Материал: Проектирование ферросплавных цехов

В зарубежной практике шихтовый пролет иногда располагают непосредственно в плавильном корпусе, что значительно сокращает занимаемую предприятием площадь, однако, если в одном цехе расположены еще и продольные и поперечные пролеты, это создает неудобства в работе.

Расчет количества оборудования отделения шихтоподготовки

Общий запас шихтовых материалов в тоннах или м³ на складах для ферросплавного цеха рассчитывается, исходя из суточного расхода материалов и установленных норм запаса, по формуле:

(3.4)

где - суточный расход -того материала по цеху, т. или м³;

- нормативный запас -того материала, сутки (таблица 3.3);

- коэффициент неравномерности поступления грузов.

При установке в цехе однотипных печей суточный расход -того материала находят из выражения:

т (3.5)

где - суточная производительность печи, т/сут.;

- количество печей;

- расход - того материала на 1 т сплава, т или мі.

Таблица 3.3 - Нормы хранения шихтовых материалов, отходов и попутных материалов на складах ферросплавных цехов

Исходя из необходимого общего запаса шихтовых материалов, рассчитывают размер складов. Определяем длину склада при заданной ширине и высоте штабеля материалов.

Длина закрытого грейферного склада с шириной пролета и высотой вычисляем по формуле:

м (3.6)

где - насыпная масса шихтовых материалов, т/м³ (таблица 3.4);

- глубина закрома, равная 3,0; 4,0; 5,5 и 6 м.

Длина закрытого, напольного, бескранового склада шихты при ширине пролета 63 м. для типового склада рассчитывается по формуле:

м (3.7)

Длина открытого склада с конвейерной выдачей и грейферным перегружателем при ширине пролета , высоте штабеля , глубине закрома рассчитывается по формуле:

м. (3.8)

В таблице 3.3 приведены нормативные значения грузоподъемности крана и объема грейфера для различных сплавов в зависимости от мощности плавильного агрегата.

При расчете количества кранов исходят из затрат времени крана для подачи шихты на 1 тонну сплава, суточного производства сплава и планового времени работы крана. Необходимое количество кранов для обеспечения работы одной печи определяются по формуле:

(3.9)

где - время, затрачиваемое краном на подачу шихты для выплавки 1 т. сплава, мин/т;

840 - длительность работы крана в сутки, мин.

Значения рассчитывают исходя из насыпной массы шихты, вместимости грейфера и длительности одной крановой операции по уравнению;

мин. (3.10)

- насыпная масса шихты, расходуемой на выплавку одной тонны сплава, т/м³;

- насыпная масса - того компонента шихты;

- доля этого компонента в шихте;

- объем грейфера, м³;

- коэффициент заполнения грейфера (0,75-0,8);

- длительность одной выполняемой операции, составляющей в среднем 4 мин.

Таблица 3.4 - Плотность и насыпная масса шихтовых материалов и огнеупоров для ферросплавного производства

Таблица 3.5 - Характеристика кранового оборудования шихтового хозяйства

В современных цехах для разливки ферросплавов используются конвейерные разливочные машины. Кантовальное устройство машины расположено в разливочном пролете, а головка машины с приводной станцией - на складе готовой продукции, где остывающие слитки по течке сбрасываются в короба. Скорость остывания слитков зависит от марки сплава, поэтому конвейеры разливочных машин движутся с тремя-четырьмя скоростями. В отечественных ферросплавных цехах, построенных в последние годы, установлены конвейерные машины длиной 40 и 70 м. с одной или двумя лентами. В зарубежных цехах устанавливают конвейерно-тележечные разливочные машины. Например, в США машина этого типа используется для разливки высококремнистого ферросилиция и ферросилиция с магнием. Разливка производится из ковша, подвешенного на крюке крана, в поддоны глубиной 80 мм, опрыскиваемые графитовой эмульсией.

