Определение производительности ленточного конвейера.

Ленточными конвейерами транспортируют кокс, руду, агломерат и окатыши с последующей их загрузкой в соответствующие бункера бункерной эстакады.

Производительность ленточного конвейера определяют по формуле (т/час):

,

где В – ширина ленты, м (должна быть не менее В = 2d_max+ 0,2; где d_max – максимальный размер типичного куска, м; v – скорость движения ленты, при транспортировке кокса v = 1,5-2,0 м/с; при транспортировке руды v = 2,0-3,15 м/с);  – насыпная масса материала, т/м³;  – угол естественного откоса материала в покое, град.

Определение производительности вагон-весов

Производительность вагон-весов, транспортирующих шихту (кроме кокса) к доменному подъемнику и засыпающих ее в скип главного подъема, зависит от их грузоподъемности и организации совместной работы с доменным подъемником.

Среднюю часовую производительность вагон-весов определяют как (т/час):

,

где m_в – грузоподъемность вагон-весов, т; K – коэффициент заполнения карманов (принимают K = 0,9); t_ц – длительность цикла работы вагон-весов, с. Длительность цикла включает время набора материалов из бункеров и их разгрузки в скип, перегружения от скиповой ямы к соответствующим бункерам и обратно и время простоя в ожидании скипов.

Определение производительности барабанных питателей

Производительность барабанного питателя, выдающего сыпучие материалы из бункеров в вагон-весы, рассчитывают по формуле (т/час):

,

где h – высота разгрузочной щели (0,250,35 м); l – рабочая длина барабана (1,885 м); D – диаметр барабана (1,524 м); w – угловая скорость вращения барабана (0,167с^-1);  – насыпная масса материала, т/м; K – коэффициент заполнения щели материалом (K_з= 0,7).

Определение производительности вибрационного грохота

и эффективности грохочения материалов

В доменных цехах вибрационные грохоты используют для отсева мелкой фракции шихты (руды, агломерата, окатышей, кокса) при выдаче их из бункеров эстакады.

Для определения производительности грохота вначале рассчитывают эффективность грохочения:

,

где  – содержание мелочи в исходном материале, %;  – содержание мелочи в готовом продукте, %.

,

,

где Q_и – количество исходного материала; Q_м.о. – количество мелочи, удаляемой в отсев; Q_м.п. – количество мелочи, оставшейся в готовом продукте.

Производительность грохота по надрешетному продукту П_пр можно определить как (т/час):

,

где  и  – в долях единицы; П_п – производительность грохота по питанию, т/час, которую определяют из выражения:

П_п = qBL=31,18250.48= 149.66 ,

где q_п – удельная производительность по питанию, м³/м²час; B – расчетная ширина сита, м; L – рабочая длина сита, м;  – объемная масса материала, т/м³.

При этом используют выражения: (при этом а  10 мм ); где а – размер ячеек (щели) сита, мм.

Для случая, когда указанные выше параметры неизвестны, производительность грохота определяют по известной скорости движения материала по ситу грохота (т/час):

П_гр = 3600B h  v_д=36002 0,23 0,48263,1=209132,93,

где B – ширина грохота, м; h – высота слоя материала, м;  – объемная масса материала, т/м³; v_д – скорость движения материала по ситу грохота, м/с.

Скорость движения материала по ситу определяют из выражения (м/с):

v_д = wrsin( + )= 76.456sin(15 +20)=263,1

где w – угловая скорость колебаний короба, с^-1; r – амплитуда колебаний (эксцентриситет вала вибратора), м;  – угол наклона сита, град;  – угол подбрасывания частиц материала на сите, град.

Определение загруженности подъемника коксовой мелочи

Мелкую фракцию кокса, выделенную после отсева на виброгрохотах, направляют в скип подъемника коксовой мелочи.

Возможная производительность подъемника коксовой мелочи (т/сутки):

,

где V – геометрическая вместимость скипа, м³;  – объемная масса коксовой мелочи (принимают равной 0,60,8 т/м³ ); K_з – коэффициент заполнения скипа; t_ц – время цикла работы скипа, (с):

t_ц=t_д+ t_п = 46+16=62,

где t_д – время движения скипа, с; t_п – время пауз, с.

Необходимая производительность подъемника (т/сутки):

,

где  – коэффициент отсева мелочи ( =0,1); М_к – суточный расход кокса, т.

Загруженность подъемника коксовой мелочи (%):

.

Системы подачи шихты на колошник

В настоящее время применяют две системы подачи шихты на колошник доменной печи к ее загрузочному устройству – скиповую (рис. 2.7) и конвейерную (рис. 2.8).

