Подача жидкого чугуна в сталеплавильный цех

Применяются два способа хранения и транспортировки жидкого чугуна в сталеплавильные цехи:

- чугуновозами небольшой вместимости (до 140 т) от доменного в сталеплавильные цехи на небольшие расстояния к стационарным миксерам большой вместимости (до 2500 т);

- передвижными миксерами большой (до 600 т) вместимости, транспортирующими жидкий металл на большие расстояния (даже между городами).

Применение стационарных миксеров было вызвано необхо­димостью усреднения состава и температуры жидкого чугуна, а также создания его запасов (буфера между доменным и стале­плавильным цехами).

С ростом единичной мощности агрегатов (объема доменных печей до 5000 м³, садки конвертеров до 350—400 т) вместимость обычных чугуновозных ковшей начала сдерживать их произво­дительность.

Так, для разового выпуска чугуна из доменной печи объемом 3400 м³ требуется подавать до 4—6 ковшей одновременно, а для цеха с четырьмя доменными печами таких подач необходимо от 19 до 21 в сутки. Вместе с тем дальнейшее увеличение вместимости чугуновозных ковшей открытого типа невозможно из-за боль­шой потери тепла, ограничений по габаритам и динамике движе­ния при большой площади зеркала жидкого металла, образования настылей и др.

Выдача чугуна из стационарного миксера вместимостью 2500 т не должна превышать 7500 т в сутки, иначе он теряет роль усред­нителя чугуна по температуре и химическому составу. Современ­ному кислородно-конвертерному цеху с производительностью 27 000 т стали в сутки для обеспечения нормальной работы тре­буется 4 таких стационарных миксера, строительство которых экономически нецелесообразно. Эти обстоятельства и привели к созданию передвижных миксеров.

До недавнего времени передвижные миксеры применяли в США, Канаде и Бельгии. В настоящее время они получили распростра­нение почти во всех странах мира. Так, в Бельгию жидкий чугун перевозят из Франции и ФРГ на расстояние 200—300 км. Чугун находится в миксере 40 ч, а при перевозках на 100 км внутри страны 12 ч. Чугун при этом остывает на 4—5°С в час. Пе­редвижные миксеры, транспортирующие чугун между горо­дами, вмещают от 100 до 175 т. Они снабжены специальными экранами и другими устройствами, обеспечивающими безопас­ность движения, и не требуют специальной железнодорожной колеи.

С увеличением объема металлургического производства грузоподъемность передвижных миксеров выросла до 600 т, но предназначены они только для внутризаводских перевозок.

В Советском Союзе первый большегрузный передвижной мик­сер создан для Западно-Сибирского металлургического комбината для подачи чугуна в мощный конвертерный цех с конвертерами вместимостью 300—350 т. Одновременно сооружен и специальный транспортный комплекс, включающий передвижные миксеры гру­зоподъемностью 150 и 420 т, сливные устройства и специальный железнодорожный путь.

Проект первого отечественного передвижного миксера разрабо­тан ВНИИ металлургического машиностроения (ВНИИметмаш), ВНИИвагоностроения, Стальпроектом. Изготовлен миксер Новокраматорским машиностроительным заводом.

Использование передвижных миксеров, помимо решения чисто транспортных проблем, дает значительный экономический эффект благодаря сокращению капиталовложений в основные сооруже­ния, так как отпадает необходимость постройки миксерных отде­лений. Кроме того, внедрение такого способа перевозки жидкого чугуна позволяет значительно улучшить организацию производ­ства, сократить потребность в подвижном составе, снизить потери тепла при перевозке чугуна в открытых ковшах, сократить коли­чество переливов, улучшить условия труда рабочих литейного двора доменного цеха.

Миксерное отделение. Стационарный миксер. Чугуновоз. Передвижной миксер.

Устройство миксерного отделения. Стационарный миксер предназначен для временного (7—9 ч) хра­нения запасов жидкого чугуна, благодаря чему создаются неза­висимые от хода доменных печей условия для работы конвертеров и мартеновских печей. В миксере выравниваются химический состав и температура чугуна, а также частично удаляются вред­ные примеси. Для поддержания необходимой температуры чугуна миксеры обогревают с помощью горелок.

В мощных сталеплавильных цехах устанавливают два миксера в отдельных зданиях, расположенных с обоих торцов главного корпуса, или в одном здании, но с двумя кранами для заливки чугуна.

