Расход электроэнергии соответствует литературным данным [13].

2.6.2.9 Сводная таблица теплового баланса

_{Результаты расчета теплового баланса приведены в таблице 15.}

_{Таблица 15 – Результаты расчета теплового баланса}

Приход тепла	МДж	%	Расход тепла	МДж	%
Тепло экзотермических реакций	22,59	2,03	Тепло эндотермических реакций	761,9	68,58
Тепло от окисления восстановителя	289,16	26,03	Тепло жидкого сплава	62,94	5,67
Электроэнергия	764,85	71,94	Тепло жидкого шлака	62,11	5,59
			Тепло газов	18,95	1,71
			Тепло пыли	3,00	0,27
			Потери тепла поверхностью печи	6,53	1,02
			Потери с охлаждающей водой	56,93	7,81
			Электрические потери	99,43	9,35
Итого	1076,6	100,00	Итого	1076,6	100,0

2.7 Расчёт оборудования цеха

2.7.1 Расчёт оборудования шихтового двора

Расчет количества дробилок

Выбрать и описать тип дробилок, применяемых в шихтовом дворе. Количество дробилок рассчитать по следующей формуле:

(79)

где Q_c - суточная производительность цеха, т/сутки;

а_i - удельный расход i-го компонента шихты для производства данного сплава кг/т;

Y_i - насыпной вес i-го компонента шихты, т/м³;

V - номинальная производительность дробилки, м³/ час

- коэффициент использования дробилки выбирается в пределах 0,7 - 0,8.

Щековые дробилки производительность, до 50,0 м³/час

Таблица 16 – Расчёт количества дробилок

Материал	Удельный расход, кг/т.	Насыпной вес, кг/м3	Количество дробилок, шт.	Принимаем кол-во дробилок, шт.
Кварцит	778,7	2650,0	0,18	1
Кокс	557,9	500,0	0,80	1
Марганцевый концентрат	1985,6	2500,0	0,60	1
Всего				3

Расчет ямных бункеров для хранения шихтовых материалов.

Объем бункера для неподготовленного компонента А шихты рассчитывается по формуле:

(80)

где Q_c - суточная производительность цеха, т/сутки;

а_А - удельный расход компонента А шихты, кг/т;

n- норма запаса материалов, сут.;

к- коэффициент, учитывающий потери материала в виде пыли и мелочи при переработке;

Y_А - насыпная масса компонента А шихты, т/м³;

- коэффициент использования объема бункера, по нормам = 0,8.

Таблица 17 – Расчет ямных бункеров для хранения неподготовленной шихты

Материал	Удельный расход, кг/т.	Насыпной вес, кг/м3	Норма запаса, сут.	Потери,%	Объем бункера, м3
Кварцит	778,7	2650,0	15	15,0	3296
Кокс	557,9	500,0	15	18,0	17940
Марганцевый концентрат	1985,6	2500,0	30	2,0	17834
Всего, Vсум:					39070

Таблица 18 – Расчет ямных бункеров для хранения подготовленной шихты

Материал	Удельный расход, кг/т.	Насыпной вес, кг/м3	Норма запаса, сут.	Потери,%	Объем бункера, м3
Кварцит	778,7	2650,0	3	0	659
Кокс	557,9	500,0	3	0	2505
Марганцевый концентрат	1985,6	2500,0	3	0	1783
Всего, Vсум:					4947

Суммарный объем всех бункеров:

V_сум = 39070 + 4947 = 44017 м³

Суммарная площадь, занятая бункерами, рассчитывается по формуле

(81)

где Н - глубина ямного бункера, м (По нормам предусмотрена 4 - 8 м, выбирается конструктивно 8 м).

м²,

Ямные бункеры занимают 75 - 80 % шихтового двора. Следовательно, площадь шихтового двора равна:

(82)

м²,

Длина шихтового двора равна:

(83)

где В - ширина шихтового двора, м (рекомендуется 24 -30 м), принимаем В равное 30 м.

м.

Расчет количества кранов

В шихтовом дворе применяются грейферные краны, грузоподъемность которых зависит от марки выплавляемого сплава и мощности печей. Количество грейферных кранов рассчитывается по формуле

(84)

где Т - задолженность крана на одну крановую операцию, мин (т.к. работы однотипные, то предлагается принять Т = 2,5 мин);

к - коэффициент, учитывающий неучтенные операции при работе крана (рекомендуется выбрать в интервале 1,1 - 1,2), принимаем к = 1,2;

Z_общ. - общее число крановых операций;

 – коэффициент загруженности крана (рекомендуемые значения 0,6 - 0,8), принимаем =0,6.

