практической работы для студентов

1. К выполнению практической работы необходимо подготовиться до начала учебного занятия.

2. При подготовке к практической работе используйте рекомендованную литературу, предложенную в данных методических указаниях, конспекты лекций.

3. К выполнению работы допускаются студенты, освоившие необходимый теоретический материал.

4. Выполняя практические задания, пишите грамотно, четко и аккуратно в тетради для практических работ.

5. Если практическая работа не сдана в указанные сроки (до выполнения следующей практической работы) по неуважительной причине, оценка снижается.

Теоретическая часть

В цехах, где основную часть стали разливают в изложницы и одновременно применяют непрерывную разливку, трудно выявить общую закономерность расположения МНЛЗ в цехе. МНЛЗ могут быть расположены в торце пролетов разливки стали в изложницы как перпендикулярно, так и параллельно их осям; в пролете, пристроенному к разливочному; в отдельных зданиях и т. п.

При разливке всей или большей части стали непрерывным способом в составе цеха выделяют отделение непрерывной разливки (ОНРС), которое может располагаться в отдельном здании либо входить в состав главного здания цеха.

Проектируя ОНРС исходят из необходимости создания оптимальной схемы грузопотоков обеспечения минимальных объема и площади отделения и необходимости размещения в них наряду с МНЛЗ следующего оборудования и участков: путей и оборудования для подачи ковшей с жидкой сталью к МНЛЗ; оборудования для быстрой замены сталеразливочных и промежуточных ковшей без остановки разливки (стенды и тележки); участка подготовки и ремонта промежуточных ковшей и систем их транспортировки к МНЛЗ и обратно; установок внепечной обработки стали; систем транспортировки литых заготовок на склад и в прокатный цех; участков для ремонта и хранения оборудования.

С учетом имеющегося опыта в настоящее время применяют две схемы расположения МНЛЗ в отделениях непрерывной разливки — линейную и блочную, причем ОНРС может располагаться как в отдельном здании, так и в главном здании цеха. В отечественных конвертерных цехах сооружают преимущественно отдельные здания ОНРС с аэрационным разрывом до 36 м от главного здания цеха с целью улучшения условий труда в них. Размещение МНЛЗ в них может быть блочным или линейным.

В зарубежной практике, с целью уменьшения занимаемой цехом площади ОНРС обычно располагают в главном здании сталеплавильного цеха, размещая при этом МНЛЗ в линию.

В связи с тем, что опыт эксплуатации МНЛЗ в сталеплавильных цехах сравнительно невелик, проектирование отделений непрерывной разливки стали (ОНРС) нельзя считать окончательно сложившейся. Рассмотренные выше две разновидности ОНРС дают представление об общих принципах планировки отделений непрерывной разливки на основе блочного и линейного расположения МНЛЗ

Рисунок 1 - План ОНРС с линейным расположением машин

Можно, в частности, отметить, что ремонт промежуточных ковшей может быть организован в специально выделенном пролете, в торцах распределительного и других пролетов, в главном здании цеха за пределами отделений непрерывной разливки стали. Установки для внепечной обработки в цехах небольшой производительности размещают в распределительном пролете ОНРС. Однако при большом числе разливаемых плавок такое решение сильно усложнит грузопотоки и, очевидно, более рационально выделить специализированный пролет для внепечной обработки (как, например, в ОНРС, показанном на рисунке 1). Наряду с размещением участков ремонта оборудования МНЛЗ в пролетах ОНРС в отечественной практике для этой цели сооружают самостоятельные цехи ремонта.

В пролете внепечной обработки сталевозы с ковшами останавливают у стендов 6, где без снятия ковша со сталевоза осуществляют продувки аргоном, после чего сталевоз доставляет ковш по пути 7 в распределительный пролет. При необходимости вакуумирования ковш краном устанавливают на стенд вакууматора 9 и после окончания вакуумирования вновь краном ставят на сталевоз на путь 7. В распределительном пролете II ковши берут со сталевоза краном 5 и транспортируют к МНЛЗ, устанавливая ковш на консоль поворотного стенда 10, находящуюся в распределительном пролете. После поворота стенда на 180° ковш оказывается над промежуточным ковшом и кристаллизатором. После окончания разливки из ковша краном 5 сливают шлак в имеющиеся в пролете II шлаковые ковши, и затем опорожненный ковш ставят на сталевоз для передачи в ковшовый пролет главного здания. Промежуточные ковши подготавливают и ремонтируют по той же схеме, что и в предыдущем отделении, в левой части пролетов II и III. Из пролета II ковши передают в пролет III с помощью тележек 3 по поперечным путям 2 и затем кранами 12 устанавливают на стенды, для разогрева на рабочей площадке 4 МНЛЗ, а перед разливкой — на тележку, с помощью которой ковш устанавливают над кристаллизатором. Литые заготовки с рольгангов МНЛЗ И выдают на рольганг-тележку 16, которая по поперечному пути 13 доставляет их к рольгангу 14, по которому заготовки движутся на склад. В левом и правом торцах пролетов IV и V организованы участки 1 ремонта сменного оборудования МНЛЗ.