Скиповая система (скиповый подъемник) (рис. 2.7) включает наклонный мост 5, два перемещающихся по рельсам 7 моста скипа 3, скиповую лебедку 1 и систему канатов 4, и блоков. Наклонный мост имеет две опоры – фундамент скиповой ямы 6 и колонну 2 (пилон). Угол наклона моста к горизонту  = 47-54^, а на участке скиповой ямы – до 60^. Скипы соединяют канатами с барабаном скиповой лебедки, расположенной в машинном зале под наклонным мостом таким образом, что обеспечивается уравновешивание скипов; при движении груженого скипа вверх порожний скип опускается вниз, в скиповую яму. Загрузка материалов в скип 3б производится в скиповой яме 6, разгрузка – на колошнике, где материал подается в приемную воронку загрузочного устройства за счет опрокидывания (наклона) скипа 3а вследствие того, что передние скаты скипа движутся по основному рельсовому пути, а задние – по дополнительным рельсам широкой колеи, загибающимся вверх. Время подъема (опускания) скипа составляет 35-40 с, скорость движения по мосту – 3-4 м/с.

Скиповые подъемники используют на доменных печах объемом 1033-3000 м³.

На печах объемом свыше 3200м³ принимают конвейерный колошниковый подъем (рис. 2.8), включающий один наклонный ленточный конвейер, размещенный в закрытой наклонной галерее, монтируемой на нескольких опорах и соединяющий колошниковое устройство печи с бункерной эстакадой.

Угол наклона конвейера к горизонту составляет 1012^, а длина

250500 м.

Для таких конвейеров применяют резинотросовые ленты с покрытием из трудновоспламеняющейся резины шириной 1,22,0 м. Для придания ленте желобообразной формы боковые опорные ролики конвейера наклонены к горизонту под углом 30^. Скорость движения ленты составляет около 2,0м/с. Конвейер снабжен грузовым натяжным устройством.

Подъемник работает непрерывно, а транспортируемые материалы располагают на ленте конвейера отдельными порциями с определенными интервалами, величина которых зависит от режима работы загрузочного устройства печи и требуемой интенсивности загрузки.

Более подробно сведения о системах подачи шихты на колошник доменной печи можно найти в работах 15.

Рис.2.7. Схема скипового подъемника

1 – скиповая лебедка; 2 – пилон; 3 – скип; 4 – система канатов; 5 – наклонный мост; 6 – скиповая яма; 7 – рельсы

Определение вместимости скипа

Скип представляет собой стальную сварную вагонетку прямоугольного сечения с открытым передним торцом и закругленным дном, предназначенную для транспортировки шихты к загрузочному устройству доменной печи. Вместимость скипа для доменных печей объемом 1033-3200 м³ находится в пределах 8,120 м³.

В настоящее время при четырехскиповой подаче вместимость скипа выбирают равной вместимости воронки распределителя шихты (одна четвертая полезного объема межконусного пространства).

В зависимости от вместимости печи вместимость скипа можно определить по эмпирической формуле (м³):

,

где V_п – полезный объем печи, м³;  = 0,00650,0075.

Определение производительности скипового подъемника

и его загруженности

Производительность скипового подъемника по сравнению с расчетной принимают с некоторым запасом в связи с неравномерностью загрузки печи по времени и с возможным увеличением ее производительности. Коэффициент загруженности подъемника не должен превышать 60-75% 4. Расчетный коэффициент загруженности (З_р) подъемника выражают в виде отношения потребного (необходимого) для печи с заданной производительностью числа подач Z_н к теоретически возможному числу подач Z_в при непрерывной работе подъемника (%):

,

Теоретически возможную производительность скипового подъемника (возможное число подач) определяют из соотношения (подач/сутки):

где t_п – время подъема одной подачи (с):

t_п= n_ж(t_п.ск.+ t_ж)+ n_к(t_п.ск.+ t_к)=2 (45+19)+2(45+13)= 244

где t_п.ск – время подъема скипа на колошник (t_п.ск= 3550 с, и в каждом конкретном случае определяется путем построения графика движения, учитывающего длину подъемника, скорость движения, время разгона в начале пути и торможения в конце); t_ж и t_к – время остановки скипа при загрузке соответственно железорудной части шихты (t_ж= 15-20 с) и кокса (t_к= 12-15 с) 4 в скип; n_ж и n_к – соответственно число скипов железосодержащей части шихты и кокса в подаче.

