книги из ГПНТБ / Рябинький, Бронислав Яковлевич. Планирование и экономика металлургических заводов

ГЛАВА VI

ПЛАНИРОВАНИЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1. ОБЩАЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАРТЕНОВСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Производство стальных слитков в мартеновском щехе состоит из нескольких процессов, осуществляемых на ряде обособлен­ ных участков.

Всовременных мартеновских цехах основными участками производства являются: 1) шихтовый двор, 2) миксерное отде­ ление, 3) печной пролет, 4) разливочный пролет, 5) ковшевое хозяйство, 6) участок раздевания слитков, 7) двор изложниц.

Вмартеновском производстве ведущим в технологическом и экономическом отношениях процессом является плавка стали, осуществляемая в мартеновской печи. Подготовка шихты, ее транспортировка и загрузка в печь, а также разливка стали под­ чинены этому ведущему процессу.

Впроцессе плавки реализуется основная цель производ­ ства— передел чугуна и скрапа в сталь. Вместе с тем этот про­ цесс поглощает основную часть капитальных затрат и расходов по переделу.

Втабл. 55 приведены примерные данные о структуре стоимо­ сти основных средств мартеновского цеха.

Врасходах по переделу мартеновского производства удель­ ный вес расходов по отдельным участкам (частичным процессам) примерно следующий (%):

Концентрация в мартеновском производстве (а также в элек­ тросталеплавильном, конвертерном) нашла свое выражение не только в увеличении размеров сталеплавильных агрегатов, но и в увеличении числа агрегатов, установленных в одном цехе. В на-

Т а б л и ц аХ55

Структура стоимости основных фондов мартеновского цеха, %

стоящее время число печей в цехе обычно колеблется от 4 до 12, достигая в отдельных случаях 15.

Все эти печи действуют одновременно и параллельно и, как правило, дают каждая законченный продукт плавки — готовую сталь.

Существенной особенностью сталеплавильного производства является наличие ряда общих для всех печей цеха или для груп­ пы печей устройств и машин. Сюда относятся: шихтовый двор, транспортные средства, миксер, завалочные машины, заливоч­ ные и разливочные краны, площадки, уборочные краны, подъ­ ездные пути и др.

Для экономичной работы сталеплавильного производства не­ обходимо, чтобы пропускная способность устройств и оборудо­ вания шихтового двора, транспортных средств, рабочей площад­ ки, разливочного пролета и всех других участков цеха обеспе­ чивала полное использование производственной мощности мар­ теновских печей.

Всоответствии с этим расчет выплавки стали производится по ведущим агрегатам — мартеновским печам, а затем рассчиты­ вается пропускная способность и загрузка устройств и машин всех вспомогательных участков производства.

Втех случаях, когда на этих участках выявляются узкие ме­ ста, предусматривается их устранение путем улучшения органи­ зации производства, расширения площадей, установки дополни­ тельного оборудования я яр.

Ниже рассматриваются основные факторы, определяющие производственную мощность мартеновских цехов, и методика ее расчета.

2. В Р Е М Я Д Е Й С Т В И Я М А Р Т Е Н О В С К И Х П Е Ч Е Й

Схема и показатели баланса времени действия мартеновских печей

В практике планирования черной металлургии время дейст­ вия мартеновской печи рассчитывается по следующей схеме

(рис. 8).

--------- Номинальное Время -т ----------------

Рис. 8. Схема расчета времени действия марте­ новских печей

Рисчет времени действия мартеновских печей ведется в сутках. Под к а л е н д а р н ы м в р е м е н е м понимается время, в те­ чение которого печь находится в эксплуатации. Для вновь пост­ роенных печей календарное время исчисляется с момента их вво­ да в эксплуатацию. По действующим печам в календарное не включается время капитального ремонта, так как при последнем обычно происходит ликвидация (снос) старой печи и постройка на ее месте новой, часто более совершенной конструкции и боль­

ших размеров.

Простои, связанные с полным охлаждением рабочего прост­ ранства печи, относятся к х о л о д н ы м п р о с т о я м . Они, как правило, вызываются ремонтом печи.

В продолжительность холодного простоя включается также время на сушку и разогрев печи после ремонта. Длительность холодного простоя исчисляется с момента выпуска последней пла­ вки перед ремонтом до начала завалки первой плавки после ре­ монта.

Н о м и н а л ь н ы м в р е м е н е м называется время нахожде­ ния печи в горячем состоянии. Это будет собственно производст­ венное время печи, как его и можно было бы назвать. Так как в

192 Планирование сталеплавильного производства

процессе производства имеются некоторые перерывы, вызывае­ мые главным образом проведением мелких ремонтов печи и дру­ гого оборудования, то номинальное время разделяется на факти­ ческое время работы и горячие простои.

