Внедрение в производство сплава ферросилиция марки ФС 75ч

В плавильном цехе используются трансформаторы следующих типов: ЭОЦНР -12500/10, ЭОЦН - 12000/10 , ЭОЦНК -16000/10, ЭОЦНК -21000/10, Трансформаторы указанных типов предназначены для установки внутри помещений. Охлаждение их осуществляется при помощи принудительной циркуляции масла через водяной охладитель. Трансформаторы размещены в трех специальных камерах, расположенных на отметке +5,4 м плавильного корпуса вокруг печи с таким расчетом, чтобы длина шинного пакета «коротких сетей» была минимальной. Каждый печной трансформатор состоит из собственно однофазного трансформатора, реактора и переключателя ступеней вторичного напряжения, которые расположены в общем баке, залитом трансформаторным маслом.

Печные трансформаторы типа ЭОЦНК-16000/10 и ЭОЦНК - 21000/10 при работе с установкой продольно-емкостной компенсации реактивной мощности имеют более высокие электротехнические показатели и их мощность соответственно 9200 и 9150 кА.

Особенностью трансформаторов тип ЭОЦНК 16000/10 является исполнение регулировочной обмотки главного трансформатора в виде автотрансформатора, электрически с обмоткой вольтодобавочного трансформатора, встроенных в оющий бак в трансформаторах типа ЭОЦНК 21000/10. Основная и регулировочная обмотка связаны индуктивно.

Конденсаторная батарея включена последовательно с обмоткой вольтодобавочного трансформатора и регулировочной обмоткой главного трансформатора.

Конденсаторы между собой соединяются по последовательно-параллельной схеме:

-количество параллельно соединенных конденсаторов в каждой секции (группе) - 12 штук конденсаторов типа КЭК066-40 или 6 штук конденсаторов типа КЭК066-80.

Максимальное количество последовательно соединенных секций (групп) на каждый трансформатор (фазу) - 11-15;

Суммарная рабочая мощность конденсаторной батареи на каждую печь составляет 13100 кВ А. Батарея состоит из 396 конденсаторов типа КЭК 0,66 -40 по 132 шт. в каждой фазе или из 198 конденсаторов типа КЭК 0,66-80 по 66 штук в каждой фазе. Трансформаторный агрегат включает в себя:

-главный трансформатор, имеющий основную и регулировочную обмотки;

-переключающее устройство с реактором;

-вольтодобавочный трансформатор.

Переключение ступеней вторичного напряжения производится дежурным электротехническим персоналом по указанию сменного мастера, может осуществляться дистанционно или вручную.

Переключение вручную производится, как правило, на отключенной электропечи.

При дистанционном переключении необходимо снизить токовую нагрузку до 1000 А, переключение производится при помощи рукоятки на пульте управления трансформаторами.



Таблица 2.7 - Характеристика системы из трех печных трансформаторов мощностью 27,0 МВА, 17 ступеней напряжения

№ ступеней	Суммарная установленная мощность кВА	Сторона высокого напряжения	Сторона низкого напряжения	Коэффициент трансформации	Отношение тока к напряжению сторон
		Вольт	Ампер	Вольт	Ампер
1	27000	10000	1560	225	69200	44,44	308
2	27000	10000	1560	220,5	70584	45,35	320
3	27000	10000	1560	216	71968	46,30	333
4	27000	10000	1560	212	73525	47,17	347
5	27000	10000	1560	208,5	74736	47,97	358
6	27000	10000	1560	204,5	76120	48,90	382
7	27000	10000	1560	201	77504	49,75	386
8	27000	10000	1560	197,5	78888	50,63	399
9	27000	10000	1560	194	80272	51,55	414
00	27000	10000	1560	190,5	81656	52,49	429
11	27000	10000	1560	187	83040	53,48	444
12	26400	10000	1522	183,5	83040	54,50	453
13	25950	10000	1496	180	83040	55,50	461
14	25500	10000	1470	177	83040	56,50	469
15	25050	10000	1445	174	83040	57,47	477
16	24600	10000	1419	171	83040	58,48	486
17	24150	10000	1393	168	83040	59,52	494

Определяем установочную мощность трансформатора по формуле:

,

где G - заданная производительность печи, т/сут;

24 - количество часов в сутках, ч;

cos ц - коэффициент мощности электропечной установки;

К - коэффициент, учитывающий простои печи и колебания электрического режима;

А - удельный расход электроэнергии

W = (96 х 4150) х (24 х 0,80 х 0,95) = 22133

Определяем cos ц установки из соотношения:

,

cos ц = 0,66 : 0,83 = 0,79

Принимаем 27000 кВ·А.

