ вышать увеличение затрат на торкрет-материалы, энер­ гозатрат в расходах по переделу и всех условно постоянных расходов на производство. При этом немало­ важное влияние на окончательные выводы будет оказы­ вать ценностной фактор и в первую очередь соотношение цен на огнеупоры и торкрет-материалы. Все экономиче­ ские расчеты настоящего исследования произведены на основе действующих цен на материалы и энергию.

Применение торкретирования практически не оказы­ вает влияния на структуру металлозавалки, выход год­ ного и расход добавочных материалов, поэтому при оп­ ределении сравнительной эффективности работы в обыч­ ных условиях и с применением торкретирования целесообразно оперировать лишь разницей в расходах по переделу, капиталоемкости производства и приведенных затратах.

Влияние торкретирования на расходы по переделу при выплавке углеродистой кипящей стали в кислород­ ных конвертерах для различных систем работы цехов представлено в табл. 67.

Возникающие при торкретировании изменения в за­ тратах на топливо и энергетические нужды обусловлены в основном увеличением условно постоянной доли ука­ занных затрат при сокращении годового объема произ­ водства цехов. Увеличение же расходов по указанным статьям в результате применения торкретирования (элек­ троэнергия, пар для обогрева торкрет-масс, топливо для обжига и вода на охлаждение газовых горелок), как показали специально проведенные расчеты, основанные

309

///.Основная и дополнительная за­

на опубликованных и производственных данных, несуще­ ственно и практически не оказывает влияния на измене­

и энергетические нужды на торкретирование не превыша­

При определении удельного расхода топлива на об­ жиг торкретированных участков футеровки исходили из расчетных данных о расходе торкрет-масс за кампанию, которые были получены в соответствии с картой разга­ ра футеровки и данными о повышении ее стойкости. По данным о суммарном расходе торкрет-материалов за кампанию, их средней теплоемкости в интервале темпе-

312