Конвертерний цех

Конвертерний цех

ВСТУП

В останнє десятиліття в світі і Україні принципово змінена футеровка конвертерів і більш ніж на порядок підвищено її стійкість. Головним чином, завдяки використанню периклазовуглицевих вогнетривів, розбризкуванню кінцевого шлаку на футеровку і різним видам торкретування досягнуті рекордні показники - 25 тис. плавок (США), 35 (КНР), 8 (Росія), до 5 тис. плавок (Україна). Робота на вітчизняних заводах в цьому напрямку триває, подальше підвищення стійкості відбувається за рахунок раціонального підбору шлакоутворюючих матеріалів, модифікаторів шлаку; вогнетривів з різними властивостями для окремих зон із забезпеченням рівномірного зносу всієї футеровки, торкрет-порошків та мас для гарячих ремонтів; впровадження клейових композицій , застосування касетних і моноблочних льоток.

З останніх новинок слід виділити установку між рядами цеглин в конічній і цапфовій зонах конвертера 1,5-мм алюмінієвих прокладок, охолодження за допомогою форсунок повітряно-водяним туманом кожуха конвертера для автоматичного регулювання температури в будь-якій його зоні в межах 250-350°С, створення периклазовуглицевих вогнетривів, посилених нержавіючими сталевими нитками, а також застосування при виробництві вогнетривів безпечних для живої природи зв’язуючих речовин.

Істотну роль у підвищенні стійкості футеровки грають лазерні системи вимірювання профілю та стінок місцевого зносу вогнетривів, що забезпечують автоматичне сканування та видачу даних про їх стан для оперативного втручання розбризкуванням шлаку або торкретуванням.

Вкрай важливим напрямком є створення нових марок сталей, що мають максимально високі технологічні та експлуатаційні властивості стосовно до конкретних виробів. Слід очікувати, що найближчим часом будуть інтенсивно розвиватися напрямки виробництва високоміцних сталей, а також сталей з сумарним вмістом шкідливих домішок S, Р, О, N, Н нижче 100 ppm.

Важливе значення в технології має проміжний ківш, який розглядається не тільки як ємність для розподілу рідкої сталі по струмках, але і як рафінувальний агрегат. З технологічної точки зору також інтерес представляють підігрів, рафінування й можливе долегування рідкої сталі в проміжному ковші, захист сталі від вторинного окиснення.

Найбільш істотну роль у технологічному процесі розливання виконує кристалізатор. Він багато в чому визначає якість сталі, а саме поверхню, первинну структуру, геометрію. В останні роки замість масивних гарячекатаних плит зі свердленими каналами для прохолодної води, застосовують тонкостінні кристалізатори з холоднодеформованих мідних сплавів із фрезерованими каналами.

Однак, найбільш істотним досягненням є створення конструкції й технології м'якого потискання заготовок з неповністю затверділою серцевиною. У результаті цього ущільнюється серцевина, видавлюються ліквати й дробляться дендрити, поліпшується структура осьової зони сляба.

Традиційно вирішуються питання виготовлення й застосування шлакоутворювальних сумішей (ШУС) для проміжних ковшів і кристалізаторів, як правило, власними силами підприємств із використанням місцевих компонентів складових ШУС. Розроблена концепція вибору оптимальних составів гранульованих ШУС.

Подальший розвиток отримує процес дефосфорації чавуну. Раніше дефосфорацію чавуну проводили високоосновним шлаком. Але термодинамічний аналіз і нові дослідження показали, що при звичайних температурах чавуну дуже низькі концентрації фосфору можна отримати при виконанні тільки одного з наступних двох умов: низька активність кисню в шлаку і його висока основність або, навпаки, висока активність кисню при низької основності. Стає більш поширеною обробка низькоосновним шлаком, який містить відповідно високу кількість FеО. Останнє виключає добавки флюориту, що сприяє вирішенню екологічних питань і здешевлює обробку. Дефосфорацію чавуну проводять або в резервному конвертері, або двошлаковим процесом в працюючому, завантажуючи шлак після дефосфорації і залишаючи кінцевий (після зневуглецювання) в конвертері в якості флюсу для подальшої плавки. Керують вмістом FеO при дефосфорації оптимізованим співвідношенням інтенсивності верхньої продувки киснем і донного перемішування. Виявлені переваги: перед дефосфорація не обов'язкова десіліконізація; частка скрапу в шихті не зменшується, так як теплота окислення кремнію використовується в конвертері; легка і ефективна рециркуляція кінцевого шлаку. Недолік: концентрація марганцю в сталі перед розкисленням знижується.

Десульфурація чавуну магнієм, широко використовувана в Європі та Китаї, має суттєві недоліки: вартість флюсу дуже висока і видалення сірчистого шлаку з поверхні чавуну перед продувкою його в конвертері здійснюється не просто, так як кількість шлаку невелика, і він не знаходиться в рідкому стані. Тому наприклад, на 12 металургійних підприємствах Японії (з 16) флюс для десульфурації вводять на механічно перемішуємо чавун, попередньо за допомогою моделювання визначивши цільову гідродинаміку ковша. Потрібних глибин видалення сірки досягають використанням дешевого флюсу на основі вапна, а шлак легко видаляється.

Щоб не зменшувати інтенсивність продувки на першій частині кампанії футеровці (до 1000-й плавки при загальній її стійкості -4000), поки питома обсяг конвертера низький і ймовірність викидів з агрегату висока, використовують фурму з п'ятьма соплами (замість 6) більшого діаметру для "жорсткої" продувки, а далі продувку ведуть 6-сопловой фурмою, збільшивши діаметри її сопел на 12-20% і в підсумку скоротивши тривалість циклу плавки з 32,5 до 31,0 хв. Подібний ефект отриманий раніше на вітчизняних заводах.

Очікується підвищення продуктивності конвертерів і поліпшення ряду інших технологічних показників від використання кисневих фурм зі зміщеними осями сопла Лаваля щодо їх центру, сопла спеціального профілю, що створює пульсуючу продувку.

Результати успішного опробування названої авторами "безшлакової" фурми, в якій зовнішня сталева замінена на певній для кожного конвертера довжині мідною трубою для зменшення або навіть усунення формування настилу на поверхні фурми, наступні: значно збільшився період між очищеннями налиплої сталі; тривалість роботи наконечника зросла приблизно в 3 рази; виробничі простої на очищення від настилу скоротилися більш ніж на 95%; для досягнення технологічних цілей фурма надійно функціонує на висоті менше номінальної на 44%.

Більшу ясність отримали питання розміщення в днищі конвертера донних фурм при комбінованій продувці киснем зверху і нейтральним газом знизу. Рекомендовано встановлювати фурми симетрично на одній окружності замість прийнятих раніше еліптичної або зигзагоподібної конфігурацій, при діаметрі фурм <5 мм. Це забезпечує інтенсифікацію перемішування ванни навіть при меншій витраті нейтрального газу і знижує знос днищ.

Оснащення сталеплавильних лабораторій і цехів новим програмним забезпеченням дозволило за допомогою математичного та фізичного моделювання розширити різноманітність конвертерних дуттєвих пристроїв, головним чином, для підвищення продуктивності і зниження втрат металу при продувці.

На базі вище сказаного можна зробити висновки, що за не великий період часу зростуть попити на конвертерне виробництво сталі в декілька разів, це пояснюється тим що зростають попити на нову продукцію, машинобудування, приладобудування, авіабудування і електротехніки, гарантують успішний розвиток економіки країни і її базової галузі - металургії.

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Виробнича програма конвертерного цеху

Конвертерний цех прийнятий у складі одного робочого конвертера і одного резервного ємністю 250 т., розливом у виливниці у дрібні злитки. У конвертерному цеху планується відливати 3,25 млн. т. придатних злитків за рік. Для проектованого цеху виділяємо такі групи марок сталей котрі наведені в таблиці 1

Таблиця 1. - Марочний сортамент металу

Групи марок сталей	Марки сталей, що входять у групу	Частка у сортаменті, %	Маса придатних злитків ,т
Конструкційні сталі
Вуглецева звичайної якості	Ст0сп,Ст2сп,Ст4сп,Ст6сп	12	390000
Вуглецева якісна	10,15,20,30,35,45,60	32	1040000
Легована	20ФЛ,110Г1,45Г2,35ХГСЛ, 20ХГТ, 8ХГМ,45ФЛ	18	585000
Низько легована	15Х1М1Ф,12ХМ,16ГНМ,18Х3МФ, 10ХСНД	13	422500
Ресорно- пружина	70С2ХА,60С2Н2А , 51ХФА	9	292500
Інструментальні сталі
Вуглецева	У9,У9А,У10,У11,У12А,У10А,У12А У15,У15А	6	195000
Легована	9ХФМ,8Х6НФТ,11ХФ,10ХВГ	10	325000
Всього		100	3250000

Робота конвертерів передбачається за технологією верхньої продувки. без допалювання СО в порожнині. Тривалість циклу плавки приведена в таблиці 2.

Таблиця 2. - Тривалість циклу плавки

Операція	Тривалість, хв.
Завалка скрапу*	2
Заливка чавуну	2
Продувка	14
Відбір проб, вимір температури, очікування аналізу	4
Злив металу	5
Злив шлаку	2
Підготовка конвертера	3
Всього цикл плавки	32

Режим роботи конвертерного цеху складає 365 діб за рік. Режим роботи конвертера визначається тривалістю капітальних і поточних ремонтів футеровки. Стійкості футеровки може бути підвищена за рахунок торкретування й ошлакування. Річний фонд робочого часу і часу простоїв конвертора приведено в таблиці 3.