Потребное или необходимое число подач (Z_н) определяют по заданной суточной производительности доменной печи (П_сут). При этом с учетом величины удельного расхода кокса А(т/т) и железосодержащей шихты на 1 т чугуна G (т/т) суточный расход кокса М_к определяется как М_к=АП_сут(т/сут) (А принимают равным 0,35-0,50 т/т), а суточный расход железосодержащей шихты М_ж= СП_сут (т/сут) (С принимают равным 1,75-2,1 т/т).)

Необходимое число подач по коксу (железосодержащей шихте) составит (подач/сутки):

,

где М_к(ж) – масса кокса (железосодержащей шихты) в скипе, т.

Для определения величины коэффициента загруженности подъемника берут бóльшую величину числа подач.

Массу материала в скипе находят из выражения:

m_к= V_ск_к=9 0.45=4,05

m_ж= V_ск_а=9 1,9=17,1

где V_ск – вместимость скипа, м³; К_з– коэффициент заполнения скипа (0,85); _а(к) – насыпная масса i-того материала, т/м³(для кокса _к=0,45; для агломерата _а=1,9; для окатышей ₀=1,9т/м³ ).

Оборудование для уборки чугуна и шлака

В современных доменных печах для транспортировки жидкого чугуна и шлака от доменной печи широко применяют чугуновозы и шлаковозы, которые

для заполнения устанавливают под сливными носками желобов литейного двора. Уборка чугуна производится по графику и начинается с выпуска его из печи. Число выпусков чугуна в сутки зависит от вместимости доменной печи. Вместимость печи, м³ – 1000; 1000-1700; 2000; 2700; 3000; 5000; число выпусков – 4-5; 6-7; 8-12; 14-16; 18-20; 20-24. Продолжительность выпусков – 2560мин.

Чугуновозы состоят из футерованных огнеупорным кирпичом ковшей, несущих рам (платформ) и ходовых тележек железнодорожного типа. Тепловозом или паровозом их отвозят в сталеплавильные цехи для заливки передельного чугуна в миксер или непосредственно в сталеплавильные агрегаты, либо их отправляют на разливочные машины для разливки чугуна в чушки.

Различают три основных типа чугуновозов: с ковшами конической (вместимость 80т), грушевидной (вместимость 100 или 140 т) и сигарообразной (миксерного типа, вместимость 150, 420 и 600т) формы.

Устройство чугуновозов, их преимущества и недостатки подробно рассмотрены в работах.

Шлаковозы, как правило, содержат литую из чугуна или стали емкость для шлака, опорное кольцо для чаши, раму с лафетами, две двухосные ходовые тележки железнодорожного типа и предохранительные устройства. В них транспортируют жидкий шлак от доменной печи к отдельно стоящим агрегатам грануляции или к шлаковому отвалу (ковшовая уборка) для переработки его в различные строительные материалы. Шлаковозы, как и чугуновозы, перемещают по железнодорожным путям обычно тепловозами.

В случае применения агрегатов для придоменной грануляции шлака (бесковшовная уборка) необходимость в транспортировании жидкого шлака шлаковозами отпадает.

Различают два основных типа шлаковозов: с одной чашей (одночашевые) и с двумя чашами (двухчашевые). Шлаковозы каждого типа обычно имеют механизм опрокидывания чаш. Привод механизма опрокидывания – электрический. В отечественных доменных цехах получили широкое применение шлаковозы с одной чашей вместимостью 11, 16 и 16,5 м³.

Более подробно вопросы конструкции шлаковозов освещены в работе.

Определение необходимого количества чугуновозных ковшей

Наиболее распространены в доменных цехах чугуновозы открытого типа

с грушевидным ковшом – емкостью, которая обеспечивает минимальные потери тепла.

Необходимое количество (n_к) открытых грушевидных чугуновозных ковшей (парк ковшей) определяют по формуле (шт):

n_к = n_об. + n_рем. + n_{рез.=27+2+8=}31,

где n_об., n_рем. и n_рез – число ковшей, находящихся в обороте, ремонте и резерве соответственно.

Число ковшей, находящихся в обороте, (шт):

где П_сут – суточная производительность печи, т/сут; n_п – число печей в цехе, шт; t_об – длительность цикла оборота ковша (57 час); К_н – коэффициент неравномерности выпусков чугуна (1,25); V_k – номинальная емкость ковша, т;

K_з – коэффициент заполнения ковша чугуном (0,8).

