2.2.5. Ковшовий проліт

Необхідна кількість кранів у ковшовому прольоті визначається по формулі:

(25)

де - кількість ковшів підготовлених до плавок за добу;

п_п.п - кількість перестановок ковша при підготовці до чергової плавки (п_п.п ~ 6);

п_п.р - кількість перестановок ковша при ремонті (п_п.р ~ 7);

- кількість ковшів, що перебувають у ремонті за добу;

τ_п - заборгованість крана на одну перестановку ковша (τ_п ~ 4 хв);

к - коефіцієнт виконання краном допоміжних робіт (к=1,2);

в - коефіцієнт використання крану (в=0,8).

У зразковому розрахунку кількість кранів у ковшовому прольоті складе:

Приймаємо один мостовий кран вантажопідйомністю 125/30 т.

2.2.6. Шлаковий проліт

Курсовим проектом прийнято застосування двох чаш ємністю 16 м³ шлаковий проліт обслуговується мостовими кранами вантажопідйомністю 100/20 т.

Кількість кранів, що працюють у шлаковому прольоті можна визначити :

(26)

де - кількість плавок у цеху за добу, пл./добу;

-- кількість шлакових чаш на одну плавку, шт./пл.;

П_п - кількість перестановок на один ківш (рівне чотирьом);

τ_пер - тривалість однієї перестановки (близько 3 хв.);

к - коефіцієнт виконання краном допоміжних робіт (1,15);

в - коефіцієнт використання крана (0,8);

Для забезпечення надійності роботи цеху кількість кранів у шлаковому прольоті повинне бути не менш двох.

Кількість шлакових чаш на одну плавку можна визначити по формулі:

(27)

де - ємність конвертера, т;

К_ш - кількість конвертерних шлаків (0,11 - 0,17 т/т сталі);

V_к - ємність шлакового ковша, м³;

ρ_ш - щільність рідкого шлаку (2,3 - 2,5 т/м³).

Для спрощення розрахунку варто приймати з урахуванням сміття кількість шлакових чаш, що надходять у шлаковий проліт на плавку ( ): для конвертерів 200-250т - дві.

Приймаємо для конвертера ємністю 200 т дві шлакові чашу ємністю 16 м³ на плавку.

Тоді кількість кранів, що працюють у шлаковому прольоті складе:

.

Приймаємо три крани у шлаковому прольоті.

Кількість шлаковозів та встановлених на них шлакових чаш у

цеху визначають по формулі:

(28)

де к - коефіцієнт запасу (1,15 -1,3);

τ_об - тривалість оберту шлакового ковша (3-6 год.) або шлаковоза

(2-5 год.).

На шлаковоз установлюють одну шлакову чашу.

Кількість шлаковозів зі шлаковими чашами у цеху складе:

в роботі в резерві

загалом

2.2.7. Відділення безперервного розливу сталі (вбрс)

Залежно від характеру литий заготівлі машини для розливання сталі підрозділяються на два види:

1. слябові - для одержання заготівлі прямокутного перетину (слябів) що використовується для виробництва листового прокату й стрічки;

2. сортові - для одержання квадрата (блюмів) або близького до нього перетину заготівлі що використовується для виробництва сортового прокату.

У свою чергу слябові МБЛЗ підрозділяються на машини для одержання:

• заготівлі звичайної товщини (150 мм і більше);

• тонкої слябової заготівлі (10..75 мм);

• тонких стрічок (товщиною 0,1..10 мм).

По конструкції застосовують наступні типи МБЛЗ: вертикальні, криволінійні (радіальні й зі змінним радіусом кривизни) горизонтальні. Установки зі змінним радіусом кривизни можуть мати прямій або радіальний кристалізатор. У даний час вертикальні МБЛЗ застосовують обмежено для виливки заготівель великих перетинів і спеціальних марок сталі або для напівбезперервного розливання плавок малих мас. Криволінійні МБЛЗ - сучасний тип установок, що одержали найбільше поширення. Перспективні горизонтальні машини. Вони мають мінімальну висоту, і у зв'язку з невеликим феростатичним тиском спрощується їхня конструкція.

Тип МБЛЗ вибирають, головним чином, виходячи із сортаменту виплавлюваної сталі на підставі вимог до якості сталевої заготівлі. При цьому, якщо вигин злитка з рідкою фазою не відіб'ється на якості заготовки, застосовують МБЛЗ зі змінним радіусом кривизни або розгином злитка з рідкою фазою в одній точці, у противному випадку - радіальні МБЛЗ. Якщо не можна розігнути навіть затверділий злиток або криволінійність заготівлі, що формується, несприятливо впливає на кількість і розподіл неметалічних включень, застосовують вертикальні МБЛЗ.