Таблиця 3. - Режим роботи конвертера

Види витрат часу	Річний фонд часу
	діб	відсотки	годин
1. Простої
1.1 Капітальні ремонт	4	1,2	105
1.2.Поточний ремонт	8	2,2	193
Всього простоїв	12	3,4	298
2. Робочий час
2.1.Річний фонд роботи	351	96,6	8462
2.2.Календарний час	365	100	8760

Необхідна кількість матеріалів і енергоресурсів для виробництва 1 т. сталі у конвертері ємністю 250 т., приведено в таблиці 4

Таблиця 4. - Показники роботи киснево-конверторного цеху

Найменування	Витрати
Брухт, кг/т	260
Чавун, кг/т	740
Феросплави, кг/т	15
Вапно, кг/т	70
Шпат для рядових сталей, кг/т	3
Штат для якісних і низьколегованих сталей, кг/т	6
Залізна руда, кг/т	15
Кисень, м3	50
Аргон, м3	1
Азот, л/3	5
Вода, т/т	15
Електроенергія, кВт*год/т	25
Паливо, кг/т	70
Вогнетриви для конверторів, кг/т	2,4
Вогнетриви для ковшів, кг/т	10

Весь обсяг рідкої сталі передбачається розливати в зливки сифонним способом. Отриманні злитки передаються у прокатні цеха для отримання готової продукції. Характеристика виливниць та злитків приведена у таблиці 5.

Таблиця 5. - Розмірний сортамент злитків.

Тип виливниці	Група марок сталей	Вага злитку, т	Частка у сортаменті, %
Наскрізна	Вуглецева звичайної якості	8-6	55
	Вуглецева якісна	8-6
	Легована	7-5	35
	Низько легована	7-5
	Ресорно-пружинна	6-4	10

.2 Загальна характеристика конверторного цеху

Конвертерний цех являє собою комплекс відділень, що забезпечують проведення циклічних технологічних операцій по виплавці сталі у конверторах та її розлив.

Цех має у своєму складі наступні відділення: головна будівля, верхнє міксерне відділення, верхнє шихтове відділення для магнітних матеріалів, нижнє відділення для сипучих матеріалів і феросплавів, відділення роздягання злитків, відділення підготовки виливниць,відділення підготовки составів.

До складу комплексу цеху входять також допоміжні і енергетичні відділення, що забезпечують його роботу, а саме побутовий й адміністративні корпуса з пішохідною галереєю; ремонтна майстерня; відділення торкретних, шлакових й екзотермічних сумішей; об’єкти водопостачання, включаючи обертові цикли й насосні станції; об’єкти електропостачання, включаючи електропідстанцію; об'єкти постачання технологічними газами (киснем, азотом, аргоном), стисненим повітрям та парою.

Верхнє міксерне відділення

Міксерне відділення розташоване в окремій будівлі конвертерного цеху. У відділенні міксера встановлені на високому фундаменті так, що чавун з нього зливають в заливний ківш котрий переміщують по робочому майданчику на тому ж рівні що і робочий майданчик завантажувального прольоту цеху.

Запас чавуну в міксері забезпечує безперебійне постачання чавуном конвертерів. Крім того, в міксері відбувається усереднення складу й температури чавуну різних випусків, що сприяє стабільності технології виплавки сталі. Міксерне відділення обладнано системою уловлювання газів,що виділяються при зливі чавуну та їх очищення від частинок графіту. Приймальні зонти системи розташовують над зливними носками міксерів. У відділенні також встановлені машини для скачування шлаку з чавуновозних ковшів перед зливом чавуну в міксер.

- залізно дорожні колії; 2 - чавуновіз; 3 - рейковий механізм; 4 - міксер; 4а - верхній люк; 4б - зливний носок; 5 - зливний кран; 6 - машина для скачування шлаку; 7 - прийомні зонти; 8 - зливний ківш; 9 - ваги. 10 - утримувальні обойми; 11 - дуго-образні опори.

Рисунок 1. - Розріз верхнього міксерного відділення.

Верхнє шихтове відділення для магнітних матеріалів

Шихтове відділення для магнітних матеріалів споруджено в окремій будівлі конвертерного цеху.

Відділення є одно прольотною будівлею з робочою площадкою, розташованої на рівні робочого майданчику завантажувального прольоту цеху. По всій довжині будинку тягнеться ямний бункер,котрий розділений поперечними стінками на кілька відділень (для роздільного зберігання брухту різного складу). Глибина бункера складає до 4м.

Уздовж бункера, збоку від нього, прокладені два рейкових шляхи: розвантажувальний, на нього прибувають вагони з брухтом, навантажувальні, на які встановлюють скраповози з совками, в яких брухт транспортують в головну будівлю цеху.

Відділення обладнане мостовими магнітними кранами, за допомогою яких брухт із вагонів що прибувають розвантажують в бункери, а з бункерів в совки на навантажувальних шляхах. На виїзді з відділення розташовані залізничні ваги для зважування шихти (разом з мульдами і залізничними платформами).

,2 - завантажувальні шляхи; 3 - розвантажувальні шляхи; 4 - ямний бункер; 5 - візки з мульдами чи совками; 6 - мостовий кран; 7 - вагони з брухтом; 8 - однопрольотна будівля з робочим майданчиком.

Рисунок 2. - план і поперечний розріз верхнього шихтового відділення для магнітних матеріалів.

Нижнє відділення для сипучих матеріалів і феросплавів

Відділення споруджено в окремій будівлі конвертерного цеху. Уздовж відділення розташовані два ряди підвісних металевих бункерів, над кожним з яких проходить розвантажувальний рейковий шлях для вагонів з матеріалами що надходять. Верх бункерів перебуває на позначці ±0. Матеріали розвантажують, відкриваючи люки в днищі вагонів.

Матеріали з відділення видають двома стрічковими конвеєрами, що рухаються уздовж будівлі під бункерами. Для цього вмикають розташовані під бункерами віброживильники, і матеріал надходить з бункера на рухому стрічку. Для сушіння матеріалів у відділенні є барабанні сушила, розташовані в одному з торців будівлі.

Відділення роздягання злитків

У відділення роздягання злитків прибувають состави зі злитками в виливницях з розливного прольоту. Призначення відділення - підготовка составів до подальшої посадки злитків у нагрівальні колодязі.

Відділення являє собою однопрольотну будівлю із трьома наскрізними поздовжніми рейковими коліями на позначці ± 0,0. Відділення обладнане мостовими стриперними кранами, число яких зазвичай не менше двох, і підлоговою стриперною машиною.

У відділенні повинні бути відведені місця для складування (тимчасового) недоливків, бракованих злитків, виливниць, піддонів і нових піддонів.

Злитки відривають від виливниць,піднімаючи їх, після чого состав везуть в будівлю нагрівальних колодязів. Звідси після посадки злитків в колодязі состав з виливницями йде на охолодження.

- стриперний кран; 2 - напільна стриперна машина; 3 - тельфер для проведення ремонтних робіт; 4 - залізничні колії.

Рисунок 3. - Поперечний розріз відділення роздягання зливків.

Відділення підготовки виливниць

Відділення являє собою окрему будівлю з двома наскрізними залізничними шляхами. В будівлі розташована ділянка чищення за котрою по ходу руху составу розташована ділянка змащення.

У відділенні здійснюють чищення і змащення виливниць після їх охолодження на повітрі або за допомогою водяного душу. Чищення та змащення виливниць здійснюють за допомогою машин, розташованих над составами. Состави з виливницями переміщують вздовж відділення за допомогою товкача.

- трубопровід подачі води; 2 - форсунки; 3 - водостоки.

Рисунок 4. - Душирююча установка для охолодження виливниць.

Відділення підготовки составів

Відділення підготовки составів спроектовано у вигляді однопрольотної окремої будівлі обладнаної мостовими кранами. По довжині відділення поділено на ділянку підготовки й ділянку для збирання составів під розлив.

У відділення надходять состави з очищеними і змащеними виливницями, состави з піддонами та центровими та платформи з прибутковими надставками для зборки та остаточної підготовки составів перед відправленням у розливний проліт. Для таких технологічних операцій у відділенні прокладено три наскрізні рейкові шляхи.

1.3 Характеристика планування головної будівлі

Головна будівля (рисунок 5) складається з чотирьох прольотів: завантажу вального, конвертерного і двох розливних. Для забезпечення раціональних вантажопотоків доцільне розміщення прольотів, пов'язаних з розливанням сталі з одного боку головної будівлі, а прольотів, пов'язаних з доставкою брухту, чавуну і прибиранням шлаку, - з протилежного. Завантажувальний проліт, в якому виділяється найбільша кількість тепла, з метою поліпшення аерації доцільне розміщувати крайнім.

- розливний майданчик; 2 - розливні шляхи; 3 - шляхи для подачі вогнетривів; 4 - поперечний широколінійний шлях; 5 - конвертер; 6 - шлях для подачі совків; 7 - шляхи для подачі чавуну; 8 - шлях для вивозу шлаку; 9 - велосипедні крани; 10 - розливний кран; 11 - консольний кран; 12 - сталевіз; 13 - несамохідний шлаковіз; 14 - совки; 15 - чавуновіз; 16 - заливний кран; 17 - фурма; 18 - газохід; 19 - система завантаження сипучих матеріалів.

Рисунок 5. - План і розріз головної будівлі конвертерного цеху.

У конвертерному прольоті встановлено конвертери, фурми з механізмами їх переміщення, системи завантаження сипучих матеріалів і феросплавів і відведення та очищення конвертерних газів. Основне призначення прольоту здійснення технологічних операцій пов'язаних з виплавкою сталі та обслуговуванням обладнання. Конвертерний і завантажувальний прольоти перекриті робочім майданчиком.

Конверторний проліт поділений на три ділянки: конвертор (займає центральну частину, підготовки феросплавів і фурм. По ширині конверторний проліт також поділяється на три частини. Центральну частину над конвертерами займають похилий і вертикальний газоходи котла утилізатора газовідвідного тракту. Далі за ними по одну сторону (у поперечному напрямку) розташовано обладнання системи завантаження сипучих. По іншу сторону розміщені машини для подачі кисню з фурмами.

Для опори устаткування всередині прольоту розміщують один-два ряди допоміжних колон. Пристрої для газоочистки розміщують за межами конвертерного прольоту.

Завантажувальний проліт призначений для приймання совків з брухтом з шихтового відділення і ковшів з чавуном з міксерного відділення з наступним завантаженням їх в конвертора. Завантажувальний проліт обладнаний мостовими заливними й скрапозавалочними кранами.

