Расчет потребности в основном оборудовании

Производительность скипового подъемника в связи с неравномерностью загрузки во времени и в связи с возможным увеличением производительности доменной печи рассчитывают с запасом - так, чтобы коэффициент загруженности подъемника не превышал 60...75% [3,4]. Расчетный коэффициент загруженности К_р, подъемника выражают в виде отношения потребного для печи с заданной производительностью числа подачи (Z_р) к теоретически возможному числу подач (Z_t) при непрерывной работе подъемника:

 

                                 К_р = 100 (Z_р / Z_t)                                               (2.7)

 

К_р = 100 (146,84/419,4) = 35.

Теоретически возможную производительность скипового подъемника (возможное число подач) определяют из соотношения:

 

                               Z₁ = 24 · 60 · 60/ t                                              (2.8)

 

где t - время подъема одной подачи, выраженное в секундах.

 

Z₁ = 24 · 60 · 60/206 = 419,4 подач в сутки,

 

                       t = п_к (t_п + t_к) + п_ж (t_п + t_ж)                                          (2.9)

 

где t_п - время подъема скипа на колошник, с;

   t_к и t_ж - время остановок скипа при загрузке соответственно кокса и железосодержащей части шихты в скип, с;

  п_к и п_ж - соответственно число скипов кокса и железосодержащих материалов в подаче.

 

t = 2 (38 + 12) + 2 (38+15) = 206 с

 

Время подъема скипа составляет 35…50с и в каждом конкретном случае определяется путем построения графика движения, учитывающего длину подъемника, скорость движения, время разгона в начале пути и торможения в конце; время стоянки скипа при загрузке кокса составляет 12...15 с, при загрузке железосодержащей части шихты 15...20 с.

Потребное или необходимое число подач (Z_р) определяют по заданной суточной производительности доменной печи (П_с, т/сут). При этом с учетом величины удельного расхода кокса и железосодержащей шихты на 1т чугуна суточный расход кокса Q_к составит (0,35...0,50) П_с5333,3т/сут, (0,35-0,5)5333,3=1866т/сут, а суточный расход железосодержащей шихты – Q_ж (1,75- 2,1) П_с 5333,3т/сут = 9333

 

Необходимое число подач по коксу составит:

 

                                 Z_р = Q_к / (Р_к п_к)                                             (2.10)

 

где Р_к - масса кокса в скипе, т.

 

Z_р = 1866/(5,05 · 2) = 185

 

Аналогичным образом определяют необходимое число подач по железосодержащей части шихты и для расчета коэффициента загруженности подъемника К_р берут большую величину. Масса материала в скипе:

 

                               Р = V_ск qk, т                                                      (2.11)

 

где V_ск - объем скипа, м³;

  q- насыпная масса материала, т/м³; 

  k - коэффициент заполнения скипа (0,85).

 

Насыпная масса кокса составляет около 0,45; агломерата 1,9; окатышей 1,9т/м³. Требуемая производительность скипового подъемника обычно достигается при объеме скипа V_ск, близком к 0,0065 V_п, где V_п - полезный объем печи.

 

Р_к = 20,8 · 0,45 · 0,85 = 7,956 т.

 

Производительность вагон - весов зависит от их грузоподъемности и организации совместной работы по скиповым подъемникам. Средняя часовая производительность вагона:

 

                           П_ч = 3600Рk/t, (т/ч)                                             (2.12)

 

где Р - грузоподъемность вагон весов, т

  k - коэффициент заполнения карманов (0,9);

  t - длительность цикла работы вагон-весов (с), включающая время набора материалов из бункеров их разгрузки в скип, передвижения от скиповой ямы к соответствующим бункерам и обратно и время простоя в ожидании скипов.

 

Величину t определяют путем построения графика совместной работы вагон-весов и скипового подъемника. Длительность определяемого таким образом цикла достигает 250 с, хотя длительность собственно доставки очередной порции материалов вагоном не превышает 1 мин.