Определяем полезную мощность, выделяемую в ванне печи:

Рпол = W х cos ц х зэл , (2.1)

Рпол = 22133 х 0,79 = 17600 кВт

где W - полученная окончательно номинальная мощность трансформатора.

Рассчитываем рабочее полезное фазовое напряжение печи:

Uпол = С · Рnпол , (2.2)

Uпол = 4,2 · 176000,33 = 67,5 В

Вторичное линейное напряжение печного трансформатора определяем по формуле:

, (2.3)

Uл = (67,5 х v3) : 0,79 = 147,8 В.

Число ступеней напряжения определяем из соотношения:

+1 , (2.4)

n = (1,2 х 365 - 0,75 х 365): 6 +1 =22.

Силу тока в электроде определяем по формуле:

, (2.5)

J = 17600 : (3 х 67,5) = 86,9 кА

По найденной величине силы тока в электроде определяем его диаметр:

, (2.6)

dэл = (1,08 х 86900) : 67,5 = 1391 мм

Принимаем диаметр электрода равный 1391 мм. Проверка правильности определения диаметра электрода производится по допустимой плотности тока ( j · А/см2). Для этого определяется практическое значение j по формуле:

(2.7)

Jрасч = (4х 86900) : (3,14 х 14002) = 0,056 А/см2

Производим проверочный расчет зэл.

, (2.8)

Зэл. расч. = 0,0014 : (0,0011 + 0,0,00067,5) = 6,0

uде Rв - активное сопротивление ванны печи;

r - активное сопротивление короткой сети.

, (2.9)

Rв= 67,5: 86,900 = 0,001 Ом

Производим проверочный расчет cos ц

(2.10)

Кожух и футеровка электропечи.

Огнеупорная футеровка ферросплавной печи включает следующие участки: стены, подину, свод, выпускное отверстие. Для каждого участка применяются материалы соответствующие теплофизическим и термохимическим параметрам процессов, происходящих в данной зоне.

Футеровка ванны электропечи образует в период эксплуатации плавильное пространство, в котором протекают высокотемпературные восстановительные процессы, собирается и сохраняется шлак между выпусками.

Ванна печи состоит из кожуха и огнеупорной футеровки. Ванна должна обладать достаточной прочностью и жесткостью, высокой огнеупорностью, обеспечивающей работоспособность печи в течение не менее 16 лет.

Кожух ванны печи сварной из листовой конструкционной стали толщиной 20 - 25 мм. Основные размеры кожуха приведены в таблице 2.9.

Качество сварных швов должно быть проверено ультразвуком, дефектоскопом. Перед началом капитального ремонта с полной заменой ванны кожух монтируется в разлив очном пролете на стеллаже, изготовленном из рельсов и шпал. Уровень стеллажа должен превышать уровень решетки балок опорной плиты механизма вращения ванны на 20 мм, чтобы обеспечить надвижку новой ванны взамен демонтируемой.



Таблица 2.8 - Кожух ванны сварной из листовой конструкционной стали

Техническая характеристика ванн	Размеры
1	2
Диаметр кожуха максимальный, мм	9600
Высота ванны по кожуху, мм	5125
Диаметр песочного затвора, мм
- внутренний	9600
- наружный	10400
Внутренний диаметр ванны по кирпичной	8230
кладке, мм
Наружный диаметр по угольной футеровке, мм	8820
Внутренний диаметр ванны по угольной футеровке. Мм	8020
Глубина ванны, мм	2900

Для рабочего слоя используют периклазоуглеродистые огнеупоры, изготовленные из высокостойкого спеченного периклаза (с долей электро-плавленного периклаза порядка 30-70%) с остаточным содержанием углерода 5-17%. Горячие зоны футеруют периклазоуглеродистым кирпичом с содержанием остаточного углерода 10-15% и 95-97% MgO с добавкой 50% и более плавленого периклаза. В прочих участках верхней части стен применяют менее стойкий периклазоуглеродистый кирпич на пековой связке без применения плавленого периклаза с содержанием MgO 97% и остаточного углерода порядка 10-12%. Для нижней части стен (зона с наименьшей нагрузкой) используется периклазоуглеродистый кирпич на пековой связке с содержанием остаточного углерода 5%, в редких случаях - безуглеродистый. Кладку рабочего слоя стен ведут насухо к арматурному слою без зазоров, при необходимости вырезая замковый кирпич.