Одна из разновидностей ОНРС конвертерного цеха с блочным расположением криволинейных слябовых МНЛЗ показана на рис. 2.

Отделение состоит из нескольких пролетов, параллельных пролетам главного здания, и соединено с последним сталевозными путями 8. Ближайший к главному зданию пролет I обычно служит для подготовки промежуточных ковшей и расположения участков внепечной обработки стали. Далее расположены разливочные пролеты II—V (пролеты МНЛЗ), число которых определяется числом устанавливаемых в отделении МНЛЗ. В последнем пролете VI расположена транспортная линия передачи заготовок на склад и иногда хранят запасное оборудование.

Рисунок 2 - План ОНРС с блочным расположением машин

Поперечные сталевозные пути 8 разделяют пролеты здания на две симметричные части. В разливочных пролетах по обеим сторонам от пути 8 расположено по одной МНЛЗ (3), так что в целом МНЛЗ расположены двумя блоками с двух сторон от сталевозных путей.

В пролетах МНЛЗ установлено по два разливочных крана 4 для транспортировки ковшей с жидкой сталью и один кран 20 меньшей грузоподъемности для транспортировки промежуточных ковшей и оборудования МНЛЗ при ремонтах. Применяют одно- и двухярусное расположение кранов; в первом случае все краны разливочного пролета перемещаются по общим подкрановым путям, во втором разливочные краны перемещаются по путям 21 верхнего яруса, а вспомогательные — по путям 22 нижнего яруса. Между сталевозными путями в каждом разливочном пролете расположены установки 16 для продувки стали в ковше аргоном. Левая часть разливочного пролета II отведена для подготовки оборудования вакууматора 9.

Ковши с жидкой сталью от конвертеров поступают в пролеты ОНРС на сталевозах 17 по путям 8. Краном 4 ковш устанавливают на стенд 16 для продувки аргоном или на стенд 9 для вакуумирования. После окончания внепечной обработки ковш со сталью краном 4 устанавливают на поворотный стенд 10 МНЛЗ, а после окончания разливки с помощью крана 4 сливают из ковша шлак в шлаковые ковши, установленные между рельсовыми путями 8, и затем устанавливают опорожненный ковш на сталевоз 17, транспортирующий его в ковшовый пролет главного здания.

Помимо планировки, представленной на рис. 2, возможна вторая разновидность подобной планировки - ОНРС с расположением МНЛЗ одним блоком с одной стороны от сталевозных путей. Ее преимущество состоит в том, что нет необходимости в специальной транспортной линии (путь 14) для передачи заготовок на склад из отдаленного, от склада блока МНЛЗ (левого).

Ширина пролета промежуточных ковшей на отечественных заводах составляет 24 м; ширина разливочных при установке в них двухручьевых МНЛЗ 30 м. Рабочая площадка разливочного пролёта, соответствующая уровню верха кристаллизатора при базовом радиусе МНЛЗ от 10 до 12 м, расположена на высоте 1115—13,5 м; высота подкрановых рельсов разливочного крана при этом составляет около 35 м.

Промежуточные ковши доставляют из пролета подготовки в разливочные на самоходной тележке 6 по поперечному рельсовому пути 7. Далее вспомогательным краном их устанавливают на рабочую площадку 19 МНЛЗ на стенды для разогрева, а перед началом разливки на подвижную тележку над кристаллизатором. После окончания разливки промежуточный ковш тем же путем возвращают в пролет подготовки 1. Литые заготовки (слитки) с рольгангов МНЛЗ выдаются на рольганг-тележки 2, которые по поперечным рельсовым путям 1 и 11 движутся в пролет VI.

С рольганг-тележки на рельсовом пути 11 заготовка поступает на рольганг 12, транспортирующий ее на склад. С рольганг-тележки на пути 1 заготовка выдается на находящийся на рельсовом пути 14 слябовоз 18, который транспортирует ее к рольгангу 12. Сталкивателем 13 заготовку сталкивают со слябовоза на рольганг 12, который доставляют ее на склад. Краны 15 пролета VI выполняют ремонтно-монтажные работы. Рельсовый путь 23 служит для транспортировки оборудования на тележках. Подготовку и ремонт промежуточных ковшей ведут на расположенных в пролете подготовки I специализированных стендах: охлаждения; выпрессовки стаканов и «козлов», снабженном гидравлическим устройством; ломки футеровки; выполнения новой футеровки; установки стаканов; сушки футеровки. Перестановку ковшей со стенда на стенд осуществляют двумя мостовыми кранами 5. Кроме того, в пролете имеются участки и печи для наборки и сушки стопоров и узел приготовления огнеупорных масс и растворов.

