Обосновать состав сталеплавильного цеха; производительность его с учётом заданных параметров и расчёта простоев агрегата

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский  государственный  индустриальный  университет»

 

 

Кафедра МЧМСиС

 

 

Контролируемая самостоятельная работа

 

по учебной дисцеплине:

“ Теория и технология производства стали ”

 

 

 

 

 

 

 

 

Новокузнецк

2012

ЗАДАНИЕ

1. Обосновать состав сталеплавильного цеха; производительность его с учётом заданных параметров и расчёта простоев агрегата.
2. Производительность доменного цеха, кол-во и величину полезного объёма доменных печей.
3. Производительность коксового цеха коксохимпроизводства.
4. Необходимое кол-во агломерата для доменных печей.
5. Разработать (укрупнено) специализацию прокатного производства и рассчитать кол-во готового проката.

Ёмкость конвертера: 2х400т.

Расход чугуна: 790кг/т годного.

Производительность, млн. т/год: обосновать.

Тип разливки: МНЛЗ.

Сечение заготовки: 180х2000мм.

 

СОСТАВ КОНВЕРТЕРНОГО ЦЕХА

Современный конвертерный цех представляет собой сложный и оснащенный разнообразным оборудованием комплекс взаимосвязанных зданий и сооружений, в котором осуществляют хранение определенного запаса шихтовых материалов, подачу и загрузку их в конвертер, выплавку и внепечную обработку стали, разливку последней уборку продуктов плавки и другие работы.

Цех включает ряд основных и вспомогательных отделений, расположенных либо в отдельных зданиях, либо в пролетах одного здания.

Основные производственные отделения:

• главное здание, в котором производят выплавку и внепечную обработку стали, межплавочную подготовку сталеразл точных ковшей, иногда и разливку стали;
• отделение перелива чугуна (ОПЧ), либо миксерное отделение;
• отделение подготовки лома (ОПЛ);
• отделение-ремонта сталеразливочных ковшей; для этих целей может быть выделен специально пролет в главном здании цеха;
• отделение непрерывной разливки стали (ОНРС);
• отделение ремонта промежуточных ковшей.

Вспомогательные отделения:

• отделение первичной переработки шлака (ОППШ);
• электроподстанции;
• насосная;
• объекты оборотного водоснабжения;
• ремонтные мастерские, в том числе участок сборки и ремонта дутьевых устройств конвертера;
• экспресс-лаборатория (она может быть цеховая или в масштабе завода, комбината).

 

РАСЧЁТ ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЦЕХА

Прежде чем рассчитать производительность конвертера, необходимо обосновать технологические особенности выплавки стали и, в связи с этим, определить продолжительность плавки. ,

В задании предлагается работа конвертера с удельным расходом чугуна, равным 780 кг/т годной стали. Известно, что расход металлошихты в кислородно-конвертерном процессе составляет 1120-1160 кг/т. [2] Принимаем в КСР 1130 кг/т, в том числе расход ферросплавов - 15 кг/т. Тогда расход металлолома в металлошихте составит

1130 - (780 + 15) = 335 кг/т годного.

В этом случае расход металлолома и чугуна в металлозавалке соответственно составят

 

где 1115 = 780 + 335 - масса металлозавалки, кг/т.

Известно, что замкнутый тепловой баланс кислородно-конвертерной плавки можно получить при доле лома в шихте в пределах,22-25%. В нашем случае доля лома в шихте составляет 30,04%, а поэтому недостаток тепла в процессе необходимо компенсировать путем применения различных способов... В данной работе применяем технологию кислородно-топливного процесса с вводом твердого топлива (кокс, уголь ТОМ) в процессе завалки лома. Принимаем удельную интенсивность продувки, равную 3м3/(т·мин), и удельный расход кислорода при кислородно-топливном процессе, равным 54 м3/т. В этом случае затраты времени по периодам плавки и в целом на процесс принимаем следующие, мин: [1]

1. Завалка лома 3
2. Прогрев 6
3. Заливка чугуна 4
4. Продувка (54:3) 18
5. Отбор проб на хим. анализ и замер температуры металла 4
6. Слив металла 6
7. Наводка гарнисажа и слив остатков шлака 6
8. Подготовка конвертера и неучтённые задержки 3

 

Итого: 50мин (0,85ч.)

Годовая производительность кислородно-конвертерного цеха определяется по формуле:

 

Расчетаем количество текущих простоев при работе двух конвертеров. Стойкость футеровки примем 4000 плавок.

