Производительность печей и цеха

Производительность мартеновских цехов с большегрузными пе­чами достигает 4—5 млн. т стали в год, число устанавливаемых в цехе печей достигает 12—15. Производительность печи (Я, т слитков в год) определяют по формуле П = Т 24 ап /100 t, где Т — емкость печи по массе жидкой стали, т; t — длительность плав­ки, ч; 24 —число часов в сутках, ч/сут; п — число рабочих суток печи в году сут/год; а — выход годных слитков по отношению к массе жидкой стали, % (иногда при расчетах под емкостью печи подразумевают массу металлической шихты; в этом случае необходимо использовать величину выхода годных слитков, под­считанную по отношению к массе металлической шихты).

Число рабочих суток печи в году изменяется от 336 до 340 снижаясь при увеличении интенсивности продувки ванны кислородом в связи с уменьшением при этом стойкости свода печей. Выход годных слитков составляет 97, 5—99, 4% от массы жидкой стали; расход металлической шихты на I т слитков в последние годы составляет около 1140 кг. Данные о длительности плавки в современных мартеновских печах, работающих скрап-рудным процессом, приведены в табл. 2.

Таблица 2. Примерная длительность плавки в мартеновских печах, ч

Продолжительность плавки, ч, при емкости печи, т

Производительность мартеновского цеха возрастает при замене мартеновских печей двухванными. Пpoизвoдитeльнocть такой печи с ваннами емкостью 280—300 т составляет 1, 1—1, 5 млн. и слитков в год.

2. Общая характеристика цеха

Практически для всех крупных мартеновских цехов отечественных металлургических заводов характерна единая схема планировки, транспортных потоков и организации выполнения основных работ. Характерными особенностями планировочных решений мартенов­ских цехов являются: организация выплавки и разливки стали в главном здании цеха, разливка стали в изложницы, вынесение всех работ по хранению и подаче шихтовых материалов и подго­товке изложниц в специализированные отделения, располагаемые в отдельных зданиях, использование для связи между отделе­ниями железнодорожного транспорта.

Основные грузопотоки в мартеновском цехе — подача и за­грузка в печи стального лома и сыпучих материалов, подача и заливка чугуна, подача изложниц, уборка слитков и шлака; глав­ные вспомогательные грузопотоки — додача огнеупоров и мате­риалов для ремонта и уборка ремонтных отходов. Рациональная организация грузопотоков обеспечивается (рис. 15) за счет расположения всех отделений в одном (продольном) направлений и транспортировки основных грузов по продольным рельсовым пу­тям с использованием стрелочных съездов между ними. Перемещение грузов в поперечном направлении внутри отделений обеспечивается в основном мостовыми кранами, что создает независимость грузопотоков в продольном и поперечном направлениях. На территории цеха проложена сеть автомобильных дорог, используемых для подвоза вспомогательных материалов и оборудования.

Основные производственные отделения мартеновского цеха (рис. 15 — главное здание, миксерное отделение, два шихтовых отделения верхнего типа (одно для магнитных и второе для сыпучих материалов), стрипперное отделение, участок охлаждений изложниц, отделение чистки и смазки изложниц, отделение под­готовки составов. В зависимости от потребности в жидком чугуне цех имеет одно или два миксерных отделения, расположенных у торцов печного пролета. Расположение миксеров в отделениях — верхнее, что позволяет транспортировать чугун к печам по уровни рабочей площадки печного пролета.

Рис. 15. Схематический план мартеновского цеха:

1 — стрипперное отделение; 2—миксерное отделение; 3 - главное здание; 4, 5 — ших­товые отделения для магнит­ных и сыпучих материалов; 6 — отделение подготовки со­ставов;
7 — отделение чист­ки и смазки; 8 — участок охлаждения; 9 — рельсовые пути

Шихтовые отделения верхнего типа обеспечивают транспорти­ровку мульдовых составов по рельсовым путям на уровне рабочей площадки печного пролета без подъемов и спусков, что суще­ственно упрощает и ускоряет оборот составов.

Описание планировки и организации работ в отделениях, обеспечивающих хранение, подачу шихтовых материалов и разливку стали, дано в соответствующих разделах учебника; ниже описы­вается главное здание цеха.

3. Главное здание цеха

В главном здании выплавляют и разливают сталь в изложницы. Основой объемно-планировочных решений главного здания яв­ляется характерное для всех сталеплавильных

Рис. 16. План и разрез главного здания мартеновского цеха

цехов расположе­ние печей в одну линию и на определенной высоте (на уровне рабочей
площадки), а также выполнение основных технологиче­ских операций — выплавки и разливки стали в отдельных специа­лизированных пролетах. План и поперечный разрез главного зда­ния мартеновского цеха представлены на рис. 16. Здание состоит из трех пролетов — печного Б—В, разливочного А—Б и шихто­вого открылка В—Г.

