Курсовая работа (т): Проект строительства кислородно-конвертерного цеха

Проект строительства кислородно-конвертерного цеха

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический

университет им. Г.И. Носова»

Кафедра металлургии черных металлов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Конструкции и проектирование цехов»

не тему: « Проект строительства кислородно-конвертерного цеха»

Исполнитель:. Некрасов А.А.

студент 5 курса, группа МС-09

Руководитель: Летимин В.Н. доцент, к.т.н.

Магнитогорск, 2013

Реферат

Работа содержит 7 таблиц, 7 рисунков и 4 приложения. сталеплавильное производство, конвертер, технологическое оборудование, крановое оборудование, газоочистка, грузопотоки цеха, мнлз.

В курсовом проекте рассмотрен вопрос о строительстве конвертерного цеха с конвертерами вместимостью 300 т. Введение в эксплуатацию конвертерного цеха позволит выплавить и разлить на МНЛЗ 3,5 млн. т литой заготовки в год. В конвертерном цехе предусматривается установка трёх конвертеров. В текстовой части записки проводится обоснование основных положений проекта, а в приложениях даны расчёты этих положений. Выполнен чертёж конвертерного цеха.  

Содержание

Введение

. Основные положения проекта

.1       Вместимость и конструкция конвертеров, обоснование их числа в цехе

.2       Вид МНЛЗ и их число в цехе

.3       Вид и количество основного технологического оборудования

.3.1 Технологическое оборудование

.3.2 Крановое оборудование

.4 Очистка отходящих дымовых газов

.5 Основные грузопотоки цеха

. Конструирование цеха

.1 Выбор аналогов

.2 Структура цеха и ситуационный план размещения отделений

.3 Конструирование отделений цеха

.3.1 Конвертерное отделение

.3.2 Отделение непрерывной разливки стали (ОНРС)

.3.3 Прочие отделения цеха

. Сравнительная оценка принятой конструкции КО

Список использованных источников

Приложения

Введение

Строительство новых конвертерных цехов и замена существующих физически и морально устаревших мартеновских на действующих металлургических предприятиях является одним из главных управлений на радикального технического перевооружения отечественной черной металлургии и решения проблем резкого повышения технико-экономических показателей отрасли, улучшения качества выплавляемой стали и изделий из нее.

В то же время необходимо отметить, что строительство нового конвертерного цеха, зачастую с плавильными агрегатами повышенной вместимости и непрерывной разливкой стали, сопряжено с большими капитальными вложениями. Последние определяются многими факторами, из которых одним из главных является конструкция (структура и объемно- планировочное решение) цеха. Конструкция конвертерного цеха решающим образом влияет на технико-экономические показатели эксплуатации, а также условия работы в нем. Учитывая сказанное и длительные сроки эксплуатации металлургических объектов, выбор оптимального конструктивного решения современного конвертерного цеха является ответственной задачей, имеющей большое экономическое и социальное значение.

Первый кислородно-конвертерный цех (ККЦ) в мире был пущен в 1952 году в г. Линце (Австрия). В нашей стране промышленное производство конвертерной стали с применением кислорода началось в 1956 году в бывшем бессемеровском цехе завода им. Петровского. В 1960 году впервые в мировой практике, Гипромезом был выполнен типовой проект кислородно-конвертерного цеха, на базе которого в нашей стране была построена целая серия ККЦ (НТМК, КМК, заводы «Криворожсталь», Енакиевский и им. Ильича, ЧМК). В настоящее время конвертерное производство за рубежом практически полностью вытеснило мартеновское и интенсивно развивается в России. Но следует отметить, что несмотря на богатый отечественный и зарубежный опыт проектирования и создания, поиски оптимальной структуры и объемно-планировочных решений конвертерных цехов продолжаются.

Конструирование ККЦ до сих пор является весьма сложной задачей. Поэтому в настоящее время трудно найти более 2-3 конвертерных цехов, которые имели бы одинаковые компоновочные решения. Причиной этого является, с одной стороны, быстрый научно-технический прогресс во всех аспектах создания конвертерных цехов (технологии оборудовании, организационных решениях и пр.) [1].

В работе приводятся основные принципы и технические решения конструирования современного ККЦ.

1. Основные положения проекта

.1 Вместимость и конструкция конвертеров, обоснование их числа в цехе

кислородный конвертерный цех

Опыт эксплуатации конвертерных цехов показывает, что для достижения оптимального режима функционирования цеха число работающих конвертеров должно быть минимальным при максимальной производительности. Принимаем производство, которое будет осуществляться в цехе с двумя установленными конвертерами вместимостью 300 т.

