Проектирование сталеплавильных и доменных цехов
Якушев А.М.
Металлургия, 1984 г.
2. Общая характеристика электросталеплавильных цехов
Основные линии грузопотоков электросталеплавильного цеха — это доставка и загрузка стального лома, а в некоторых цехах также металлизованных окатышей; доставка и загрузка в печь шлакообразующих материалов; доставка и загрузка в печь и в ковш ферросплавов; транспортирование ковшей с жидкой сталью к месту разливки и установкам внепечной обработки; разливка и уборка слитков или литых заготовок; уборка шлака и грузопотоки, связанные с обеспечением ремонта печей и оборудования.
Для электросталеплавильных цехов характерна организация выплавки и разливки стали в одном здании — главном здании цеха; в нем же часто организовано хранение запаса лома и его загрузка в корзины и обычно хранение оперативного запаса сыпучих материалов и металлизованных окатышей, внепечная обработка стали, подготовка ковшей, а в ряде цехов с разливкой стали в изложницы предусмотрены участки обдирки и термообработки слитков. Помимо главного здания, в состав цеха часто входит шихтовое отделение сыпучих материалов и в отдельных случаях отделение магнитных материалов; при разливке стали в изложницы — отделения их подготовки и раздевания слитков; ряд вспомогательных отделений и объектов, предназначенных для обеспечения цеха электроэнергией, водой, кислородом и другими ресурсами, для очистки отводимых газов, выполнения ремонтных работ; иногда шлаковое отделение.
В течение длительного времени устройство ЭСПЦ и организация в них грузопотоков, особенно на отечественных заводах, были относительно стабильными и характеризовались наличием в главном здании шихтового, печного и разливочного пролетов; разливкой стали в изложницы; расположением печей на границепечного и разливочного пролетов и выпуска стали в ковши, удерживаемые разливочными кранами. Последние годы характеризуются поисками и разработкой большого числа новых проектных решений по ЭСПЦ, что объясняется многими факторами: увеличением мощности печных трансформаторов, емкости печей и пх производительности; ростом объема грузопотоков; вынесением части технологических операций из печи в ковш и переходом на непрерывную разливку стали; необходимостью повышения уровня механизации и улучшения условий труда; возросшими требованиями по охране окружающей среды; необходимостью в ряде случаев использования металлизованного сырья.
Ниже описан ряд существующих и проектируемых цехов. В отечественной и зарубежной практике в последние годы принято сооружать ЭСПЦ с большегрузными печами производительностью до 1—2 млн. т стали в год; в подобных цехах обычна устанавливают 2—4, редко шесть печей.
4. Организация основных работ в ЭСПЦ
Доставка и загрузка лома
Основу шихты электросталеплавильных печей составляет лом с добавкой чугуна или науглероживателей (кокс, электродный бой) и ее загружают корзинами (бадьями) с раскрывающимся днищем. Во всех цехах применяется следующая система загрузки металлической шихты: доставка корзин с ломом в печной пролет по поперечным путям на уровне пола цеха, подъем корзины краном, опускание ее в открываемое сверху рабочее пространство с раскрыванием днища корзины.
Ниже перечислены способы доставки лома в цех и загрузки его в корзины, подаваемые затем в печной пролет:
1. В шихтовый пролет в вагонах россыпью с разгрузкой большей части лома в ямные бункера, где хранится его запас примерно за шесть суток работы цеха, с последующей погрузкой лома электромагнитами в корзины, находящиеся на поперечных путях передачи в печной пролет (см. рис. 38). Этот способ считается пригодным лишь для цехов с печами малой емкости в связи с его малой производительностью. (При диаметре электромагнита 1650 мм и насыпной массе лома 1—1,2 т/м3 скорость его загрузки составляет около 30 т/ч; для обеспечения же бесперебойной работы 100- и 200-т печей по расчетам Гипромеза требуются скорости загрузки соответственно около 60 и 90 т/ч.)
2. В шихтовый пролет вагонами с непосредственной перегрузкой из них лома в корзины (см. рис. 39). Этот способ также не обеспечивает достаточную скорость загрузки корзин и, кроме того, по расчетам Гипромеза, неэкономичен в связи с большими расходами на содержание подвижного состава.
3. В отдельно стоящее поперечно (см. рис. 41) или продольно расположенное шихтовое отделение, где заполняют корзины и откуда их доставляют по поперечным рельсовым путям или автотягачами. В отечественной практике этот способ не опробован.
4. Доставка большей части лома в шихтовый пролет в контейнерах с разгрузкой контейнеров краном непосредственно в корзины; часть лома при этом доставляют россыпью, разгружают в ямные бункера и используют для догрузки корзин. Контейнеры с ломом доставляют либо из далеко расположенного скрапоразделочного цеха по продольным путям (см. рис. 40), либо по поперечным путям из рядом расположенного скрапоразделочного цеха (ЭСПЦ Узбекского металлургического завода).
5. Загрузка корзин ломом в близко расположенном скрапоразделочном цехе с доставкой их в печной пролет по поперечным рельсовым путям.
Перспективными для новых цехов с большегрузными печами считают два последних способа. Более предпочтительной, очевидно, является доставка заполненных корзин из близко расположенного скрапоразделочного цеха. При этом отпадает необходимость б сооружении шихтового пролета или отделения, уменьшается число перегрузок лома.
Взвешивание корзин, заполняемых ломом, вместе с передаточными тележками ведут с помощью устанавливаемых в шихтовых пролетах стационарных платформенных весов или же весами, смонтированными на тележках.
Основное оборудование.
Применяемые для перегрузки лома магнитные краны описаны ранее. В случае доставки лома в контейнерах шихтовые пролеты новых цехов оснащают мостовыми кранами с двумя параллельно перемещающимися по мосту тележками; одна оборудована электромагнитом, другая устройством для захвата и опрокидывания контейнеров.
Загрузочные корзины могут быть с многостворчатым днищем из гибких пластинчатых секторов и грейферного типа с двумя раскрывающимися челюстями. В отечественной практике применяют корзины первого типа (рис. 43), имеющие цилиндрический корпус 3 с днищем, получаемым в результате смыкания гибких секторов 6. Сборку днища ведут после окончания предыдущей завалки в печном пролете цеха, удерживая корзину на весу мостовым завалочным краном за три крюка 4. При сборке через проушины 8 гибких секторов вручную протаскивают цепь 7, стягивают цепь крюком вспомогательного подъема крана, после чего конец цепи замыкают штырем. В момент загрузки шихты тянут крюком вспомогательного подъема крана за цепь 5, выдергивая штырь; гибкие секторы расходятся и шихта высыпается на под печи. Для опоры корзины при ее установке на пол цеха или передаточную тележку служит поддон /, соединяемый с корзиной откидными замками 2; перед загрузкой поддон от корзины отсоединяют. Для новых цехов рекомендуются корзины грейферного типа, что исключает затраты ручного труда и времени на сборку корзины.
Передаточные тележки для корзин делают самоходными. Для новых цехов их оборудуют весовыми устройствами, что позволяет отказаться от стационарных весов в шихтовом пролете, упрощает и ускоряет взвешивание.