На робочому майданчику вздовж конвертерів прокладені залізничні колії для чавуновозів і шлях для подачі совків з брухтом. Під конвертерами прокладені поперечні ширококолійні шляхи в бік розливних прольотів і шляхи залізничної колії, що мають за межами будівлі криволінійну ділянку для виїзду на зовнішні шляхи. По цим шляхам порожні ковші після розливу повертаються для приймання чергової порції.

У розливних прольотах, де сталь розливають у виливниці, є розливочні майданчики, розливні шляхи, розливочні і велосипедні крани. У цих прольотах готують і ремонтують розливочні ковші, для обслуговування яких служать консольні крани. Шляхи служать для подачі вогнетривів та прибирання сміття.

Рідкий чавун подають до конвертерів по коліях чавуновозами з розташованого поруч із завантажувальним прольотом верхнього міксерного відділення. Заливні ковші піднімають з чавуновозів і заливають чавун кранами. Сталевий брухт з відділення магнітних матеріалів подають у завантажувальний проліт на шляхи в візках, на яких совки з брухтом знаходяться в поперечному положенні. Перекидання совків з брухтом у нахилений конвертер здійснюють рейковим механізмом, розташованим під робочим майданчиком або механізмом, змонтованим на візку.

Сталь випускають у ківш, встановлений на сталевозі який транспортує ківш в розливний проліт. Шлак зливають в ківш, встановлений на несамохідному шлаковозі, який вивозять з цеху локомотивом по поперечно- криволінійним шляхах.

1.4 Організація основних робіт і обладнання конверторного цеху

У системі вантажопотоків конвертерного цеху розрізняють такі основні лінії: подачі і завантаження брухту в конвертер; доставки і заливки рідкого чавуну; подачі, дозування і завантаження сипучих та шлакоутворюючих матеріалів; подачі кисню; доставки, дозування, нагрівання і подачі феросплавів в сталерозливні ковші; прийому, транспортування і розливання сталі; збирання і переробки шлаку. Схема основних вантажопотоків конвертерного цеху показана на рисунку 6.

- скраповіз; 2 - несамохідний шлаковіз; 3 - конвертер; 4 - скрапозавалочний кран; 5 - киснева фурма; 6 - система вагового дозування; 7 - конвеєрний тракт; 8 - реверсивні пересувні конвеєри; 9 - витратні бункера; 10 - заливний кран; 11 - самохідний чавуновіз; 12 - стаціонарний міксер; 13 - чавуновозні ковші; 14 - витратні бункера; 15 - печі для прожарювання вогнетривів; 16 - тічка; 17 - сталевіз; 18 - розливний кран; 19 - состави з виливницями; 20 - стриперний кран; 21 - магнітно-грейерний кран; 22 - прийомні бункера; 23 - вагони.

Рисунок 6. - Схема вантажопотоків киснево-конверторного цеху.

Металобрухт подають залізничним транспортом у відділення І магнітних матеріалів і завантажують у прийомні бункера. Совки заповнюють металобрухтом магніто-грейферними кранами. Навантажені совки зважують і встановлюють на скраповоз, що подає їх на робочий майданчик у завантажувальний проліт. Завалку металобрухту в конвертер здійснюють скрапозавалочним краном, вантажопідйомністю 280+100/16т . Для подачі совків з брухтом на робочому майданчику завантажувального прольоту вздовж конверторів розташований один залізничний шлях з верхнього шитого відділення. Чавун доставляють в ковшах чавуновозом з доменного цеху в міксерне відділення IV і краном зливають в стаціонарний міксер. При необхідності чавун видають з міксера в ківш самохідних чавуновозів, транспортують його в завантажувальний проліт до конвертерів. Заливання чавуну виконують заливним краном вантажопідйомністю 280+100/16т. Для передачі чавуновозів на робочому майданчику завантажувального прольоту прокладені два залізничні шляхи.

Сипучі матеріали доставляють в нижнє шихтове відділення II сипучих матеріалів залізничним транспортом. Матеріали із залізничних напів-вагонів розвантажують у прийомні бункера з подальшою видачею електровібраційними живильниками. Подачу матеріалів у витратні бункера конвертерного прольоту III здійснюють похилим конвеєрним трактом і реверсивними пересувними конвеєрами. Система вагового дозування і подачі, що складається з віброживильників, вагових дозаторів, конвеєрів, проміжних бункерів і течки забезпечує завантаження певних порцій шлакоутворюючих матеріалів у конвертер в процесі плавки.

1 - висувна похила тічка; 2 - проміжний бункер; 3 - ваги-дозатор; 4 - стрічкові живильники; 5 - електровібрацій ні живильники; 6 - витратні бункери; 7 - пересувний реверсивний конвеєр; 8 - стрічковий конвеєр; 9 - поперечний стрічковий конвеєр.

Рисунок 7. - Система завантаження сипучих матеріалів в конвертер.

Подачу технічно чистого кисню в конвертер виконують машиною через кисневу фурму. Постачання здійснюється по магістралі з кисневого цеху.

Доставку феросплавів в головну будівлю цеху здійснюють залізничним транспортом у баддях в торець конвертерного прольоту, де розташовані витратні бункера і печі для прожарювання феросплавів. Бадді з феросплавами розвантажують краном у витратні бункери. З них сплави за допомогою вагової тічки видають у контейнери, які краном подають у печі для прожарювання. Прожарені сплави з печей вивантажують в контейнер, який електронавантажувачем доставляють до конвертерів. Тут їх висипають у лоток, який під час випуску металу нахиляють і порції феросплавів послідовно висипаються з нього і через течку падають у сталерозливний ківш на сталевозі.

Сталь зливають з конвертера в сталерозливний ківш, встановлений на сталевозі, який транспортує ківш в розливний проліт, що примикає до конвертерного прольоту. Виливниці заповнюють рідким металом з ковша, переміщуваного розливним краном над составом з виливницями. Після затвердіння і повної кристалізації зливків состави з виливницями подають в стриперне відділення для зняття прибуткових надставок і підриву злитків з розширенням догори. Виливниці з розширенням донизу знімають з візків і направляють на підготовку до наступного наливу. Всі операції виконують стриперним краном.

Потім состав подають в нагрівальне відділення обтискного стану, в якому злитки встановлюють у нагрівальні колодязі, а склад з виливницями направляють на установку для охолодження водою. Після охолодження виливниці надходять у відділення чищення й змащення, а потім у відділення підготовки составів, де здійснюють збиральні роботи і установку на візки піддонів, центрових, прибуткових надставок і т.п. Підготовлені состави знову подають в розливний проліт. Виливниці здійснюють замкнутий цикл роботи і підготовки.

Шлак з конвертера зливають у ківш не самохідного шлаковозу, який вивозять з цеху локомотивом по поперечно-криволінійним шляхам.

2. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

2.1 Вибір ємності і визначення кількості конвертерів

Вибір ємності й кількості конвертерів залежить від різних взаємозалежних факторів. Як показник ємності (маси плавки) конвертера приймається маса рідкої сталі в конвертері. Основний фактор, що визначає вибір ємності конвертера це продуктивність цеху.

При проектуванні конвертерних цехів доцільно встановлювати конвертери максимальної ємності.

Збільшення ємності конвертера поліпшує техніко-економічні показники роботи цеху; підвищується продуктивність, знижуються питомі витрати енерговитрат, вогнетривів, деяких матеріалів плавки й відповідно собівартість сталі, а також питомі теплові втрати, що дозволяє підвищити частку брухту в металошихті.

Для цехів невеликої продуктивності установка одного-двох великих агрегатів, що забезпечують виконання всієї програми цеху, як правило не рекомендується, тому що це приводить до недовантаження устаткування й ускладненням у роботі суміжних цехів і відділень при зупинці конвертера на ремонт.

Отже для кожної заданої продуктивності цеху й інших умов необхідно вибирати найбільш раціональну ємність конвертерів і їхню кількість. Ємність конвертерів коливається в широких межах і досягає 400 т. Найбільш широке поширення одержали конвертери ємністю 100...350 т. ГОСТ 20.067-74 передбачає ряд ємностей конвертерів для виплавки сталі: 100, 130, 160, 200, 250, 300, 350, 400 т.

Виходячи з вищевикладеного, у курсових проектах, залежно від заданої продуктивності цеху, а також варіанта (схеми) роботи конвертерів у цеху, можна приймати номінальні ємності конвертерів у наступних межах.

При виборі ємності конвертерів для заданої продуктивності рекомендуються залежності, наведені в таблиці 6.

Таблиця 6. - Залежність ємності конвертерів від продуктивності цеху

Продуктивність цеху, млн. т у рік	Номінальна ємність конвертера, т
2...4	100...160
3...7	200...300
4,5...9	300...350
5,5 і більше	350...400

Можна рекомендувати наступні схеми (варіанти) роботи конвертерів (таблиця 7).

Таблиця 7. - Варіанти роботи конвертерів

Варіанти роботи конвертерів	Кількість конвертерів у цеху	Кількість безупинно працюючих конвертерів	Кількість конвертерів що перебувають в ремонті або очікуванні
1	2	1	1
2	3	2	1
3	4	3	1

Продуктивність конвертера й цеху може бути представлена по рідкій сталі, злитій в сталерозливний ківш або по придатних зливках (таблиця 8). Продуктивність цехів по литої заготовки наведена за умови розливання сталі на сляби.

Таблиця 8. - Рекомендована продуктивність конвертерів, млн.. т у рік

Кількість конвертерів у цеху, шт.		Ємність конвертера, т
		400		300		200		160
Установле- них	постійно працюючих	Рідка сталь	Придатні литі заготовки	Рідка сталь	Придатні литі заготовки	Рідка сталь	Придатні литі заготовки	Рідка сталь	Придатні литі заготовки
При технології верхньої продувки
2	1	5,8	5,5	4,6	4,4	3,2	3,0	2,6	2,5
3	2	11,6	11,0	9,2	8,8	6,4	6,0	5,2	5,0
При технології комбінованої продувки з витратою брухту до 40%
2	1	4,6	4,4	3,6	3,4	2,5	2,4	2,1	2,0
3	2	9,2	8,8	7,2	6,8	5,0	4,8	4,2	4,0

Обсяг рідкої сталі перевищує задану продуктивність по придатних зливках. Різниця визначається втратами металу з ковшовим скрапом, у сифонній проводці й з недоливками (при розливанні в зливки); у проміжних ковшах. Величина втрат металу залежить від розважування зливка й способу розливання.