В последние годы за рубежом все шире применяют послойную разливку "на блок". В частности, на заводе по производству марганцевых сплавов в Канаде металл выпускают из печи по нескольким желобам в одну из трех разливочных постелей, футерованных с трех боковых сторон и снизу чугунными плитами. Передняя чугунная стена съемная, что обеспечивает доступ к слитку мощному фронтальному погрузчику. Площадь каждой постели составляет 9,4 х 7,8 м ², что позволяет разливать в ней 320-360 т. металла. Дно и углы постели футеруют некондиционной мелочью разливаемого сплава. Средняя толщина слоев, образующихся в постели, составляет 100-120 мм. Металл в постели остывает в течение 24 ч.

Для приема готового сплава при выпуске из печи на ферросплавных заводах используют ковши различной вместимости. Вместимость самого большого ковша достигает 20 м³. Масса пустого ковша с магнезитовой футеровкой составляет 62 т. Этот ковш используется для приема рудно-известкового расплава и силикохрома при производстве феррохрома методом смешения. Общий объем заливаемых расплавов в ковш составляет 15,9 м ³. На зарубежных заводах ковши для рудноизвесткового расплава имеют шлаковый гарнисаж. Шлаковый гарнисаж толщиной 100-200 мм на стенках и днище ковша образуется на специальном кантователе в результате вращения ковша со шлаком вокруг горизонтальной и вертикальной осей и его наклона вперед - назад.

Кирпичная кладка разливочных ковшей в ферросплавных цехах имеет ряд недостатков. К ним относятся: интенсивное размывание швов кладки, необходимость в труде высоквалифицированных каменщиков, трудоемкость чистки от настылей, высокая стоимость. В последнее время с целью механизации работ по замене футеровки, ее удешевления и повышения стойкости используют наливную футеровку из самотвердеющих смесей. В состав жидких самотвердеющих смесей входят наполнитель (смесь кварцевого песка и кварцитовых отсевов), связка (жидкое стекло) и отвердитель (кремнефтористый натрий или шлак производства рафинированного феррохрома). Наливная футеровка выполняется при помощи шаблона, вставленного в кожух. Период затвердевания массы составляет 40-60 мин. Отвердевшая футеровка просушивается в течение 14-16 часов. Наливная футеровка при разливке 65%-го ферросилиция выдерживает 96 плавок.

Чаще всего для приемки шлака используют чаши, отлитые из стали 35 Л. Так, для транспортировки шлака, получаемого при производстве силикомарганца и углеродистого ферромарганца, используют литые ковши емкостью 11 и 16 м ³. Ковши и чаши подаются к печам самоходными тележками по рельсовому пути. Для стационарных печей рельсовый путь выполняется прямым, для вращающихся печей - круговым. Тележки, подаваемые под летку для каскадного выпуска сплава и шлака, вмещают ковш и одну-три чаши.

Таблица 3.6 - Техническая характеристика разливочных машин

Характер-истика кранов	Мощность печи, МВА
Грузоподъемность, т	Объем грейфера, м 3	3,5	5	16,5	25	33	63
10	15	Мр,СК ФМн (с/у) ФХ(с/у) (н/у)	Мр,СК ФМн(с/у) ФХ(с/у) (н/у)	ФСХ, ФХ, ФМн, МнС	-	-	-
10	2	ФС	ФС	-	-
15	3,1	ФМн (с/у) ФХ(с/у) (н/у)	ФМн (с/у) ФХ(с/у)	ФСХ, ФХ, ФМн, МнС, ФС	ФСХ, ФХ, ФМн, МнС, ФС	ФСХ, ФХ(у)	-
15	4	ФС	-	-
15	5,3	-	-
20	4,3	ФСХ ФХ(у) МнС ФС ФМн(у)	ФХ(у) МнС ФС	ФСХ ФХ(у) МнС ФС ФМн(у)	ФСХ
30	10	ФСХ ФХ(у) МнС ФС ФМн(у)

Примечание: Числитель для двухленточной машины, знаменатель для одноленточной.