Курсовая работа (т): Проектирование электросталеплавильного цеха

Вторичные черные металлы должны быть безопасны для перевозки, переработки от огне взрывоопасных материалов. Стальной лом и чугунный, предназначенный для переплава в плавильных печах, регламентируется по габаритам, насыпной плотности и массе отдельных кусков. При работе с немагнитной мелкой обрезью и стружкой применяют много челюстной грейфер типа "Полип", при погрузке штучных немагнитных кусков - клещевой захват.

а)б)

а -многочелюстный грейфер, б - клещевой захват с кернами.

Рисунок 4 - Устройство для загрузки немагнитной шихты.

Крупногабаритный лом, имеющий в сечении более 500 мм, разбивают на специальных установках - копрах. Крупногабаритные стальные массивы (станины, козлы, ковши с металлом), которые не могут быть разбиты копром и не поддаются ножничной резке, разделываются взрывным способом с применением взрывчатых веществ. Для резки металлического лома в виде прутков применяют аллигаторные ножницы, с электромеханическим приводом. Для разделки сортового металла, металлоконструкций применяют огневую резку. Резка высоколегированных сталей, а также чугунного лома осуществляется кислородно-флюсовым способом.

Таблица 1 - Характеристики дробилок.

Стружку перерабатывают путем ее дробления и дальнейшего брикетирования. Для дробления стружки применяют фрезерные, молотковые, и валковые стружка дробилки производительностью 1,5-2,0 т/ч. Брикетирование стружки осуществляется холодным прессованием. Холодное прессование осуществляется на горизонтальных гидравлических прессах, при этом брикеты получают массой 50-150 кг с плотностью 5,6-6 т/м³. Примерно 40% металлолома поступающего на переработку в копровый цех находится в смешанном состоянии по видам и крупности. После сортировки металлоотходов в копровом цехе магнитный лом загружают кранами с электромагнитными плитами на специальные платформы и перевозят в шихтовый пролет (где разгружаются в резервные закрома) и в загрузочные бадьи грейферного типа (рис.7), которые на скраповозах перевозятся в печной пролёт и после взвешивания загружаются в печь с помощью мачтового завалочного крана. Немагнитный лом в копровом цехе грузят грейферным краном в специальные контейнеры, которые устанавливают на железнодорожные платформы и подают в шихтовый пролет ЭСПЦ. В таких же контейнерах подается в ЭСПЦ и магнитная шихта. Применение контейнеров позволяет более полно использовать крановое оборудование шихтового пролета.

Необходимые для электроплавки ферросплавы доставляют в шихтовый пролет ЭСПЦ навалом в железнодорожных вагонах либо автотранспортом, а потом с помощью кранов перегружают в бункерный. Сыпучие материалы, такие как железная руда, агломерат, боксит, плавиковый шпат, магнезитовый порошок, кокс, разгружают в бункерный пролете ЭСПЦ в специальные бункера. Применяемые в ЭСПЦ ферросплавы, такие как ферросилиций, высоко и среднеуглеродистый ферромарганец, силикохром, феррохром, характеризуются большой объемной массой и образивностью. Поэтому эти ферросплавы перевозят с ферросплавных заводов железнодорожным транспортом навалом. Разгрузка и перегрузка этих ферросплавов в шихтовом отделении ЭСПЦ осуществляется грейферным мостовым краном либо в бункера.

Кроме металлошихты, при производстве стали применяют большое количество сыпучих и порошкообразующих материалов. В качестве шлакообразующих материалов используют свежеобожженную известь, шамотный бой, боксит. В качестве окислителя применяют железную руду плюс 30% окалины. В качестве раскислителей применяют порошкообразные материалы: кокс, молотый ферросилиций, алюминиевый порошок.

