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

Ниже приведен тепловой режим работы 600-т мар­ теновской печи в период доводки при интенсификации процесса кислородом:

Скорость подъема температуры ванны в период до­ водки при существующем тепловом режиме работы печи равна 1,25 град/мин. В этих условиях с повышением тем­ пературы ванны на каждые 20 град потребуется увеличе­ ние продолжительности плавки на 16 мин, что соответст­ вует снижению годовой производительности агрегата в среднем на 3,2%. Снижение стойкости футеровки марте­ новских печей (и соответственно увеличение удельного расхода огнеупоров на текущий ремонт и заправку) при­ нималось пропорциональным увеличению продолжитель­ ности плавки. Расход сжатого воздуха и кислорода был

475

установлен по необходимой продолжительности нагрева и фактическому их расходу в единицу времени. Расход охлаждающей воды принят пропорциональным измене­ нию годовой производительности.

Исходя из данных МИСиС и ИЧМ (г. Днепропет­ ровск) о затратах по статьям расходов по переделу при выплавке в 600-г мартеновской печи углеродистой стали рядового сортамента, установлена условно постоянная доля указанных затрат, примерно равная 32,4% от об­ щей их суммы, не включающей в себя расходы на топли­ во, огнеупоры для текущего ремонта и энергозатраты (кроме пара и электроэнергии). В расходах по переделу для мартеновского цеха с целью обеспечения возможно большей сопоставимости их с расходами в конвертерном цехе расход изложниц, принадлежностей к ним и поддо­ нов принят одинаковым с конвертерным. Затраты на услуги транспортных цехов исчислены пропорционально количеству расходуемых на 1 г жидкой стали основных и добавочных материалов (при этом за основу принима­ лись данные по конвертерному цеху).

При определении затрат по статье «Амортизация» ис­ ходили из средней фактической нормы амортизационных отчислений в современных мартеновских цехах (6%) и стоимости цеха. Последняя получена расчетом 1 на осно­ ве фактических данных о балансовой стоимости марте­ новского цеха завода «Криворожский металлургический завод» с пятью печами емкостью 650-г, имеющего прак­ тически одинаковую годовую производительность с при­ нятым в исследовании цехом с шестью 600-г печами.

Установленная стоимость мартеновского цеха в соста­ ве шести 600-г печей составляет 30,2 млн. руб., или 138% по отношению к стоимости конвертерного цеха. Эти дан­

ний при определении капиталоемкости. Изменение себе­ стоимости мартеновской стали за счет условно постоян­ ных затрат составляет при дополнительном нагреве ван­

При расчете удельных капиталовложений на строи­ тельство объектов общезаводского хозяйства, обслужи-

1 Ввиду отсутствия фактических данных.

476

Производство изложниц, принадлеж­ ностей к ним и поддонов * . . . .

Раздевание слитков и подготовка составов **

Транспортное хозяйство

вающих мартеновский цех, за основу принимался их уро­ вень, отвечающий нормальным условиям работы кисло­ родно-конвертерного цеха в составе трех 100—300-т конвертеров (см. табл. 40). Для мартеновского цеха пе­ ресчет указанных затрат производился в соответствии с коэффициентами, представляющими фактическое соотно­ шение удельных (на тонну жидкой стали) прямых и кос­ венных услуг1 каждого из объектов общезаводского хо­ зяйства мартеновскому и кислородно-конвертерному це­ хам в условиях Криворожского металлургического заво­ да (табл.130).

По данным об изменении себестоимости и удельных капитальных затрат при перегреве металла в печи перед выпуском (см. табл. 129) был произведен расчет измене­ ния приведенных затрат, которые увеличиваются на ~0,23 руб/т при дополнительном нагреве ванны в пери­ од доводки на каждые 20^ С.

1 Под прямыми здесь подразумеваются услуги вспомогательного цеха или хозяйства завода непосредственно сталеплавильному цеху, а под косвенным — услуги, оказываемые вспомогательному цеху или хозяйству прочими объектами общезаводского хозяйства.

477

Сопоставление по приведенным затратам возможно­ стей рассматриваемых переделов в осуществлении пере­ грева металла дает некоторые преимущества кислород­ но-конвертерному процессу, для которого приведенные затраты в диапазоне температур перегрева от 30 до 70° оказываются меньшими, чем для мартеновского произ­ водства, соответственно на 16,5—12,5%.