На рис.8.1 приведены план и разрез миксерного отделения с двумя миксерами вместимостью по 2500 т, входящего в состав кислородно-конвертерного цеха с 350-т конвертерами. В миксерном отделении установлено следующее оборудование — два мик­сера 5 и 10 с механизмами их поворота и открывания крышек заливочных отверстий и сливных носков, два миксерных (заливоч­ных) крана 1 и 11, машины 15 для скачивания шлака из миксеров, расположенные напротив сливных носков, машина 8 для скачива­ния шлака из чугуновозных ковшей, установки 16 для улавлива­ния графита, весы 2 для взвешивания жидкого чугуна, стенды 7 для шлаковых ковшей и тельфер 17 для проведения ремонтных работ. Система улавливания графита снабжена зондами, располо­женными над заливочными отверстиями и сливными носками миксеров. Железнодорожные пути 3и 4 служат для подачи чугуно­возов 14, прибывающих из доменного цеха. Рельсовые пути 12 и 13 широкой колеи предназначены для передвижения самоходных чугуновозов 9, доставляющих чугун к конвертерам.

 

Рис.8.1. Миксерное отделение.

Чугун доставляют в миксерное отделение составами чугуново­зов, вместимостью 140 т каждый. Поочередный слив чугуна из чугуновозных ковшей в миксер производят миксерным краном грузоподъемностью 180/50 т, относящимся к числу унифициро­ванных литейных кранов. При этом ковш удерживают крюками главного подъема крана над открытым заливочным отверстием миксера и кантуют механизмом подъема вспомогательной тележки. Шлак скачивают из чугуновозных ковшей перед заливкой чугуна в миксер и из миксера по мере накопления шлака, уменьшающего его полезный объем. Шлак из миксера скачивают машиной 15 в ковш шлаковоза 6, убираемого самоходным чугуновозом. Ска­чивание шлака из чугуновозных ковшей осуществляют машиной 8 в шлаковый ковш, установленный на стенде 7. Заполненный ковш переставляют на лафет шлаковоза и транспортируют за пределы отделения.

Конструкция стационарных миксеров.Форма миксера определяется условиями минимальной теплоотдачи и рационального конструктивного размещения заливочного и выпускного отверстий. Различают следующие основные формы миксеров: цилиндрические короткие (с отношением длины миксера к диаметру L/D = 1÷1,3), цилиндрические длинные (L/D≥ 1,3) и бочкообразные.

Наибольшее распространение получили цилиндрические корот­кие миксеры с выпуклыми днищами. По сравнению с другими они обладают некоторыми преимуществами: уменьшаются тепловые потери, улучшаются условия перемешивания чугуна и повышается срок службы футеровки.

Основная характеристика миксера - его вместимость. Сталеплавильные цехи оборудуют типовыми стационарными миксерами с полезной вместимостью 600, 1300 и 2500 т.

Типовой миксер конструкции НКМЗ вместимостью 2500 т представлен на рис.8.2. Миксер состоит из цилиндрической части и боковых сферических днищ. Чтобы облегчить демонтаж миксера во время проведения капитальных ремонтов, конические днища выполнены съемными и соединены с фланцами концевых царг и цилиндрической частью болтами. Внутри миксер выложен огнеупорной футеровкой; между кожухом и футеровкой помещен теплоизоляционный материал. Для проверки состояния футеровки в верхней части днищ проделаны особые смотровые окна.

При аварии механизма поворота или прекращении подачи электроэнергии повернутый миксер сам возвращается в исходное положение, так как центр тяжести миксера размещен на 140 мм ниже оси вращения и на 140 мм ближе к носку. Опорно-поворотная часть миксера конструктивно выполнена следующим образом. Опорные бандажи составлены из четырех секций, соединенных друг с другом и с корпусом миксера болтами. Цилиндрическая часть миксера опоясана по краям двумя бандажами, которые опи­раются на ролики, заключенные в двух обоймах. Роликовые обоймы опираются на две дугообразные направляющие опоры, закрепленные на железобетонном фундаменте. Механизм поворота миксера двухреечного типа.

Крышки заливочного отверстия и сливного носка миксера открываются специальными механизмами.

На опорных металлоконструкциях смонтированы буферные устройства, ограничивающие обратный ход корпуса, стопорное устройство для фиксации корпуса при ремонтах или смене футе­ровки и защитные кожухи для предохранения роликовых обойм от брызг жидкого металла.

Для ограничения поворота миксера применяют пружинные демпферы, основной недостаток которых — наличие значительной отдачи, и гидравлические, обеспечивающие постоянное замедле­ние поворота миксера и остановку без отдачи.