 

П_ч = 3600 · 40 · 0,9/250 =518,4 ч.

 

Емкость бункеров для руды из расчета 2,5 м³ на 1 м³ объема печи - 6750м³; для кокса из расчёта 0,7 м³ на 1м³ объема печи – 1890 м³.

Производительность вагоноопрокидывателя (П, вагонов в сутки):

 

                            П = (1440 - t_п)/ t_р,                                                 (2.13)

 

где t_р - задолженность вагоноопрокидывателя на разгрузку одного вагона, мин;

  t_п - время простоев в сутки, мин.

 

Задолженность башенного или роторного вагоноопракидывателя на разгрузку одного вагона (подача вагона на люльку или ротор, опрокидывание вагона и его выдача) составляет 2...3 мин. Обычно вагоноопракидыватель занят разгрузкой 35...40% рабочего времени и разгружает около 70 вагонов за смену; в отдельных случаях занятость разгрузкой достигает 80% рабочего времени и количество разгружаемых вагонов достигает 170.

 

П = (1440 - 1152)/ 2 = 144 вагона

 

Число чугуновозных ковшей. Необходимое в доменном цехе количество (п) открытых грушевидных чугуновозных ковшей (парк ковшей) определяют по формуле:

 

                           п = п_об + п_рем, + П_рез,                                                (2.14)

 

где п_об, п_рем, п_рез - число ковшей, находящихся в обороте, ремонте и резерве соответственно.

 

Число ковшей, находящихся в обороте, равно

 

              n_об = П · п_П · t_об · k /(24 · Р · 0,8)                                          (2.15)

 

где П - суточная производительность печи, т/сут;

п_П - число печей в цехе, шт;

t_об - длительность цикла оборота ковша (5...7 ч);

k - коэффициент неравномерности выпусков чугуна (1,25);

Р- номинальная емкость ковша, 300 т;

0,8 - коэффициент заполнения ковша чугуном.

 

п_об = 5333,3 · 2 · 6 ·1,25/(24 · 300 · 0,8) = 14 ковшей.

 

Число ковшей, одновременно находящихся в ремонте:

 

                               п_рем = п_об (t_х.р. + п’ t_г.р)/ т t_об,                                         (2.16)

 

где t_х.р. и t_г.р - продолжительность холодного и горячего ремонтов соответственно, ч;

т - стойкость футеровки (число наливов) между холодными ремонтами, шт;

п’ - число горячих ремонтов, проводимых за одну кампанию между холодными ремонтами, шт.

 

Стойкость футеровки между холодными (капитальными) и горячими ремонтами составляет соответственно 350 и 115- 120 наливов.

Продолжительность ремонтов - около 100 и 8 ч.

 

п_рем = 14· (100 + 2 · 8) /120 · 6 = 2 ковша.

 

Число резервных ковшей:

 

                     п_рез =                                          (2.17)

 

где П_mах - максимальная производительность печи, т/сут;

   к - число выпусков чугуна в сутки на печи с максимальной производительностью.

 

Примерное число выпусков чугуна (т) в сутки на печах с одной леткой составляет 8...10, при двух летках 10...14; при трех-четырех летках 15...20.

 

п_рез = = 2 ковша

 

п = 13 + 2 + 2= 18 ковшей.

 

Число разливочных машин рассчитывают исходя из необходимости обеспечить разливку чугуна при его минимальном потреблении сталеплавильными цехами, то есть при остановках на ремонт конвертеров. Если разницу между суточной выплавкой чугуна и его потреблением сталеплавильным цехом обозначить Q_с (т/сут), а суточную производительность одной машины П_с (т/сут), то потребное число машин составит п = Q_с / П_с.

Суточная производительность одной машины при условии бесперебойной подачи ковшей равна:

 

                                     П_с = 0,995(Р · t_С / t_Ц), т/сут                           (2.18)

 

где Р - масса чугуна в ковше, т;

t_Ц - продолжительность цикла разливки одного ковша, ч;

0,995 - коэффициент учета потерь чугуна при разливке;

t_С - время работы машины в сутки (его принимают равным 20ч, остальное время затрачивается на ремонт желоба и эксплуатационные нужды самой машины).

