Расчет оборудования для транспортировки и переработки чугуна и шлака. Методические указания к практической работе по дисциплине «Проектирование и обор

Бункер-отстойник сообщается с колодцем 18, в котором установлен гид-

ропневматический подъемник шлака (эрлифт), состоящий из сопел 19 для под-

вода взмучивающей воды, воздухоподводящей насадки 20, подъемной трубы 21

и сепаратора 27. Вода подается насосом 16. Уровень шлака в бункере-

отстойнике контролируется уровнемером с лебедкой 24.

Под действием вводимого в насадку 20 воздуха, взмученный водой гранулированный шлак поднимается в сепаратор 27 и затем поступает во вращающийся со скоростью 1 об./ч обезвоживатель 36, опирающийся кольцевым рельсом 37 на катки 39. Обезвоживатель выполнен в виде кольца, разделенного на 16 отсеков. В каждый отсек помещается сменная коробка 35 с сетчатыми стенками. Снизу коробки перекрываются сетчатыми днищами 40, которые благодаря шарнирной подвеске с одной стороны и роликовой опоре 26

опираются на стационарный кольцевой рельс 41 специального профиля с противоположной стороны, обеспечивают удерживание шлака в коробках в секторе загрузки и обезвоживания и выгрузку обезвоженного шлака в бункер сушки 33 в секторе выгрузки. После выгрузки шлака в бункер сетки коробок очищаются от шлака водой или сжатым воздухом, подаваемым по трубам 30 и 31. При переполнении коробок 35 вода через переливное устройство 34

сливается в водосборник 25. Отфильтрованная вода из обезвоживателя по трубе

23 поступает обратно в бункер-отстойник 17.

Очистка образующегося при грануляции пара от сернистых соединений осуществляется промывкой пара оборотной водой, подаваемой через форсунки 3 насосами 14, установленными в верхней части скруббера 4. Более глубокая нейтрализация сернистых соединений осуществляется подачей известкового раствора через форсунки 2. Раствор готовят в специальной известковой системе, состоящей из приемного бункера 43, в который загружают известь (И), известегасителя 44, смесителя 45 с насосами 46 и

нагнетательных насосов 22. Промывочная известковая вода из скруббера по трубе 5 стекает в камеру 75. Компенсация расхода воды на парообразование

12

осуществляется водой из магистрали 11. При аварийном переполнении вода из камеры 75 по трубе 12 переливается в шламоотвод.

Выгружаемый из обезвоживателя шлак имеет влажность около 10%. Для снижения влажности шлака его продувают в бункере 33 воздухом, подаваемым по трубе 32. Отработанный воздух отводится в скруббер по трубам 28 к 29.

Гранулированный шлак из бункера сушки 33 питателем 42 передается на конвейеры и транспортируется на склад или в железнодорожные вагоны.

Расчетная годовая мощность установок составляет 2,0 млн. т шлака.

Разливочные машины служат для разливки жидкого чугуна в мульды, его охлаждения и погрузки затвердевших чушек массой до 45 кг, имеющих форму мульды, на железнодорожные платформы. Машины для разливки чугуна сооружают вблизи доменного цеха в специальном разливочном отделении,

имеющем с одной стороны подъездные пути для подачи чугуновозов с жидким чугуном, а с другой – пути для уборки холодного чугуна в виде чушек.

Рис. 6. Общий вид разливочной машины:

1 – конвейер; 2 – привод; 3 – натяжное устройство; 4 – стенд; 5 – разливочный желоб; 6 – опрыскиватель мульд; 7 – устройство для погрузки чушек

13

Кроме разливочных машин, под крышей разливочного отделения уста-

навливают мостовой кран, кантовальную лебедку и лебедки для перемещения чугуновозов и платформ по путям у разливочной машины.

Разливочная машина представляет собой наклонный конвейер ленточного типа, на котором укреплены мульды для заливки чугуна. На рис. 6 показана двухленточная разливочная машина, составными частями которой являются конвейер 1, привод 2, натяжное устройство 3, стенд 4, разливочный желоб 5,

опрыскиватель мульд 6 и устройство для погрузки чушек 7.

Наибольшее распространение получили машины, конвейерные ленты которых состоят из тяговых шарнирно-пластинчатых цепей, опирающихся на стационарные опорные ролики. На двух тяговых цепях каждой ленты крепятся чугунные и стальные литые мульды так, что борт предыдущей мульды перекрывает прилегающий борт последующей мульды. Такое расположение мульд исключает проливы чугуна в зазоры между ними. Приводные звездочки лент расположены в разгрузочной части машины и оборудованы индивидуальными приводами для каждой ленты.

