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

Шлак: конвертер→ шлаковая чаша, установленная на электрифицированную самоходную тележку → автошлаковоз с механизмом перестановки и кантования чаш→ ОППШ.

Такая схема грузопотока шлака с помощью автошлаковозов довольно широко распространена за рубежом. Ее достоинствами являются: уменьшение площади застройки и объема здания, отказ от специального оборудования (кранов и т.д.), сокращение потребности в оборудовании; улучшение условий труда в цехе, снижение капзатрат. В данном проекте для обеспечения независимой работы автошлаковозов их транспортный поток в цехе не пересекается с другими основными грузопотоками.

Сыпучие: сыпучие от приёмных бункеров отделения сыпучих →транспортируются в бункера расхода пролета сыпучих и ферросплавов→конвертер.

С каждой стороны конвертера расположено по четыре расходных бункера. На каждые два расходных бункера установлены весы-дозаторы, из них материалы выдаются к конвертерам по специальным течкам.

Ферросплавы: приемные бункера отделения сыпучих и ферросплавов→расходные бункера пролета сыпучих и ферросплавов→весовые и дозирующие устройства→печи для подогрева и прокаливание ферросплавов→сталеразливочный ковш.

Из бункеров запаса конвертерного отделения ферросплавы по течкам доставляются к печам для их подогрева и прокаливания, а также к печам для получения жидких лигатур, находящихся в конвертерном пролете. Затем ферросплавы подаются в ковш с металлом.

Достоинство данного грузопотока:

а) независимость грузопотока ферросплавов и высокая степень механизации и автоматизации работ;

б) возможность выплавки широкого сортамента сталей.

2. Конструирование конвертерного цеха

.1 Выбор аналогов

В качестве основного аналога принимаем проект ККЦ Днепровского Металлургического комбината. В качестве дополнительных аналогов принимаем проекты следующих цехов: ККЦ ММК; ККЦ ЧерМК. Данные цехи по вместимости конвертеров, производительности и расположению технологического оборудования наиболее близки к проектируемому

.2 Структура цеха и ситуационный план размещения отделений

Руководствуясь принятыми грузопотоками и другими основными положениями проекта, опытом проектирования (проекты-аналоги) и рекомендациями ведущих проектных организаций, принимаем ККЦ в виде отдельно стоящих зданий:

конвертерное отделение (КО);

отделение непрерывной разливки стали (ОНРС);

отделение дымососов;

отделение первичной переработки шлака (ОППШ);

Новым в структуре КО будет следующее:

.Облегчённая рабочая площадка. Ковш с чугуном будет подниматься заливочным краном из траншеи отделения перелива чугуна и заливаться в конвертер (аналог ККЦ №1 ММК);

. Отказ от скрапного пролёта;

. Отказ от шлакового пролета;

. Использование автотранспорта для вывоза шлака.

Эти мероприятия позволяют уменьшить загруженность оборудованием здание конвертерного отделения и сократить размеры здания и, следовательно, уменьшить капитальные затраты на строительство ККЦ и улучшить условия труда в отделении.

Схема взаимного размещения цехов и отделений на генплане показана на рисунке 1.

Главная ось площадки завода

Рисунок 2 - Ситуационный план конвертерного цеха

.3 Конструирование отделений цеха

.3.1 Конвертерное отделение

За основу конструктивно-архитектурного решения в проектируемом здании КО принимаем рекомендации института "ЦНИИПрозданий". На основе рекомендаций института, а также руководствуясь опытом проектирования (проекты - аналоги), предложениями других проектных организаций и собственных предложениях принимаем конвертерное отделение в следующем составе с габаритами сечения пролетов, таблица 4.

Таблица 4 - Основные размеры пролетов

В конструкции здания КО для покрытия кровли и стен вместо железобетонных плит используются другие прогрессивные материалы и изделия:

) кровля выполняется из стальных щитов (нержавеющая сталь типа «кортен»);

) стены закрываются профилированным стальным листом с антикоррозийными свойствами.

Для наклона конвертеров используются компактные подвесные приводы. Поэтому реторты размещаются в ряде колонн (главном) с шагом 36м без 12-ти метровых вставок. Шаг других внутренних и внешних рядов колонн принимается равным 12м.

