Проектирование линии доменного цеха

Цель работы: изучение принципа проектирования доменного цеха и получение знаний о конструкциях и функционировании основного и вспомогательного оборудования доменного цеха.

Доменный цех включает несколько доменных печей с относящимся к каждой из них и расположенным вблизи них комплексом объектов (литейный двор, воздухонагреватели с газовоздухопроводами, система подачи шихты к колошниковому загрузочному устройству, система газоочистки, иногда установки припечной грануляции и некоторые другие); бункерную эстакаду (иногда отдельные эстакады для каждой печи); систему транспортных путей, газопроводов и ряд общих для цеха или нескольких печей отделений — отделение разливки чугуна, склад холодного чугуна, воздуходувная станция доменного дутья, отделения приготовления огнеупорных масс (глиномялка) и ремонта чугуновозов и шлаковозов; вспомогательные отделения — ремонтные мастерские, электроподстанция и др.

Для доменных цехов характерны большой объем и сложная система грузопотоков. Основными линиями грузопотоков являются: грузопотоки шихтовых материалов к бункерной эстакаде с агломерационных фабрик, фабрик окомкования, коксохимического цеха и ряда других источников снабжения за пределами завода; грузопотоки материалов от бункерной эстакады к колошниковому загрузочному устройству; грузопотоки уборки продуктов плавки — чугуна, шлака, колошниковой пыли; уборки коксовой мелочи; грузопотоки материалов, используемых при ремонтах объектов цеха; трубопроводная подача к печам кислорода и природного газа и отвод колошникового газа. Устройство доменного цеха, характер размещения в нем основных объектов во многом определяются выбранной системой грузопотоков и транспорта, и изменение этих систем существенно сказывается на планировке цеха.

При разработке технологической части проекта доменного цеха решаются следующие основные задачи:

- выбор числа, полезного объема и устройства доменных печей и параметров технологического процесса;

- определение расхода основных материалов и расчет на основании этого пропускной способности транспортных систем;

- обоснование и выбор конструкции и параметров работы воздухонагревателей, воздуходувок, газоочисток и других обслуживающих печь агрегатов;

- выбор схем доставки в цех шихтовых материалов, систем подачи материалов к колошниковому подъему и типа колошникового подъема, схем уборки продуктов плавки и соответствующего оборудования;

- выбор планировки литейного двора и вспомогательных отделений цеха — депо ремонта ковшей, разливочных машин, глиномялки и др.;

- разработка наиболее рациональных грузопотоков и транспортных систем;

- оптимальная компоновка объектов цеха и транспортных путей в соответствии с требованиями технологического процесса и с целью уменьшения занимаемой цехом площади, при этом должна быть обеспечена возможность ремонта агрегатов без нарушения бесперебойной работы соседних и возможность расширения цеха.

1 Проектные решения для доменных печей и их работы

Закладываемые в проект цеха решения по конструкции, объему и производительности доменных печей и технологии производства должны отвечать последним достижениям доменного процесса в соответствующей области.

Полезный объем печей. Для доменного, так же как и для других металлургических производств, важным является использование основных производственных агрегатов повышенной мощности, поскольку это ведет к повышению производительности труда и улучшению других технико-экономических показателей производства. В соответствии с установленным типовым рядом в нашей стране строились и эксплуатируются доменные печи с полезным объемом 1033, 1386, 1513, 1719, 2000, 2300, 2700, 3000, 3200 и 5000—5500 м³, с течением времени полезный объем вновь сооружаемых печей непрерывно возрастал.

Для вновь сооружаемых цехов рекомендуются печи с объемом 3200 и 5000—5500 м³; в ближайшие годы можно ожидать дальнейшего увеличения полезного объема доменных печей. При реконструкции существующих цехов и капитальных ремонтах печей также рекомендуется замена существующих печей печами большего объема.

Технология доменного процесса должна предусматривать использование предварительно подготовленных шихтовых материалов — офлюсованных агломерата и окатышей и полный вывод из шихты сырых флюсов. Все нужные добавки (известняк, марганцевая руда и др.) должны вводиться в состав шихты при производстве агломерата и окатышей. Их изготовление предусматривается осуществлять из обогащенных железорудных концентратов с содержанием железа 63—67%, что должно обеспечить выход шлака не более 350 кг на 1 т чугуна.

Технология должна включать следующие методы интенсификации доменного процесса: вдувание природного газа (до 150 м³ на 1 т чугуна); обогащение дутья кислородом (до 30—35%); работу при избыточном давлении под колошником до 0,25 МПа; повышение температуры дутья до 1300—1400 ^СС; вдувание в печь угольной пыли и мазута, а также горячих восстановительных газов.

Режим работы печей предусматривает примерно следующее число выпусков чугуна за сутки: на печах с одной леткой от 8 до 10, на печах с двумя летками 10—14, на печах с тремя-четырьмя летками 15—20.