5 Доменные цеха

Проектные решения для доменных печей и их работы

Полезный объем печей. Типовой ряд доменных печей с полезным объемом: 1033, 1386, 1513, 1719, 2000, 2300, 2700, 3000, 3200 и 5000—5500 м³. Эффективность повышения объема доменных печей характеризуется:

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 5500 м³. Потребное число доменных печей в цехе определяется: n=П_Ц/П, где П_ц и П- годовая про производительность соответственно цеха и одной печи (т/год).

Годовую производительность цеха определяют на основании составляемого баланса металла по заводу. Исходной величи­ной для составлений баланса является годовой объем производства проката—готовой продукции металлургического комбината. Зная эту величину и расходные коэффициенты металла, на прокатных станах, в начале определяют потребность прокатных цехов в стальных слитках. По известной величине расхо­да чугуна на 1т стальных слитков определяют потребность сталеплавильных цехов в жидком чугуне. К найденной величине добавляют количество товарного чугуна, которое комбинат должен отправлять на сторону, и потребность вспомогательных цехов в литейном чугуне, получая требуемую величину П_ц. Необходимо также учитывать потери чугуна в скрап в желобах, в чугуновозных ковшах и со шлаком, которые по нормативам составляют соответственно 0,15; 0,1 и 0,5%. При разливке на разливоч­ных машинах, эти потери по нормам составляют 0,5%.

Производительность доменного цеха и печей определяют в расчете на передельный чугун. При выплавке чугунов спе­циального состава производительность печи снижается, поэтому проводят ее пересчет на производительность при выплавке передельного чугуна с помощью пересчетных коэффициентов, учитывающих степень трудности выплавки различных видов чугуна. Их величины: литейный чугун 1,20; ферромарганц-2,5; феррофосфор 4,0. Для доменной печи, выплавляю­щей передельный и специальные чугуны, годовая производительность по передельному чугуну

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 и литейного чугуна, ферро­марганца и феррофосфора (т).

Годовая производительность доменной печи П = n_cП_сут, где П_сут — среднесуточная производительность печи, т/сут; n_с — среднегодовое число рабочих суток печи за кампанию, сут/год.

Суточная производительность доменной печи определяется по формуле: П_сут = V/КИПО, где V— объем печи м³; КИПО—коэффициент использования, полезно­го объема печи, м³∙сут/т. На хорошо работающих печах КИПО = 0,45- 0,40 и иногда 0,370—0,385.

Среднегодовое число рабочих суток печи

n_c = 365T_p/T_камп,

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

Число рабочих суток за кампанию получают делением объема выплавлен чугуна за кампанию (П_камп на сред­несуточную производительность печи, т. е. 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. Величины П₀ для печей различного объема в соответствии с нормами технологического проектирова­ния приведены:

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) пред­ставляет собой сумму рабочего времени печи (числа рабочих суток Т_р) и времени, затрачиваемого на капитальные ремонты печи. Нормами в течение кампании предусмот­рены один капитальный ремонт 1-го разряда, два капитальных ремонта 2-го разряда и капитальные ремонты 3-го разряда, выполняемые один раз в год. Соответственно,

T_камп = Т_р +Т₁+2Т₂+ (Т_рТ₃/365),

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

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- т. е. полная замена 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 доменных печей объ­емом 3200 и 5000 м³ составляет соответственно ~ 3 и 4,6 млн. т чугуна.

В доменных печах должны быть предусмотрены за­грузочные устройства бесконусного типа; самонесущий кожух без мораторного кольца; совер­шенствование конструкции горна и лещади, в том числе ком­бинированная кладка лещади из углеродистых блоков и высокоглиноземистых огнеупоров и воздушное охлаждение основания лещади, применение совершенных конст­рукций холодильников и др.

При реконструкции доменных печей предусматривают уве­личение числа чугунных леток и воздушных фурм, усовершенствование профиля печи и конструкции горна и лещади, усовершенствование системы охлаждения печи, установку бесконусного загрузочного устройства, замену воздуходувных машин на более мощные. Печи объемом 2000 м³ и менее должны иметь по две чугунных летки, печь объемом 2700 м³ — три, пе­чи объемом 3200—5500 — четыре летки.