Разливку чугуна осуществляют следующим образом. Чугуновоз с чугуном подают к разливочной стороне машины и устанавливают так, чтобы ось ковша совпадала с осью машины. При помощи кантовального устройства ковш захватывают крюком за проушину в нижней части и наклоняют, опирая его лапами на стенд машины. Чугун из ковша сливается в разливочный желоб с двумя сливными носками, под которыми движутся мульды, образующие непрерывную ленту. У разгрузочной части машины (на 2/3 длины ленты)

установлены брызгала, при помощи которых мульды с чугуном интенсивно поливаются водой. Затвердевшие чушки чугуна разгружаются из мульд под действием силы тяжести при изменении направления движения мульд на приводных звездочках. Чушки по направляющему желобу падают на платформы, интенсивно поливаемые водой.

14

Освободившиеся мульды движутся обратно в опрокинутом положении. В

средней части нижней ветви конвейера мульды обрызгиваются известковым раствором, что предотвращает приваривание чугуна к поверхности мульд.

Исходя из условий затвердевания чугуна, скорость движения конвейера в среднем составляет 9 м/мин. Для получения заданной массы чушек скорость кантовки ковша должна строго соответствовать скорости движения конвейера.

Производительность одной разливочной машины составляет 1900-2100 т

чугуна в сутки.

Из отделения разливки чугун в чушках на железнодорожных платформах поступает на склад холодного чугуна, где его взвешивают, сортируют,

складируют по маркам и накапливают для отгрузки необходимых партий потребителям. Перед поступлением на склад чугун при необходимости охлаждают на специальных платформах ниже точки Кюри (около 710°С),

чтобы обеспечить возможность разгрузки электромагнитным краном. На складе имеются краны грузоподъемностью 8-15 т и вагонные весы грузоподъемностью

100 т. Емкость склада обычно рассчитывают на месячное производство чугуна.

Чушковый чугун – товарная продукция доменного цеха. Наряду с хими-

ческим составом одним из важнейших показателей качества чугуна является его товарный вид: 1) гладкая поверхность на плоскостях, прилегающих к мульде; 2) отсутствие усадочной раковины на заливочной поверхности; 3) в

изломе чушек не должно быть раковин; кроме того, в изломе чушек литейного чугуна должен наблюдаться равномерный характер структуры серого чугуна без отбеленных участков. Товарный вид зависит от конструкции и размера мульды, качества противопригарного покрытия, режима охлаждения, а также начала разливки и состава разливаемого чугуна

Уход за разливочной машиной сводится к соблюдению правил техни-

ческой эксплуатации. В каждой смене необходимо проверять работу всех ме-

ханизмов, своевременно заменять поврежденные мульды, следить за работой опрыскивающей установки. Толщина покрытия мульд известковым раствором

15

должна быть около 2 мм, галереи разливочных машин должны быть снабжены вытяжными башнями для удаления пара, особенно в зимнее время.

2.Расчетная часть

2.1.Расчет количества чугуновозных ковшей

2.1.1.Принцип расчета и исходные данные

Количество чугуновозных ковшей для доменного цеха определяется по

где nо – число ковшей в обороте; nр – число ковшей в ремонте; nрез – число ковшей в резерве.

Количество ковшей в обороте определяется согласно формуле

где Т – суточная производительность доменной печи, т/сут; nп – количество доменных печей в цехе;

tц – время цикла оборота ковша (5-7 ч);

ku – коэффициент неравномерности выпусков чугуна (1,25);

Р – массовая емкость чугуновозного ковша, т;

0,8 – коэффициент заполнения ковша.

Количество ковшей, находящихся в ремонте, определяется из выражения

где tРХ и tРГ – продолжительность ремонта ковша в холодном и горячем состояниях, ч;

m – количество наливов ковша за период между холодными

ремонтами;

n' – количество горячих ремонтов в течение периода между холодными ремонтами.

16

Количество наливов ковша за период между холодными ремонтами составляет 50, за период между горячими ремонтами – 120. Продолжительность холодного ремонта – 100 ч, горячего – 8 ч.