Под г о р я ч и м и п р о с т о я м и понимают все перерывы в работе печи, не сопровождающиеся ее полным охлаждением. Эти перерывы могут быть между плавками и во время нахождения шихты в печи. В последнем случае простоем печи является время прекращения подачи в печь газа или мазута, так как в этом слу­ чае приостанавливается процесс выплавки стали.

От простоев печи следует отличать задержки в проведении операций, увеличивающие продолжительность плавки, вызывае­ мые рядом причин: перебоями в подаче шихты, недостаточным поступлением газа, неготовностью ковша или состава с излож­ ницами для разливки стали и др. Все эти задержки учитываются при анализе длительности плавок.

Заправка печи представляет собой повторяющуюся после каждой плавки операцию по содержанию в порядке подины и откосов печи. Поэтому в практике планирования черной метал­ лургии ее рассматривают как одну из операций плавки и вклю­ чают в фактическое время работы печи. Следует иметь в виду, что время, расходуемое на заправку, обычно перекрывается ча­ стично временем плавки.

Сталевары — передовики производства начинают заправку печи до окончания плавки, а заканчивают заправку уже после начала завалки. При хорошем уходе и состоянии подины чистое время заправки печи представляет сравнительно незначительную величину.

Ф а к т и ч е с к о е в р е м я работы с отмеченной выше оговор­ кой в отношении заправки является временем, в течение котор'о- го осуществляется в печи процесс выплавки стали.

Фактическое время за вычетом времени, расходуемого на заправку печи, можно называть чистым планочным временем.

Ввиду термического характера мартеновского процесса, а также вследствие того, что кладка мартеновской печи разрушает­ ся при резких изменениях температуры, наиболее экономичным для мартеновских печей является режим непрерывной круглосу­ точной работы. Всякие остановки печи, не вызываемые техничес­ кой необходимостью, снижают выплавку и требуют дополнитель­ ного расхода топлива на поддержание температуры в печи во время остановки или для ее разогрева.

В СССР преимущества социалистической системы хозяйства обеспечивают полную нагрузку оборудования в промышленности. Поэтому мартеновские цехи металлургических заводов работают непрерывно.

194 Плакирование сталеплавильного производства

к) ревизию и ремонт механизмов, обслуживающих данную печь;

л) проверку и частичный ремонт футеровки дымовой трубы. 3. Большой ремонт печей с основными и динасовыми сводами включает;

а) смену всей кладки верха печи, за исключением кладки по­ дины;

б) полную смену головок и вертикальных каналов; в) ремонт сталевыпускного отверстия;

г) выбивку шлака из шлаковиков, полную или частичную смену сводов и стен шлаковиков;

д) полную смену насадок; е) смену сводов и частичную смену стен регенераторов;

ж) ремонт газоходов и боровов; з) чистку боровов;

и) ремонт вспомогательного оборудования (переводных уст­ ройств,'шиберов, оборудования для подвода воды, воздуха, газа, мазута и др.) и контрольно-измерительной аппаратуры;

к) смену подпятовых балок, кессонов и частично арматуры

ны печи; б) смену футеровки газоходов, боровов, капитальный ремонт

или замену кирпичных и металлических дымовых труб; в) смену или капитальный ремонт металлоконструкций, ар­

матуры и крепления рабочего пространства, шлаковиков и реге­ нераторов вплоть до полной смены конструкций верхнего строе­ ния печи, осуществляемого скоростным методом крупноблочно­ го монтажа с надвижкой;

г) смену или капитальный ремонт переводных.устройств, ме­ ханизмов, электрооборудования . и контрольно-измерительной аппаратуры;

д) капитальный ремонт рабочей площадки и канавы; е) капитальный ремонт или замену коммуникаций, в том чис­

ле и подземных; газа, пара, воздуха, воды; ж) капитальный ремонт или замену дренажных устройств;

з) капитальный ремонт или замену фундамента под шлаковики, регенераторы и другие вспомогательные сооружения печи.

При капитально-восстановительном ремонте по существу про­ исходит постройка новой печи на месте старой. Как правило, при этом улучшается конструкция печи, а иногда увеличиваются и ее размеры. Капитально-восстановительные ремонты производятся через значительные промежутки времени обычно не чаще чем через 8—10 лет, составляющие полную продолжительность кам­

196 Планирование сталеплавильного производства

тичеокого управления отдельными элементами теплового процес­ са, строго соблюдается его режим.

Некоторое' значение для длительности кампании печи имеет также вид выплавляемых марок стали. При выплавке легирован­ ных и низкоуглеродистых сталей, требующих нагрева ванны до более высоких температур, износ свода печи ускоряется.