Футеровка выпускного отверстия. Выпускное отверстие формируется с помощью огнеупоров подготовленных форматов. Материалы, из которых изготавливаются данные изделия, должны иметь хорошую термостойкость и сопротивление физико-химическим воздействиям, эти показатели представлены в таблице 2.10. Футеровка выпускного отверстия состоит из гнездовых блоков, работающих в течение всей кампании, заменяемых колец и втулки, с отверстиями необходимого диаметра. К огнеупорам выпускного отверстия предъявляются повышенные требования: открытая пористость порядка 4%, предел прочности на сжатие 50-65 Н/мм. Гнездовые блоки изготавливают на пековой связке из плавленого и крупнокристаллического периклаза, втулки и кольца - на связке из синтетических смол с применением высокочистых синтетического или спеченного периклаза с добавкой антиоксиданта.

Электроды и их работа. В качестве проводника электрического тока на участке от контактных щек до плавильной зоны печи применяются непрерывные само обжигающиеся электроды. Электроды являются одним из основных элементов печи, от удовлетворительной работы которых зависит результат работы печи и технико-экономические показатели процесса плавки. Самообжигающийся непрерывный электрод представляет собой цилиндрический, диаметром 1400 мм, скоксованный из углерод истой электродной массы блок, непрерывно расходуемый с одного конца ( в ванне печи) и наращиваемый (накоксовываемый) с другого (отм + 22 м) в течение всего времени эксплуатации печи.

Электрическая энергия, подаваемая в электропечь, преобразуется в тепловую не только в дуговом разряде, сосредоточенном у рабочего конца электрода, но и стекает с его боковой поверхности в виде токов шихтовой проводимости. Поэтому электрод изнашивается не только с конца, но и по диаметру.

Электрод из пластичной массы формируется в кожухе, который изготавливается из стального листа в виде отдельных стандартной длины секций в соответствии утвержденных рабочих чертежей и технических условий. Для их изготовления используется стальной лист толщиной 3 мм марок Ст-2 или Ст-3 (ДСТУ 2651-94 (ГОСТ 380-94).

Стальной лист, из которого изготавливается кожух, должен быть одинаковой толщины, не иметь следов коррозии, раковин, расслоений и коробления. Стык листа, свернутого в цилиндр, варится сплошным швом. Края цилиндра после сварки стыка загибаются одним или двумя зигами с каждой стороны. В каждом ребре просекаются сквозные отверстия, назначение которых усилить сцепление коксующейся массы с кожухом ребра с одной стороны выступают за пределы цилиндра.

При наращивании кожухов электродов открытых печей производится сваривание всех ребер сопрягаемых секций, при этом сварка производится по всей их ширине.

Основным источником тепла для обжига электродной массы в процессе эксплуатации электродов служат: передача тепла по обожженной части электрода из ванны печи, тепло, выделяющееся в сопротивлении столба электрода между контактными щеками и поверхностью колошника печи, теплоизлучение колошника и тепло, выделяемое сгорающими газами. Первая стадия обжига массы по длине 1 м состоит в нагреве ее от 25 до 65⁰С, в результате чего еще пластичной. На последней стадии обжига под щеками температуру массы повышают до 800⁰С, из под щек электрод выходит обожженным. Набивка кожухов электродной массой должна производиться не реже одного раза в сутки.

Печи плавильного цеха оборудованы системами водоохлаждения, предназначенными для обеспечения охлаждения деталей, находящихся в зоне воздействия печных газов, нагретых до высоких температур и интенсивного теплового излучения, с целью обеспечения их длительной службы.