.3.2 Прочие отделения цеха

За основу конструирования других отделений цеха приняты проектные решения цеха ККЦ ММК - ОНРС. Принимаем ОНРС с многорядным расположением машин. Эскиз конструкции ОНРС КО цеха приведен на рисунке 3.

Рисунок 3 - План отделения непрерывной разливки стали

Особенностями данного расположения является следующее:

·   расположение в каждом пролете не более двух машин с направлением

технологических осей вдоль пролетов;

·   расположение сталевозных путей перпендикулярно продольным осям и с пересечением всех машинных пролетов.

Отделение связано с главным зданием поперечными сталевозными путями и представляет собой многопролетное здание, пролеты которого параллельны пролетам главного здания.

Достоинством принятого многорядного расположения МНЛЗ является следующий фактор - это возможность подачи любого ковша стали из конвертерного отделения в любой момент к любой машине. Отделение дымососов. Представляет собой отдельное здание расположенное параллельно главному зданию. Отделение первичной переработки шлака. Располагается на значительном расстоянии от главного здания цеха. Скрапной цех расположен в непосредственной близости к КО.

3. Технико-экономическая оценка проекта

Для оценки в первом приближении эффективности принятого решения КО нового цеха, сопоставим площадь его застройки и объема с соответствующими параметрами наиболее близкого аналога.

Для оценки в первом приближении эффективности принятого решения КО нового цеха, сопоставим площадь его застройки и объем здания с соответствующими параметрами цеха аналога.

Площадь нового цеха: 15 * 230 + 15 * 230 + 27 * 230 +28,5 * 230 +

+25 * 230 = 25415 м².

Объем нового цеха: 15* 73 * 230 + 15 * 73 *230 + 27 * 53,4 * 230 +28,5 * 230 * 28 + 25 * 230 * 23,4 = 1153404 м³.

Площадь аналога: 30 * 230 + 18 * 230 + 16 * 230 +18 * 330 + 3 * 24 * 230 + 15 * 230 = 34730 м².

Объем аналога: 30 * 30 * 230 + 18 * 30 *230 + 16 * 40 * 230 +18 * 230 * 40 + 24 * 230 * 53,4 + 24 * 230 * 73+24 * 230 * 28 = 1496288 м³.

Площадь и объем КО нового ККЦ меньше, соответственно на 26,83% и 22,92% чем в случае цеха-аналога. Это говорит об эффективности принятых конструктивных решений и, как следствие, возможности значительных сокращений капитальных затрат.

Список использованных источников

1 Летимин В.Н. Проектирование сталеплавильных цехов. Основные принципы, технические решения и методика конструирования конвертерных цехов: Методическое указание. Магнитогорск: МГМИ, 1989.-27с.

Якушев А.М. Справочник конвертерщика. - Челябинск: Металлургия, 1990.

Металлургия стали. Явойский В.И., Левин С.Л., Баптизманский В.И., Умрихин П.В., Меджибожский М.Я., Поволоцкий Д.Я., Ойкс Г.Н., Черненко М.А., Абросимов Е. В.М.: Металлургия, 1973.- 816 с.

Якушев А.М. Проектирование сталеплавильных и доменных цехов. - М.: Металлургия, 1984. - 216 с.

Летимин В.Н. Проектирование сталеплавильных цехов. Выбор конструкции конвертеров, обоснование их вместимости, количества в цехе и режима работы: Методическое указание. Магнитогорск: ГОУ ВПО, 2007.-21с.

Летимин В.Н. Проектирование сталеплавильных цехов. Выбор вида МНЛЗ и расчёт их числа в цехе: Методическое указание. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009.-17с.

Летимин В.Н. Выбор и расчёт количества основного технологического оборудования конвертерных цехов: Методическое указание. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009.-36с.

Летимин В.Н. Проектирование газоочистки сталеплавильных цехов: Методическое указание. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2011.-22с.

Приложение A

Выбор конструкции конвертеров, обоснование их вместимости, количества в цехе и режима работы

Исходные данные:

)        годовая мощность цеха - 3,5 млн.т литой заготовки;

)        режим работы цеха - обосновать самостоятельно;

)        количество порций в завалку - 2;

)        удельная интенсивность продувки металла кислородом - 7,5 м³/(т*мин);

)        система управления плавкой - автоматизированная оптимизации;

)        вид чугуна - высокофосфористый;

)        характер литой заготовки, типоразмер и доля производства:

-       35 % сортовая 110*110 мм²;

-       65 % слябовая 60*600 мм².