Таблиця 9. - Коефіцієнт виходу придатних зливків з рідкої сталі

Розливання в зливки			Розливання на МБЛЗ
сифоном, маса зливка		зверху, маса зливка понад 7 т	у сляби	у сортову заготівлю
до 7 т	понад 7т
0,96	0,97...0,98	0,98...0,99	0,95...0,96	0,93...0,95

Прийнятий спосіб розливання сталі визначає перетин безперервного зливка при розливанні сталі, що розливається у виливниці. Зазначені параметри зливка при їхніх малих величинах з урахуванням припустимої тривалості розливання можуть бути вирішальними у визначенні маси плавки, тому що обмежують її розрахунковою межею.

Залежно від способу розливання сталі ємність конвертера складе 250 т - при розливанні в зливки.

Ємність розливних (заливних) ковшів й вантажопідйомність розливних (заливних) кранів пов’язана з ємністю конвертерів (таблиця 10)

Таблиця 10. - Ємність ковшів й вантажопідйомність кранів для конвертерів ємності 250т

Ємність конвертера, т	250
Ємність розливного (заливного) ковша, т	280
Вантажопідйомність розливних (заливних) кранів, т
Вантажопідйомність кранів у ковшовому прольоті, т	125/30

При визначенні кількості конвертерів для їхнього повного завантаження варто враховувати, що річна продуктивність прийнятого конвертера повинна бути кратна продуктивності цеху.

Виходячи з вищевикладеного, у проектованому цеху продуктивністю 3,25 млн. т придатних зливків у рік приймаємо конвертер номінальною ємністю 250т, що працює по першому варіанту (схеми).

Кількість безупинно працюючих конвертерів у цеху, що забезпечують задану продуктивність, визначається із залежності:

де

- розрахункова кількість одночасно працюючих конвертерів у цеху;

Т_ц- річна продуктивність цеху, т придатних зливків;

- річна продуктивність одного працюючого конвертера, т придатних зливків.

Продуктивність одного працюючого конвертера можна визначити по формулі :

де

- кількість годин у році;

К - кількість простоїв конвертера, % від календарного часу

t_пл. загальна тривалість плавки, годин;- коефіцієнт виходу придатних зливків з металозавалки;

- номінальна ємність конвертера, т (приймається нижча межа обраної ємності).

Тривалість плавки (t_пл.) складається із тривалості продувки й допоміжних операцій.

Тривалість продувки плавки залежить головним чином від інтенсивності подачі кисню у ванну, що може становити 2-7 м³/т*хв. Інтенсивність подачі кисню, у свою чергу, визначає рівень продуктивності конвертера. Її збільшення (у зазначених межах) скорочує тривалість плавки й поліпшує техніко-економічні показники роботи цеху. Інтенсивність продувки безпосередньо пов'язана із пропускною здатністю газовідвідного тракту конвертера й інших ділянок цеху.

У діючих цехах старої будівлі інтенсивність продувки не перевищує 4 м³/т*хв. Сучасні й знову проектовані цехи передбачають (з урахуванням сортаменту, вимог технології й необхідного рівня продуктивності) інтенсивність продувки 5-7 м³/т*хв.

Тривалість допоміжних операцій (завалки й прогріву брухту (при роботі з підвищеною витратою брухту), заливання чавуну, відбору проб й виміри температури металу, очікування аналізу, злив металу й шлаку, оброблення й закладення сталевипускного отвору) визначається масою плавки, параметрами устаткування що обслуговують конвертер й технологією ведення плавки.

Так, застосування односовкової завалки брухту дозволяє скоротити цю операцію до мінімуму. Оснащення конвертерів термозондами дозволяє здійснювати відбір проби й вимірювати температуру по ходу продувки. При відпрацьовуванні технології ведення плавки можна відмовитися від закладення сталевипускного отвору.

В зразковому розрахунку при інтенсивності продувки 4-5 м³/т. хв. для конвертера номінальною ємністю 250т котрий працює при верхній продувці приймаємо загальну тривалість плавки (t_пл) рівною 32 хв. Або t_пл = 32:60 = 0,53 години.

Кількість простоїв конвертера, що працює (K) визначається тривалістю капітальних ремонтів конвертера (звичайно 1,0-2,0% календарного часу) і тривалістю поточних (гарячих) простоїв, пов'язаних з ремонтом і зміною фурм, кесонів і т.д. (звичайно 2,0-3,0%- календарного часу).

У розрахунку прийнято:

а) простої на капітальних ремонтах - 1,2%

б) поточні (гарячі) простої- 2,2%

Тому К = 1,2 + 2,2 = 3,4% календарного часу.

Вихід придатних зливків (m) визначається виходом придатної сталі з металевої завалки і виходом придатних зливків з рідкої сталі, тобто коефіцієнт виходу придатних зливків з металевої садки конвертера представляє собою добуток коефіцієнта виходу рідкої сталі з металозавалки на коефіцієнт виходу придатних зливків з рідкої сталі.

У зразковому розрахунку згідно таблиці 8 приймаємо коефіцієнт виходу придатних зливків з рідкої сталі при розливанні сталі сифоном у малі зливки ( <7 т) рівний 0,96

Коефіцієнт виходу рідкої сталі з металозавалки приймається за даними розрахунку матеріального й теплового балансів плавки. У дійсному зразковому розрахунку цей коефіцієнт прийнятий рівним 0,91 або 91% від маси садки конвертера. Тоді коефіцієнт виходу придатних зливків з металозавалки складе: m = 0,91 * 0,96 = 0,8736 (або 87,36% від маси садки конвертера). Підставляючи відомі величини у формулу, одержимо річну продуктивність одного безупинно працюючого конвертера номінальною ємністю 250 т:  для забезпечення заданої річної продуктивності цеху 3,25 млн. тон буде потрібно безупинно працюючих конвертерів номінальною ємністю 250 т

Приймаючи, що загальна тривалість плавки (t_пл) при цьому змінюється незначно, уточнення фактичної садки конвертера робимо з наступної залежності:

де

 - фактична (уточнена) садка конвертера, т;

- попередньо прийнята (розрахункова) садка конвертера, т;

- розрахункова кількість безупинно працюючих конвертерів номінальною садкою 250 т;

- фактична (прийнята) кількість безупинно працюючих конвертерів.

Для забезпечення заданої продуктивності цеху при одному безупинно працюючому конвертері приблизно тієї ж загальної тривалості плавки (t_пл=0,53 годин) фактична садка конвертера (скрап + чавун) повинна бути:

(що перебуває в межах обраної номінальної ємності конвертерів ).

Таким чином, для забезпечення заданої продуктивності в проектованому цеху повинно бути встановлено два конвертери садкою 250 т, з яких один конвертер безупинно перебуває у роботі, а один у ремонті (або очікуванні ).

При коефіцієнті виходу рідкої сталі з металозавалки рівному 0,91 маса плавки по рідкій сталі для конвертера садкою 250 т складе:

М_ж =  • 0,91 = 250 * 0,91 = 227,5 т

При коефіцієнті виходу придатних зливків з рідкої сталі, рівному 0,96 маса плавки по придатних зливках складе:

М_зл = М_ж * 0,96 = 227,5* 0,96 = 218,4 т

При тій же загальній тривалості плавки (t_пл=0,53 години) фактична річна продуктивність одного безупинно працюючого конвертера, садкою 250 т складе ( ):

У зв'язку з тим, що поточні простої (ремонт і зміна фурм, кесонів і т.д.) у дійсних умовах роботи можуть бути не щодоби, максимальна кількість плавок у добу по цеху складе: плавок, де

- кількість одночасно працюючих конвертерів;

,7- прийнята в розрахунку загальна тривалість плавки, години;

24 - кількість годин в добі.

Тоді максимально можлива добова продуктивність цеху по придатних зливках складе:

2.2 Розрахунок потреби обладнання прольотів головної будівлі цеху

Завантажувальний проліт

Завалка брухту й заливання рідкого чавуну в конвертер виконується встановленими в прольоті спеціальними завалочними й заливними кранами, вантажопідйомність яких визначається ємністю совків і чавуновозних ковшів.

Місткість заливного ковша визначається витратою чавуну на плавку, але може прийматися рівною ємності конвертера. Це пов'язане з уніфікацією заливних і сталерозливних ковшів і забезпеченням можливості зворотного переливу сталі в конвертер.

При проведенні десульфурації чавуну в заливних ковшах необхідно передбачати в них додатково вільний обсяг висотою не менш 600 мм. При застосуванні в якості десульфуратора пилоподібного вапна ця висота досягає 1600 мм.

Для забезпечення заливання чавуну в один прийом при збільшенні маси плавки прийняті чавуновозні ковші ємністю 280 т, а вантажопідйомність заливних кранів 360+100/16т.

Кількість заливних кранів у завантажувальному прольоті можна визначити по формулі:

де

К - коефіцієнт, що враховує нерівномірність роботи й допоміжних операцій; звичайно приймається рівним 1,1;

- максимальна кількість плавок у цеху за добу, пл/добу;

 - заборгованість крана на одну плавку, хв/пл.;

- кількість хвилин у добі, хв/добу;

в - коефіцієнт використання крана (0,8).

Заборгованість крана на одну плавку (на заливку одного ковша) приведена в таблиці 11.

Таблиця 11. - Заборгованість крана на заливання чавуну

Заборгованість крана, хв	Ємність конвертерів, т
	250
при подачі ковшів по робочій площадці	6

Кількість заливних кранів у завантажувальному прольоті складе

Приймаємо один кран на один безупинно працюючий конвертер й один кран у резерві на випадок їхнього ремонту.