При решении вопроса о целесообразности выбора линейной или блочной планировки ОНРС учитывают как преимущества и недостатки обеих схем, так и то, что выбираемая планировка влияет на экономичность решений по генплану завода в целом. Основное достоинство блочной планировки — то, что она обеспечивает бесперебойную работу отделения при любом числе МНЛЗ, поскольку ковш со сталью можно подать на любую МНЛЗ независимо от работы прочих; недостаток — большие (~ на 10%) капитальные затраты на сооружение отделения в связи с увеличением объема здания и числа тяжелых литейных кранов.

В ОНРС с линейной планировкой тяжелые литейные краны устанавливают лишь в распределительном пролете, а в ОНРС с блочной планировкой — во всех разливочных, Объем здания при линейной планировке уменьшается в связи с несколько меньшей его площадью и в связи с тем, что высота пролетов здания начиная с пролета МНЛЗ снижается, поскольку уменьшается высота криволинейной МНЛЗ.

При блочной планировке высота пролетов постоянна, чтобы обеспечить перемещение литейного крана вдоль всей МНЛЗ длящее обслуживания.

Недостаток линейной планировки ОНРС в том, что при большом числе МНЛЗ усложняется организация работ — подаче ковшей со сталью к отдаленным от сталевозных путей машинам может препятствовать кран, обслуживающий работу более близких МНЛЗ.

С учетом изложенного при числе МНЛЗ в отделении, не превышающем четырех предпочтение отдают линейной планировке, а при большем числе МНЛЗ возможны различные решения.

При выборе планировки ОНРС необходимо также учитывать ее влияние на взаимное расположение конвертерного и прокатных цехов, т. е. на схему генплана завода в целом и ее экономичность. Литые заготовки обычно имеют значительную длину и их целесообразно транспортировать к прокатному стану (обычно с помощью рольгангов), а также прокатывать в том же направлении, в котором они двигались при отливке на МНЛЗ, поскольку изменение направления движения (разворот большого числа заготовок) существенно затрудняет транспортировку. Поэтому при линейной планировке ОНРС конвертерный и прокатный цехи целесообразно размещать взаимно перпендикулярно, а при блочной — параллельно. С учетом изложенного при выборе планировки ОНРС необходимо учитывать возможность взаимного размещения конвертерного и прокатных цехов на генплане завода и выбор должен базироваться на комплексном технико-экономическом сравнении обоих вариантов.

Порядок выполнения практической работы № 61

При изучении планировок ОНРС обратить внимание на основные грузопотоки, основное и вспомогательное оборудование, входящее в состав каждого пролета.

При защите практической работы необходимо ответить на вопросы с ориентировкой по производственным чертежам.

1) Рассмотреть доставку стали в ОНРС и распределение по МНЛЗ

2) Рассмотреть преимущества и недостатки каждого типа планировки

3) Рассмотреть уборку непрерывнолитых заготовок от МНЛЗ на склад слябов

4) Показать по чертежам пролеты, перечислить оборудование, входящее в их состав

Порядок выполнения практической работы № 62

Для выполнения практической работы берутся данные из практической работы № 29 «Расчет потребности в технологическом оборудовании кислородно-конвертерного цеха»: G, А_ф, время выплавки в конвертере. Сечение заготовки берется из приложения 1 в соответствии с вариантом.

Обоснование типа и расчет количества машин непрерывного литья заготовок.

По расположению технологической оси машины непрерывного литья заготовок делятся на 7 типов:

- вертикальная;

- вертикальная с изгибом;

- радиальная;

- горизонтальная;

- криволинейная с вертикальным кристаллизатором;

- криволинейная с радиальным кристаллизатором;

- литейно-прокатный агрегат.

Каждый тип машин обладает преимуществами и недостатками. Принимается криволинейная машина непрерывного литья заготовок с вертикальным кристаллизатором, так как при высоких скоростях разливки получаются слябы высокого качества.

Наиболее перспективными являются новые машины непрерывного литья заготовок с вертикальным кристаллизатором, вертикальным участком вторичного охлаждения определённой длины и изгибом частично затвердевшего слитка по дуге постоянного или переменного радиуса. В этих машинах наличие вертикального участка устраняет возможность односторонней ликвации, упрощает изготовление кристаллизаторов и настройку технологической оси. Изгиб слитка начинается при относительно тонкой оболочке, имеющей мелкозернистую структуру.

Для стабилизации технологических параметров разливки (режима вторичного охлаждения, вместимости сталеразливочных и промежуточных ковшей, диаметра стакана, температуры металла и т.д.) желательно иметь постоянную весовую скорость.

Выбор типа сечения сляба 250*1850 мм

Расчёт параметров разливки.