Задача решается согласно методике [1].

Выбор конструктивной разновидности конвертеров и обоснование его вместимости

В общем случае выбор вместимости конвертера обычно определяется потребностью в литой заготовке или объемом производства. Согласно нормам технологического проектирования конвертерных цехов и действующему ряду вместимостей для обеспечения заданного объема производства в первом приближении можно принять конвертер вместимостью 300 т.

Новые цехи проектируются в двух режимах конвертеров: классический и "со сменой конвертеров". При прочих равных условиях, в цехе принимается режим, который обеспечивает минимальные капитальные вложения и более высокие показатели работы цеха и, в целом, металлургического комплекса. Работа цеха с перекрытием циклов просчитывается с целью определения возможных резервов ККЦ с классическим режимом работы по мощности.

.1 Классический режим работы цеха

Классический режим работы предусматривает, что в цехе всегда работает постоянное число конверторов и один (подменный) находится на ремонте футеровки или холостом простое.

Годовая мощность по жидкой стали одного постоянно работающего конвертера определяется:

,                                               (1)

где Р_г - годовая мощность конвертера по жидкой стали, т;_ж - номинальная масса плавки, т;

τ_пл - длительность цикла плавки, мин;

τ^н_пл - номинальное время работы конвертора в год, сут.

Известно: Gж=300т.

 =365 сут. [5]

Длительность цикла плавки зависит от технологической разновидности и длительности отдельных периодов. Технологическая разновидность плавки в основном определяется видом чугуна. Так как согласно заданию перерабатывается высокофосфористый чугун, то периоды конвертерной плавки отличаются от нормативных [2].

На длительность продувки в основном влияет интенсивность подачи кислорода в металл. Длительность периода продувки: 12*6,5/7,5 = 8,7 мин, так как чугун высокофосфористый, то необходимо к периоду продувки добавить 2 - 3 минуты (принимаем 2,5 мин), тогда период продувки составит 12,9 мин.

Учитывая вид перерабатываемого чугуна необходимо добавить к периоду слива шлака добавить 2 - 3 минуты (принимаем 2,5 мин), тогда период слива шлака составит 3,5 мин.

Учитывая, что модель управления плавкой автоматизированная оптимизации, предполагаем додувку, примерно, на 5% плавок (производственная практика) и длительность одной додувки составляет в среднем 2 мин, то в среднегодовом разрезе додувка составит:

,05*2,0 = 0,1 мин.

Длительность других периодов принимается равной нормативным для конвертера вместимостью 300 т [3]. После уточнения длительность цикла плавки составит:

Для дальнейших расчетов принимаем длительность конвертерной плавки равной 38,0 мин.

При классическом режиме работы номинальное время работы постоянно работающего конвертера принимается равным 365 суток [2]. В этих условиях годовое производство одного постоянно работающего конвертера составит:

Число непрерывно работающих конвертеров в цехе, для обеспечения заданного производства литой заготовки, определяется из выражения:

,                                                           (2)

где N_p - число постоянно работающих конвертеров, шт;

П_з - потребность в литой заготовке, т;- выход годной литой заготовки, % (принимаем равным 94,65% [2]).

Тогда                  

Принимаем количество непрерывно работающих конвертеров в цехе равным 1.

Тогда фактическая масса плавки составит:

                                                 (3)

где G'_ж - фактическая масса плавки, т;_р, N'_p - расчетное и принятое число непрерывно работающих конвертеров в цехе, шт.

Масса плавки почти укладывается в рекомендуемые пределы 280 - 330 т.

Общее число установленных конверторов в цехе при классическом режиме их работы равно:

                                                       (4)

где N, N'_p и N_п- соответственно, общее число установленных, работающих и подменных конверторов, шт.

Принимаем N_n = 1. Тогда:

Проверка на возможность работы цеха по классической схеме (с постоянным числом постоянно работающих конвертеров):

                                    (5)

где  продолжительность ремонта футеровки конвертера, ч;

 стойкость футеровки, плавок;

затраты времени в год на планово-предупредительные и капитальные ремонты, связанные с остановкой конвертера, сут.

Принимаем: = 102 ч, =700 плавок, = 6 сут, = 5 сут, =39 мин. Тогда