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

показатели работы доменного цеха отвечали лишь 70% его проектной мощности [49], что не могло не сказаться на показателях работы конвертерных цехов этого заво­ да, в которых даже при существующем темпе производ­ ства простои из-за отсутствия чугуна составили около 2% календарного времени. Такое положение, естествен­ но, не является оправданным и поэтому указанные про­ стои не должны учитываться при определении показате­ лей кислородно-конвертерного процесса в различных проектных проработках и перспективных расчетах.

В результате специально проведенного анализа фак­ тических данных о текущих простоях агрегатов (без учета простоев по организационным причинам) в отече­ ственных и зарубежных кислородно-конвертерных це­ хах1 для каждого из них установлена довольно четкая прямо пропорциональная связь между общей продолжи­ тельностью текущих простоев и фактическим временем работы.

Фактическое время для одних и тех же производст­ венных условий2 не является постоянным и при варьи­ ровании параметрами процесса (цикл плавки, стойкость футеровки, цикл холодного ремонта); оно может коле­ баться в довольно широком диапазоне значений, что не­ избежно влечет за собой изменение продолжительности текущих простоев. В результате для любого конкретного цеха однозначное определение их величины исключено. Поэтому в расчетах более целесообразно оперировать не показателями суммарной продолжительности теку­ щих простоев, а их удельной величиной, определяемой как отношение текущих простоев к фактическому вре­ мени работы агрегатов. Последняя для каждого из кон­ кретных условий производства является величиной пра­ ктически постоянной.

Представляет интерес зависимость удельной величи­ ны текущих простоев от емкости агрегатов. Подобная зависимость получена в результате анализа и последую­ щей статистической обработки показателей работы 26 отечественных и зарубежных кислородно-конвертерных цехов (рис. 4). При этом учитывались некоторые конст­ руктивные особенности технологического оборудования,

40

в частности наличие или отсутствие в рассматриваемых цехах котлов-утилизаторов. Корреляционные выражения представленных на рис. 4 зависимостей удельной вели­ чины текущих простоев от емкости агрегатов имеют вид: для цехов с котлами-утилизаторами

тического времени работы агрегатов, сут­ ки/сутки;

G — емкость конвертеров, т.

Рост удельной величины текущих простоев с увели­ чением емкости агрегатов обусловлен в основном более тяжелыми условиями эксплуатации последних, а также

большей продолжительностью отдельных ремонтов обо­ рудования.

Полученные по уравнениям (2) и (3) значения теку­ щих простоев, отнесенных к единице фактического вре­

классической системе, с перекрытием циклов или в це­ хах со съемными ретортами.

При классической системе работы агрегатов в балан­ се времени наряду с текущими простоями значительную долю занимают холодные ремонты; общая продолжи­ тельность последних в отечественных цехах составляет 2—20% календарного времени (табл. 9).

Существующее в мировой практике многообразие конструкций реторт, способов охлаждения футеровки,

Рис. 5. Зависимости продолжительности ремонтов по заме­ не футеровки кислородных конвертеров от емкости их:

42

разрушения сработанной и обжига новой футеровки, а также технологий кладки ее и ряд причин организацион­ ного порядка обусловливают колебания в широких пре­ делах фактической продолжительности операций по за­ мене футеровки т^р даже при одной емкости агрегатов (рис. 5).

Как показал анализ опубликованных и заводских данных за период с 1963 по 1970 г., имеется довольно четкая тенденция к постоянному сокращению продолжи­ тельности ремонта по замене футеровки в результате совершенствования ремонтного оборудования, техноло­ гии кладки, организации ремонтов и т.д. [50—52]. По>

в настоящее время показателям, которые соответствуют

Уравнения (2)—(4) позволяют определить удельную продолжительность текущих простоев и цикл холодного ремонта, отвечающие нормальным условиям работы кис­ лородно-конвертерных цехов во всем диапазоне сущест­ вующих емкостей агрегатов, что является необходимым при расчете балансов времени работы и производитель­ ности конвертеров. При этом такие параметры, как про­ должительность цикла плавки и стойкость футеровки, должны определяться в тесной увязке с конкретными производственными условиями.

Из-за существующих различий в конфигурации ре­ торт, конструкции и качестве кладки, выплавляемом сор­ таменте, технологии передела, составе шихтовых мате­ риалов, параметрах продувки, качестве и типах охлади­ телей, темпе производства и качестве применяемых огне­ упоров однозначное определение стойкости футеровки как функции емкости агрегатов по фактическим данным мировой практики исключено. Влиянию же указанных факторов на характер и степень износа футеровки приме­ нительно к конкретным условиям работы отдельных кис­ лородно-конвертерных цехов в отечественной и зарубеж­ ной практике уделяется большое внимание; поэтому

ровке цеха, специфическая схема грузопотоков, опреде­ ленный порядок действия агрегатов, обусловливающий непрерывность или некоторую цикличность в выдаче слитков в прокатные цехи. В мировой практике кисло­ родно-конвертерного производства в настоящее время наибольшее распространение получила планировка цеха, предусматривающая организацию работы по так назы­ ваемой классической системе. Она предполагает стацио­ нарную установку конвертеров на рабочих стендах, на которых также производятся холодные ремонты, связан­ ные с заменой рабочего слоя футеровки при ее износе. Поэтому при классической системе работы цеха боль­ шое влияние на технико-экономические показатели ока­ зывает стойкость футеровки. Ее величиной определяют­ ся не только затраты в себестоимости по статье «Теку­ щий ремонт и содержание основных средств», но и все условно постоянные расходы. Она влияет также на ве­ личину удельных капитальных затрат.