Непрерывное и интенсивное охлаждение деталей и узлов, работающих в зоне высоких температур, является одним из главных условий их надежной и длительной работы.

Водоохлаждаемые узлы и детали печей имеют специальные герметичные полости или трубы, которые охлаждаются проточной водой и тем самым охлаждают узел или деталь.



Таблица 2.9 - Перечень охлаждаемых элементов печей

Наименование водоохлаждаемых элементов	Закрытая печь	Открытая печь
	Количество, шт.
	Элементов	Точек ввода воды	Элементов	Точек ввода воды
1.Контактные щеки	30	18	30	18
2.Нажимные кольца	3	6	3	6
3.Траверсы токоподвода	3	6	3	6
4. Подвижный башмак	6	6	6	6
5.Неподвижный башмак	6	6	6	6
6.Щитки мантеля	-	-	12	12
7.Стальные секции свода	6	6	6	6
8.Медные секции свода	15	9	15	9
9.Загрузочные воронки	3	6	-	-
10.Газоотводящие стаканы	2	6	-	-
12.Форсунки газоотвода	6	2	-	-

Система водоохлаждения печи также включает в себя грязевики, напорные коллекторы, сливные воронки и трубы подачи и отвода воды.

Таблица 2.10 - Техническая характеристика системы водоохлаждения

Наименование показателей	Тип печи
	закрытая	открытая
1.Давление воды в напорном коллекторе, кг/см2 не менее	1,5	1,5
2. Температура охлаждающей воды, оС не выше: - на входе - на выходе	30 50	30 50
3. Расход охлаждающей воды: м3/час	400-600
4. Количество точек подвода (отвода) воды.	80	75

2.4 Краткая характеристика ферросплавной печи по основным узлам и элементам в условиях ПАО ”СЗФ”

Определяем геометрические размеры круглой ванны трех электродной ферросплавной печи мощностью 27 МВ·А для выплавки ферросилиция.

Диаметр распада электродов:

Д_р = 2,6 · 1400 =3700 мм

Расстояние между осями электродов:

Р = 0,5 · v3 · 3700 = 3200 мм

Диаметр рабочего пространства ванны:

Д_в = Р_р + Д_эд + 2?

Д_в = 3700 + 1400 + 2 (1,05 · 1400) 8020 мм

Д_в = 5,7 · 1400 = 8020 мм

Глубина ванны:

h_в = 2,4 · 1400 = 3360 мм

Заглубление электрода в шихту:

h_эд = 1,1 · 1400 =1540 мм

Высота угольной футеровки:

h = 0,65 · 1400 =910 мм

Принимая толщину футеровки стен ?ц = 790 мм

Определяем диаметр кожуха.

Д_к = 8020 + 2 · 790 = 9600 мм

Полученные геометрические размеры соответствуют размерам ванны печи типа РКЗ - 27.

Таким образом, на основании выполненных расчетов геометрических и электрических параметров печи предлагается использовать при реконструкции печь типа РКЗ - 27 МВ · А.

Рудовосстановительная ферросплавная печь РКЗ -27 для производства ферросиликомарганца непрерывным процессом. Основные технические данные электропечи приведены в таблице 2.12.



Таблица 2.11 - Основные технические данные электропечи РКЗ - 27

Наименование параметров	Номинальные нормы параметров
Номинальная мощность электропечи КВ·А	27000
Использованная активная мощность МВ·А	18
Вторичное напряжение, В	225-168
Ток в электроде А	69200 - 83040
Диаметр ванны (внутренний по футеровке), мм	8000
Количество электродов, шт.	3
Диаметр электродов, мм	1400
Диаметр распада электродов, мм	3700
Количество леток	1

Параметры электропечи № 2

1. Диаметр кожуха максимальный, мм……………………...9600

2. Высота ванны по кожуху, мм……………………………...5125

3. Внутренний диаметр песочного затвора, мм……………..9600

4. Внутренний диаметр ванны по кирпичной кладке (выше угольной футеровки), мм.………………………….…………………………...8230

5. Внутренний диаметр ванны по угольной футеровке, мм……………………………………………………………………...8020