Таблиця 30. - Кількість струмків заготівель, що відливають одночасно на машині

Вид машини	Число струмків
Слябові	1 й 2
Сортові:
Криволінійні	2, 4 й 6
Вертикальні	2, 4, 6 й 8

До установки необхідно приймати МБЛЗ із мінімально можливим числом струмків. Вони простіше в експлуатації й по конструкції, менше займають у цеху місця й надійніші у роботі. Багато струмкові машини варто приймати лише у випадках, коли тривалість розливання на одно- або двострумкових перевищує припустимі значення.

У сучасних конвертерних цехах великої потужності звичайно використовуються для одержання литих слябів двострумкові й сортової заготівлі чотирьох й шестиструмкові машини. При розливанні невеликого обсягу металу застосовуються однострумкові.

МБЛЗ розрізняють також по типорозміру заготівлі, що відливається на машині. Число типорозмірів машин повинне бути мінімальним - не більше 2..3. Бажано також мати в цеху або “слябові” або тільки “сортові” машини, що забезпечує гарну їхню взаємозамінність, спрощує обслуговування і організацію роботи на розливанні, уніфікується встаткування. Вертикальні й криволінійні машини разом не експлуатуються.

Виходячи з вищевикладнного у проектованому цеху приймаємо до установки радіальні МБЛЗ для відливання блюмів розіром 150*150-200*200мм*мм,які будуть працювати методом плавки на плавку.

Загальна кількість МБЛЗ у цеху визначається по формулі:

(29)

де - кількість працюючих машин безперервного розливу;

- кількість резервних машин безперервного розливу.

Розрахункова кількість працюючих машин визначається по формулі:

(30)

де τ_м - тривалість розливу, хв.;

τ_ц – тривалість циклу (ритму) надходження сталерозливних ковшів у ВБРС, хв.;

П (= 1) – кількість установок, необхідних для підготовки МБЛЗ між серіями плавок.

Кількість МБЛЗ, які потребують ремонтів всіх видів визначається по формулі:

(31)

де τ_рем – кількість діб у році на ремонти всіх видів та всі незаплановані простої.

Прийнята кількість МБЛЗ уточнюється побудовою контактних графіків роботи сталеплавильних агрегатів, АКОС й МБЛЗ .

Необхідна кількість працюючих МБЛЗ у цеху визначається із залежності:

( 32 )

де Т_ц - річна продуктивність цеху, т придатних злитків;

- річна продуктивність (пропускна здатність) однієї МБЛЗ, т прид. злитків.

Річна продуктивність однієї працюючої МБЛЗ складе:

при роботі методом «плавка на плавку» (33)

де М_ж - маса рідкої сталі в ковші, т;

п – кількість плавок розлитих методом «плавка на плавку»,

а - коефіцієнті виходу придатних злитків з рідкої сталі,

с – кількість робочих діб МБЛЗ в році, діб/рік;

τ_розл – машинний час (час розливання однієї плавки), хв

τ_nід - тривалість паузи, пов'язаної з підготовкою до розливання наступної плавки, хв.

Розлив методом «плавка на плавку» дозволяє збільшити продуктивність МБЛЗ в 2 - 3 рази. Для нових сталеплавильних цехів рекомендується розливати всю сталь наступними серіями

- на сортових машинах 4 - 8 плавок

У цей час практикується розливання методом «плавка на плавку» більшими серіями.

По нормативах Гіпромеза кількість робочих діб МБЛЗ в році складає:

- для сортових МБЛЗ приймається рівним 300-320;

Машинний час розливання залежить від технічних можливостей МБЛЗ, маси металу, що розливається, і площі поперечного перетину одержуваної литий заготівлі:

( 34 )

де М_ж - маса рідкої сталі в ковші, т;

S – площа перетину литий заготівлі, м²;

V_л – лінійна швидкість розливання, м/хв;

N – кількість струмків на машині, шт;

ρ– щільність рідкої сталі, т/м³ (для спокійної 7,8 т/ м³ , для киплячої 7,3 т/ м³).

К_з – коефіцієнт затримки розливу (~0,9).

Лінійну швидкість розливання для блюмових МБЛЗ, маси металу, що розливаеться, і площі поперечного перетину одержуваної литої заготівлі;

V_л= (35)

V_л=

де – К – коефіціент залежний від марки сталі, що розливають(табциця 31)

а – відповідно, товщина й ширина блюму, м.

Таблиця 31. - Значення коефіцієнта “K” для розрахунку швидкості витягування блюму

Марка сталі, призначення	Значення коефіцієнта “K”
Сталь вуглецева конструкційна кипляча	0,11

Розливання сталі методом «плавка на плавку» можливо здійснити тільки при строгій синхронізації тривалості плавки, позапічної обробки й розливання сталі. До моменту закінчення розливання одного ковша (спорожнювання) повинен бути готов наступний. Тому незалежно від розрахункового значення машинного часу розливання фактична тривалість її приймається звичайно кратною тривалості циклу однієї, півтора, двох і т.д. плавок. При наявності в цеху двох постійно працюючих конвертерів і можливості розливання з високими швидкостями, може прийматися кратним половині циклу плавки. Але в цьому випадку витрати часу на позапічну обробку також не повинні перевищувати половини циклу плавки.