илом. Однако независимо от соотношения цен на чугун

илом эффективность перегрева плавок в кислородном конвертере будет увеличиваться с ростом температур перегрева.

Для каждой емкости разливочного ковша существу­ ет максимально допустимая продолжительность выпус­ ка из него металла, которой соответствует определенная весовая скорость непрерывной разливки. Разливка плав­ ки на УНРС становится возможной, если конструктив­ ные особенности установки (количество ручьев, конст­ рукция зоны вторичного охлаждения и других узлов) и сортамент профилеразмеров литых заготовок обеспе­ чивают достижение весовых скоростей разливки, превы­ шающих минимально допустимую ее величину для дан­ ной массы плавки. С увеличением массы плавок, разли­ ваемых на одной и той же установке, уменьшается возможность производства заготовок небольших по­ перечных сечений.

Связь между максимально допустимой массой плав­ ки и отвечающими ей размерами прямоугольного сече­ ния непрерывных литых заготовок применительно к ус­ ловиям работы двухмашинных двухручьевых УНРС вер­ тикального исполнения представлена на рис. 109. За основу при определении весовых скоростей разливки, по которым в соответствии с размерами сечений литых за­ готовок определялась1 максимально допустимая масса

1 С учетом максимально допустимой продолжительности выпус­ ка металла из ковшей емкостью 100 и 250 т, по данным Гипромеза, соответственно равной 90 и 120 мин. Для промежуточных значений емкостей ковшей допустимое время разливки принималось условно, по линейной интерполяции.

478

плавки, принимались хорошо согласующиеся с факти­ ческими данные ЦНИИЧМ . Как видно из рис. 109, при разливке плавки спокойной углеродистой стали из ков­ ша емкостью 150 т можно получать на установках типа

Рис. 109. Связь между размерами прямоугольного сечения литых за­

479

конвертерного цеха Д широкий сортамент литых заго­

Для ковша емкостью 300 т производство заготовок прямоугольного сечения толщиной до 200 мм на указан­ ных выше установках вообще невозможно. Разливка та­ ких плавок на заготовки, толщина которых превышает 200 мм, возможна лишь в том случае, если соотношение размеров поперечного сечения заготовки оказывается достаточно большим; например, для заготовок толщиной

присущими указанным процессам особенностями плани­

стали включает в себя решение проблемы организации высокопроизводительного процесса с обеспечением мак­ симальной загрузки мощностей разливки и бесперебой­ ной выдачи заготовок в прокатные цехи. Рациональная организация производства в цехах с непрерывной раз­ ливкой стали предполагает максимально возможную в конкретных условиях совместимость сталеплавильного процесса с процессом разливки, во многом определяе­ мую темпом работы сталеплавильных агрегатов и про­ должительностью цикла разливки плавок на УНРС. Су­ ществующее соотношение этих параметров в кислород­ но-конвертерном и мартеновском производствах и осо­ бенности планировки таких цехов приводят к большим различиям в организации производства, а также в соста­ ве и загруженности дорогостоящего кранового оборудо­ вания и оборудования УНРС.

Ранее указывалось, что эффект от совмещенной ра­ боты конвертеров и УНРС оказывается несравненно бо­ лее высоким, чем при совмещенной работе УНРС с мар­ теновскими и электросталеплавильными печами [256, 258]. Однако количественная оценка этого до настояще­ го времени не была произведена.

480

* В н ас т оящее время эти показатели значительно улучшены . Б л а г о д а р я увеличению массы садки и сокращению продолжительности цикла плавки в 1971 г. цех достиг годовой производительности 3,04 млн. т.

Исследование влияния непрерывной разливки стали на эффективность применения этого метода в кислород­ но-конвертерном и мартеновском цехах проводилось на основании данных цеха Д, поскольку здесь накоплен до­ статочно большой опыт совмещенной работы кислород­ ных конвертеров с УНРС, и всю выплавляемую сталь разливают непрерывным способом.

При оценке эффективности совмещенной работы кис­ лородных конвертеров и мартеновских печей с УНРС рассматривались цехи в составе трех конвертеров емко­ стью 100—130 г и шести мартеновских печей емкостью 600 т, имеющих приблизительно одинаковую годовую производительность (табл. 131).