6. Глубина ванны, мм…………………………………………2900

7. Расстояние от подины до низа воронки, мм………….…..3275

8. Высота угольной стеновой обстановки ванны, мм

9. Толщина подины общая, мм:……………………..………..2200

в т.ч. угольной части……………….……………………..…...1320

10. Количество леточных узлов, шт……………..……………….2

11. Диаметр электрода , мм……………………………………1400

12. Распад электродов, мм……………………………………..3900

13. Расход основных огнеупорных материалов на футеровку ванны печи:

- масса футеровки общая, т…………………………………..482

в том числе

- углеродистые блоки, т………………………………………128

- высокоглиноземистый кирпич, т……………………………125

- доменный кирпич, т ………………………………………...135

14. Линейный ток, А………………………………..68825-97525

15. Фазный ток, А……………………………………39783-56373

16. Плотность тока в шинном пакете, А/мм^{2……………..}1,38-1,96

17. Плотность тока в гибких связях, А/мм^{2………………….}0,66-0,94

18. Плотность тока в токовых трубах, А/мм^{2 ……………...}1,88-2,66

19. Плотность тока в контактной щеке, А/см^{2……………..}1,66-2,35

20. Плотность тока в электроде, А/см^{2…………………………}4,47-6,34

21. Рекомендуемая плотность тока в электроде, А/см^{2 ..}5,0-5,5

22. Вторичное линейное напряжение х.х., В………….230,5 - 140

2.5 Последовательность технологических стадий выплавки ферросилиция марки ФС-75

2.5.1 Дозировка шихтовых материалов

Группа бункеров из четырех-шести бункеров, выполненных из листовой конструкционной стали толщиной 8 мм в виде усеченных пирамид.
Бункера предназначены для раздельного хранения сортированных шихтовых материалов и постепенного их расходования в процессе дозирования.

К нижней части к каждому бункеру крепятся вибропитатели с направляющими лотками.

Загрузка бункеров шихтовыми материалами производится мостовыми грейферными кранами закрытого склада шихты. При этом один из них заполняется сортированным кварцитом, второй - сортированным коксом, третий - стальной стружкой, четвертый, пятый, шестой являются резервными или заполняется газовым углем, скрапом ферросилиция и другими материалами используемыми в данный период.

При эксплуатации необходимо следить за целостностью стенок бункеров, т.к. они подвержены повышенному износу из-за абразивного действия проходящих через них материалов.

Автоматический весовой дозатор.

Назначение и техническая характеристика. Весовой дозатор 986 Д-0,5 предназначен для порционного дозирования сыпучих материалов и состоит из следующих основных узлов:

- весовая воронка с рамой;

- тензодатчик;

- электронных измерительных приборов;

- электрооборудования, входящего в систему автоматики.

Электровибропитатель служит для подачи материалов из расходного бункера в весовую воронку и состоит из лотка, подвешенного к расходному бункеру и вибропитателя или вибродвигателя, закрепленного на лотке.

Разгрузка материала из весового бункера осуществляется посредством затвора. В качестве привода затвора используется винтовой моторный привод с двигателем переменного тока. Подача напряжения в схему управления осуществляется автоматическим выключателем.

Схемой предусмотрено управление приводом затвора весового бункера, а также подача команд на работу питателя загрузки в трех режимах: автоматическом, наладочном и дистанционном (с пульта печи).

При автоматическом управлении набор заданной дозы материала в бункер дозатора осуществляется автоматически по командам, подаваемым от смежных механизмов. Разгрузка бункера также осуществляется автоматически после набора заданной дозы и при разрешении на это от смежных механизмов.

При наладочном режиме управление затвором и питателем осуществляется с поста местного управления, находящегося в непосредственной близости от механизмов дозатора. При дистанционном режиме управления затвором и питателем осуществляется с пульта управления печи.

Технические данные весодозатора:

тип дозатора - тензометрический;

пределы взвешивания, кг. - от 25 до 500;

указатель - тензометрический прибор КСТЗ-С;

цена деления шкалы указателя, кг - 2;

основная допустимая погрешность

взвешивания от наибольшего предела взвешивания, %,

не более - 0,5;

- полезный объем весового бункера, м³ - 0,5;

- тип вибродвигателя - ИВ-128;

- тип вибропитателя - электровибрационный 185 А-НТ;

- тип затвора на выдаче материала - челюстной;

- привод затвора - электромеханический;

- расстояние весов до указательного прибора, метров, не более - 10;

-продолжительность одного цикла взвешивания, минут, не более - 2;

-эксплуатационное количество взвешиваний в час - 18-20;

-тип питающего тока - переменный;

-напряжение, вольт - 380/220;

-частота тока, герц - 50 +1;

-управление - автоматическое и ручное;

-потребляемая мощность , кВт, не более - 3;

-масса, кг, не более - 2000.