Число ковшей, одновременно находящихся в ремонте, (шт):

где t_х.р. и t_г.р.– продолжительность холодного и горячего ремонтов соответственно, час; m_ф – стойкость футеровки (число наливов) между холодными ремонтами, шт; n_г.р.– число горячих ремонтов, проводимых за одну кампанию между холодными ремонтами (капитальными) и горячими, составляет соответственно 350 и 115-120 наливов; продолжительность ремонтов соответственно около 100 и 8 часов.

Число резервных ковшей в соответствии с нормами технологического проектирования определяют как (шт):

,

где – максимальная производительность одной печи, т/сут.; m_в.ч. – число выпусков в сутки на печи с максимальной производительностью. Примерное число выпусков чугуна (m_в.ч.) в сутки на печах с одной леткой составляет 810, при двух летках – 1014; при трех-четырех летках – 1520 в зависимости от вместимости доменной печи.

Определение необходимого числа чугуновозных ковшей

миксерного типа

Число чугуновозных ковшей миксерного типа рассчитывают аналогично числу грушевидных чугуновозных ковшей, при этом стойкость футеровки холодными (замена футеровки) и горячими (ремонт горловины и футеровки в месте падения струи чугуна) ремонтами принимают соответственно равной 600 и 170200 наливов. Длительность горячего ремонта составляет 8 часов, а холодного, по опыту одного из отечественных заводов, 450 часов.

Определение потребного числа шлаковозов

Число шлаковозов при ковшовой уборке шлака в доменном цехе определяют по формуле (шт):

n_шл. = n_об. + n_рем + n_{рез=30+1+3=34,}

где n_об., n_рем, n_рез – число шлаковозов, находящихся соответственно в обороте, в ремонте и в резерве.

Число шлаковозов, находящихся в обороте, равно (шт):

,

где n_п – число доменных печей в цехе; K_н– коэффициент неравномерности выпусков шлака (1,25); Q – суточный выход шлака с одной печи, т/сут.(можно принимать Q = 0,45П_сут.); t_об. – продолжительность цикла оборота ковша, час; V_ш.к.– вместимость шлакового ковша (11, 16 или 16,5 м³); d – плотность жидкого шлака (около 1,6 т/м³); K_з – коэффициент заполнения ковша (0,8); _в и _н – доля верхнего и нижнего шлака соответственно.

Из общего количества шлака доля верхнего составляет 0,450,50; доля нижнего – 0,500,55; время оборота ковшей с верхним и нижним шлаком в расчетах принимают близким к 5 часам.

Число шлаковозов, одновременно находящихся в ремонте, (шт):

,

где t_р – продолжительность капитальных, средних и текущих ремонтов шлаковозов за кампанию, сут; t_м.р.– продолжительность кампании между капитальными ремонтами, сут.

Продолжительность кампании между капитальными ремонтами принимают равной шести годам.

За это время проводят два средних и шесть текущих ремонтов. Продолжительность капитального, среднего и текущего ремонтов составляет соответственно 3; 2,5 и 1 сутки.

Число резервных шлаковозов в соответствии с существующими нормами определяется как (шт):

,

где m_в.ш. и m_н.ш. – число выпусков верхнего и нижнего шлака соответственно. Расчетное число выпусков верхнего шлака на печах с одной чугунной леткой составляет 1620, на печах с двумя чугунными летками – 2024. Число выпусков нижнего шлака равно числу выпусков чугуна, данные о которых приведены при расчете количества чугуновозов.

Отделение разливки чугуна и его оборудование

Отделение разливки чугуна имеет в своем составе, как правило, несколько разливочных машин. Его обычно располагают в торце цеха и оборудуют разливочными машинами конвейерного типа, которые имеют в своем составе средства для подачи чугуновозов к машинам, кантования ковшей для слива жидкого чугуна в движущиеся изложницы (мульды), охлаждения жидкого чугуна и погрузки чушек на железнодорожные платформы. Для обеспечения бесперебойной доставки ковшей с чугуном машины в современных цехах размещают отдельно либо блоками с общим чугуновозным путем, но не более двух машин в блоке. Машины устанавливают параллельно друг к другу в закрытых наклонных галереях. Общий вид комплекса разливочной машины (разливочное отделение) представлен на рис. 2.9.

Рис.2.9. Разливочное отделение

1 – чугуновоз; 2 – литейная площадка; 3 – кантовательное устройство; 4 – разливочная машина; 5 – лебедка для подтягивания чугуновозов к машинам; 6 – мостовой кран; 7 – помещение для приготовления известкового раствора; 8 – опрыскиватель; 9 – галерея; 10 – разгрузочная площадка; 11 – маневровое устройство

Разливочная машина является одним из основных технологических агрегатов доменного цеха. Она предназначена для разливки жидкого чугуна в чушки и погрузки чушек на железнодорожные платформы или в полувагоны. На машинах разливают весь выплавляемый в доменных печах литейный чугун и частично передельный.