Для обеспечения стойкости футеровки 600 плавок (приложение А) предусматриваем использование высококачественных периклазоуглеродистых огнеупоров при футеровке конвертера, азотирование шлака в конвертере для наведения гарнисажа. Основные периоды плавки и их длительность (приложение А) приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Основные периоды плавки

Основные параметры эксплуатации 300-тонного конвертера следующие (обоснование приложение А):

·   масса плавки 255 т;

·   длительность цикла плавки 39,0 минуты;

·   стойкость футеровки конвертера 700 плавок;

·   количество конвертеров общее 2 шт.;

·   мощность цеха 3,5 млн т/год литой заготовки;

·   затраты времени на планово-предупредительные и капитальные ремонты 6 сут;

·   длительность ремонта футеровки 102 ч.

·   Классический режим работы.

.2 Вид МНЛЗ и их число в цехе

Основываясь на результатах расчёта числа МНЛЗ (приложение Б) и учитывая характер литой заготовки, устанавливаем в отделении непрерывной разливки стали криволинейные овальные двухручьевые МНЛЗ с типоразмером 50…100´500…900 мм, для получения слябовых заготовок, и 80х80-120х120 мм для получения сортовых заготовок. Масса плавки (вместимость сталеразливочного ковша) 300 т. Линейная скорость разливки для получения слябовой заготовки толщиной 60 мм равна 3,36 м/мин, для получения сортовой заготовки толщиной 110 мм линейная скорость равна 2,36 м/мин. Ритм подачи ковшей от конвертеров к МНЛЗ равен 36,5 мин (два постоянно работающих конвертера). Продолжительность разливки одного ковша со сталью равна: для получения слябовой заготовки толщиной 60 мм - 59,06 мин, для получения сортовой заготовки толщиной 110 мм - 90,9 мин.

Был произведен переход на получение литой заготовки большего сечение с последующим его доведением до нужных размеров на редуцирующем оборудование. Разливка ведется методом «плавка на плавку». Основные характеристики и параметры принятой машины приведены в таблице 2 (приложение Б).

Принимаем ОНРС с многорядным расположением машин. Для разливки всего объёма выплавляемой стали необходимо 1 слябовых постоянно работающих МНЛЗ и 1 резервная, и 1 сортовая постоянно работающая МНЛЗ и одна резервная. Общее число устанавливаемых машин - слябовых 2, сортовых 2.

.3 Технологическое и крановое оборудование

.3.1 Технологическое оборудование

Совки для скрапа. Принимаем для завалки скрапа совки вместимостью 65м³, скрап будет заваливаться с помощью полупортальной завалочной машины двумя порциями. Число совков - 8,8 шт.

Машины для завалки скрапа. Учитывая непрерывный характер работы конвертеров, принимаем к установке в загрузочном пролете две полупортальные завалочные машины с совками вместимостью 65м³ (приложение В).

Сталеразливочные ковши. За сутки в цехе разливается 92 ковшей стали. Для нормальной организации работы в цехе необходимо иметь 40 сталеразливочных ковшей (приложение В) со следующими характеристиками:

вместимость 230 т;

стойкость футеровки 100 плавок. 

Шлаковые чаши. Количество шлаковых чаш для вывоза шлака из цеха принято равным 20 шт., по две шлаковых чаш на плавку (приложение В). Вместимость шлаковых чаш 30 м³.

Ковши миксерного типа:

вместимость ковша миксерного типа, 2500 т;

стойкость футеровки миксерного ковша 600 наливов;

скорость передвижения ковшей 10 км/ч; 

время оборота ковшей миксерного типа между конвертерным и доменным

цехами 2,5 ч;

общее число миксерных ковшей (в обороте, на ремонте и запасных) 14 шт.

Оборудование для ремонта футеровки сталеразливочных ковшей. Принимаем:

для ломки футеровки ковшей поворотный механизированный стенд и машину с телескопической стрелой и пневмоударником конструкции института “ВНИИмехчермет”;

для набивки стен машину “Орбита 2”;

затраты времени на ломку, кладки днища, набивку и сушку футеровки,

соответственно:2,5 ч; 1,5 ч, 0,06ч и 11 ч.

Принимаем в ковшевом пролете одно место для ломки в том числе одно резервное, одно место для набивки футеровки и одно - для сушки и разогрева ковшей.