Бункер-воронка выполнена в виде усеченной пирамиды, сварной из конструкционной листовой стали толщиной 8-10мм, изнутри футерована броневым листом толщиной 20мм. Бункер-воронка располагается под перекрытием пола дозаторного помещения. В перекрытии имеются отверстия прямоугольной формы для просыпания сдозированных шихтовых материалов при срабатывания затвора весового бункера.

В своей нижней части бункер-воронка переходит в течку прямоугольного сечения 400х800мм. При работе необходимо следить за целостностью бункера и его течки.

Образование отверстий в стенках бункера или его течки не допускается, обнаруженные отверстия должны быть заварены или произведен соответствующий ремонт.

2.5.2 Подача шихтовых материалов в печь

Передаточная тележка представляет собой самоходную тележку напольного типа с электромеханическим приводом. Тележка перемещается по рельсовому пути, расположенному перпендикулярно оси скипового подъемника.

Передаточная тележка состоит из:

-сварной рамы из конструкционной стали;

-ходовой части с электромеханическим приводом, состоящим из электродвигателя и цилиндрического редуктора;

-на раме установлены две течки с проходным сечением 450х1000 мм в своей верхней части, межосевое расстояние по верхнему сечению течек 1000мм.

Техническая характеристика передаточной тележки:

- электродвигатель: тип………………………………………… - АО41-6;

мощность, кВт………………………………………………………….- 1,0;

число оборотов, об/мин……………………………………………… - 980;

- редуктор тип…………………………………………………. - ПД-2-25;

- колея рельсового пути, мм………………………………………. - 1500;

- ход тележки, мм……………………………………………………- 1000.

Ход тележки ограничивается конечными выключателями, установленными на рельсовом пути. В зависимости от того, который из скипов находится в нижнем положении, происходит передвижение тележки в сторону этого скипа. В это же время продольная ось бункер-воронки совмещается с осью верхнего сечения соответствующей течки передаточной тележки, при этом нижнее сечение течки располагается над скипом. После загрузки шихты в скип и начала его подъема происходит включение привода тележки и под течку бункера-воронки устанавливается течка, направленная в другой скип.

Весь цикл движения тележки автоматически связан с движением скипов.

Скиповый подъемник.

Скиповый подъемник включает в себя:

-скиповую лебедку типа СК5-80;

-два скипа емкостью 2,5 м3 каждый;

-двухручьевые шкивы диаметром 1200 мм;

-наклонный мост.

Техническая характеристика скиповой лебедки:

- грузоподъемность, тонн, не менее……………………….………..- 7,0;

- скорость подъема (опускания), м/мин. ……………………. - 70,4-80,0;

- передаточное число редуктора…………………………………... - 24,6;

- скорость вращения барабана, об/мин……………………….- 18,4-71,7;

- рабочая длина одной ветви каната, м……………………………… - 60;

- максимальный тормозной момент рабочего тормоза, кг/см-…...22000;

- максимальный тормозной момент аварийного тормоза, кг/см. -.80000;

- способ смазки………………………………………………….- вручную.

Скип представляет собой сварную емкость, открытую сверху. Скип изнутри футеруется облицовкой из марганцовистой стали. К нижней части скипа крепятся буксы ходовой части со скатами. С боков приварены две цапфы, на которые монтируются тяги упряжи скипа.

Техническая характеристика скипа:

- объем скипа, м³…………………………………………………....... - 2,5;

- длина скипа, мм…………………………………………………...- 1700;

- колея, мм …………………………………………………………. - 1200;

- диаметр скатов, мм………………………………………………... - 500.

К балансу тяг упряжи скипа одним концом стропятся тяговые троса диаметром 28 мм, для направления которых на этажерке в верхней части скипового моста крепятся двухручьевые направляющие шкивы.