В печном пролете расположены мартеновские печи 4, а также транспортные пути для подачи шихтовых, заправочных и вспомогательных материалов и оборудование для загрузки и обслужи­вания печей. Печи расположены между колоннами, разделяющими печной и разливочный пролеты так, что обеспечивается выпуск стали в разливочный пролет и вместе с тем печи выдвинуты в печной пролет настолько, что их оси находятся в зоне действия за­ливочного крана; последнее необходимо для обеспечения подачи грузов при ремонтах печи. Шаг колонн этого ряда в соответствий с существовавшими строительными нормами кратен 12 м и для печей емкостью 300—900 т составляет 36 и 48 м. Печной пролет перекрыт рабочей площадкой, располагаемой на такой высоте, чтобы обеспечить персоналу возможность обслуживания рабочего пространства через рабочие окна. Обычно эта высота составляет 6—8, 1 м.

В творцах цеха, а также часто между двумя-тремя соседними печами предусматривают «холостые» пролеты без печей. Несмот­ря на увеличение длины цеха они необходимы, так как умень­шают помехи в работе смежных печей (длина мульдового состава превышает длину печи и его перемещение в процессе загрузки препятствует обслуживанию соседних печей); кроме того, улуч­шаются условия разливки, так как можно увеличить длину раз­ливочных площадок.

На рабочей площадке вдоль пролета уложены три рельсовых пути. Ближний к печам путь 6 нормальной колеи называется мульдовым, на него подают мульдовые составы 16 с шихтой при завалке. Дальний от печей путь 8 нормальной колеи — чугуновозный. По нему в пролет с помощью чугуновозов 18 подают жидкий чугун из миксерного отделения. Средний путь 7 с шириной колеи от 7, 5 до 9, 5 м предназначен для перемещения завалочных машин 17.

Печной пролет оборудован мостовыми кранами 14 для заливки чугуна и напольными завалочными машинами 17 для завалки шихты с помощью мульд. В холостых пролетах между печами располагают подвесные бункера для хранения ферросплавов, переносные бункера для заправочных материалов, участки ремонта желобов для заливки чугуна, заправочные торкрет-машины. Бункера для ферросплавов устанавливают также у колонн между
печами. Между колоннами, разделяющими печной пролет и шихтовый открылок, располагают пульты управления печами и вспомогательные помещения и ширина печного пролета определяется габаритами мартеновских печей и перемещаемого вдоль пролета оборудования (мульдовых составов, завалочных машин, чугуновозов), а также требуемым между ними расстоянием для безопасного прохода (0, 5 м между печью и мульдовым составом и между составом и завалочной машиной; 1 м между чугуновозом и колоннами пролета).
С учетом изложенного ширину печного пролета делают в пределах от 27 до 30 м. Высота пролета до верха подкрановых рельсов доставляет 16—20 м.

Шихтовый открылок предназначен для обеспечения беспере­бойной подачи мульдовых составов с шихтой к печам. Он пере­крыт рабочей площадкой, являющейся продолжением рабочей площадки печного пролета; на рабочей площадке уложены два или три железнодорожных пути 9. Эти пути связаны стрелочными съездами 19 между собой, а также с мульдовым путем печного пролета. На путях шихтового открылка подаваемые из шихтовых отделений мульдовые составы ожидают начала завалки. Желез­нодорожные пути обеспечивают также возможность маневрирования составами при их подаче к печам и движении обратно. Ши­рина шихтового открылка при двух рельсовых путях составляет 14 м, при трех 18 м; высота определяется габаритами железно­дорожных вагонов. В шихтовом открылке нет кранового обору­дования.

К шихтовому открылку примыкают помещения 21 котлов-ути­лизаторов, вблизи них находятся дымовые трубы 20.

Разливочный пролет служит для приема выпускаемой из печей стали, ее разливки по изложницам и для уборки из цеха шлака. Пролет оборудован разливочными 12, консольными 13 и велоси­педными 11 кранами; в нем размещены разливочные площадки /, разливочные пути 2 для тележек 10 с изложницами, путь 3 для вывоза шлака и мусора, стенды для сталеразливочных 22 и шла­ковых 23 ковшей. Высота расположения разливочных кранов та­кая же, как и заливочных кранов печного пролета. Подробнее устройство пролета и организация в нем работ описаны в гл. 9.

Организация основных работ

Подача и загрузка твердых шихтовых материалов. Мульдовые со­ставы с шихтой заблаговременно подают в шихтовой открылок из шихтовых отделений цеха. Перед началом завалки мульдовый состав подают к печи на мульдовый путь. Хоботом завалочной машины мульды поочередно поднимают с состава, вводят через окно в печь и опрокидывают, после чего пустые мульды вновь устанавливают на состав. После загрузки очередной мульды со­став передвигают хоботом завалочной машины так, чтобы против рабочего окна печи вместо опорожненной оказалась полная мульда.