Завалка брухту виконується одним або двома совками. Для завантаження совків у конвертер використовуються спеціальні скрапозавалочні мостові крани, напівпортальні крани й напільні машини. При завантаженні брухту одним совком застосовують скрапозавалочні мостові крани.

Приймаємо у розрахунку що завалка брухту виконується завалочними кранами. Ємність совків для брухту визначається його витратою й щільністю. Параметри совків для завалки брухту наведені в таблиці 12.

Таблиця 12. - Параметри совків для завалки брухту

Ємність конвертера	Совок для брухту		Внутрішній діаметр горловини, м
	Ємність*, м3	Габаритні розміри: ширина * висота * довжина, м
250	65	3,06*2,73*10,2	3,6; 2,48

* Наведені ємності совків забезпечують витрати брухту 25...30%.

Приймаємо у розрахунку що для завантаження конвертера ємністю 250т потрібно один совок ємністю 65 м³.

Потрібну кількість совків для брухту у цеху протягом доби можна визначити по формулі

 

де

К - коефіцієнт запасу (1,15);

п - кількість совків для завантаження одного конвертера в один прийом;

 - тривалість циклу оберту совка, год;

- число годин у добі.

У цикл оберту совка входять транспортування від завантажувального прольоту до скрапного прольоту або скрапопередільного цеху й назад, завантаження брухту в совки, очікування завантаження в завантажувальному прольоті, завантаження брухту в конвертер. Тривалість циклу оберту може змінюватися від 2,5 до 5 годин.

При використанні завалочного крану одним совком потрібна кількість совків у цеху протягом доби складе:

Приймаємо 6 совків.

Заборгованість мостового крана при доставці совків у цех приведена в таблиці 13.

Таблиця 13. - Заборгованість мостового крану

Заборгованість крана, хв	Ємність конвертерів, т
	250
при завалці одним совком з встановленням совка на робочій площадці	14

Кількість мостових кранів у завантажувальному прольоті складе:

Приймаємо з розрахунку один мостовий кран у роботі й один у резерві на випадок ремонту.

Для перевезення у завантажувальний проліт совків з брухтом із скрапного прольоту або скрапопередільного цеху застосовують скраповози. У цехах з великовантажними конвертерами скраповоз перевозить один совок (при завантаженні краном за допомогою одного совка. Число рейсів скраповозу буде дорівнює числу плавок у цеху за добу.

Потрібну кількість скраповозів можна визначити по формулі

де

 - число рейсів скраповозу за добу, шт /доб;

 - тривалість циклу оберту скраповозу, хв.

У цикл оберту скраповозу входять: зняття порожніх й установка заповнених брухтом совків у скрапному прольоті, переїзд у завантажувальний проліт, зняття заповнених брухтом совків й установка спорожнених і зворотний переїзд у скрапний проліт (цех). Тривалість циклу оберту залежить від кількості совків що перестановлюються й інших умов роботи цеху й може змінюватися від 15 до 35 хв.

Кількість скраповозів у завантажувальному прольоті складе

Приймаємо один скраповоз на один безупинно працюючий конвертер й один у резерві.

Устаткування конвертерного прольоту

У конвертерному прольоті розміщені два конвертера ємністю 250 т, машини подачі технологічних газів у конвертер, системи подачі в конвертер сипучих матеріалів, включаючи феросплави, елементи газовідвідного тракту, установка для торкретування конвертерів і інше устаткування

Устаткування розливного прольоту

До основного устаткування розливних прольотів відносять розливні крани, розливні площадки, сталерозливні ковші й шлакові чаші, виливниці й візки. До допоміжного - стенди для сталерозливних ковшів і шлакових чаш і т.д.

При підготовці ковшів у розливних прольотах у них установлюються консольні крани вантажопідйомністю 5 т, призначені для постановки стопорів (шиберів) у ковші й допоміжної роботи - по одному крану в прольоті.

Кількість розливних кранів (без резервних) залежить від зайнятості їх на операціях по розливанню сталі й на допоміжних роботах (заміні шлакових чаш, збирання сміття й т.д.) і визначається по наступній формулі

де

- максимальна кількість плавок у цеху за добу, пл/добу;

 - заборгованість крана на розливання однієї плавки, хв/пл;

к - коефіцієнт, що враховує нерівномірність подачі плавок на розливання (при двох прольотах - 1,1, при одному прольоті - 1,2)

1,2 - коефіцієнт, що враховує виконання краном допоміжних робіт;

- кількість хвилин у добі, хв/добу;

в - коефіцієнт завантаженості крана (0,8).

Таблиця 14. - Заборгованість розливного крана на розливання однієї плавки

Технологічна операція	Тривалість, хв.
Очікування подачі сталевозу зі сталлю в проліт	10...15
Захват, транспортування ковша до розливної площадки, підключення шиберних затворів до гідросистеми, підготовка до розливання	5...10
Розливання (дані по її тривалості наведені нижче)	tp
Злив шлаку й установка ковша на сталевіз	5...10

Тривалість розливання τ_p визначається по формулі, хв:

де

П_зл - кількість зливків при розливанні зверху;

τ_зл - час наповнення одного зливка або сифона (залежить від типу сталі, що розливають, способу розливання, маси зливків й інших параметрів; визначається заводськими інструкціями й змінюється в межах 1,5...5 хв);

,4 - час переїзду крана з ковшем від зливка (сифона) до наступного, хв.

Кількість зливків визначається по формулі:

де

М_зл - маса плавки по придатних зливках, т_зл - маса одного зливка,т.

Кількість плавок даної ваги визначається по формулі:

де

q_пл - частка плавок даної ваги у сортаменті, %

Кількість розливних кранів складає

Таблиця 15. - Розрахунок кількості розливних кранів

Показник	Вага зливків
	qзл = 7т	qзл = 6т	qзл = 5т
Максимальна кількість плавок за добу 45
Частка плавок даної ваги у сортаменті qпл	50	30	20
Кількість плавок даної ваги 22149
Спосіб розливання	сифоном	сифоном	сифоном
Тип виливниць	наскрізні	наскрізні	наскрізні
Кількість зливків при розливанні Пзл	31	36	43
Тривалість технологічних операцій, хв.:
Очікування подачі сталевозу	10	10	10
Транспортування ковша , підготовка до розливання	7	7	7
Час наповнення одного зливка τзл	3,5	2,5	1,5
Розливання сталі τр	121	104	81
Злив шлаку й установка ковша на сталевіз	7	7	7
Заборгованість крана 145138105
Кількість розливних кранів	7

Кількість сталерозливних ковшів визначається по формулі:

де

 - кількості ковшів, що перебувають у роботі ;  - кількості ковшів, що перебувають у ремонті футеровки; - кількості ковшів, що перебувають у резерві.

Кількість ковшів у роботі визначається по формулі:

де

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

- час оберту ковша на одну плавку, хв.;

1440 - кількість хвилин у добі, хв/добу.

Таблиця 16. - Час оберту сталерозливного ковша

Технологічна операція	Тривалість, хв.
Очікування випуску сталі, випуск і подача на розлив	20...25
Позапічна обробка сталі	10...30
Розливання стали (наведена раніше)	tp
Злив залишків шлаку і передача в ковшовий проліт для підготовки	10...15
Охолодження*	40...60
Підготовку, у тому числі очищення й заміну шиберного затвора	50...60
Розігрів футеровки ковша**	90... 120
Передачу ковша до сталевозу	10

^* При установці сталевипускних стаканів зовні ковша футеровку не охолоджують.

^**Футеровку ковша розігрівають при підвищених вимогах до дотримання необхідної температури металу (при безперервному розливанні, вакуумуванні сталі й ін.)

Кількість ковшів, що перебувають у ремонті робочого шару футеровки визначають:

де

- максимальна кількість плавок у цеху за добу, пл/добу;

 - тривалість ремонту ковша, год.;

С - стійкість робочого шару футеровки, кількість плавок.

Таблиця 17. - Стійкість робочого шару футеровки ковшів

Вид футеровки ковша	Стійкість футеровки, плавок
основна	30

Таблиця 18. - Тривалість ремонту ковша (значення зростають при збільшенні ємності ковша)

Технологічна операція		Тривалість, год.
Ламання футеровки		1
Футеровка	цегельної кладки	5
Сушіння	цегельної кладки	10

Час, затрачуваний на ремонт арматурного шару ковшів, у зв'язку з його високою стійкістю (6-12 місяців) незначно й у розрахунку не ураховується.

Кількість ковшів у резерві  складає 10% від кількості ковшів у роботі.

Таблиця 19. - Розрахунок кількості сталерозливних ковшів

Показник	Вага зливків
	qзл = 7т	qзл = 6т	qзл = 5т
Максимальна кількість плавок за добу 45
Кількість плавок даної ваги 22149
Тривалість технологічних операцій ковша, хв.:
Очікування випуску, випуск і подача на розлив	20	20	20
Позапічна обробка сталі	28	23	18
Розливання сталі τр	121	114	81
Злив шлаку, передача в ковшовий проліт	11	11	11
Охолодження	40	40	40
Підготовка ковша	45	45	45
Розігрів футеровки ковша	100	100	100
Передачу ковша до сталевозу	10	10	10
Час оберту сталерозливного ковша 415355335
Кількість ковшів у роботі для кожного типу сталей	7	4	2
Кількість ковшів у роботі 13
Вид футеровки ковша	основна	основна	основна
Стійкість робочого шару футеровки С	30	30	30
Тривалість технологічних операцій по ремонту, год
Ламання футеровки	1	1	1
Футеровка цегельної кладки	5	5	5
Сушіння цегельної кладки	10	10	10
Тривалість ремонту ковша 161616
Кількість ковшів у ремонті 1
Кількість ковшів у резерві 2
Загальна кількість ковшів у цеху за добу	16

Ємність сталерозливного ковша вибирається виходячи з максимально можливої маси плавки по рідкому металу й деякій кількості шлаку для прикриття металу (товщиною 150 - 250 мм). У проектованому цеху для конвертерів ємністю 250 т прийняті сталерозливні ковші ємністю 280 т.