При классической системе конвертер может нахо­ диться в резерве, если достигнутый уровень производст­ венно-технических показателей обеспечивает выполнение условия, когда l/(N—1) продолжительности кампании конвертера превышает продолжительность цикла холод­ ного ремонта:

44

конвертеров в резерве обусловливают при классической системе наиболее низкий по сравнению с другими ста­ леплавильными переделами коэффициент использова­ ния оборудования. При достигнутом в цехах уровне про­ изводственно-технических показателей имеется лишь одна возможность увеличения коэффициента использова­ ния оборудования и годовой производительности — это отказ от нахождения конвертера в резерве. В этом слу­ чае в цехе могут работать периодически все установлен­ ные конвертеры, т. е. становится возможной работа аг­ регатов с перекрытием цикла плавки. Но это не всегда является экономически оправданным, так как требуются дополнительное оборудование и системы в сталеплавиль­ ном и смежных цехах с учетом возникающих при этом пиковых нагрузок. В последнее время работа агрегатов с перекрытием циклов, являющаяся как бы разновидно­ стью классической системы, нашла применение в кисло­ родно-конвертерном производстве в Японии.

Вмировой и отечественной практике накоплен доста­ точно большой опыт эксплуатации кислородных конвер­ теров, установленных на стационарных стендах, но со сменными ретортами. При такой системе конвертер с из­ ношенной футеровкой снимается со стенда и с помощью мостового крана или напольных транспортных средств перемещается в ремонтное отделение, откуда тем же способом доставляется на рабочий стенд резервный кон­ вертер. Поскольку при этом холодные ремонты и время простоя в резерве не входят в баланс времени работы агрегатов, то по сравнению с классическим вариантом возрастает их производительность.

Впроектной и исследовательской практике при оп­ ределении статей баланса времени работы и годовой производительности агрегатов при различных исходных производственно-технических показателях приходится выполнять, как правило, громоздкие расчеты. Однако этого можно избежать, применяя номограммы, постро­ енные по зависимостям, вытекающим из основного ба­ лансового уравнения использования конвертера:

45

т т . п — продолжительность текущих простоев, сутки; тх .р —продолжительность холодных ремонтов, сут­

отвечает условиям работы агрегатов с перекрытием цик­ лов или с заменой реторт, а при классической системе работы соответствует идеальному случаю, когда продол­ жительность цикла отдельного холодного ремонта ока­

гарантирующую при существующем уровне всех прочих

должительности цикла отдельного холодного ремонта на

ла агрегата, представляющую собой суммарную продол­ жительность кампании конвертера и операций по замене футеровки:

(K — R) 1440 ( 9 )

46

цехов (классическая система, работа агрегатов с пере­

ность выполнения операций по смене реторты на рабо­ чем стенде и R = 0 дает суммарную продолжительность выполнения этих операций в календарном году.

Зависимость времени нахождения конвертеров в ре­ зерве (R) от параметров процесса вытекает из балансо­ вого уравнения (6) при условии, что суммарная продол­ жительность фактического времени работы агрегатов и текущих простоев при классической системе, когда имеется резерв или обеспечивается непрерывность рабо­ ты (N—1) из N установленных в цехе конвертеров, со­ ставляет (N—l)/N календарного времени. Эта зависи­ мость имеет вид

бота агрегатов с перекрытием циклов. Когда R<0, цикл холодного ремонта превышает lf(N—1) продолжитель­ ности кампании конвертеров и в цехе со стационарными

Математическое выражение зависимости, отражаю­ щей связь фактического времени работы агрегатов с производственно-техническими показателями процесса, вытекает из балансового уравнения (6) при замене

47

Тогда формулу для определения общей продолжи­ тельности текущих простоев в календарном году можно представить в виде

Для определения статей баланса времени работы аг­ регатов и их производительности нет необходимости в построении номограмм по каждому из приведенных вы­ ше уравнений. Так, для классической системы работы цеха с резервом достаточно иметь номограмму, позволя­ ющую устанавливать продолжительность нахождения конвертеров в резерве (рис. 6), а также номограмму, по которой определяют годовую производительность агре­ гатов; по последней в качестве промежуточного пара­ метра устанавливают фактическое время их работы

48