Чугун разливают на машинах конвейерного типа. Конвейер содержит две замкнутые пластинчатые цепи с закрепленными на них изложницами (мульдами).

По числу лент различают два основных типа машин: одноленточные и двухленточные. В современных цехах большой производительности применяют типовые двухленточные машины, в которых в каждой ленте размещено 308 мульд, скорость движения конвейера составляет 11,3 м/мин. Угол его наклона 944, масса получаемых чушек 18 или 45 кг (иногда 2 по 23 кг).

Подробные сведения об устройстве разливочного отделения и конструкциях разливочных машин можно получить из работ.

Определение числа разливочных машин

и их производительности

Необходимое число разливочных машин рассчитывают, исходя из условия обеспечения разливки чугуна при его минимальном потреблении сталеплавильными цехами, т.е. при остановках на ремонт конвертеров или мартеновских печей. Если разницу между суточной выплавкой чугуна и его потреблением сталеплавильным цехом обозначить Q_сут.(т/сут.), а суточную производительность одной разливочной машины – П_{р.м.сут.}(т/сут.), то потребное число машин составит (шт):

,

Суточная производительность одной машины при условии бесперебойной подачи ковшей равна (т/сут.):

,

где m_ч – масса чугуна в ковше, т; t_c – время работы машины в сутки, час/сут. (его принимают равной 20 час, остальное время затрачивается на ремонт желоба и эксплуатационные нужды самой машины); K_п – коэффициент учета потерь чугуна при разливке (0,970,995); t_ц – продолжительность цикла разливки одного ковша, час.:

t_ц = t_р + t_{м.р.=0,00069+0,18=0,18069} ,

где t_р – время разливки час; t_м.р – время между двумя разливками, затрачиваемое на захват и подъем ковша, обратный возврат порожнего ковша, замена ковша (принимают равной 1015 мин. или 0,170,25 часа).

Время разливки одного ковша (час):

,

где l – расстояние между изложницами ( 0,3 м); n_л – число лент; q_ч – масса чушки,т;  – скорость движения ленты, м/мин.

Изложницы (мульды) могут быть как одноместными для получения чушек массой 45 кг или двухместными для получения двух чушек массой по 23 или 18 кг. Скорость движения ленты разливочных машин составляет 9,1 – 13,8 м/мин.

В паспортной технической характеристике разливочных машин обычно указывают ее производительность при непрерывной разливке; эту теоретическую производительность (П_а) определяют по формуле:

,

Определение расчетной занятости железнодорожных путей

В соответствии с существующими нормами для новых цехов на железнодорожном транспорт следует использовать тепловозную тягу. Число железнодорожных путей определяют на основании расчета их занятости всеми видами передвижений и стоянок вагонов и составов (например, занятость постановочных путей для уборки чугуна на один выпуск складывается из длительности подачи состава с чугуновозами, ожидания выпуска, выпуска чугуна в ковши, уборки состава). Занятость или пропускную способность путей определяют аналитическим или графическим методом. По первому методу расчетную занятость (С, %) пути определяют 4 из соотношения (%):

где Т – время, необходимое для выполнения всех видов передвижений по рассматриваемому в расчете пути в течение суток, мин.

Допустимая расчетная занятость пути в соответствии с нормами проектирования заводского транспорта составляет 80%. Если расчетная занятость превышает эту допустимую величину, то следует предусматривать дополнительный путь.

При ковшовой уборке шлака для его перевозки к установкам переработки (например, грануляционным) в соответствии с существующими нормами необходимо предусматривать два железнодорожных пути.

При проектировании железнодорожного транспорта доменного цеха принимают решение о том, какие из постановочных путей у литейного двора, используемые для уборки жидких чугуна и шлака, можно делать тупиковыми. В соответствии с существующими нормами, основанными на обобщении имеющегося опыта и расчетах, для доменной печи с двумя постановочными путями для чугуна и двумя для шлака один из двух путей в обоих случаях должен быть сквозным, а один можно делать тупиковым.

Для доменных печей с четырьмя постановочными путями для чугуна и четырьмя путями для шлака, располагаемыми по два с каждой стороны литейного двора, допускается сооружение всех путей тупиковыми. Тупиковые, как правило, делают хозяйственные пути, используемые для доставки на литейный двор вспомогательных материалов.

33