1.3.2 Крановое оборудование

Заливочные краны. Принимаем к установке в цехе два заливочных мостовых крана грузоподъёмностью 280 + 100/20 т со следующими параметрами (приложение В):

пролёт, м  21,5;

высота подъёма, м 36+36/40;

скорость подъёма, м/мин 7,5 + 4,8/15;

скорость передвижения, главной тележки, м/мин 30;

вспомогательной тележки 30;

крана  60.

Вместимость заливочного ковша 280 тонн.

Разливочные краны. Учитывая загруженность и назначение, принимаем к установке в ОНРС линейное расположение 9 МНЛЗ со следующими характеристиками (приложение В):

- вместимость сталеразливочного ковша 280 т;

- мостовой разливочный кран грузоподъемностью 280 +100/20;

пролет 21,5 м, высота подъем 36 + 36/40; скорость подъема

,5 + 4,8/15,0 м/мин; скорость движения главной тележки 30; вспомогательной - 30 и крана 60 м/мин.

разливка осуществляется с помощью поворотных разливочных стендов.

Принимаем к установке в цехе 3 разливочных крана.

Краны для перестановки совков со скрапом. Для выполнения этой операции используются специальные мостовые краны. Потребуется 2 крана с грузоподъемностью 200 + 32т.

Краны для перестановки ковшей в ковшевом пролёте. Учитывая, что в случае остановки крана ковшевой пролет не сможет обеспечить бесперебойную работу цеха, принимаем к установке три крана грузоподъемностью 280+100/20т.

.4 Очистка отходящих дымовых газов

Основные параметры газоочистки рассчитываем с помощью программы составленной доцентом, к.т.н. кафедры металлургии черных металлов Летиминым В.Н. Основные параметры газоочистки представлены в таблице 3.

Таблица 3- Основные параметры газоочистки

По результатам таблицы 3 выбираем дымосос по его максимальной объемной производительности по дымовым газам и создаваемого разрежения (тип эксгаустера 7500-11-1). Последнее получается на основе общего сопротивления перед дымососом с учетом 20% запаса его мощности и стандартной температуры перед машиной.

Учитывая все вышеизложенные обстоятельства, выбираем газоочистку сухого типа с режимом работы без дожигания, так как она обеспечивает отсутствие дожигания СО отходящих дымовых газов, сбор горючих газов в газгольдере и утилизации их для энергетических нужд, отсутствие шламов, брикетирование и использование железосодержащей пыли в собственном производстве металлургического завода, малое общее сопротивление газоочистки и небольшое требуемое разряжение на дымососе. А взрывобезопасный фильтр цилиндрической формы со специальной системой клапанов позволяет выдерживать «хлопки» и сделать систему практически безопасной.

В состав элементов выбранной газоочистки входят: ОКГ радиационно-конвективного вида, охладитель-испаритель (скруббер), электрофильтр горизонтальный цилиндрический взрывобезопасный, дымосос, труба («свеча»). Принципиальная схема сухой газоочистки без дожигания представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - принципиальная схема сухой газоочистки без дожигания

.5 Основные грузопотоки

В результате анализа проектов -аналогов и других источников проектирования в конструируемом цехе предусматривается следующая организация грузопотоков:

Скрап: скрапное отделение скрапного цеха → мостовой кран→совки → кран для перестановки совков → платформенные весы (дозагрузка скрапа) → скраповоз → загрузочный пролёт конвертерного отделения (УЗП) → мостовой завалочный кран→ конвертер.

Жидкий чугун: литейный двор доменного цеха → чугуновозные ковши миксерного типа → участок перелива чугуна → заливочные ковши на самоходных (электрофицированных) тележках в траншее → заливочный кран → конвертер. …….Подача чугуна по траншее дает возможность развести грузопотоки, а также позволяет отказаться от тяжелой сплошной рабочей площадки в загрузочном пролете.  

Сталь: конвертер →сталеразливочный ковш вместимостью 280 т→ установка по зуммеру температуры и отбору проб металла→ самоходная (электрифицированная) тележка → ОНРС → разливочный кран → установка внеагрегатной обработки стали → МНЛЗ → прокатный цех (склад).

При необходимости, окончательная доводка стали по составу и температуре организуется в ОНРС на установке комплексной обработки стали..

Достоинства организации грузопотока стали:

а) ввиду расположения ОНРС в непосредственной близости от КО отсутствует необходимость защищать металл от охлаждения при транспортировке;

б) возможность транспортировать ковши по внутрицеховым путям, т.е. отсутствие межцеховых путей или крановой эстакады.