Для легирования стали применяют различные ферросплавы с крупностью кусков 30-50мм. Все перечисленные сыпучие и порошкообразные материалы электроплавки должны быть хорошо просушены, а лучше пропалены. Это связано с тем, что после загрузки материалов в печь или ковш с жидким металлом, влага быстро испаряется, а образовавшийся атомарный водород растворяется в расплавленном металле. Металл, содержащий повышенное количество водорода чувствителен к образованию флокенов и волосовины. Прокаливание материалов производится при температуре 700-900^оС с целью удаления гигроскопической и гидратной влаги. Для прокаливания материалов применяют две печи с газовым отоплением, где прокалка осуществляется в мульдах. Печь для прокаливания имеет выкатную подину, позволяющую выкатываться в бункерный пролет, чтобы непосредственно с подины нагревательной печи при помощи мульдозавалочного крана можно было брать коробки и доставлять к электровибрационным питателям. Через ленточный конвейер попадает в распределительное устройство, а из него на наклонный ленточный конвейер, по конвейеру через труботечки непосредственно в печь.

Шлакообразующие материалы, поступающие в цех, разгружают непосредственно в бункера. При наличии бункеров упрощается организация работ в печном пролете, пылевыделения при разгрузке сыпучих материалов в бункеры локализуется и в меньшей степени попадают в печной пролет. Выдача материалов из бункеров в мульды (коробки), установленные на подине сушильной печи, осуществляется при помощи крана бункерного пролёта.

-питатель, 2-расходные бункеры, 3-ленточный конвейер.

Рисунок 5 - Схема подачи ферросплавов и порошкообразных материалов.

1.5 Грузопотоки электросталеплавильного цеха

Основные грузопотоки ЭСПЦ связаны с обеспечением приёма лома и его загрузки в печь, подачи и загрузки сыпучих материалов, шлакообразующих и ферросплавов, загрузки легирующих в печь, уборки шлака, разливки стали и транспортировки в другие цеха готовой продукции.

Подача лома в ЭСПЦ из копрового цеха осуществляется железнодорожным транспортом на платформах («вертушками») в контейнерах. Составы с шихтовыми материалами поступают на сквозной ж/д путь шихтового пролёта, вдоль которого расположены ямные бункеры. Кантуя контейнера краном шихтового пролёта, шихта перегружается в ямные бункера. Магнитный лом перегружается мостовыми магнитными кранами. Чушковый чугун специальными клещами и хранится в отдельном бункере. Шихта из бункеров загружается в саморазгрузочные бадьи. После установки бадьи на передаточную тележку (скраповоз), со встроенными весовыми устройствами, производят завес металлозавалки, и если в бадье находится требуемый развес шихты то передают в печной пролёт, в котором производят завалку шихты в печь сверху при отведённом своде. Завалочный кран опускает само загружающую бадью внутрь рабочего пространства печи не доходя до уровня подины на 500 мм, бадья раскрывается, и лом загружается в печь. После завалки ДСП, кран пролёта возвращает бадью на скраповоз, которая отправляется в шихтовый. Поступающие в шихтовый пролёт шлакообразующие материалы, кокс и шамотный бой перегружаются в бункера бункерного пролёта. Ферросплавы из бункеров загружают в коробки, установленные на подине сушильной печи и подвергаются термической обработке, откуда и поступают в печь.

В печном пролёте сталь из печи выливают в ковш, установленный на сталевозе, по ж/д путям поступает в раздаточный пролёт. Краном пролёта ковш устанавливается с начала на тележку агрегата внепечной обработки АКОС, а потом вакууматора, которые доставляют непосредственно к агрегатам. После обработки, ковш транспортируется мостовым краном разливочного пролёта снова на сталевоз, а там на разливку в МНЛЗ. При ведении плавки образуется шлак который по мере заполнения шлаковой чаши, установленой на тележке-щлаковозе, при помощи трасов передается в раздаточный пролёт, где их краном переставляют на состав из шлаковозов. Шлаки доводки, формирующиеся в ковше во время выпуска или после окончания его, поступают в раздаточный пролёт, где он сливается в шлаковую чашу, которая ставится на специальный стенд. После заполнения чашу ставят на этот же состав. Состав отправляют в шлаковое отделение, где чаши опорожняют и возвращают в цех. Здесь порожние чаши устанавливают по своим местам, а на состав устанавливают следующую партию чаш.