У кожному разі прийнятий машинний час розливання повинен задовольняти нерівності:

( 36 )

де – максимально можлива тривалість розливання (таблиця 33), хв;

– машинний (розрахункове) час розливання, хв.

Таблиця 32 . - Максимально припустима тривалість розливання

Ємність сталерозливного ковша, т	200
Тривалість розливання, хв	90

Час підготовки машин до розливання визначається її конструктивними особливостями. Рекомендується приймати значення при роботі методом «плавка на плавку»:

• сортові машини чотирьохструмкові - 95 хв;

шестиструмкові - 105 хв.

восьмиструмкові – 110 хв.

Підготовка машини після розливання одиночними плавками не повинна перевищувати 40-50хв.

Кількість струмків на машині визначається по формулі:

(37)

Кількість струмків зворотна часу розливання при нормальній швидкості розливання для кожного перетину розмірного сортаменту

(струмків)

З метою зменшення кількості встановлених у цеху МБЛЗ приймаємо до установки машини із 8-ма струмками.Варто врахувати, що збільшення кількості струмків ускладнюе конструкцію й обслуговування МБЛЗ, збільшуе необхідну площу під МБЛЗ і капітальні витрати. Зменшення кількості струмків МБЛЗ веде до збільшення кількості встановлених у цеху і МБЛЗ і відповідно до росту капітальних витрат .

Визначаємо час розливу для кожного перетину розмірного сортаменту заготівель.

Таблиця 33. - Показники роботи МБЛЗ

Ширина сблюма в, мм	Товщина блюму а, мм	Швидкість розливу Vл, м/хв	Час розливу 1-го ковша τрозл, хв	Прийняти час розливу 1-го ковша , хв	Припустима тривалість розливання , хв
200	150	1,46	43,96	38	90
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96
200	150	1,46	43,96

Киснево-конвертерний цех працює по системі: два конвертери в роботі, один у резерві. Тривалість плавки в конвертері 38 хв. Ритм подачі сталерозливних ковшів складе τ_ц = 38/2 = 19 хв. Тривалість позапічної обробки сталі повинна складати ≤ 38 хв.

Час розливання плавки на МБЛЗ повинний бути рівним або кратним циклу надходження плавок від сталеплавильних агрегатів на розливання. Час розливу плавок на МБЛЗ кратний ритму надходження плавок з конвертерного відділення. Кратність розливання складе _розл/_ц = 44/19 = 2.

Розрахункова кількість працюючих машин у відділенні складе: .

Кількість резервних МБЛЗ складає Приймаємо 1.

Загальна кількість МБЛЗ складе:

Час підготовки МБЛЗ між розливанням повинен дорівнювати або бути кратним циклу надходження плавок від сталеплавильних агрегатів на розливання. Час підготовки МБЛЗ між розливами складе = 3х 19 = 57 хв.

Загальний цикл розливання серії плавок на МБЛЗ методом «плавка на плавку» складе = 3 х 57 = 171 хв.

Кількість плавок у серії складе = ( 171 - 57)/ 38 = 3

Таким чином, кількість плавок, що розливається на одній МБЛЗ за добу, складе:

пл./добу,

Фактична кількість плавок за добу, котра буде виплавляться двома працюючими конвертерами для заданого обсягу виробництва складе:

пл./добу

Кількість робочих діб МБЛЗ у році визначається періодичністю й тривалістю ремонтів основного технологічного обладнання установки. Річний фонд робочого часу приймаємо

Графік роботи ВБРС у складі трьох працюючих та однієї резервної МБЛЗ приведено на рисунку 4.

МБЛЗ-1			простої
	315 діб		50 діб
МБЛЗ-2	простої
	50 діб	315 діб
МБЛЗ-3		резерв
	50 діб	265 діб	50 діб
МБЛЗ-4	резерв
	365 діб

Рисунок 4. - Графік роботи ВБРС у складі чотироьх МБЛЗ.

Можлива пропускна здатність (продуктивність) МБЛЗ при розливанні сталі серіями по 12 плавок складе:

Необхідна кількість працюючих МБЛЗ у цеху складе:

З урахуванням резерву на ремонт і аварії приймаємо 4 МБЛЗ.

Фактична пропускна здатність МБЛЗ складе:

Коефіцієнт використання МБЛЗ складе:

Таблиця 34. - Розрахункові данні по режимам робот МБЛЗ й продуктивності ВБРС

Наймену-вання	Час розливу плавки, хв.	Час підготовки МБЛЗ до серії, хв.	Кількість плавок в серії, пл.	Кількість розлитих плавок, пл./добу	Маса рідкої сталі в ковші, т	Час роботи МБЛЗ, діб	Можлива пропускна здатність, т/рік
МБЛЗ № 1	38	57	12	33	182	315	1834560
МБЛЗ № 2	38	57	12	33	182	315	1834560
МБЛЗ № 3	38	57	12	33	182	100	582400
							4251520