Количество ковшей в резерве определяется из формулы

где Тмакс – максимально возможная суточная производительность доменной печи, т/сут;

m1 – число выпусков чугуна за сутки.

Количество выпусков чугуна для печи с одной чугунной леткой состав-

ляет 8-10, для печи с двумя летками – 10-14 и для печи с тремя или четырьмя летками – 15-20 выпусков.

Количество чугуновозных ковшей типа «миксер» определяется таким же образом. При этом количество наливов за период между холодными и горячими ремонтами составляет соответственно 600 и 200. Продолжительность холодного ремонта составляет 450 ч и горячего – 8 ч.

2.1.2. Пример расчета количества чугуновозных ковшей для доменного цеха, состоящего из двух доменных печей полезным объемом 2002 м3

Исходные данные

Суточная производительность одной доменной печи составляет в среднем

4260 т, а максимальная – 4500 т;

Количество выпусков чугуна в сутки ml – 14;

Массовая емкость ковша Р – 100 m;

Продолжительность оборота ковша to – 6 ч.

Порядок расчета

Количество ковшей в обороте

Количество ковшей в ремонте

17

Общее потребление чугуновозных ковшей (парк чугуновозных ковшей):

n = nо + nр + nрез = 34 + 2 + 8 = 44.

2.2. Расчет количества разливочных машин

2.2.1. Принцип расчета

Количество разливочных машин определяют исходя из минимальной потребности в чугуне для сталеплавильных цехов в случае ремонтов конвер-

теров или мартеновских печей. Если разность между суточным производством чугуна и его использованием сталеплавильными цехами обозначить Qс (т/сут), а

суточную производительность разливочной машины – РМ (т/сут), то не-

обходимое количество разливочных машин

где РК – масса чугуна в ковше, т;

tсут – время работы разливочной машины в течение суток (обычно t = 20 ч); t – время слива одного ковша, ч;

0,995 – коэффициент, учитывающий потери чугуна во время разливки

(скрап в ковше, на разливочных желобах и мульдах).

Продолжительность цикла слива одного ковша включает время слива t1 и

время между двумя сливами t2, которое затрачивается на зацепление и поднятие

18

ковша, на его возврат после слива и замену пустого ковша на заполненный чугуном. Величина времени t2 обычно составляет 10-15 мин.

Продолжительность слива одного ковша определяется по формуле

где l – расстояние между мульдами (~ 0,3 м); nл – число лент разливочной машины;

q – масса чугунной чушки, т;

vл – скорость движения ленты, м/мин.

Мульды изготавливают одноместными для получения чушки массой

45 кг или двухместными для получения двух чушек массой 23 или 18 кг.

Скорость движения лент разливочной машины находится в пределах 9,1-13,8

м/мин. В техническом паспорте разливочной машины указывается ее производительность при непрерывной разливке. Эта теоретическая производительность Р (т/ч) определяется по формуле

2.2.2. Пример расчета количества разливочных машин

Исходные данные

Доменный цех состоит из двух доменных печей полезным объемом

2002 м3 каждая, суточная производительность которых составляет 8520 т

чугуна.

При остановке одного из трех конверторов 33% производимого чугуна должно быть слито на разливочных машинах.

Порядок расчета

Емкость одного чугуновозного ковша составляет, т:

PK = 0,8 . 100 = 80.

Скорость передвижения лент разливочной машины vЛ составляет

10 м/мин. Продолжительность времени t2 между двумя сливами составляет

19

15 мин, или 0,25 ч. Число лент разливочной машины nЛ равно двум. Масса чушки q = 45 кг.

Суточное количество чугуна Qc, которое согласно исходным данным должно быть слито на разливочных машинах, составит, т:

QC 33 n T 33 2 4260 2811,6, 100 100

где n – количество доменных печей в цехе;

Т – суточная производительность доменной печи, т/сут.

Продолжительность слива одного ковша, ч:

Продолжительность цикла слива одного ковша, ч:

tc t1 t2 0,44 0,25 0,69.

Суточная производительность одной разливочной машины, т/сут:

Количество разливочных машин в цехе

Принимают две машины.

2.3. Расчет количества шлаковых ковшей

2.3.1. Принцип расчета

Количество шлаковых ковшей в доменном цехе определяется суммой ковшей, находящихся в обороте, в ремонте и в резерве:

где no – количество ковшей в обороте; np – количество ковшей в ремонте; nрез – количество ковшей в резерве.

20