Кількість одинарних розливних площадок залежить від зайнятості їх на розливанні плавки і визначається по наступній формулі

де

- максимальна кількість плавок у цеху за добу, пл/добу;

 - заборгованість розливної площадки на розливанні однієї плавки, хв;

к - коефіцієнт, що враховує нерівномірність подачі плавок на розливання при двох прольотах 1,1;

1440 - кількість хвилин у добі, хв/добу;

в - коефіцієнт використання розливної площадки (0,8).

де

τ_o - очікування й підготовки состава до розливання, хв.; (приймається 22 хв)

τ_p - тривалість розливання, хв.;

τ_в - витримка составів після розливання, хв.; (приймається для сталей високовуглецевих 65 хв; средньовуглецевих спокійних 40 хв; киплячих 20 хв)

τ_з.с - зміна составів, хв.; (приймається 12 хв)

Таблиця 20. - Розрахунок кількості розливних площадок

Показник	Вага зливків
	qзл = 7т	, qзл = 6т	qзл = 5т
Кількість плавок даної ваги 22149
Тривалість технологічних операцій, хв.:
Очікування й підготовки состава	22	22	22
Розливання сталі τр	121	114	81
Витримка составів після розливання	50	45	40
Зміна составів	12	12	12
Заборгованість розливної площадки 205185155
Кількість розливних площадок	8

Кількість составів з виливницями визначається по формулі

де

- максимальна кількість плавок у цеху за добу, пл/добу;

 - час оберту одного состава, хв.;

,2 - коефіцієнт нерівномірності подачі состава;

- кількість хвилин у добі.

Таблиця 21. - Час на підготовку составів в залежності від типу сталі і розливу

Операція	Тривалість, хв.
	Сифонний розлив, спокійна сталь
Основний состав
Подача состава в розливний проліт	15
Очікування розливу	20…30
Розливання сталі	30...90
Витримка состава	30...70
Подача у стриперний проліт	15
Роздягання зливків	20...30
Подача у проліт нагрівальних колодязів	10
Посадка в колодязі	20...30
Подача составу у стриперний проліт	10
Зняття виливниць	15...20
Подача у двір виливниць	10
Складання составів у дворі виливниць	70...90
Допоміжний состав
Подача у стриперний проліт	10
Встановлення виливниць	20…40
Подача на ділянку охолодження	10
Охолодження на повітрі	210...400
Охолодження під душем	15
Подача у проліт чищення й змащення виливниць	10
Чищення й змащення виливниць	20
Подача у двір виливниць	10
Перестановка виливниць на основний состав	30…60
Всього	600…995

Таблиця 22. - Час на підготовку составів в залежності від типу виливниць і способу розливу

Тип виливниць	Тривалість, год
	Розливання сифоном
Наскрізні виливниці	9 - 11
Виливниці із дном	14 - 17

Кількість виливниць на плавку можна визначити по формулі:

де

 - кількість виливниць у роботі;

 - кількість виливниць у резерві.

Кількість виливниць у роботі  на плавку дорівнює масі плавки по придатних зливках М_зл поділеної нa масу одного зливка q_зл .

Кількість виливниць у резерві  котрі встановлюють на розливному візку на випадок отримання надлишкової кількості металу у ковші і отримання недоливів складає 1 - 2 виливниці.

З урахуванням нормативного запасу (30%) загальна кількість виливниць у цеху складає:

Вага однієї виливниці зі зливком визначається по формулі:

де

к - відношення маси виливниці до маси зливку, складає:

-       0,9 - при розливі киплячої сталі в розширенні донизу наскрізні виливниці;

-       1,1 - при розливі спокійної сталі в розширенні доверху наскрізні виливниці з прибутковими надставками;

-       1,4 - при розливі спокійної сталі у виливниці із дном.

Вага однієї виливниці зі зливком складе

Для встановлення виливниць під розливання застосовуються три типи сталерозливних візків:

·        Двовісні - вантажопідйомністю 60т. Довжина візка (l_віз) по осях зчіпок 4780 мм;

·        Чотиривісні - вантажопідйомністю 120 й 160 т, довжина візків по осях зчіпок 5840 й 6240 мм;

·        Шестивісні - вантажопідйомністю 230 т, довжина по осях зчіпок 7940 мм.

Вантажопідйомність візка складається з маси зливків, виливниць і піддона.

Приймаємо що на одному візку встановлено 4 виливниці.

Кількість візків на плавку визначається по формулі

де

П_зл - кількість зливків, отриманих при розливанні однієї плавки, шт.;

 - кількість зливків (виливниць), установлених на одному візку, шт.;

,08 - коефіцієнт, що враховує необхідність резервних виливниць.

Кількість виливниць, які можна встановити на одному візку, визначають із урахуванням маси й габаритів виливниць, вантажопідйомності й габаритів візка.

Кількість візків на плавку складе: , або

Окрім перевезення виливниць та зливків візки у окремих випадках використовують для перевезення надставок з двора виливниць у розливний проліт. З урахуванням нормативного запасу (12%) та необхідності періодичного ремонту (10-30%) загальна кількість візків у цеху визначається по формулі:

Таблиця 23. - Розрахунок кількості розливних составів, візків та виливниць

Показник	Вага зливків
	qзл = 7т	qзл = 6т	qзл = 5т
Максимальна кількість плавок за добу в цеху	45
Частка плавок даної ваги у сортаменті qпл	50	30	20
Кількість плавок даної ваги 22149
Спосіб розливання	сифоном	сифоном	сифоном
Тип виливниць	наскрізні	наскрізні	наскрізні
Вид охолодження зливків	гарячий посад	гарячий посад	гарячий посад
Кількість зливків при розливанні Пзл	31	36	43
Тривалість технологічних операцій,хв.:
Подача состава в розливний проліт	15	15	15
Очікування розливу	25	25	25
Розливання сталі (τр)	121	104	81
Витримка состава	50	45	40
Подача у стриперний проліт	15	15	15
Роздягання зливків	20	23	26
Подача у проліт нагрівальних колодязів	10	10	10
Посадка в колодязі	20	23	26
Подача составу у стриперний проліт	10	10	10
Зняття виливниць	15	15	15
Подача у двір виливниць	10	10	10
Складання составів у дворі виливниць	90	70	60
Подача у стриперний проліт	10	10	10
Встановлення виливниць	25	30	35
Подача на ділянку охолодження	10	10	10
Охолодження на повітрі	250	250	250
Охолодження під душем	15	15	15
Подача у проліт чищення й змащення виливниць	10	10	10
Чищення й змащення виливниць	20	20	20
Подача у двір виливниць	10	10	10
Перестановка виливниць на основний состав	35	40	45
Всього тривалість обороту состава 786760738
Кількість составів у оберті	15	9	6
Кількість составів у резерві	2	1	1
Загальна кількість составів по кожному виду зливків	17	10	7
Загальна кількість составів у цеху 34
Кількість виливниць у роботі 313643
Кількість виливниць у резерві на візку 121
Загальна кількість виливниць на плавку 323844
Кількість виливниць на візку	4	4	4
Відношення ваги виливниці до ваги зливку	1,4	1,2	1,1
Вага однієї виливниці зі зливком , т.171311
Загальна вага виливниць зі зливками на візку, т	68	52	44
Тип візка та його вантажопідйомність	Чотиривісний 120 т	Двовісний, 60 т	Двовісний, 60 т
Кількість візків на плавку (з урахуванням резервних виливниць) , шт.91012
Коефіцієнт запасу візків, к	1,22	1,22	1,22
Загальна кількість візків по кожному виду зливків	187	122	103
Загальна кількість візків у цеху, 412
Коефіцієнт запасу виливниць, К	1,3	1,3	1,3
Загальна кількість виливниць по кожному виду зливків	702	494	400
Загальна кількість виливниць у цеху1596

2.3 Визначення основних розмірів прольотів головної будівлі цеху

Завантажувальний проліт

Призначень завантажувального прольоту - прийом і завантаження в конвертер чавуну й скрапу, а також прийом і зберігання феросплавів і вогнетривів. Для забезпечення швидкої завалки й усунення простоїв конвертерів транспортування й завантаження кожного виду матеріалів у конвертер виконується окремими механізмами й машинами.

Застосовують схеми торцевої й фронтальної подачі чавуну й брухту як за рівнем підлоги цеху, так і на рівні робочої площадки.

У сучасних цехах при ємності конвертерів 250 т і більше чавун подають у торець завантажувального прольоту (використають обидва рівні подачі), а брухт - по фронту конвертерів (на рівні підлоги цеху) за допомогою самохідних скраповозів широкої колії.

У цехах старої будівлі з конвертерами ємністю менш 160 т чавун і брухт подають по залізничних коліях нормальної колії, прокладеним уздовж прольоту на рівні робочої площадки. При розташуванні шихтового прольоту паралельно конвертерному подача брухту здійснюється по поперечних шляхах, і в завантажувальному прольоті робляться тільки два шляхи для подачі чавуну.

Якщо шляхи подачі міксерних ковшів проходять між конвертерами й скрапним прольотом, шляхи для подачі скрапу розташовуються на рівні робочої площадки.

Для подачі вогнетривів і феросплавів на підлозі цеху (прольоту) укладається тупиковий залізн. шлях.

Параметри завантажувального прольоту пов'язані з параметрами конвертерного прольоту. Довжина прольоту звичайно складається з довжини фронту встановлених конвертерів і довжини зон у торцях прольоту, що забезпечують роботу встановлених мостових кранів. Довжина завантажувального прольоту звичайно дорівнює довжині конвертерного прольоту.

Висота прольоту визначається висотою розташування, заливного й завантажувального кранів над конвертерами.

Ширина прольоту визначається необхідними габаритними розмірами робочої площадки у конвертерів і шириною зони проносу ковшів для чавуну й совків для брухту.

Розміри завантажувального прольоту наведені в таблиці 24.

