Складирование и усреднение сырьевых материалов на рудном дворе ПАО «АрсеролМиттал Кривой Рог»

Например, при увеличении массы  штабеля в 6 раз (от 150 до 900 тыс. т) величина C_у уменьшается в 2,4 раза, а с учетом изменения k – в 3,7 раза.

 

 

 

 

 

Рассмотрим еще один пример расчета  штабеля моношихты для аглофабрики  производительностью 5 000 т/сутки.

Для определения емкости штабеля можно воспользоваться формулой математической статистики для оценки погрешности среднего значения переменной из случайной выборки объемов

,

где - среднеквадратическое отклонение железа в исходной руде, %; - заданная колеблемость железа в усредненной руде, %; t – коэффициент вероятности.

При суточном расходе шихты 6 400 т

.

Полагая, что насыпной вес шихты 1,9 т/м³, по формуле (3.2) объем штабеля составит 27 939 м³.

Если для формирования штабеля  используется штабелеукладчик, высота материала в нем должна быть не более 10 м. Поэтому при угле естественного откоса моношихты 38° длина штабеля, вычисляемая по формуле (3.1), будет равна, м:

,

а его ширина - по формуле (3.3), м:

.

Зная длину и емкость штабеля, производительность подающего конвейера (500 т/ч) и скорость штабелеукладчика (660 м/ч), можно по формулам (3.4) и (3.5) рассчитать емкость элементарного слоя и количество элементарных слоев, укладываемых в штабель:

;      .

Согласно общепринятой практике усреднения m_сл не должна превышать 80-150 т. Таким образом, рассчитанные параметры обеспечивают предпосылки к получению высокой степени усреднения.

 

 

5.3.2. Подготовка сырья  к металлургическому переделу  на Роуркельском металлургическом  заводе

 

Цех подготовки сырья Роуркельского МЗ включает:

• два вагоноопрокидывателя для разгрузки вагонов грузоподъемностью 65-75 т;
• приемные бункера для ручной выгрузки вагонов емкостью 5 000 т;
• участок грохочения доменной руды – два грохота производительностью 375 т/ч каждый;
• усреднительный склад, состоящий из 10 усреднительных полей для аглоруды, доменной руды, флюса, различных добавок, моношихты;
• участок подготовки моношихты для агломерационного производства;
• конвейерный тракт для транспортировки сырья на склад и потребителю общей длиной 25 км и скоростью конвейерных лент 2,4-2,5 м/с.

Усреднительный склад оборудован усреднительной техникой, изготовленной  в Индии по лицензии иностранных  фирм. Для укладки материалов в  штабеля на складе имеются два  двухконсольных штабелеукладчики и  два укладчика-заборщика. Ниже приведены  их технические характеристики.

Штабелеукладчик:

• длина консоли – 25 500 мм;
• база – 8 000 мм;
• угол подъема и опускания консоли +12°; -10°;
• скорость подъема стрелы – 5 м/мин;
• скорость передвижения штабелеукладчика – 0,8-40 м/мин;
• максимальная высота формирования штабеля – 10 600 мм;
• длина и ширина поля для формирования штабеля 28×210 м;
• производительность – 1 200 т/ч.

Укладчик-заборщик:

• длина стрелы – 31 783 мм;
• скорость передвижения стрелы - 8-32 м/мин;
• скорость передвижения – 5-20 м/мин;
• разворот стрелы - 180°;
• скорость вращения ротора – 5 об/мин;
• емкость ковша – 0,25 м³;
• количество ковшей – 8 шт.;
• скорость конвейера стрелы – 1,9 м/с;
• производительность – 1 000-1 200 т/ч (в зависимости от насыпного веса материала).

Для забора материала из сформированных штабелей (аглоруда, доменная руда, моношихта) используют рудозаборные машины типа BW – 2 шт.:

• длина ротора – 31 000 мм;
• диаметр ротора – 3 350 мм;
• количество ковшей – 33 шт. (ковши расположены по двухзаходной винтовой линии);
• емкость ковша – 0,36 м³;
• скорость вращения ротора – 2,83 и 4,25 об/мин;
• ширина конвейерной ленты, расположенной внутри ротора – 1 200 мм;
• скорость конвейера – 1,9 м/с;
• ширина бороны – 18 000 мм;
• длина бороны – 9 500 мм;
• угол наклона бороны – 38°;
• высота забора – 1 600 мм;
• скорость передвижения бороны – 0,5 м/с;
• скорость надвига машины – 0,9-1,45 м/мин;
• производительность (по руде) – 900 т/ч.

Участок подготовки моношихты включает в себя отделение грохочения кокса, оборудованное двухдечным грохотом с ситами 25 мм и 4 мм. Верхняя фракция кокса в смеси с товарным агломератом направляется в бункера доменного цеха, фракция +4 мм – на коксодробилки, а подрешетный продукт 4-0 мм – в бункера дозировочного отделения. Бункер для фракции +25 мм оборудован ленточным весодозатором для дозирования кокса на конвейер, транспортирующий товарный агломерат. Дозирование компонентов шихты для составления моношихты осуществляется при помощи весовых ленточных дозаторов, установленных на бункерах.

Количество бункеров для компонентов  шихты:

• аглоруда – 4 шт. по 250 м³;
• известняк – 2 шт. по 215 м³;
• кокс – 2 шт. по 215 м³;
• колошниковая пыль – 1 шт. 215 м³;
• конверторный шлак – 1 шт. 185 м³;
• шламы – 1 шт. 100 м³.

Отдозированная шихта по системе  конвейеров транспортируется на усреднительный склад для формирования штабеля  моношихты.

Разработанным наладчиками проектом установлены следующие технические  условия на отгружаемый в доменный цех агломерат:

• содержание железа - 53,5±0,2 %;
• основность – 2,1±0,03;
• содержание закиси железа - 10±1 %;
• содержание фракции 0-5 мм – 9 %.

