Модернизация конвертерного цеха

Рисунок 1 -  Разновидности огнеупорных блоков

Блоки делают из периклазоуглеродистых, периклазохромитовых, хромитопериклазовых огнеупоров. К многоканальным блокам (рисунок 1 а, б, в) газ подводят через патрубок 1 и кассету 4, в которую заключен блок; к одноканальным - как через кассету (рисунок 1, г), так и непосредственно к каналу - к трубке 5, образующей капал (рисунок 1, д), или патрубком к закладной втулке 6, вмонтированной в блок в процессе его прессования (рисунок 1, е). По опыту отечественных заводов более технологичным и надежным является бескассетный подвод газа []. В одноканальных блоках диаметр канала достигает 8 мм.

Преимуществом пористых блоков является то, что продувку можно  начать и прекратить в любой период плавки, а через одно- и многоканальные блоки необходимо постоянно вдувать  газ, чтобы предотвратить затекание  в каналы металла и их засорение. На отечественных заводах освоена  продувка с использованием одно- и многоканальных блоков с каналами круглого сечения.

Обычно продувку нейтральным газом начинают за несколько минут до окончания кислородной продувки и заканчивают через несколько минут после окончания продувки кислородом. При удельной интенсивности  продувки до 0,2 - 0,3 м³/(т*мин) обеспечивается снижение окисленности шлака и металла, при необходимости глубокое обезуглероживание, а также дополнительная  дефосфорация и десульфурация [].

Это объясняется тем, что  из-за малого диаметра (1—1,5 мм) газопроводящих каналов (пор) в пористых блоках, жидкий металл не затекает в них даже при прекращении подачи газа. Поэтому в любой момент можно изменить расход нейтрального газа или прекратить его подачу, гибко варьируя технологию продувки.

В качестве нейтрального газа обычно используют азот, поскольку инертный газ (аргон) дорог. Продувка металла азотом в течение всей плавки приводит к повышению содержания его в металле, которое зависит от интенсивной дойной продувки. При минимальной интенсивности продувки поглощение азота незначительно и возможно достижение содержания его в готовой стали не более 0,003 - 0,004%.

При необходимости  снижения содержания азота в готовом  металле в конце плавки ванну  продумают аргоном. В межпродувочные периоды донные фурмы обычно переводят на воздушное дутье, поскольку оно дешевле азота. Конвертерный процесс с верхней подачей кислорода и нижней подачей нейтрального газа через фурмы в основном применяют для производства низкоуглеродистой стали. В этом случае в последние минуты кислородное дутье прекращают» продувают только нейтральным газом. При выплавке стали с содержанием менее 0,02 % [С] кислородное дутье прекращают по достижении [С] = 0,035 - 0,04 % и продувку нейтральным газом ведут в течение 5 - 10 минут [].

Конвертерный процесс  с верхней подачей кислорода  и донной подачей нейтрального газа через пористые огнеупорные блоки  считается наиболее перспективным вариантом комбинированной продувкой.

Основные технико-экономические  показатели предлагаемой технологии выплавки трубных марок стали приведены  в приложении Б и на демонстрационных листах (шифр).

 

 

2 Устройство и  оборудование цеха

 

2.1  Обоснование  выбора и расчет основного  оборудования

 

В кислородно-конвертерном цехе для выплавки 10,0 млн. т стали в год, устанавливаются:

-  три кислородных конвертера  вместимостью 370 т каждый, работающих  по схеме «с перекрытием циклов» [];

-  одна установка вакуумирования стали комбинированного типа;

-  одна двухпозиционная  установка типа «печь-ковш»;

- два агрегата АДС и  установка усреднительной продувки  металла;

- четырехручьевые МНЛЗ криволинейного типа для получения заготовок сечения 250×(750 – 2530) мм;

- одна вертикального типа  МНЛЗ для получения трубных  заготовок;

- установка десульфурации чугуна;

Бесперебойная работа цеха обеспечивается установкой следующего кранового оборудования []:

-    заливочные краны;

-    краны для перестановки ковшей в отделении перелива чугуна;

-    краны для перестановки совков со скрапом;

-    краны для перестановки шлаковых чаш в шлаковом пролете.

Кроме того, устанавливается  следующее технологическое оборудование:

-    ковши миксерного типа;

-    сталеразливочные ковши;

-    совки для скрапа;

-    шлаковые чаши;

-    машина «Орбита» для ломки футеровки;

-    стенд для выкладки футеровки;

-    стенды для  сушки футеровки [].