Таблиця 24. - Розміри завантажувального прольоту

Параметр	Ємність конвертера, т
	250
при завантаженні брухту мостовими кранами
Ширина, м	27
Висота, м	32

Конвертерний проліт

По довжині проліт розділений на три ділянки: конвертерний (займає середню частину), завантажувальний і розливний. По ширині конвертерний проліт також ділиться на три частини. Центральну займає піднімальний газохід казана-утилізатора газовідвідного тракту. По одну сторону від нього перебуває машина подачі кисню з фурмами, по іншу - комплекс подачі сипучих матеріалів.

У сучасних конвертерних цехах навколо конвертера споруджують щільне вкриття для попередження можливих вибивань газів і викидів у цех і звукоізоляції.

Систему подачі сипучих і газовідвідний тракт розташовують у висотній частині конвертерного прольоту, що звичайно розділяють рядом колон на дві частини. Частина прольоту, де розташований газовідвідний тракт, використовується для переносу на ремонт фурм й обслуговується мостовими кранами.

Крім зазначеної системи на робочому майданчику в торці прольоту можна встановлювати бункера для феросплавів і печі для їх прогартовування, від яких феросплави в контейнерах за допомогою навантажувачів подаються до конвертерів. Під час випуску сталі феросплави через тічки завантажують у сталерозливний ківш. Довжина ділянки феросплавів 54м З іншої сторони конвертерного прольоту робиться ділянка для зберігання устаткування й вогнетривів довжиною 42м.

Обслуговування конвертерів й агрегатів пов'язаних з їхньою роботою, виконується з робочих площадок, розташованих на різних оцінках від рівня підлоги цеху. Головна робоча площадка, на якій виконуються основні роботи з обслуговування конвертерів, є продовженням площадки завантажувального прольоту.

Розміри конвертерного прольоту, що рекомендують, наведені в таблиці 25.

Таблиця 25. - Розміри конвертерного прольоту

Найменування	Ємність конвертера, т
	250
Відстань між конвертерами, м	30
Ширина прольоту, м	27
в тому числі: проліт ОКГ й газоочистки	14
Висота рівня головки рейки крана переносу фурм	61

При конвертерах ємністю більше 200 т - газоочистка без допалювання СО.

У цехах із крупнотонажними конвертерами робиться виносна газоочистка яка або примикає до конвертерного прольоту, або встановлюється з торця головного будинку.

Розливний проліт

У цехах з конвертерами ємністю до 250т. розливні прольоти розташовуються в головному будинку цеху паралельно конвертерному прольоту. У цьому випадку споруджують один або два розливних прольоти, що приєднані один до одного.

У кожному із прольотів підведені наскрізні й тупикові залізничні колії для сталерозливних составів й один для збирання шлаку.

Ширина розливного прольоту при двох залізничних коліях становить 18 м. Ширина розливної площадки (від краю до осі колон) повинна становити не менш 3,0 - 3,5 м. Із зовнішньої сторони розливного прольоту на рівні розливних площадок улаштовують аварійні площадки.

Висота прольоту визначається габаритними розмірами встановленого розливного крана й звичайно становить для розливання ковшів ємності, м: 280т - 20м

При розміщенні в розливному прольоті спеціальних установок (вакууматора, доведення сталі й ін.) параметри прольотів визначаються їх габаритними розмірами.

Довжина розливного прольоту визначається виходячи з довжини розливних площадок, проміжного заїзду в цех або величини зони, що зайнята шляхами сталевозів.

Визначення довжини розливного прольоту

При розташуванні розливного прольоту в головній будівлі довжина розливного прольоту складається з довжин розливних площадок l_площ , довжини проміжного заїзду l_заїзд = 36 м, довжин початку закруглення залізн. шляхів l_закр = 6 м і довжин торцевих ділянок l_торц = 6 м.

У зовнішньому розливному прольоті при наявності проміжного заїзду розливні площадки робляться здвоєними. У внутрішньому розливному прольоті розливні площадки можуть бути як одинарні, так і здвоєні, або одинарні зі східчастим їхнім розташуванням й однобічним заїздом до кожного щабля. При здвоєних розливних площадках повинен бути проліт між составами рівний 6-12м.

Довжина розливної площадки повинна бути не менше максимальної довжини розливного состава. Довжина розливної площадки повинна бути кратною 6 м. Крім того, кожна розливна площадка повинна мати резервну довжину не менш, ніж на один візок.

У зразковому розрахунку прийняте розміщення розливних прольотів в головній будівлі. У кожному прольоті прийнято по дві здвоєні розливні площадки. Отже, для розливання всієї сталі в у виливниці необхідно два розливних прольоти.

Загальна довжина розливного состава визначається по формулі:

, м

Довжина однієї одинарної розливної площадки визначається по формулі:

, м

Довжина однієї здвоєної розливної площадки визначається по формулі:

, м

Довжина розливного прольоту з двома здвоєними розливними площадками визначається по формулі:

, м

Таблиця 26. - Визначення довжини розливного прольоту

Показник	Вага зливків
	qзл = 7т	qзл = 6т	qзл = 5т
Кількість візків на плавку , шт.91012
Тип візка та його вантажопідйомність, т	Чотиривісний, 120 т	Двовісний, 60 т	Двовісний, 60 т
Довжина візків по осях зчіпок lвіз, м	5,84	4,78	4,78
Довжина розливного состава lсост, м	52,56	47,8	57,36
Тип розливної площадки	здвоєна	здвоєна	здвоєна
Відстань між составами, м	6	6	6
Довжина розливної площадки , м122,8111,16130,28
Фактична довжина розливної площадки, м	126	114	132
Проектна довжина розливної площадки, м	132
Довжина проміжного заїзду lзаїзд , м	36	36	36
Довжина початку закруглення залізничних шляхів lз/д.закр ,м	6	6	6
Довжина торцевих ділянок lторц , м	6	6	6
Довжина розливного прольоту, м	305,6	282,32	320,56
Фактична довжина розливного прольоту, м	312	288	324
Проектна довжина розливного прольоту, м	324

За рахунок надлишку проектної довжини розливного прольоту над розрахунковою відповідно збільшується довжина розливних площадок.

3. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА ЗАХИСТ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

3.1 Небезпечні та шкідливі фактори конвертерного цеху, джерела їх утворення, вплив на працюючих

Шкідливі виробничі фактори - це фактори, які накопичуються в організмі людини, викликають погіршення здоров'я .

Конвертерний цех характеризується такими шкідливими факторами, як значні виділення надлишкового тепла, шуму й газів. Вони несприятливо діють на організм людини, знижують його працездатність, приводять до професійних захворювань.

Небезпечні виробничі фактори - це фактори, вплив яких на організм, людини, призводить до важких травм або летального результату.

До небезпечних факторів конвертерного цеху належать розплави металу та шлаку, висота частини машин і механізмів, що рухаються, транспортні засобі, електрика.

Джерелами надходження тепла в цеху є: рідкий метал, шлак і високо нагріті гази. Вони призводять до інфрачервоного випромінювання та нагрівають навколишні поверхні( до 600°С). Вторинними джерелами тепла,від яких нагрівається повітря приміщення є гарячі кожухи конвертерів, чавуновозних і сталерозливних ковшів шлакових чаш, більшість вогнетривів та ін.

Перевищення оптимального рівня нагрівання від інфрачервоного випромінювання призводить до порушення терморегуляції організму працюючих, порушення роботі серцево-судинної й дихальної системи і як наслідок, зниження працездатності.

Окрім інфрачервоного випромінювання на працюючих впливає й ультрафіолетове. Джерелами ультрафіолетового випромінювання є струмінь металу й шлаку при випуску плавки з конвертера, випромінювання металу з горловини конвертера, струмінь чавуну при заливці його в конвертер.

Зниження надлишкового тепла від випромінювання вирішується за допомогою таких мір як: вентиляцією приміщень,застосування захисних екранів, теплоізоляції, повітряних завіс, створенням сприятливих умов праці.

Але не всі теплові джерела можна герметизувати, ізолювати та екранувати(струмінь сталі, ковші,шлакові чаші,металоконструкції стенди).

При роботі конвертерів, машин, механізмів, передачі газів по трубопроводам, створюється підвищеній шум і вібрація. Шум і вібрація є причиною стомлення і зниження працездатності. Ослаблення шуму досягається звукоізоляцією ті застосуванням звукопоглиначів.

В результаті зіткнення розплавленого металу або шлаку з водою або вологими предметами відбудеться вибух. Вода швидко випаровується і пари її з великою силою розбризкують метал або шлак в навколишній простір. Це явище супроводжується звуковим ефектом. Такі вибухи виникають в тому випадку, коли вода або вологі предмети(місця) виявляються під шаром металу або шлаку. Якщо вода буде на металі або шлаці (наприклад, при потраплянні води на поверхню розплавленої сталі в виливницях), вибухи не відбуваються, так як вода кипить на поверхні металу і пари виходять назовні. Вибухи металу і шлаку спостерігаються при випуску металу через недостатньо просушену льотку, в недостатньо просушені ковші,виливниці, при завантаженні в розплавлену ванну конвертера, вологих матеріалів, при потраплянні металу і шлаку на вологі місця, при зіткненні з холодними предметами.

У конвертерних цехах іноді спостерігаються вибухи шлаку при його осадженні в ковшах з водою. Причиною таких вибухів є утворення кірки на поверхні шлаку, при руйнуванні якої значна кількість води, потрапляє всередину ковша, та викликає інтенсивне пароутворення з подальшим викидом шлаку.

Причиною вибухів при грануляції шлаку є потрапляння розплавленого шлаку в басейн на мокрий гранулят та вміст в шлаці оксидів заліза, що призводять до бурхливого пароутворення і до викидів шлаку з басейну.

У конвертерних цехах можливі вибухи при заливці чавуна в конвертер на розплавлені матеріали твердої частини завалки, що пояснюється виникненням бурхливих реакцій між чавуном і розплавленими окислами заліза у конверторі. Тому заливати в конвертер рідкий чавун слід до розплавлення твердої частини шихти.

Основним заходом щодо запобігання вибухів являється усунення контакту металу і шлаку з водою. Для цього необхідно забезпечити ретельну сушку і прогрів льоток, ковшів і всякого роду ємностей для розплавленого металу і шлаку. Не можна закидати в ковші сирого сміття і завантажувати в конвертер з розплавленим металом вологу шихту. У місцях виплеску металу і шлаку підлога і земля обов'язково повинні бути сухими.