В доменном процессе необходима качественная подготовка шихтовых ма­териалов—офлюсованные агломерат, окатыши и полный вывод из шихты; сырых флюсов. Все добавки (извест­няк, марганцевая руда и др.) должны вводиться в состав ших­ты при производстве агломерата и окатышей. Из обогащенных железоруд­ных концентратов с содержанием железа 63—67%, что обеспечивает выход шлака не более 350 кг на 1 т чугуна.

Существуют следующие методы интенси­фикации доменного процесса: вдувание природного газа (до 150 м³ на 1 т чугуна); обогащение дутья кислородом (до 30 — 35%); избыточное давление под колошником до 0,25 МПа; повышение температуры дутья до 1300—1400⁰С; вду­вание в печь угольной пыли, мазута и ГВГ.

Режим работы печей предусматривает при­мерно следующее число выпусков чугуна за сутки: на печах с одной леткой oт 8 до 10, двумя летками 10—14, с трёмя-четырьмя летками 15—24.

Список литературы

1. Методические указания по оформлению ВКР / Братковский Е.В., Заводяный А.В. – Новотроицк: НФ МИСиС, 2009. – 44 с.

2. Азиков Б.А., Зинуров И.Ю. Механизация работ в электросталеплавиль­ных цехах.— М: Металлургия, 1982.— 136 с.

3. Арист Л.М„ Щербин А.И, Механизация работ в реконструируемых ме­таллургических цехах.— Киев: Техника, 1987.— 216 с.

4. Арист Л.М., Городецкий А.Я. Механизированные средства для переме­щения сыпучих материалов в сталеплавильных цехах.— М.: Металлургия, 1984 — 208 с.

5. Арист Л.М., Городецкий А.Н., Симонов О.А. Средства комплексной механизации в металлургическом производстве — Киев: Техника, 1981 - 208 с.

6. Арист Л. М., Городецкий А.Н., Тылкин М. А. и др. – Механизация работ в конвертерных цехах. — М.: Металлургия, 1977.—287 с.

7. Бринза В.Н., Зеньковский М.М. Охрана труда в черной металлургий.— М.: Металлургия, 1982,—356 с.

8. Залкинд А.С. Механизация ремонтов металлургических агрегатов.—М.: Металлургия, 1988.—238 с.

9. Гребеник В. М„ Сторожил Д. А., Демьянец Л. А. и др. Механическое оборудование фабрик окускования и доменных цехов.—Киев: Вища школа, 1985.— 312 с.

10. Коробов Н.И. Проектирование металлургических предприятий.—М.: Ме­таллургия, 1989.—264 с.

11. Ловчиновский З.В., Вагин В.С. Машины и механизмы сталеплавильного производства.— М.: Металлургия, 1982.—271 с.

12. Муратов А.М., Коркина О.Д., Роэенцвейг В.С. Электросталеплавиль­ные цехи металлургических заводов зарубежных стран.— М.: ВИНИТИ, 1976. - 66 с.

13. Панфи­лов М. И., Школьник Я.Ш. Переработка шлаков и безотходная технология в металлургии. - М.: Металлургия». 1987.—238 с.

14. Сапко А.И. Механическое и подъемно-транспортное оборудование элек­трометаллургических цехов.— М.: Металлургия, 1986.— 328 с

15. Целиков А.И., Полухин П.И., Гребеник В.М. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов.—М.: Металлургия, Т.1, 1987.—439 с; Т.2, 1988.-431 с.

16. Ширяев П. А. Основы техкико-экономического проектирования метал­лургических заводов.— М.: Металлургия, 1980.— 373 с.

17. Юдашкин М. Я. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлур­гии.— М.: Металлургия, 1984.— 320 с.

18. Якушев А.М. Основы проектирования и оборудование сталеплавильных и доменных цехов. – М.: Металлургия, 1992. – 422 с.