Ниже представлены основные параметры технологического и кранового  оборудования. Расчет основного оборудования приведен в приложении В.

Ковши миксерного типа

 

- вместимость ковша миксерного  типа, т                                                      600

- максимальная суточная  потребность в чугуне, т                                   36195

- общее число миксерных  ковшей (в обороте, на ремонте  и запасных), шт  6

 

Сталеразливочные  ковши

 

За сутки в цехе разливается 114 ковшей стали. Для нормальной организации работы цеха в наличии имеется 39 сталеразливочных ковша со следующими характеристиками:

- вместимость, т                                                                                               400

- размеры, мм:

высота ковша                                                                                                 5780

ширина по цапфам                                                                 6840

ширина по носку 7895

- масса, т

Металлоконструкций ковша                                                                          71,4

Металла при нормальном наполнении                                                          430

Шлака при нормальном наполнении                                                            14,5

- стойкость футеровки,  плавок                                                                       100

 

Совки для скрапа

Для завалки скрапа используются совки вместимостью 65 м³, скрап заваливается при помощи завалочной машины полупортального типа одной порцией двумя совками. Число совков – 61 шт.

Шлаковые чаши

Количество шлаковых чаш  для вывоза шлака из цеха составляет  32 шт., по две шлаковые чаши на плавку. Вместимость шлаковых чаш 16 м³.

Оборудование  для ремонта футеровки сталеразливочных ковшей

 

В ковшевом пролете цеха предназначено  два места для ломки футеровки, четыре – для выполнения футеровки и восемь – для сушки и разогрева ковшей.

Также в пролете предусмотрено  два механизированных стенда, две  машины для ломки футеровки и восемь стендов для сушки и разогрева футеровки.

 

Крановое оборудование

Заливочные краны

 

В цехе установлены два  заливочных мостовых крана грузоподъемностью 450 + 100/20 т со следующими параметрами:

- высота подъема, м                                                36+36/40

- скорость подъема, м/мин   7,5+4,8/15

- пролет, м 28,5

Краны для перестановки ковшей в ковшевом пролете

 

В ковшевом пролете установлено  два мостовых крана со следующими основными характеристиками:

- грузоподъемность, т 140+32

- пролет, м 28,5

 

Краны для перестановки шлаковых чаш в шлаковом пролете

 

В шлаковом пролете установлено  два мостовых шлаковых крана грузоподъемностью 180+63 т и пролетом 22,5 м для перестановки чаш.

Расчет основного  технологического и кранового оборудования приведен в приложении В.

 

2.2  Состав оборудования участка выплавки стали

Приемное отделение:

- 26 приемных бункеров (18 ферросплавных, 8 известковых)

- 2 нитки подачи сыпучих материалов

- на каждой ветки 2 саморазгружающиеся тележки (стелы).

Общая длина одной нитки  около 1 км.

Отделение перелива чугуна:

- 3 ж/д пути (№№ 6, 7, 8)

- 3 ямы перелива чугуна (№№ 1, 2, 3)

- 17 миксеров

- 5 чугунозаливочных ковшей

- установка десульфурации чугуна (УДЧ)

- машина скачивания шлака скребкового типа

Скрапной пролет:

- 2 самоходных скраповоза

- 5 кранов (3 крана г/п 130т, 2крана г/п 16т)

Шлаковый пролет:

- 43 шлаковых чаш, в т.ч. 3 ямных

- 21 стендов постановки шлаковых чаш

- 2 крана г/п 180/32т

- 2 ж/д пути

- на вертушку устанавливается 9 шлаковых чаш.

Конвертерное отделение:

- 3 кислородных конвертера

- 3 машины подачи кислорода (МПК)

- 3 машины замеров параметров плавки ( МЗПП)

- 3 машины замеров температуры в ковше ( МЗТК)

- 3 сталевоза

- 3 шлаковоза

- 3 заливочных крана г/п 450/120т

- 2 полупортальных завалочных машины г/п 2*130т

Вертикальный тракт (одного конвертера):

- 20 расходных бункеров, в т.ч. 8 ферросплавных

- 17 весов дозаторов

- 11 двухрукавных течек

- 5 пром. бункеров

Конвертер № 1, 2 – по три  печи нагрева ферросплавов вращающегося типа

Конвертер № 3  две печи нагрева ферросплавов подового типа

Между конвертером 1 и 2 ленточный  конвейер для передачи извести

 

2.3    Структура и планировка цеха

 

Основные планировочные  и технические решения приняты  с учетом размещения цеха на промышленной площадке комбината и максимального использования установившихся схем обеспечения энергоресурсами и материалами, а также эксплуатации уже имеющихся вспомогательных объектов и сооружений.