Серьезно влияет на длительность кампании печи вес садки. Как правило, на крупных печах стойкость свода и насадок печи по числу плавок ниже, хотя во времени срок службы сводов у больших печей может быть одинаков или больше, чем у малых печей. Однако при этом количество выплавленной стали за кам­ панию на крупных печах больше, чем на малых.

В табл. 56 приводятся данные о стойкости мартеновских пе­ чей с магнезитохромитовыми сводами и с насадками регенерато­ ров, выложенными полностью или частично форстеритовым кир­ пичом.

Т а б л и ц а 56

Стойкость основного свода и насадок, плавок

На заводе В печи работают с подачей кислорода в факел для интенсификации сжигания топлива, а на остальных заводах без применения кислорода. Надо отметить, что во всех случаях за редким исключением в течение кампании печи производились 1—2 горячих ремонта насадок, заключавшиеся в смене 3—15 и более верхних рядов кладки, а также чистка шлаковиков; толь­

ко на заводе В средняя продолжительность кампании насадок была больше в среднем в два раза, чем кампания свода. На ос­ тальных заводах кампании печей по своду, выложенному термо­ стойким основным кирпичом, и по насадкам совпадали. Что ка­ сается стойкости сводов из динасового кирпича, то она состав­ ляет на 370-т печах 160—'200 плавок, 185-т печах — 240—280 пла­ вок, на 70—400-т печах — 270—300 плавок.

Производительность мартеновской печи к концу кампании уменьшается в связи с понижением ее термической мощности вследствие износа; повышаются потери тепла через свод, увели­ чивается количество засасываемого в печь холодного воздуха, понижается температура подаваемого в печь газа и воздуха вследствие оплавления и ошлакования насадок регенераторов, разгоревшиеся головки не обеспечивают должного направления и скорости газа и воздуха.

На передовых предприятиях путем тщательного ухода за печью и своевременного проведения горячего ремонта насадок и головок печи и очистки шлаковиков поддерживают работу пе­ чи на высоком уровне в течение всей кампании. Однако к ее кон­ цу продолжительность плавки все же возрастает, а удельный расход топлива увеличивается. Так, например, на одном из пере­ довых предприятий на 185-г печах к концу кампании продолжи­ тельность плавок увеличивается на 10— 15%. а расход топлива — на 20—30%.

Продолжительность ремонтов мартеновских печей

Как указывалось, продолжительность простоя печи на холод­ ном ремонте считается, согласно действующим инструкциям, с момента прекращения подачи газа после выпуска последней плавки перед остановкой печи на ремонт до момента завалки первой плавки после ремонта.

Простой при малом и среднем ремонтах, при которых не про­ изводится наварка подины печи, состоит из двух периодов: соб­ ственно ремонта и разогрева. Простой при большом и капиталь­ но-восстановительном ремонтах включает еще третий период — наварку подины печи.

Продолжительность ремонта устанавливается на основании графика организации ремонтных работ. Для сокращения дли­ тельности ремонта на передовых предприятиях осуществляются следующие мероприятия:

а) производится заблаговременная подготовка и доставка к печи необходимых огнеупоров и арматуры;

б) максимально расширяется фронт работ путем одновремен­ ного проведения разборки и кладки печи на разных участках;

198 Планирование сталеплавильного производства

в) механизируются ломка печи, уборка мусора и подача ма­ териалов;

г) обеспечивается бесперебойное обслуживание ремонтов кра­ нами и транспортом;

д) составляется график выполнения работ и организуется строгий контроль за его соблюдением;

е) применяется поощрительная система оплаты труда ремонт­ ных рабочих.

Как показывает практика заводов, важное значение для со­ кращения продолжительности холодных ремонтов имеет пра­ вильное планирование времени остановок на ремонты, основан­ ное на систематическом осмотре печей и изучении их состояния. При правильном планировании ремонтов обеспечивается воз­ можность заблаговременной подготовки к ним, четкой органи­ зации их выполнения и единовременная остановка на ремонт не более одной печи.

На рис. 9 приведен примерный график большого ремонта 185-г мартеновской печи.

Решением Всесоюзного совещания сталеплавильщиков в ап­ реле 1955 г. установлены нормы продолжительности холодных ремонтов мартеновских печей в зависимости от их емкости (без

К первой группе отнесены печи емкостью до 50 т, ко вто­ рой— от 51 до 90 т, к третьей — от 91 до 185 т и к четвертой — свыше 185 т. Для старых мартеновских печей с заглубленными шлаковиками и регенераторами и в немеханизированных цехах эти нормы увеличиваются в 1,3 раза.

Горячие простои мартеновских печей

Горячие простои разделяются на технически неизбежные и устранимые. К первой группе относятся простои из-за ремонта печи и вспомогательных устройств и машин, а ко второй — про-