 

П_с = 0,995(300 · 20/0,26) = 22916,5 т/сутки.

 

Продолжительность цикла разливки одного ковша складывается из времени t₁ разливки и времени t₂  между двумя разливками, затрачиваемого на захват и подъем ковша, обратный поворот порожнего ковша, замену ковша; величину t₂ принимают равной 10...15 мин, или 0,17...0,25 ч.

Продолжительность разливки одного ковша равна:

 

                         t₁ = 60 · Р · 1/ (· q · v), ч                                         (2.19)

 

где п_л - число лент;

   l - расстояние между изложницами (~ 0,3 м);

   q - масса чушки, т; 

   v - скорость движения ленты, м/мин.

 

Изложницы выполняют одноместными для получения чушек массой 45 кг или двухместными для получения двух чушек массой по 23 или 18 кг. Скорость движение ленты разливочных машин составляет 9,1...13,8 м/мин.

 

t₁ = 60 · 300 · 0,3 / (2 · 45 · 13) = 4,6I5 мин.

 

t_ц = t₁ + t₂ = 0,07 + 0,19 = 0,26 ч.

 

Q_с = 4570 т/сут.    п = 4570/22916,5 = 0,2

 

Число шлаковозов при ковшевой уборке шлака в доменном цехе определяют по формуле:

 

                               п = п_об + п_рем+ п_рез, шт                                     (2.20)

 

где - п_об, п_рем, п_рез - число шлаковозов, находящихся соответственно в обороте, в ремонте и резервных.

 

Число шлаковозов, находящихся в обороте равно:

 

                        п_об = , шт                       (2.21)

 

где Q – суточный выход шлака с одной печи, т/сут;

    п_П – число печей в цехе, шт.;

    κ – коэффициент неравномерности выпусков шлака (1,25);

    t_ОБ – продолжительность цикла оборота ковша, ч;

    V – объем шлакового ковша (11 или 16,5м³);

    d – плотность жидкого шлака (около 1,6 т/м³ );

    0,8 – коэффициент заполнения ковша;

    β_В и β_Н – доля верхнего и нижнего шлака соответственно.

 

Из общего количества шлака доля верхнего составляет 0,5…0,45, доля нижнего 0,5…0,55; время оборота ковшей с верхним и нижним шлаком в расчетах принимают близким к 5 ч.

 

п_об = = 50/10 = 5 ковшей

 

Число шлаковозов, одновременно находящихся в ремонте:

 

                        п_рем = п_об (t_р / t), шт                                              (2.22)

 

где t_р - продолжительность капитальных, средних и текущих ремонтов шлаковозов за кампанию, сут;

   t - продолжительность кампании ковша между капитальными ремонтами, сут.

 

Продолжительность компании между капитальными ремонтами принимают равной шести годам. За это время проводят два средних и шесть текущих ремонтов. Продолжительность капитального, среднего и текущего ремонтов составляет соответственно 3; 2,5 и 1 сут.

 

t = 365 · 6 = 2190 сут.

 

t_р = 3 + 5 + 6 = 14 сут.

 

п_рем = 4,4 · (14/2190) = 0,028 ковша.

 

Число резервных шлаковозов в соответствии с существующими нормами рассчитывают следующим образом:

 

                             п_рез = , шт                        (2.23)

 

где т_В и т_н - число выпусков верхнего и нижнего шлака соответственно.

 

Расчетное число выпусков верхнего шлака на печах с одной чугунной леткой составляет 16...20, на печах с двумя чугунными летками 20...24. Число выпусков нижнего шлака равно числу выпусков чугуна, данные о которых приведены при расчете количества чугуновозов [3,4].

 

п_рез =  = 6 ковшей.

 

п = 5 +  1 + 6 = 12 ковшей.

     

2.2 Технологическая часть