.6 Методы уменьшения газовыделений и техника безопасности этих участков

Оборудование для отсоса и очистки отходящих газов. Располагается частично в печном пролёте (отводящие тракты как от ДСП , так и от печи прокаливания) и “ формовочном “ пролёте (основное оборудование).

Для расположения основного оборудования для отсоса и очистки газов предусмотрено помещение. Помещение рассчитано на приём газов от двух печей . При работе печей отвод дымовых газов осуществляется следующим образом. Над печью установлен пыле - газоулавливающий распашной зонт печи, основная часть газов удаляется через него. А для более полного удаления газов из печи предусмотрено технологическое отверстие в рабочем окне печи, через которое принудительно, с помощью вентиляторов отсасываются печные газы.

Отобранный из печи газ поступает на газоочистное оборудование, после чего очищенные печные газы выбрасываются в атмосферу. Для очистки печных газов использован мокрый способ очистки газов с помощью труб Вентури. Газ отбирается как через зонт печи так и через рабочее окно, с установленным патрубком с диаметром отверстия 200 мм, который вместе с печью наклоняется в сторону слива металла или рабочего окна, либо перемещается вместе с ванной, которая выкатывается под загрузку печи.

Рисунок 6 - Схема отбора и очистки.

- Зонт печи; 2- Патрубок зонта; 3- Заслонка; 4- Патрубок; 5- Труба; 6- Неподвижный патрубок; 7- Водяная форсунка; 8- Испаритель; 9- Скруббер; 10- Труба Вентури; 11- Шламоотстойник; 12- Вентилятор дымососа; 13- Дымовая труба;14- Рабочее окно.

Сочленение патрубка с неподвижным патрубком осуществляется через зазор, который регулируется перемещением трубы. Тяга в системе отбора газа создаётся вентилятором дымососа. В случае неисправности или остановки дымососа 1 предусмотрен второй вентилятор. В испарителе установлены термопары, сигнал которых поступает на регулятор температуры, управляющий работой водяных форсунок. Вода в испаритель для охлаждения газов поступает через патрубок. Отработанный пар поступает на установку внепечной обработки стали (вакууматор) в качестве топлива для пароэжекторных насосов.

Очистка газов от пыли осуществляется в металлическом скруббере, орошаемый водой, и в трубах Вентури. Дымососы работают только в период расплавления и в окислительный период (наибольшее пылегазовыделение). В восстановительный период дымосос отключен, так как отрицательное давление, создаваемое при отводе газов приводит к угару легирующих и раскислителей, а улавливание газов осуществляется зонтом печи, расположенный над печью. Для непопадания газов в цех во время восстановительного периода предусматривается установка для подачи воздуха со стороны рабочего окна, поток которого направлен к зонту печи.

Управление системой газоочистки сосредоточено в специальном помещении бункерного пролёта. Здесь установлены приборы показывающие состав газов до и после газоочистки, температуру отходящих газов до и после скруббера, перепад разряжения в трубах Вентури, давление и температуру воды, поступающую на газоочистку в распределительные коллекторы. Приборы также показывают расход воды на трубах Вентури. Суммарный расход воды на скруббер и шламоулавитель составляет 14,7 м³/т (на общецеховские нужды 20 м³). Итого общий расход воды по цеху за год составляет 3 млн. 470 тыс. тонн.

Скруббер, трубы Вентури, шламоотстойники, дымосос, дымовая труба установлены в отдельном помещении, премыкающее к печному пролёту ЭСПЦ. Дымовые газы транспортируются от ДСП по специальному коллектору.

