11 Общая характеристика доменных цехов и литейных дворов

ДЦ- сложный комплекс взаимосвязанных агрегатов, зданий, сооружений и транспортных систем. Цex включает несколько ДП, бункерные эстакады (иногда отдельные для каждой печи с конвейерными колошниковыми подъемниками), систему транспортных путей, отделение разливки чугуна, склад холодного чугуна, воздуходувная станция, станция подачи воздуха горения, отделение приготовления огнеупорных, масс (глиномялка), депо ремонта чугуновозных ковшей, ШПУ, электроподстанции, насосная и системы оборотного водоснабжения, центральная приточная станция, вытяжные станции литейного двора и бункерной эстакады, абк, ремонтные мастерские и др.

В центральный узел входят: литейный двор, воздухонагреватели с газовоздухопроводами, газоочистка, скиповой подъемник с машинным зданием, здание управления печью, иногда установки припечной грануляции шлака и др.

ДЦ имеют большой объем и сложную систему грузопотоков: шихтовых материалов к бункерной эстакаде с аглофабрик, цехов окомкования, ккц, других источников снабжения за пределами завода; грузопотоки материалов от бункерной эстакады к колошниковому загрузочному устройству; грузопотоки жидких продуктов плавки (чугуна и шлака), колошниковой пыли; уборки коксовой мелочи; грузопотоки материалов, используемых при ремонтах; трубопроводная подача кислорода, природного газа и отвод колошникового газа.

При проектировании ДЦ решаются следующие задачи: выбор числа, полезного объема и устройства ДП и параметров технологического процесса; определение расхода основных материалов, расчет транспортных систем; выбор конструкции и воздухонагревателей, воздуходувок, газоочисток и других 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 литейного двора и вспомогательных отделений цеха– депо ремонта ковшей, разливочных машин, глиномялки и др.; разработка рациональных грузопотоков и транспортных систем; оптимальная компоновка объектов цеха и транспортных путей.

11.1 Проектные решения для доменных печей и их работы

В нашей стране строились ДП с полезным объемом: 1033, 1386, 1513, 1719, 2000, 2300, 2700, 3000, 3200, 5000,5500 м³. Эффективность повышения объема доменных печей следующая:

Полезный объем печи, м³ ………………………………….3200 5000

Удельные капиталовложения, %.. …………………………95,5 93,3

Производительность, труда, % ...…………………………..117,6 140,0

Себестоимость чугуна, %..………………………………….97,1 95,7

Расходы по переделу, %...………………………………….94,3 88,7.

За 100% приняты; показатели для печи объемом 2000 м³.

Рекомендуются печи с объемом 3200; 4200 и 5500м³

Потребное число ДП в цехе определяется из соотношения n=П_Ц/П, где П_ц и П- годовая производительность соответственно цеха и одной печи (т/год).

Годовую производительность цеха определяют на основании баланса металла по заводу. Исходной величиной для составлений баланса является годовой объем производства металлопроката. По этой величине и расходным коэффициентам металл, на прокатных станах определяют потребность прокатных цехов в стальных слитках. По величине расхода чугуна на 1т стальных слитков определяют потребность СЦ в жидком чугуне. К найденной величине добавляют количество товарного чугуна, и потребность вспомогательных цехов завода в литейном чугуне, получая требуемую величину П_ц. Учитывают потери чугуна: в скрап в желобах, в чугуновозных ковшах, со шлаком и при разливке на разливочных машинах, которые по нормативам составляют соответственно 0,15; 0,1 и 0,5% и 0,5%.

При выплавке чугунов специального состава производительность печи снижается, поэтому проводят ее пересчет на производительность при выплавке передельного чугуна с помощью пересчетных коэффициентов, которые составляют для: литейного чугуна 1,20; ферромарганца-2,5; феррофосфора 4,0. Для ДП, выплавляющей передельный и специальные чугуны, годовая производительность составит

П =П_пер + 1,2П_лит+2,5П_фм + 4,0П_фф,

где П_пер, П_лит, П_фф – потребный годовой объем выплавки соответственно передельного, литейного чугуна, ферромарганца и феррофосфора (т).

Годовая производительность ДП

П = n_cП_сут,

где П_сут – среднесуточная производительность печи, т/сут; n_с – среднегодовое число рабочих суток печи за кампанию, сут/год.

Среднесуточную производительность ДП определяется

П_сут = V/КИПО,

где V– объем печи м³; КИПО = 0,45- 0,385; м³∙сут/т.

Среднегодовое число рабочих суток печи

n_c = 365T_p/T_камп,

где Т_р – общее число рабочих суток за кампанию печи, сут; T_камп – общее число календарных суток за кампанию печи, сут.

Число рабочих суток за кампанию Т_р= П_камп / П_сут. Выплавляемое за кампанию печи количество чугуна

П_камп = VП₀,

где V –объем печи, м³; П_о– норматив выплавки чугуна за кампанию, т/м³ объема печи.

П₀ для печей различного объема в соответствии с нормами следующее:

V,м³………1000–1240 1300–1600 1719–2300 2700–3000 5000

П_о, т/м³ …..11000 10000 9000 8000 5500

Число календарных суток за кампанию (T_камп) сумма рабочего времени печи (числа рабочих суток Т_р) и времени на кап. ремонты печи. В течение кампании предусмотрены ремонты: один 1-го разряда, два 2-го и 3-го разряда один раз в год:

T_камп = Т_р +Т₁+2Т₂+ (Т_рТ₃/365),

где Т₁ Т₂ и Т₃ – длительность ремонтов соответственно 1, 2 и 3-го разрядов.

Длительности ремонтов для печей разного объема приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 - Длительность капитальных ремонтов доменных печей

Объем печи, м3	Длительность ремонта, сут.
	Т1	Т2	Т3
1000 - 1240 1300 - 1600 1719 - 2300 2700 - 3200 5000	35 40 42 50 60	22 24 26 30 35	3 3 4 5 -

1- разряд: смена футеровки печи с полным выпуском продуктов плавки и капитальный ремонт оборудования печи; зачастую проводят реконструкцию печи, т. е. полную замену печи методом надвижки.

2- разряд: полная или частичная смена футеровки шахты, смена засыпного аппарата и защитных сегментов колошника, холодильников шахты и заплечиков. 3- разряд: замена засыпного аппарата и защитных сегментов колошника.

Годовая производительность ДП объемом 3200 и 5000 м³ составляет соответственно: 3 и 4,6 млн. т чугуна.

На современных ДП применяют загрузочные устройства бесконусного типа; самонесущий кожух без мораторного кольца, современный профиль, конструкции горна и лещади, комбинированную кладку лещади из углеродистых блоков и высокоглиноземистых огнеупоров и совершенные холодильники и др.

При реконструкции ДП увеличают число чугунных леток и воздушных фурм, совершенствуют профиль, горн и лещадь, системы охлаждения печи, установку бесконусного загрузочного устройства, замену воздуходувных машин на более мощные. В зависимости от объема печи количество леток: 2000 м³ -две; 2700 м³ – три; 3200–5500 – четыре.

Число выпусков чугуна за сутки на печах: с одной леткой oт 8 до 10; с двумя 10–14; с трёмя-четырьмя 15–24.