Показатели продолжительности цикла плавки и го­ довой производительности мартеновских печей (см. табл. 131) отвечают фактически достигнутым, учитыва­ ющим для мартеновских печей интенсификацию процес­ са подачей кислорода в факел и ванну. При исследова­ нии приняты одинаковая для конвертерного и мартенов-

ского цехов планировка отделений непрерывной разливки

Уже при предварительной оценке возможностей раз­ ливки металла из ковшей большой емкости и учете осо­ бенностей планировочных решений рассматриваемых це­ хов выявляется ряд недостатков, ухудшающих показа­ тели мартеновского производства при совмещенной работе сталеплавильных агрегатов с УНРС. Так, для мар­ теновских печей принятой емкости сортамент типораз­ меров литых заготовок значительно уже, чем в конвер­ терном цехе, где разливка плавок производится из ков­ шей емкостью 130 т (табл. 132). Поэтому, чтобы можно было провести сопоставление, типоразмеры литых за­ готовок, которые невозможно получить при разливке тяжеловесных плавок, не рассматривались.

Отношение продолжительности мартеновской плавки к средней расчетной продолжительности ее разливки на УНРС равно 4,8, в то время как в конвертерном цехе оно составляет величину порядка 0,8. Это создает гораз­ до большие предпосылки для осуществления непрерыв­ ной разливки подряд нескольких плавок на установках конвертерного цеха. Последнее позволяет наиболее пол­ но использовать установленные в цехе мощности непре­ рывной разливки стали, а также повысить выход годно­ го за счет сокращения количества обрези непрерывных заготовок и скрапа в промежуточных ковшах, приходя­ щегося на 1 г годных заготовок.

Выпуск стали из мартеновской печи в два ковша тре­ бует для приема каждой плавки двух подготовленных установок, тогда как выпуск конвертерной плавки тре­ бует одну УНРС. Это сказывается на составе отделений непрерывной разливки и их стоимости. При прочих рав­ ных условиях число резервных установок1 в мартенов­ ском цехе будет вдвое большим, чем в конвертерном, особенно, когда производственная программа представ­ лена широким сортаментом типоразмеров литых загото­ вок и требует частой перестройки УНРС на отливку но­ вого сечения.

1 УНРС, находящиеся на планово-предупредительных и капи­ тальных ремонтах.

482

в отличие от конвертерного цеха требуется их переста­ новка со стендов перед мартеновскими печами на сталевозы, передающие ковши на УНРС. Однако и при ли­ нейном расположении УНРС вдоль фронта мартеновских печей, как показали выполненные Гипромезом про­ ектные проработки этого варианта, мартеновский пере­ дел не имеет ни технологических, ни экономических пре­ имуществ. Поэтому в исследовании такая планировка мартеновского цеха с непрерывной разливкой стали не рассматривалась.

Число установок в отделениях непрерывной разливки конвертерного и мартеновского цехов определялось на основании графиков совмещенной работы сталеплавиль­ ных агрегатов с УНРС, а не по максимально возможной производительности одной установки. Такая производи­ тельность может быть достигнута в условиях строгой синхронизации выпусков и разливки плавок, когда ин­ тервалы между выпусками плавок при учете продолжи­ тельности транспортировки ковша на установку, равны или кратны машинному времени разливки1 плавки на УНРС. В таком случае становится возможной разливка всех плавок методом «плавка на плавку», причем число плавок, разливаемых подряд за один цикл разливки на УНРС, будет определяться стойкостью разливочных ста­ канов и стопоров промежуточных устройств. Однако на практике цехи работают фактически со значительными колебаниями интервалов выпуска плавок, что зачастую приводит к сближению по фазе или полному совпаде­ нию выпусков по времени сразу на нескольких агрега­ тах. Вероятность возникновения в цехе таких ситуаций тем больше, чем больше установленных в нем сталепла­ вильных агрегатов и чем короче интервалы выпуска плавок.

Чтобы учесть эти обстоятельства и представить орга­ низацию производственного процесса с максимально воз­ можным приближением к реальным цеховым условиям, при исследовании в результате статистической обработ­ ки данных плавочного контроля установлены величина отклонений продолжительности цикла плавки от сред­ них его значений, а также характер распределения пла-

1 Без учета продолжительности ввода затравки и извлечения хвостовой части непрерывной заготовки.

484