Конструкція конвертерів та способи їх охолодження повинні усувати небезпеку прориву металу через кладку і доступ розплавленого металу до водо охолоджувальних елементів. Ємність грануляційних басейнів і потужність збиральних засобів повинні забезпечувати нормальну роботу басейнів без викидів шлаку.

Велику небезпеку представляють перекидання і обриви ковшів з розплавленим металом і шлаком. Основна причина перекидання ковшів полягає в неправильному розташуванні їх центра ваги. Для забезпечення стійкості ковша, наповненого металом або шлаком, необхідно, щоб центр ваги його був розташований нижче осі його обертання.

Для захисту працюючих від опіків застосовують спецодяг і індивідуальні запобіжні пристосування: на гарячих роботах - шерстяній одяг просочений вогнезахисними речовинами, при операціях з розкриття льотки для випуску з конвертера металу і шлаку та при розливанні металу - додатково азбестовий одяг й рукавиці. Для захисту від опіків очей та особи, крім запобіжних окулярів застосовують легкі густі металеві сітки або шолом з прозорих негорючих матеріалів. Для попередження вибухів у приміщеннях, у яких розташовані газові пристрої, забезпечують герметичні кладки конвертерів і всіх газових установок.

Широке застосування горючих газів у конвертерних цехах створює потенційну небезпеку для отруєння працюючих. Найбільшу небезпеку викликає окис вуглецю, який витісняє кисень крові людини результат чого є задуха. Щоб уникнути нещасних випадків необхідно перевіряти герметичність газовідводів й виключати знаходження персоналу в зоні можливого витоку газів.

При продувці сталі в конвертері спостерігається значні викиди газів і пилу. Найбільшу небезпеку представляють дрібні частки пилу розміром до 5 мкм, які перебувають у повітрі у зваженому стані тривалий час. Внаслідок потрапляння таких частинок у дихальні шляхи працюючих виникає таке захворювання як фіброз легенів.

Крім шкідливого впливу на здоров'я людей, наявність пилу у повітрі спричиняє пожежу і вибух.

Основним способами боротьби з пилом є герметизація і аспірація всіх місць що виділяє пил, встановлення пиловловлювачів та застосування засобів індивідуального захисту (респіраторів).

Для запобігання травматизму, отруєнь, опіків кожен працівник зобов'язаний знати й виконувати інструкції з техніки безпеки та використовувати засоби індивідуального захисту.

3.2 Головні вимоги пожежної безпеки у конвертерному цеху

конвертерний цех проліт завантажувальний

По пожежній і вибуховій небезпеці конвертерній цех відноситься до категорії Г, так як в цеху використовуються горючі речовини, матеріали в гарячому та розпеченому стані, виділяється полум'я , іскри, лучисте тепло, в якості палива застосовуються газоподібні речовини.

Відповідно до ГОСТ 12.1.004-76 до небезпечних чинників пожежі, які впливають на людей, належать: відкритий вогонь і іскри, підвищена температура повітря та оточуючих предметів; токсичні продукти горіння; дим; знижена концентрація кисню; обвалення і пошкодження споруджень,установок.

У конверторних цехах широко використовуються горючі гази в якості палива. Небезпека вибуху горючих газів виникає при утворенні газоповітряних сумішей. Тому основні заходи полягають у попередженні утворення газоповітряних сумішей, що досягається герметизацією ємностей, в яких знаходяться гази, і підтриманням позитивного тиску всередині газопроводів і апаратів. При пуску газових установок, а також при їх зупинці на ремонт здійснюють продувку їх для повного витіснення в першому випадку - повітря, в другому - газу.

У місцях можливого витоку горючих газів, парів, горючих рідин і виходу горючого пилу застосовують витяжну вентиляцію у вигляді місцевих відсмоктувачів.

Режим роботи обладнання, встановленого в приміщеннях з підвищеною пожежо- і вибухонебезпечністю, повинен виключати надмірне нагрівання частин обладнання( в наслідок тертя, відсутності теплоізоляції). В умовах підвищеної пожежо- і вибухонебезпечності обладнання не повинно викликати іскріння в результаті зіткнення сполучаються деталей або внаслідок розрядів статичної електрики. У зв'язку з небезпекою займання горючих розчинників, що застосовуються для промивання деталей обладнання при ремонтах, слід замінювати горючі розчинники негорючими розчинниками.

Для зменшення пожежної небезпеки необхідні запаси сировини повинні бути розміщені на невеликих проміжних складах, ізольованих від виробничих приміщень. Для запобігання пожеж і вибухів велике значення має застосування контрольно-вимірювальної апаратури, світлозвуковий сигналізації, регулюючої апаратури автоматичного типу та блокувань безпеки, що дозволяють попередити виникнення небезпечних ситуацій, а при виникненні займання включити спеціальні пристрої для ліквідації пожежі. Блискавкозахист виробничих об'єктів повинен виконуватися згідно вимогам СН 305-69.

Особливої уваги заслуговує виконання вогненебезпечних робіт. Тимчасові вогненебезпечні роботи допускається проводити за письмовим дозволом адміністрації з зазначенням умов безпечного виконання таких робіт. Це положення відноситься до електро- і газозварювальних робіт, до розігріву мастики при виконанні покрівельних і ізоляційних робіт, до промивання деталей при ремонті обладнання горючими розчинниками. Постійні вогненебезпечні роботи потрібно виконувати в суворій відповідності з встановленим технологічним процесом, що передбачає необхідні заходи щодо запобігання викидам полум'я, проривів газу і вибухів газоповітряної суміші, а також проривів з конвертерів металу і шлаку.

3.3 Заходи захисту навколишнього середовища від шкідливих викидів конвертерного цеху

При продувці рідкого чавуну киснем в конвертері відбувається вигоряння з чавуну вуглецю та інших домішок. Утворений продукт згоряння (конвертерний газ) містить в основному оксид вуглецю (85-90%), діоксид вуглецю (8-14%), а також невелику кількість кисню, азоту та деяких інших речовин, наприклад сірки( з газовою фазою 7-8% від вмісту сірки в шихті).

У зоні зіткнення кисню з чавуном в конвертері розвивається висока температура (до 3000°С ), при якій випарюються оксиди заліза та інших домішок. Ці пари разом з конвертерним газом виходять з конвертера, охолоджуються і конденсуються, утворюючи велику кількість дрібних частинок пилу. Крім того, конвертерний газ виносить дрібні частинки руди, вапна та інших добавок, що завантажуються в конвертер в процесі плавки. На 1 т плавки в конверторі утворюється до 90 м³ газу і до 20 кг пилу. Пил складається в основному з заліза та його оксидів ( 60-70 %). Запиленість конвертерного газу при виході із конвертера може досягати 250 г/м³. Для уловлювання і відводу конвертерного газу над горловиною конвертера є ковпак (кесон), з'єднаний з газовідвідним газоходом. Будова газовідвідних трактів залежить від того, чи допалюється оксид вуглецю чи ні. При роботі конвертерів без допалювання СО у порожнині застосовують систему без доступу повітря в газовий тракт

-конвертер; 2- кесон; 3- фурма, 4- камін; 5 - скруббер; 6 - вода; 7 - труба Вентурі; 8- циклон; 9 - нагнітач; 10 - шлам, 11 - рухома юбка, пристрій для опалювання

Рисунок 8. - Схема газовідвідного тракту без допалювання СО

Застосування електрофільтрів в установках без допалювання оксиду вуглецю неможливо, так як ці фільтри вибухонебезпечні із-за виникнення іскр при електричних пробоях. Тканинні ж фільтри недостатньо газощільні і до того ж громоздкі, тому для очистки газів використовують скрубери Вентурі. Мокра очистка газів від пилу без допалювання СО проводиться в апаратах, аналогічних застосовуваних установках для очистки з повним допалюванням СО. Система відводу газу складається із кесону перехідного в каміння, в якій вмонтований котел-утилізатор, де газ охолоджується до 800-900 °С; до охолодження його іде спочатку в горизонтальному газоході за рахунок подачі дрібно розпиленої води, а потім в низьконапірних трубах Вентурі з регулюючим перетином горловини. Коагуляція дрібнодисперсного пилу відбувається в високонапорній трубі Вентурі. Очистка від крупних крапель шламу відбувається в інерційних пило- та бризкоуловлювачах, на яких установлені труби Вентурі. Остаточна очистка газу від укрупненого пилу виконується у відцентровому скрубері.

Склад стічних вод залежить від схеми відводу та очистки від ходячих газів та технологічного процесу. В стічній воді міститься зважених часток до 7000 гм/л. Розміри часток пилу в стічних водах: 0,1-0,04 мм 30% (від загальної кількості зважених частинок) и 0,05-0,01 мм до 70%.

Для очистки стічних вод конвертерного виробництва використовуються в основному радіальні відстійники. Для інтенсифікації іх роботи використовується реагентний метод обробки стічних вод. Після відстоювання вода повертається в систему оборотного водопостачання. При оборотному водопостачанні для освітлення стічних вод використовуються гідроциклони.

Інтенсифікація процесу освітлення стічних вод конвертерних цехів досягається шляхом застосування магнітної коагуляції.

В конвертерному цеху існують 2 окремі замкнуті схеми оборотного водопостачання: для газоочисних установок конвертерів; та для споживачів чистої води конвертерного прольоту.

Для споживачів чистої води конвертерного прольоту існує свій оборотний цикл. Він включає циркуляційну насосну станцію, градирні і фільтри.

ЛІТЕРАТУРА

1.      Якушев А.М. Проектирование сталеплавильных и доменных цехов. М.: Металлургия 1984. - 216 с.

.        Ильинский Б.Д. Охрана труда на предприятиях черной металлургии. М.: Металлургия 1997 - 256 с.

.        Денисенко Г.Ф., Губонина З.И. Охранаокружающей среды в черной металлургии. М.: Металлургия 1989 - 121 с.

.        Металлургическая и горнорудная промышленность 2012 журнал 7.