Принцип действия гидродемпфера основан на том, что в момент приложения нагрузки к штоку масло перетекает из поршневой полости гидроцилиндра в штоковую. Возврат штока в исходное положение осуществляется пружиной.

Замена футеровки миксера — трудоемкая операция, занимаю­щая продолжительное время. Один из факторов, увеличивающих срок службы футеровки, — обеспечение плавности возврата кор­пуса в исходное положение.

Рис.8.2. Стационарный миксер вместимостью 2500 т.

Чугуновозы для подачи жидкого чугуна к конвертерам.Чугун из доменного цеха в конвертерный можно доставлять в передвижных миксерах или в чугуновозах от стационарных миксеров. Чугуновозы бывают самоход­ные и несамоходные (транс­портируемые тепловозом). Чугуновозы первого типа ис­пользуют в конвертерных це­хах для доставки чугуна из отделения перелива в кон­вертерный пролет.

Самоходный чугуновоз грузоподъемностью 450 т с ковшом вместимостью 350 т (рис. 8.3) состоит из свар­ной рамы, опирающейся на балансиры, двух механизмов передвижения с двигателями мощностью 2x38 кВт, скреб­кового и токоприемного устройств. Верхнюю поверх­ность рамы чугуновоза футе­руют огнеупорным кирпичом для защиты от выплесков жидкого металла. Управле­ние чугуновозом дистанционное.

 

Рис.8.3. Самоходный чугуновоз с ковшом вместимостью 350 т.

Передвижной миксер.Миксеры передвижные автоматизированные специальные предназначены для приема жидкого чугуна из доменных печей и транспортирования его в конвертерный цех. Миксер передвигается по железнодорожным путям с помощью локомотива. Налив чугуна в миксер и слив производится через горловину.

В 1974 году на Западно-Сибирском металлургичес­ком комбинате пущен первый 420-тон­ный миксер. Конструкция миксера (рис. 8.4) отличается оригиналь­ным решением опирания корпуса на со­единительные балки ходовых тележек.

Рис.8.4. Схема передвижного миксера грузоподъемностью 420 т:

1 – корпус; 2 – опорный узел; 3 – навесной привод поворота корпуса; 4 – кабина; 5 – ходовая тележка; 6 – термопары замера температуры корпуса; 7 - автосцепка

Он имеет стальной сварной корпус 1 сигарообразной формы, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. В центральной верхней части имеется заливочное окно, по бокам от него расположены два вспо­могательных окна, используемых при ремонтах футеровки. К торцам кожуха приварены цапфы, которыми ковш опирается через опорные узлы 2 на две многоосные ходовые тележки 5, перемещающиеся по рельсовому пути. На одной из тележек расположен защищенный кабиной 4 навесной механизм поворота 3, соединенный с цапфой. Вращением ковша вокруг оси цапф обеспечивают слив чугуна через заливочное окно.

Привод поворота корпуса миксера выполнен навесным, смонтирован на ко­нической посадке консольной части при­водной цапфы и не имеет никаких связей с соединительной балкой ходовой тележ­ки.

Для перевозки жидкою чугуна с Куз­нецкого металлургического комбината на Западно-Сибирском металлургичес­ком комбинате были пущены в промыш­ленную эксплуатацию 20 передвижных миксеров грузоподъемностью 150 т (рис. 8.5). Эти миксеры спроектированы с учетом эксплуатации на магистральных путях МПС. Их транспортируют в соста­ве до 12 шт. с максимальной скоростью 35 км/ч на расстояние 30 км.

Конструкция миксера и его размеры в значительной степени предопределены жесткими требованиями в отношении нагрузок на железнодорожный путь, мосты и другие сооружения магистрального участка.

Особое значение имеет погонная нагрузка и нагрузки на колесную пару. Они не должны превышать 11 т на 1 погон­ный метр и 22,5 т на колесную пару. В связи с этим приходится увеличивать как базу миксера, так и число колесных пар.

Рис.8.5. Передвижной миксер грузоподъемностью 150 т:

1 – приводная опора; 2 – корпус; 3 – крышка горловины; 4 – горловина корпуса; 5 – экран; 6 – неприводная опора; 7 – главная балка ходовой тележки; 8 – двухосная тележка;

9 – тормозная система: 10 - автосцепка

Корпус, также как и корпус миксера емкостью 420 т, имеет сигарообразную форму и являйся несущим элементом конструкции. Оболочка выполнена цель­носварной из цилиндрической (в цент­ральной части) и конических обечаек с цапфами. Рабочий объем расположен в средней части корпуса и заключен между сферическими днищами. На одной из цапф смонтирована неприводная опора, а на другой - приводная.