Расчет количества крановых операций для каждого вида шихты ведется по формуле

. (85)

где Q_c - суточная производительность сплава, т/сутки;

а_i - удельный расход i-го компонента шихты, кг/т;

m - число пересыпок i-го компонента шихты при его подготовке, m = 2;

V_гр- объем грейфера, принимаем 10 м³;

q- коэффициент заполнения грейфера, q = 0,7.

Число пересыпок i-го компонента (m) можно опреде­лить на основании хронометража работы шихтового двора во время практики, а также из технологической схемы производства данного сплава.

Таблица 19 – Расчет количества крановых операций

Материал	Удельный расход, кг/т.	Насыпной вес, кг/м3	Количество крановых операций, шт
Кварцит	778,7	2650,0	50
Кокс	557,9	500,0	191
Марганцевый концентрат	1985,6	2500,0	136
Всего:			377

Тогда количество кранов составит:

шт.

Целесообразно принять на один кран больше расчетного количества, на случаи простоя кранов на длительные ремонты. Принимаем 3 крана.

2.7.2 Расчёт оборудования плавильного корпуса

Рекомендуется для приваривания кожухов электро­дов и загрузки электродной массы устанавливать, мосто­вой кран грузоподъемностью 5/0,5 т из расчета 0,25 крана на каждую печь, но не более 2-х кранов. В соответствии с этими рекомендациями необходимое количест­во кранов будет 1.

Расчет количества ковшей

Для приема сплава используются футерованные ковши, вмести­мостью 8 м³.

Выбор емкости ковша производится из соотношения

(86)

(87)

где V_Me и V_Шл ^- соответственно объемы металла и шлака, м³;

Y_Mе,Y_Шл — удельный вес жидких металла и шлака, 5,8кг/м³, 2,5кг/м³;

G_Me и G_Шл - масса сплава и шлака одного выпуска, т;

- коэффициент заполнения ковша (согласно нормам =0,9).

Поскольку выпуск из печи осуществляется каждые 2 часа, то количество выпусков в сутки составит 12, а масса выпускаемого металла определится как:

т.

При кратности шлака К_ш = 0,726, масса его составит

т.

м³

м³

Выбираем ковш вместимостью 8 м³.

Количество ковшей рассчитывается по формуле:

. (88)

где 2 - число ковшей в запасе;

N – количество выпусков за сутки;

t_пл - задолженность ковша на один выпуск, определяется проведением хронометража на производственной практике (ожидание выпуска плавки t₁, разливка t₂, перестановка порожнего ковша в зону очистки и горячего ремонта t₃, сушка ковша и- установка на тележку t₄), в часах;

t_пл = t₁+ t₂ + t₃ + t₄ = 0,6 ч.

T_рем - время, необходимое для ремонта при футеровке из шамотного кирпича, T_рем = 23 часа;

m - стойкость футеровки ковша, шт. плавок.

По практическим данным m = 12 - 16 выпусков ковшей футерованных шамотным кирпичом.

шт.

Количество ковшей принимаем равным: 5 шт.

Рекомендация по количеству ковшей: на 1 печь необходимо иметь - один ковш готовый для приема металла, один ковш в работе и 0,5 ковшей в запасе. Итого: 2,5 ковша на одну печь. Всего 2,5 ∙ 2 = 5 ковшей.

Расчет количества шлаковых чаш

При определении количества шлаковых чаш нужно иметь в виду, что цехи оборудуются шлаковыми чашами стандартных объемов 16 м³.

Расчет количества шлаковых чаш производим по формуле:

. (89)

где z – количество печей в цехе, z = 2;

N – число выпусков по цеху в сутки, N = 24;

M_Ш­ – масса шлака одного выпуска, M_Ш = 18,11 т.;

K – коэффициент, учитывающий неравномерность работы печей, К = 1,2;

V – номинальный объем шлаковой чаши, V = 16 м³;

A – степень заполнения шлаковни, А = 0,8;

ρ – плотность шлака, ρ = 3,0 т/ м³;

τ – продолжительность оборота шлаковни, τ = 7 мин.

шт.

Принимаем количество шлаковых чаш равное: 16 шт.

Расчёт количества разливочных машин

Количество разливочных машин определяется по формуле:

. (90)

где Т_Р­ – продолжительность разливки одной плавки, мин;

К – коэффициент, учитывающий неравномерность работы печей (рекомендуется выбрать в интервале 1,1 - 1,3), принимаем к = 1,2;

N – число выпусков по цеху за сутки, N = 24;

φ – коэффициент использования машины (рекомендуется выбрать в интервале 0,55 – 0,7), φ = 0,6.