1) Определяется весовая скорость разливки

V=G/(0,9*Р*t_ц),т/мин, (13)

где G – вместимость конвертера по жидкому, т;

Р – количество ручьёв в машине, шт;

t_ц – цикл разливки, мин.

Цикл разливки принимается в зависимости от времени плавки в конвертере, кратным 1, 1,5 или 2. То есть если при выплавке стали в 3 конвертерах разливка ведется на 3-х МНЛЗ, краность принимается равной 1.

V_вес=160/(0,9*30*2)=2,96 т/мин.

2) Определяется глубина жидкой фазы

L_жф=V_вес*Н*340/(В* ), (14)

где Н и В – толщина и ширина слитка, мм;

340 – коэффициент полного затвердевания;

- плотность стали;

L_жф=2,96*0,25*340/(1,85*7,6)=17,9 м.

3) Определяется линейная скорость разливки

V_лин=V_вес /(Н*В* )

V_лин =2,96/(0,25*1,85*7,6)=0,84 м/мин.

Баланс времени работы машины непрерывного литья заготовок.

Номинальное время работы одной машины непрерывного литья заготовок

Т_ном =365-б-в=365-12-24=329 сут. (15)

где б – продолжительность капитального ремонта частотой 1 раз/год, сут.;

в – продолжительность плановых предупредительных работ в год, сут.

Фактическое время работы машины непрерывного литья заготовок

Т_ф =Т_ном –Т_ном*е /100=329-329*4/100=316 сут.,

где е – текущие простои, %.

Фактическое время работы установки с учётом серийности (z) разливки методом «плавка на плавку», z=24:

Т_раз=Т_пл*z=30*24=720 мин.

Время подготовки к разливке серии плавок составляет 70 минут:

- выдача последнего слитка из машины 20 мин.;

- подача и ввод затравки в кристаллизатор 20 мин.;

- заделка затравки в кристаллизаторе 15 мин.;

- установка промежуточного ковша 5 мин.;

- подготовка сталеразливочного ковша 10 мин.

Общее время работы машины непрерывного литья заготовок:

Т_общ =Т_разл+Т_подг+Т_проф=720+70+300=1090 минут или 18,17 часов.

Т_проф принимается равным 300 минутам.

Определение количества машин непрерывного литья заготовок.

1) Количество серий на одной машине непрерывного литья заготовок:

I=Т_факт*24/Т_общ=316*24/18,17=417 серий.

2) Количество годных слитков за серию плавок:

Р_год=G_ж*z / =160*24/1,03=3728 т.

3) Количество годной стали, разливаемой одной машины непрерывного литья заготовок:

Р_год1=I*Р_год=417*3728=1554576 т.

Тогда для разливки необходимо машин непрерывного литья заготовок:

N=А_ф /Р_год1=4300000 /1554576=2,8 шт.

Тогда для получения производственной мощности цеха необходимо 3 машины непрерывного литья заготовок криволинейного типа.

При блочном расположении машин непрерывного литья заготовок в каждом разливочном пролёте устанавливают по два разливочных крана. Таким образом, при расположении 3 машин непрерывного литья заготовок в двух пролётах общее количество разливочных кранов в отделении непрерывной разливки стали составит 2*2=4 крана.

При линейном расположении МНЛЗ число мостовых (литейных) кранов в распределительном пролете составит

где A- число плавок в сутки, пл/сут;

b= 0,8 –коэффициент использования крана;

-задолженность крана на одну плавку, мин/пл;

k= 1- 1,3- коэффициент неравномерности.

Задолженность крана на одну плавку- 20 мин.

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Сколько имеет пролетов конвертерное отделение?

2. Перечислите основные грузопотоки конвертерного цеха.

3. Какие пролеты перекрывает рабочая площадка? Рассмотрите все варианты.

4. Схемы подачи сыпучих материалов к конвертерам.

5. Какое оборудование входит в состав участка подготовки ферросплавов?

6. Рассмотрите современную схему уборки шлака из-под конвертеров.

7. Перечислите способы доставки чугуна в конвертерные цеха.

8. Перечислите основные отличительные особенности в планировке современные конвертерных цехов.

Приложение 1

Список литературы

1. Бойченко Б.М. и др. Конвертерное производство стали. 2009.

2. Чертов А.Д. Современный кислородно-конвертерный процесс. Учебное пособие. Липецк. ОАО «НЛМК». 2010.

3. Металлургия стали. Под редакцией Явойского В.И. – М. Металлургия. 2011.

4. Производство непрерывнолитых слябов из конвертерной стали. Технологическая инструкция. ТИ 05757665-КЦ2-01-2010.

5. Производство непрерывнолитых слябов из конвертерной стали. Технологическая инструкция. ТИ 05757665-КЦ1-01-2011.

Поиск по сайту: