Материал: Проектирование ферросплавных цехов

Это позволяет использовать ее как связующее для окомкования коксовой мелочи, образующейся на узле подготовки восстановителя.

Металлоконцентрат из текущих отвальных шлаков и скрапов ферросиликомарганца содержит металлической фазы: из отвальных шлаков - до 25 %; из скрапов - 50-70 %.

Металлическая фаза по химическому составу соответствует ферросиликомарганцу марки МнС 17.

Отвальный шлак ферросилиция имеет от 10 до 40 % металлической фазы в виде корольков, химический состав которых соответствует ферросилицию, при производстве которого получен отвальный шлак.

Таблица 3.2 - Гранулометрический состав материалов

При выплавке ферросиликомарганца в составе шихты используются окатыши, марганецсодержащий металлоконцентрат и отвальный шлак ферросилиция. Производство ферросиликомарганца с использованием в шихту вторичных материалов осуществляется на печах РКЗ-23 непрерывным процессом с закрытым колошником при вторичном напряжении 165 В. и силе тока 69 кА. На одну тонну выплавляемого сплава, в совокупности с окисным марганцевым сырьем и восстановителем, расходуется, кг:

• - окатышей - 25;
• - металлоконцентратов на основе отвальных шлаков - 28;
• - скрапов - 180;
• - отвального шлака ферросилиция - 100.

Использование указанных вторичных материалов при выплавке ферросиликомарганца марки МнС 17Р 50 позволяет повысить извлечение марганца на 4 % абс; снизить удельный расход электроэнергии на 5,3 %, марганецсодержащего сырья на 6,5 %, восстановителя на 15,6 %.

Технология получения сплавов ФС 45 и ФС 65 с использованием вторичных материалов основана на сплавлении шихты из отсевов ферросилиция и металлоконцентрата из отвального шлака ферросилиция. Процесс периодический, ведется в печах ДСП-1,5 под шлаками основностью до 0,5.

Оборудование и характеристика основных ферросплавных цехов

Производственный процесс в ферросплавном цехе включает три последовательные стадии: подготовку шихтовых материалов, плавку подготовленной шихты в электропечах, разливку и разделку готового сплава. В соответствии с этим современный ферросплавный цех состоит из отделения шихтоподготовки, плавильного корпуса и склада готовой продукции. В цехе с мощными рудовосстановительными печами они располагаются в отдельных зданиях, в цехе же с рафинировочными печами и металлотермических цехах - в одном.

Отделение шихтоподготовки

Отделение шихтоподготовки ферросплавного цеха предназначено для хранения, подготовки и дозирования шихтовых материалов. На отечественных ферросплавных заводах используют два различных варианта проектных решений шихтового хозяйства. На старых заводах каждый цех имеет собственный закрытый склад шихты. На открытом заводском складе обычно хранятся лишь те материалы, которые необходимы для работы нескольких цехов. Новые заводы отличаются централизованным хранением, подготовкой и распределением материалов по цехам.

Шихтовое хозяйство современного ферросплавного цеха, оборудованного мощными рудовосстановительными печами с централизованным обеспечением шихтой, включает напольный открытый склад сырых материалов (ОССМ), корпус вагоноопрокидывателей (ВО), закрытый склад (ЗССМ), корпус подготовки материалов (КПМ), корпус шихтовых бункеров (КШБ) с подготовленными материалами, дозировочные отделения (ДО) или дозировочные пункты (ДП), которые могут быть совмещены с КПМ или КШБ.

В шихтовом хозяйстве цеха для производства марганцевых и хромистых ферросплавов может быть предусмотрена соответствующая агломерационная или брикетировочная фабрика и цех обжига извести.

Напольный открытый склад сырых материалов служит для создания на заводе необходимого запаса сырых материалов, поставляемых из отдаленных районов, а также ведущих рудных материалов, суточный расход которых значителен. Материалы на этом складе хранятся в штабелях, разгружаются из вагонов козловыми грейферными кранами и в дальнейшем подаются железнодорожным транспортом через корпус ВО или по конвейерным галереям в ЗССМ.

При проектировании современных ферросплавных цехов для хранения шихтовых материалов предусматривается три типа складов:

• - закрытый грейферный с железнодорожной колеей, проходящей посередине склада;
• - закрытый бескрановый ангарного типа с конвейерной подачей и выдачей материала;
• - открытый с конвейерной подачей сырых материалов и мостовым грейферным перегружателем, который принимает, штабелирует и выдает материалы на подготовку.

Корпус ВО представляет собой здание ангарного типа с двумя сквозными железнодорожными путями, на каждом из которых установлен роторный стационарный ВО. С помощью ВО материал из вагона выгружается в подземные бункеры, оборудованные тарельчатыми питателями, и далее конвейерами большой производительности направляется на ЗССМ. В корпусе ЗССМ крупных ферросплавных цехов обычно не имеется железнодорожного въезда, а склад оборудован грейферными кранами, с помощью которых материал подается в КПМ.

В КПМ установлено необходимое сушильное, дробильное и классифицирующее оборудование, тип и количество которого определяются видами применяемых шихтовых материалов.

Для дробления кокса используют: четырехвалковые дробилки 13Д 900/700 с диаметром валков 900 мм разгрузочной щелью 0-50 мм, производительностью 35 т/ч. Для кварцита - конусные дробилки ККД-500 с разгрузочной щелью 75 мм, производительностью 150 т/ч. Для стружки - стружкодробилки СМ-2 с разгрузочной щелью 25 мм, производительностью 1,5-5 т/ч.

Для сортировки кокса применяют вибрационный грохот ГВР-1 производительностью 70 м³/ч; кварцита - грохот инерционный производительностью 300 т/ч. Транспортные пути восстановителя и рудного материала во избежание их преждевременного перемешивания из-за просыпи во время разрыва ленты не должны пересекаться. При объединенном шихтовом хозяйстве подготовленные шихтовые материалы из КПМ поступают в КШБ или на центральный распределительный пункт (ЦРП), где с помощью реверсивных конвейеров и системы передаточных конвейеров распределяются по ДО плавильных цехов.

Способы дозирования шихты

На ферросплавных заводах применяется порционное и непрерывное дозирование шихты. При порционном дозировании используют порционные весовые автоматы и вращающиеся барабанные смесители. На складе шихты подготовленные шихтовые материалы загружают в отдельные для каждой печи дозировочные установки, оборудованные автодозаторами. Затем компоненты, образующие калошу шихты, выгружают на конвейер или в скиповый подъемник и транспортируют в плавильный корпус цеха к печам.

При проектировании новых цехов дозировочные узлы выносятся из помещения склада шихты, а подготовленную шихту подают в бункеры дозировочных пунктов по конвейерам непосредственно из отделений подготовки.

При непрерывном дозировании составляющие шихты выдаются ленточными автоматическими дозаторами непрерывного действия, работающими с заданной производительностью. Для непрерывного дозирования используют дозаторы типа ДН-23 производительностью 65 т/ч (для кокса), 100 т/ч (для кварцита), 125 т/ч (для стружки). При одновременном дозировании заданное соотношение производительностей всех работающих дозаторов, соответствующее требуемому соотношению навесок компонентов в калоше шихты, соблюдается постоянным с помощью электронного регулятора соотношения.

Расчет шихты на определенную навеску ведущего компонента производит решающее устройство, в которое вводят требуемую величину соотношения компонентов шихты. Регулятор соотношения управляет группой работающих дозаторов по выходному сигналу ведущего дозатора. При любом мгновенном отклонении производительности ведущего дозатора регулятор соотношения пропорционально изменяет производительность остальных дозаторов. Все компоненты шихты выдаются на движущуюся конвейерную ленту и направляются в приемные бункеры печей. На ленте компоненты шихты, дозируемые одновременно в заданном соотношении, располагаются в виде слоя смешанных материалов. В приемных бункерах печей шихта представляет собой достаточно однородную смесь с требуемым соотношением компонентов шихты. В случае небольших и средних грузопотоков шихты все печи плавильного корпуса обслуживаются одной линией шихтоподачи; при больших грузопотоках такая линия обеспечивает шихтой каждые две печи.

Способы подачи шихты в печь

Применяются три варианта подачи сдозированной шихты в печные бункеры: линейный, кольцевой, скиповый (рисунок 3.4). При кольцевой и скиповой подачах шихты отделение шихтоподготовки расположено параллельно плавильному корпусу, а при линейной - в одну линию с плавильным корпусом.

При линейной подаче непрерывно дозируемые шихтовые материалы поступают сначала на горизонтальный конвейер, затем наклонным конвейером подаются на шихтовую площадку плавильного корпуса, перегружаются на расположенный вдоль цеха конвейер, с которого с помощью плужковых сбрасывателей каждый компонент шихты выгружается в отдельные бункеры печного пролета. Под бункерами расположен монорельс, по которому движется тележка с тензометрическими весами. В тележку загружается каждый компонент шихты, образуя общую колошу весом 800-1200 кг. в строгом соотношении согласно шихтовке. Затем из тележки колоша шихты выгружается в печные карманы.

Кольцевой способ подачи шихты позволяет уменьшить длину конвейерных лент, число перевалок и потери шихтовых материалов, а также снизить на 13-15 % капитальные затраты на строительство цеха. Подготовленные шихтовые материалы транспортируются грейферными кранами или ленточными конвейерами в бункеры готовой шихты дозировочного отделения. С помощью непрерывных дозаторов заданное количество различных шихтовых материалов подается на горизонтальный конвейер, затем по наклонному конвейеру в плавильный корпус, а оттуда челночным конвейером в печные карманы. Одна группа бункеров готовой шихты обслуживает одновременно две печи.

При скиповой подаче компоненты шихты дозируются в отделении шихтоподготовки в виде отдельной колоши, и шихта в плавильный корпус передается скиповым подъемником. При этом обеспечивается автоматическая подача шихты в печные карманы. Каждая печь обслуживается отдельной группой бункеров готовой шихты.

Себестоимость хранения, подготовки, дозировки и транспортировки шихтовых материалов в печные карманы, при скиповой подаче на 0,28-0,94 у.е./т меньше, чем при кольцевой и линейной. При движении шихты по конвейерному тракту за счет истирания образуется дополнительно 3-10 % коксовой мелочи фракции менее 5 мм. За счет налипания на ленту промасленной стружки и кокса их потери увеличиваются на 4,5 % и 3 % соответственно.

В современных цехах с мощными рудовосстановительными печами применяется в основном конвейерная подача сыпучих материалов. При этом, в связи с малым уклоном конвейерных лент (17°) и большой высотой цеха, галереи подачи сыпучих материалов занимают значительные площади. Применение скиповой подачи сыпучих материалов позволяет приблизить склад шихты и дозировочное отделение к плавильному корпусу.