Продолжительность разливки зависит от массы сплава одного выпуска и от скорости движения машины:

. (91)

где G – масса сплава одного выпуска, G = 24,95 т.;

Q – производительность машины, Q = 48,0 т/час;

L – длина машины, L = 70 м.;

W- скорость движения конвейерной ленты, W = 0,18 м/с.

Тогда продолжительность разливки равна:

мин.

Количество разливочных машин равно:

шт.

Принимаем количество разливочных машин равное: 2 шт.

Расчет необходимого количества кранов

Количество кранов определяется по формуле

. (92)

где Т – продолжительность одной операции (нормативными данными установлена в 7 мин);

 - коэффициент загруженности крана (рекомендуемые значения  = 0,6 - 0,8),  = 0,6;

К – коэффициент, учитывающий неравномерность работы печей (рекомендуется выбрать в интервале 1,1 - 1,3), принимаем к = 1,1;

Z – количество операций, выполняемых в складе готовой продукции в течение суток.

Кран выполняет следующие операции:

а) снятие ковша с тележки и установка его на кантователь разливочной машины – Z₁;

б) перестановка ковша (порожнего) с кантователя на стенд для очистки, Z₂;

в) установка ковша со стенда для очистки на тележку, Z₃ = Z₁;

г) передача краном кожухов, поступающих в разливочный пролет на передаточную тележку, в смену на одну печь – 1 операция, в сутки Z₄ = 3·n, (где n – количество печей);

д) подача контейнеров с электродной массой с ж/д платформы на передаточную тележку, в смену на одну печь – 1 операция, в сутки Z₅ = Z₄.

Z₁ = Z₂ = Z₃ = 24 (количество выпусков по цеху за сутки)

Z₅ = Z₄ = 3·2 = 6

Всего учтенных операций ∑Z = 24 + 24 + 24 + 6 + 6 = 84

Неучтенные операции составляют 10 % от учтенных.

Общее количество операций, выполняемых краном:

Z = 1,1 · ∑Z = 92,4

Тогда количество кранов равно:

Принимаем количество кранов равное: 1 шт.

2.7.3 Расчёт оборудования склада готовой продукции

Расчет необходимого количества кранов

Количество кранов определяется по формуле

(93)

где Т - продолжительность одной операции (нормативными данными установлена в 4 мин);

 - коэффициент загруженности крана (рекомендуемые значения  = 0,6 - 0,8),  = 0,8;

К – коэффициент, учитывающий неравномерность работы печей (рекомендуется выбрать в интервале 1,1 - 1,3), принимаем к = 1,1;

Z - количество операций, выполняемых в складе готовой продукции в течение суток.

Кран выполняет следующие операции:

а) прием коробов из-под разливочной машины и взвешивание

(94)

где N - количество выпусков по цеху за сутки, N = 24;

l – число лент на разливочной машине, l = 2;

б) установка короба для приема следующей плавки n₂ = n₁ = 48;

в) установка короба к дробилке и возврат короба n₃ = n₁ = 48;

г) подача коробов к узлам упаковки и уборка упаковочного сплава n₄ = 140.

Неучтенные операции составляют 20 % от учтенных.

Общее количество операций, выполняемых краном

шт.

Тогда количество кранов равно:

шт.

Принимаем количество кранов равное: 2 шт.

Расчет количества дробилок

Количество дробилок для переработки силикомарганца рассчитывается по следующей формуле

. (95)

где Q_c - суточная производительность цеха, Q_c = 449,1 т/сутки;

Y - насыпной вес силикимарганца, Y = 5,8 т/м³;

V - номинальная производительность дробилки, V = 50 м³/ час;

 - коэффициент использования дробилки (выбирается в пределах 0,7 - 0,8),  = 0,7.

Тогда:

Принимаем количество дробилок для силикомарганца: 1 шт.

Количество дробилок для переработки шлака рассчитывается по следующей формуле

. (96)

где Q_c - суточная производительность цеха, Q_c = 434,73 т/сутки;

Y - насыпной вес шлака, Y = 3,0 т/м³;

V - номинальная производительность дробилки, V = 50 м³/ час;

 - коэффициент использования дробилки (выбирается в пределах 0,7 - 0,8),  = 0,7.

Тогда:

Принимаем количество дробилок для шлака: 1 шт.

Расчет количества коробов

Количество коробов рассчитывается по формуле

где N — количество выпусков по цеху за сутки;

l – количество лент разливочной машины, l = 4;

2 – количество суток - время, в течение которого короба заняты сплавом;

1,05 - неучтенные потери.

шт.

Принимаем количество коробов равное: 202 шт.

77