Подача и заливка чугуна. Жидкий чугун подают в печной про­лет на чугуновозный путь из миксерного отделения чугуновозами. Ковши поднимают заливочным краном и заливают из них чугун в печь через специальные желоба, которые перед заливкой уста­навливают с помощью крана в рабочие окна печи. При ремонтах миксера ковши с чугуном подают в торец печного пролета и под­нимают их заливочным краном через проем 5 в рабочей площадке. Подача ферросплавов. Ферросплавы привозят в печной пролет 1 на железнодорожных платформах в саморазгружающихся бадьях л из склада ферросплавов. Бадью поднимают заливочным краном и разгружают ферросплавы в подвесные бункера, расположенные над рабочей площадкой между печами. Из бункеров ферросплавы выдают в печной и разливочный пролеты. Открывая затвор бун­кера, ферросплавы высыпают в устанавливаемые под ним на весах мульду или лоток. Далее загруженную мульду завалочной машиной передают к печи, а лоток на передаточной тележке пере­возят в разливочный пролет в зону действия консольного кра­на 13. Этим краном ферросплавы из лотка высыпают в расходные бункера, установленные над выпускным желобом печи и из них—в сталеразливочный ковш.

Шлак убирают через разливочный пролет. Шлак из печи во время плавки сливают через среднее рабочее окно в шлаковую чашу, которая перемещается под рабочим пространством по по­перечному пути. После заполнения чашу выдают в разливочный пролет, где ее разливочным краном переставляют на шлаковозы., вывозящие шлак по продольному шлаковому пути. Шлак, сливаемый через шлаковые отверстия в задней стенке печи, и избыточ­ный шлак, вытекающий из сталеразливочного ковша во время выпуска стали, попадают в шлаковые чаши 23 (рис. 16), уста­новленные рядом с разливочным ковшом. Заполненные чаши так­же ставят краном на шлаковозы и вывозят по шлаковому пути.

Основное оборудование

Напольные завалочные машины. Основой машины (рис. 17) яв­ляется мост, перемещающийся по ширококолейному пути вдоль печей. По мосту в поперечном направлении передвигается тележ­ка, на которой закреплен хобот, снабженный механизмом захвата мульды и механизмами вращения и качания (подъема и опуска­ния) хобота. Взаимодействие перечисленных механизмов обеспечивает захват мульды хоботом, ее подъем с мульдовой тележки, введение в печь через окно и опрокидывание мульды.

Грузоподъемность машин (хобота) составляет 7, 5; 10; 15 г. Ширина рельсовой колеи, по которой перемещаются машины, 7, 47—9, 5 м; ширина машин по буферам при грузоподъемности 7, 5 и 10т составляет 7, 85 м, при грузоподъемности 15 т 8, 15 м. Тяговое усилие моста машины составляет 300—600 т, что позво­ляет с помощью хобота перемещать мульдовые составы вдоль печей.

Рис. 17. Напольная завалочная машина:

1 — мост; 2 —механизм передвижения моста; 3 — ходовое колесо; 4 — мульда; 5 — хобот; 6 — тележка; 7 — полупортал; 8 — токосъемники; 9 — троллеи

Заливочные краны имеют грузоподъемность 125/30 или 180/50 т; это такие же краны, что и используемые в миксерных отделениях (см. с. 55). Чугуновозы (см. рис. 89) служат для подачи зали­вочных ковшей с жидким чугуном из миксерного отделения; их перемещают с помощью локомотива. Емкость заливочных ковшей составляет 90—100 или 140 т.

Мульда (рис. 18) представляет собой литую стальную емкость с карманом 3 на торцовой стенке. В карман опускают головку 2 хобота 4 завалочной машины и вдвигают с помощью штока 5 су­харь 1 в пазы кармана, что обеспечивает захват мульды хоботом. Объем типовых мульд для печей емкостью более 200 т составляет 1, 75; 2, 2 и 3, 3 м³. Тележки для мульд (рис. 19), из которых фор­мируют мульдовые составы, имеют грузоподъемность 40—50 т. На одну тележку устанавливают 3—4 мульды.

Рис. 18. Мульда на хоботе завалочной машины.

Рис. 19. Тележка для мульд

1 – тележка; 2 – мульда.

Очистка дымовых газов

Мартеновские печи, работающие с продувкой ванны кислородом, оборудованы системами очистки дымовых газов от пыли, ко­торые располагают на пути движения газов после котла-утили­затора. Применяют мокрые газоочистки с трубами Вентури или электрофильтры. Первая система газоочистки включает трубы Вентури, каплеуловитель и дымосос; вторая — электрофильтры, дымосос и иногда скруббер для охлаждения газов, которые долж­ны иметь перед электрофильтром температуру не более 250 °С. Работа мокрых газоочисток требует больших энергетических за­трат в связи с тем, что из-за большого сопротивления труб Вен­тури применяют дымососы с более мощными электродвигателями. Мокрые газоочистки часто сооружают в связи с нехваткой площадей для размещения электрофильтров.