Конвертерный цех представляет собой комплекс технологически связанных производственных отделений, пролетов и участков с установленным в них технологическим, подъемно-транспортным, вспомогательным и ремонтным оборудованием, которое необходимо для обеспечения намеченного объема производства цеха.

Конструктивно конвертерный цех ОАО «ММК» состоит из следующих отделений []:

-    конвертерное отделение (КО);

-    отделение непрерывной разливки стали (ОНРС);

-    транспортно-отделочное отделение (ТОО).

В свою очередь, конвертерное отделение включает следующие пролеты: конвертерный, загрузочный, ковшевой, шлаковый, скрапной, пролет постов управления и электропомещений, участок сыпучих материалов и ферросплавов, пролет подготовки и ремонта сталеразливочных и промежуточных ковшей, отделение перелива и десульфурации чугуна.

Основные размеры данных пролетов представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Основные размеры  пролетов конвертерного отделения

Название пролета	Ширина, м	Высота, м
Конвертерный и вспомогательный	30,0	74,0
Загрузочный	28,5	36,0
Ковшевой	28,5	24,0
Шлаковый	22,5	18,0
Скрапной	28,5	18,0
Постов управления	12,0	73,5

Шаг внутренних и внешних  рядов колонн принимается равным 12 м. Учитывая, что для наклона конвертеров используют компактные подвесные приводы, то реторты размещают в ряде колонн с шагом 24 м без 12-ти метровых вставок.

ОНРС включает в себя:

-    пролеты МНЛЗ;

-    участок вакуумирования стали;

-    участок доводки металла в ковше;

-    пролет подготовки технологического оборудования;

-    пролеты электропомещений для МНЛЗ.

ТОО включает:

- транспортно-отделочную линию (ТОЛ);

-  участок выборочной зачистки блюмов;

-  участок ручной зачистки блюмов.

Ремонт футеровки конвертера осуществляется в специальном пролете, прилегающем к конвертерному. Подача огнеупоров в пролет ремонта сталеразливочных и промежуточных ковшей предусмотрена на автотранспорте.

Поперечный разрез конвертерного  отделения представлен на демонстрационном листе (шифр).

3  Производственная структура цеха

 

3. 1 Схема работы  цеха (грузопотоки)

 

Основными грузопотоками  в конвертерном отделении являются грузопотоки: жидкого чугуна, лома, стали, шлака, сыпучих и ферросплавов.

Доставка жидкого чугуна из доменного цеха в отделение  перелива чугуна ККЦ осуществляется в чугуновозных ковшах миксерного типа вместимостью 600 т. Заливочные ковши на самоходных (электрифицированных) тележках транспортируются в загрузочный пролет конвертерного отделения. Далее, с помощью заливочных кранов грузоподъемностью 450 + 100/20 т ковши с чугуном передаются в конвертер [см.прил.В].

Лом в конвертерный цех  доставляется в совках вместимостью 65 м³, загружаемых в копровом цехе. Перед завалкой лома в конвертер каждый совок должен быть взвешен на платформенных весах. Скраповоз транспортирует лом из скрапного пролета в загрузочный, где с помощью полупортальной завалочной машины осуществляется завалка лома в конвертер.

Сыпучие, кусковые материалы  и ферросплавы подаются в конвертерное отделение по конвейерному тракту из бункеров отделения приема сыпучих и ферросплавов. Перед непосредственной загрузкой сыпучих и ферросплавов в ковш производится их взвешивание с точностью ± 10 кг.

Ниже представлены схемы  организации основных грузопотоков цеха [].

Металлолом и его разновидности: копровый цех → совки → железнодорожные платформы → скрапной пролет → кран для перестановки совков → платформенные весы (дозагрузка скрапа) → скраповоз → загрузочный пролет конвертерного отделения (УЗП) → полупортальная завалочная машина → конвертер.

Жидкий чугун: литейный двор доменного цеха → чугуновозные ковши  миксерного типа → отделение перелива чугуна ККЦ (УЗП) → заливочные ковши  на самоходных (электрифицированных) тележках→  загрузочный пролет конвертерного  отделения→ заливочный кран → конвертер.