Помимо сталеплавильного участка также выделяется участок наибольшего газовыделения это участок расположения печей прокаливания. Отвод газов (SO_n = 6,5 т/г; CO_n = 3,9 т/г; NO_n = 1,7 т/г; аэрометаллические масла 0,03 т/г.). Отвод осуществляется через зонт, установленный над печами. Газы, выделяющиеся при этом транспортируются по трактам расположенные по стенам пролёта и примыкают к общей газоочистке.

Для удаления выделяющихся газов на участках разливки и полготовки составов не предусматривается очистка, а предусмотрена естественная обще обменная вентиляция (аэрация). Для более успешной аэрации в каждом пролёте, по всей длине, в кровле цеха установлен аэрационный фонарь, куда и направляется нагретый воздух. В таких помещениях, как кабины мостовых кранов, пульты управления действует система кондиционирования. Вентиляционные и охлаждающие приспособления установлены и на рабочих местах (воздушные и водовоздушные души). Применение таких приспособлений несколько улучшают условия работы трудящихся.

электросталеплавильный цех шихтовый бункер

2. ШИХТОВЫЙ ПРОЛЁТ

Современные цехи с печами вместимостью более 50 т оснащаются грейферными бадьями (рисунок 7).

Рисунок 7 - Загрузочная бадья грейферного типа. 1-крюк; 2-траверса; 3-корпус; 4-челюсти; 5-канаты.

Шихтовый пролет обслуживается кранами грузоподъемностью 30/15т.

Загрузка бадей осуществляется следующим образом. Часть контейнеров для загрузки берется прямо с платформ “вертушки”, а часть контейнеров берется с пола шихтового пролета. Корректировку массы загруженной бадьи осуществляют с помощью электромагнита. Лом, хранящийся россыпью в ямных бункерах, захватывается электромагнитом и засыпается в бадью. После того как бадья будет загружена, она отправляется на скраповозе в печной пролет.

.1 Бункерный пролёт

В цехе ЭСПЦ №2 НКМК технологический запас сыпучих материалов хранится в стационарных бункерах объёмом 30 метров кубических, установленных над рабочей площадкой в бункерном пролёте, между шихтовым и печным пролётами. Бункерный пролёт обслуживается двумя мостовыми кранами, с помощью которых доставленные в торец пролёта контейнеры с материалами пересыпают содержимое в стационарный бункер.

3. ПЕЧНОЙ ПРОЛЁТ

Работа печного пролёта подчинена выполнению следующих задач:

-доставка и загрузка в печь металлошихты, шлакообразующих и ферросплавов,

заправка печей,

доставка электродов и организация их наращивания по мере расхода,

организация уборки шлака,

выпуск жидкого металла в сталеразливочный ковш,

обработка металла на агрегатах внепечной обработки,

организация капитальных, холодных и горячих ремонтов печей.

В печном пролёте располагаются дуговые печи и вспомогательное оборудование, необходимое для обслуживания ДСП (стенды для ремонта свода и подины).

.1 Организация работы

Печи установлены на фундаментах, а их обслуживание осуществляется с рабочей площадки, которая возвышается относительно нулевой отметки цеха на высоте 8 м. Установка печей выше нулевой отметки, несмотря на увеличение стоимости здания, имеет ряд достоинств; удобство обслуживания нижних механизмов печей, лучшая организация уборки шлака, наличие дополнительной площади под рабочей площадкой, которая используется под склады огнеупоров, ремонтные мастерские, тракты подвода и отвода воды, отпадает забота об уровне грунтовых вод в зоне выпуска стали из печи. Для обслуживания печей сооружена рабочая площадка, представляющая собой металлическую конструкцию из опорных колонн, продольных и поперечных балок и настила. Настил выполнен из железобетонных плит. Высота от рабочей площадки до порога печей составляет 0,8 м. Эта высота удобна для работы сталеваров и мульдозавалочной машины(предназначена для заправки печи и скачивания шлака). На площадке располагаются оборудование, необходимое для проведения процесса сталеварения.