Однако в процессе шестимесячной  работы установленные показатели, кроме  содержания фракции 0-5 мм, не были достигнуты. Учитывая, что железная руда, поставляемая на Роуркельский МЗ, имеет высокое содержание Al₂O₃ - до 4 %, повышенное колебание содержания железа и основности в товарном агломерате создавало значительные трудности в работе доменных печей.

Для ликвидации колебаний средней  частоты на заводе была предложена двухступенчатая схема подготовки и дозирования компонентов шихты. Первая ступень – формирование шихты, содержащей 100 % железорудной части шихты, 80-90 % флюса и топлива с последующим формированием усреднительного штабеля большой емкости (25-60 тыс. т). Вторая ступень – забор моношихты из штабеля и подача ее в бункера шихты отделения спекания с последующей добавкой недостающего количества флюса и топлива.

При проверке усредненности шихты  после смесителя-окомкователя по углероду и окиси кальция (табл. 5.14) установлено, что спеканию подвергалась шихта, обладающая недостаточной степенью усреднения, что также было подтверждено колебаниями содержания закиси железа в пробах агломерата, взятых из соседних спекательных тележек (±3 %).

Таблица 5.14

Показатели  усредненности шихты в смесителе-окомкователе

Место отбора пробы	По углероду			По CaO
	среднее содержание	отклонение от среднего	коэффициент однородности	среднее содержание	отклонение от среднего	коэффициент однородности
До смесителя-окомкователя	4,55	1,14	60,6	8,06	1,72	64,8
После смесителя-окомкователя	3,9	0,41	80,9	7,61	0,66	83,9

 

Проведенный анализ реализуемой технологии формирования усреднительного штабеля  моношихты и ее забора из штабеля  позволил установить ряд недостатков, существенно влияющих на качество усреднения:

• машинист штабелеукладчика не информирован о количестве подаваемого в формируемый штабель сырья;
• скорость передвижения штабелеукладчика устанавливается оператором произвольно;
• при прекращении подачи материала оператор останавливал штабелеукладчика в крайнем положении (конец штабеля);
• при формировании всегда выдерживались проектная высота и длина штабеля;
• количество уложенных слоев существенно отличалось в различных штабелях.

В табл. 5.15 приведены данные зависимости количества слоев, укладываемых в штабель высотой 10 м и длиной 210 м, от количества подаваемого материала и скорости передвижения штабелеукладчика. Как видно из данных таблицы, чем выше скорость передвижения штабелеукладчика, тем большее количество слоев укладывается в штабель и тем меньше вес формируемого слоя.

 

Таблица 5.15

Зависимость показателей формируемого штабеля  от работы штабелеукладчика

Скорость, м/мин	Количество материала, укладываемого  в штабель, т/ч
	300	400	500	800	1 000
	Количество слоев, уложенных в  штабель
5	230	182	138	86	69
10	460	346	276	173	138
15	691	518	414	259	207
20	921	691	553	346	276
25	1 152	864	691	432	346
30	1 382	1 037	829	518	415
35	1 613	121	968	605	484
40	1 843	1 382	1 105	691	553
	Вес уложенного в штабель слоя, т
5	210	280	350	560	700
10	105	140	175	280	350
15	70	93	117	187	233
20	53	70	88	140	175
25	42	56	70	112	140
30	35	47	58	94	117
35	30	40	50	80	100
40	26	35	44	70	88

 

На основании данных табл. 5.16 установлена обратно пропорциональная связь между количеством слоев, уложенных в штабель, и величиной среднеквадратического отклонения по усредняемому компоненту.

Таблица 5.16

Зависимость s_кон от количества уложенных слоев

sисх	4	4	4	4	4	4
Количество слоев	300	500	800	1 000	1 500	2 000
sкон	0,23	0,18	0,14	0,13	0,1	0,09

 

Для обеспечения качественного  усреднения в результате равных масс укладываемых в штабель слоев, согласно расчету, были установлены две скорости передвижения штабелеукладчика.

При движении по ходу конвейерной  ленты скорость штабелеукладчика должна была быть – 25 м/мин, против хода – 40 м/мин. При этом количество слоев, уложенных в штабель, составило 1 423, тогда как при движении штабелеукладчика с постоянной скоростью 40 м/мин укладывалось 1 843. Несмотря на большее количество слоев, качество усреднения в первом случае оказалось выше за счет одинакового веса слоев.

Следует отметить, что при формировании штабеля способом шевронной укладки  по мере увеличения высоты нагрузка материала одного слоя на 1 м² боковой поверхности неравномерна. При производительности подающего конвейера 300 т/ч и весе укладываемого слоя 26 т она изменяется от 247 кг/м² до 62 кг/м². Удержать постоянную нагрузку возможно изменением скорости передвижения штабелеукладчика с 40 м/мин до 1 м/мин при подаваемой нагрузке 300 т/ч. Однако количество уложенных слоев при этом снижается с 1 843 до 197, что приводит к резкому ухудшению усреднения.

На  основании результатов исследований разработаны следующие рекомендации для обеспечения проектных данных по качественным показателям производимого  агломерата:

• на основании месячного задания на производство агломерата определяется продолжительность формирования штабеля;
• производится расчет количества слоев, укладываемых в штабель, и их вес;
• на основании расчетного количества слоев и данных по сформированному штабелю аглоруды определяется ожидаемое среднеквадратическое отклонение по железу;
• оператор дозировочного отделения получает технологическую карту по составу моношихты и количество дозируемых компонентов (т/ч), которую необходимо подавать на штабелеукладчик;
• оператор штабелеукладчика получает технологическую карту на формирование штабеля.