 

Межплавочные простои примем равным 4%. Тогда от холодного до холодного ремонта конвертера составит:

141,7+141,7·0,04 = 147,4 сут.

На основе данных расчётов составим таблицу ремонтов конвертеров и соответственно узнаем кол-во простоев.

Таблица Ремонтов конвертеров 400т

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	31	29	31	30	31 ремонт	30	31	31	30	31 ремонт	30	31
2	ремонт					ремонт					ремонт

Итого: 5ремонтов в среднем по 10сут. 50сут. простоя

Выход жидкой стали и годного (из жидкого при разливке на МНЛЗ) от металлической завалки принимаем соответственно равным 0,93 и 0,98. Тогда выход годного из металлозавалки составит:

m = 0,93·0,98 = 0,9114 (или 91,14%).

Производительность цеха при двух работающих конвертерах составит:

 

≈6.225.484 т/год.

Масса плавки по жидкой стали составляет:

Мж = 400·0,93 = 372 т.

Масса плавки по годным слиткам составляет:

Мсл = 400·0,9114 = 364,6 т.

Максимальное количество плавок в сутки составит:

 

Тогда максимальная суточная производительность цеха по годным слиткам составит:

А = 364,6·56,5 = 20.599,9 т.

≈20.600 т.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДОМЕННОГО ЦЕХА

Для того чтобы рассчитать какое количество чугуна необходимо производить доменной печи для бесперебойной работы конвертера, надо знать сколько в общем нужно лома и чугуна в металлозавалку:

 

Следовательно, чугуна необходимо:

6.831·0,6996 = 4.778,9 или 4.779 тыс.тонн/год

Производительность доменной печи в среднем где-то 650 – 900 т.т./1000м3.

Принимаем 800 т.т./1000м3 производительность нашей доменной печи.

Тогда необходимо нужный объём печи составит:

 

Принимаем 6000м3

Выбираем две доменные печи с 3000м3 объёма соответственно.

Тогда производительность доменных печей составит:

800·6 = 4.800 т.т/год

Оставшийся чугун 4800 – 4779 = 21 т.т. пойдёт на разливочные машины для других целей.

 

НЕОБХОДИМОЕ КОЛИЧЕСТВО АГЛОМЕРАТА

Для получения чугуна из доменной печи нам необходимы железосодержащие материалы (агломерат, ж.руда, окатыши).

В данной работе нам необходимо знать какое количество агломерата необходимо для выплавки 4.800 т.т. чугуна.

Т.к. содержание железа в агломерате (в среднем) составляет 56%, то количество необходимого агломерата для выплавки 1тонны чугуна составит:

 

Тогда количество необходимого агломерата в печь составит:

4800·1,786 = 8.572,8 т.т./год.

 

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОКСОВОГО ЦЕХА

Для выплавки чугуна необходимо топливо (кокс) которое производят в коксовом цехе.

В среднем расход кокса составляет: 350 – 600 кг/т чугуна.

Принимаем расход кокса равный: 500кг/т чугуна.

Тогда необходимое количество кокса для производства 4800т.т. чугуна составит:

4800·0,5 = 2400 т.т./год.

 

[1] Длительность  отдельных периодов и всей  плавки

№ п/п	Емкость конвертера, т	160	200	300	400	Средние данные	Факт
1	Загрузка лома, мин.	2	2	2	2	2	3-4
2	Заливка чугуна, мин.	2	2	2	2	2	3-4
3	Прогрев, мин.	5	5	5	5	5	5-10
4	Продувка, мин	12	12	12	12	12	15-25
5	Отбор пробы, замер tм, мин	4	4	4	4	4	5-6
6	Слив металла, мин.	4	5	6	7	4-7	5-6
7	Наводка гарнисажа и слив ост. шлака, мин	5	5	5	5	5	5-8
8	Подготовка конвертера, неучтенные потери, мин	6	6	6	6	6	0-6
9	Продолжительность цикла плавки, мин	32	33	34	36	30-36	27-53

 

[2] Основные технические показатели работы кислородных конвертеров (ЛД – процесс)

1. Расход металлошихты, кг/т годной стали 1120-1160
2. Доля лома в металлозавалке (в среднем), % 23,6
3. Расход технологического кислорода, м3/т годной стали  50-60
4. Расход извести, кг/т 60-80
5. Расход плавикового шпата, кг/т 1,5-10

Список литературы

1. Проект кислородно – конвертерного цеха. Методическое указание/ Сост.: И.П. Герасименко, В.А. Дорошенко: СибГИУ. – Новокузнецк, 2004.- 23с.