К перевозке по магистральным путям не допускаются грузы, имеющие темпера­туру наружной поверхности выше 100 °С. Поэтому корпус снабжен защитным теп­ловым экраном. Благодаря зазору между ним и корпусом температура экрана не превышает 40.. .60 °С при нагреве корпу­са до 200...210 °С. Горловина миксера закрыта массивной футерованной крыш­кой, которая центрируется на двух штырях и крепится клиновыми стяжками.

Передвижной 600-т миксер показан на рис.8.6.

Рис.8.6. Передвижной миксерный ковш вместимостью 600т

Цилиндрический, футерованный изнутри корпус 3 миксера выполнен сварным из стальных листов толщиной 120 мм; он имеет два съемных днища 1 и горловину 4 для заливки и слива чугуна. К корпусу приварены бандажи, которыми он опирается на ролики, закрепленные в двух опорных узлах 2, что обеспечивает возможность поворота корпуса вокруг горизонтальной оси. Каждый из опорных узлов 2 закреплен на платформе 7, опирающейся на четыре трехосные железнодорожные тележки. На одной из платформ расположен многодвигательный механизм поворота миксера, защищенный кабиной 6 и соединенный с корпусом специальным рычажным меха­низмом 5. Миксер транспортируют с помощью локомотива. Стойкость футеровки передвижных миксеров составляет 500-700 наливов.

Копровое хозяйство

Назначение копрового цеха – переработка металлолома и отходов прокатного производства при помощи огневой и механической резки, пакетирования, удара и взрыва для конвертерных и литейного цехов комбината, а также отгрузки на сторону.

Вторичные черные металлы (металлические лом и отходы производства) широко используют при выплавке стали. При производстве стали в конвертерах и мартеновских печах содержание
лома в шихте составляет 48 %, в электросталеплавильных пе­чах — до 95 %. Вторичные черные металлы являются более дешевым сырьем, чем чугун. Чтобы выплавить 1 т стали, необходимо 1,2 т металлолома, стоимость которого в 10—12 раз ниже, чем выплавка 1 т чугуна.

Металлический лом в большом количестве образуется на металлургических предприятиях: в виде отходов сталеплавильного и доменного производства — скрапа, «закозленного» металла, литников, недоливков при разливке стали в изложницы и т. д.; в прокатных, прессовых и кузнечных цехах — в виде обрези металла, не поддающихся исправлению бракованных слитков и прокатных изделий, отходов при зачистке и отделке проката. Количество лома этого вида в общей массе составляет 25—30 % и постепенно сокращается вследствие улучшения технологических процессов в черной металлургии.

Металлические отходы и лом, поступающие от машинострои­тельных предприятий, состоят в основном из обрези листового и сортового металла, стальной и чугунной стружки, бракованных изделий и т. д.

Большой удельный объем (с тенденцией на увеличение) при­ходится на долю лома, образующегося в результате физического и морального старения металлоконструкций строительных сооружений, кораблей, железнодорожного подвижного состава, автомашин, металлообрабатывающего и кузнечно-прессового оборудования, сельскохозяйственной, горнодобывающей и бытовой техники и т. д.

Крупногабаритный стальной и чугунный лом подвергают копровой разбивке, резке на ножницах, ломке на гидравлических прессах, огневой резке и взрывной разделке; стальную стружку — дроблению, брикетированию, пакетированию; чугунную стружку — брикетированию; стружку из легированной стали переплавляют; легковесный лом (кровельные отходы, листовую обрезь, проволоку и другие отходы) подвергают пакетированию.

Использование подготовленного металлического лома (в виде пакетов или порезанного на куски и обладающего повышенной насыпной плотностью) сокращает продолжительность завалки шихты на 10—11 %, повышает производительность сталеплавильных агрегатов на 8—10 % и увеличивает выход годного ме­талла на 1 % вследствие уменьшения его угара.

Наличие на ломе неметаллических покрытий, масел и нефти, а на стружке смазочно-охлаждающих эмульсий отрицательно сказывается на ведении сталеплавильных процессов и стойкости футеровки.

Крупный резерв повышения производительности сталепла­вильных агрегатов — использование лома определенного хими­ческого состава. Для этого необходимо разделять лом по видам — стальной, чугунный и высоколегированный и отделять цветные металлы.

Ломоперерабатывающая промышленность за последние 20 лет превратилась в мощную подотрасль металлургии, оснащенную высокопроизводительным оборудованием.

---

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 3701; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!