Наклонный скиповый мост представляет собой мощную сварную конструкцию, смонтированную под углом и соединяющую закрытый склад шихты и плавильный корпус. Нижний конец скипового моста опирается на фундамент скиповой ямы, а верхний крепится к металлоконструкциям плавильного корпуса, средняя часть моста поддерживается опорными колоннами. Вдоль скипового моста для перемещения скипа уложен рельсовый путь, который в верхней части имеет лекальный участок, служащий для опрокидывания скипа при подходе его к приемному бункеру.

Техническая характеристика скипового подъемника:

- длина скипового моста, м……………………………………….- 42,1;

- угол наклона, град……………………………………………… - 48,5;

- количество путей, шт. ……………………………………………… - 2;

- колея, мм………………………………………………………... - 1200;

- отметка нижней части моста, мм……………………………… -4000;

- отметка верхней части, мм…………………………………. - +22200.

Приемный бункер.

Приемный бункер предназначен для передачи шихты из скипа в загрузочную тележку, он является промежуточной емкостью и никаких запорных устройств не имеет.

Бункер выполнен в виде усеченной пирамиды сварным из листовой стали марок Ст.2 или Ст.3 толщиной 10мм, изнутри футерован стальными листами такой же толщины или плитами из марганцовистой стали. В нижней части имеет прямоугольное отверстие, для выхода шихты самотеком на течку. Конструктивно бункер выполнен за одно целое с открытой течкой. Нижний срез течки располагается над местом остановки загрузочной тележки. Запорных устройств карманы не имеют. Емкость каждого кармана 3 м3.

Для обеспечения работы загрузочной тележки в автоматическом режиме в каждом кармане установлены датчики нижнего уровня шихты, импульсы от которых подаются как в цепи автоматического управления, так и на сигнальные лампы пульта управления.

Печные карманы располагаются через равные промежутки вокруг печи (верх карманов - отметка +15,0 м) вдоль внутреннего рельса загрузочной тележки.

Печные карманы и шихтоспускные течки должны находиться в исправном состоянии.

Неисправность печных карманов и течек может привести к просыпанию шихты, а это в свою очередь к электрическим замыканиям на короткой сети, загрязнению свода и рабочей площадки, травмированию персонала.

Приемный бункер оборудован автоматическим сигнализатором прохождения через него шихты. Нормальное прохождение шихты характеризуется кратковременным вспыхиванием контрольной лампы на пульте управления системой шихтоподачи.

Постоянное горение лампы означает зависание шихты в бункере.

В процессе работы необходимо обращать внимание на чистоту в камере приемного бункера, не допускать просыпания значительного количества шихты. Уборка производится согласно установленному графику.

Загрузочная тележка.

Загрузочная тележка предназначена для распределения колош шихты (или отдельных её компонентов) по печным карманам (бункерам).

Загрузочная тележка представляет собой тележку напольного типа с двумя парами колес и электромеханическим приводом. На раме тележки установлен бункер.

Бункер сварной из листовой конструкционной стали толщиной 10мм. В своей нижней части, обращенной в сторону центра печи, бункер имеет выпускной клапан прямоугольной формы размером 400х1360 мм. Запирающее устройство - электромеханическая защелка.

Электромеханический привод тележки включает в себя электродвигатель, редуктор и открытую цепную передачу, через которую усилие передается на ведущую колесную пару.

Загрузочная тележка перемещается по кольцевому рельсу, уложенному вокруг печи на отметке +15,0 м. Для обеспечения устойчивого движения по кольцевому пути, колеса одной оси имеют различный диаметр, оси располагаются под определенным углом друг к другу.

Питание электродвигателя перемещения тележки, а также подача напряжения на электромагнит, откидывающий защелку выпускного клапана, осуществляется посредством троллей.

Техническая характеристика загрузочной тележки:

- грузоподъемность , кг ………………………………………….. - 2000;

- емкость бункера, м³ ……………………………………………….. - 1,86;

- скорость передвижения (по оси колеи), м/мин……………………..- 30;

- радиус рельсового пути (по оси колеи), мм……………………... - 6100;

- общее передаточное число……………………………………… - 33,4;

- передаточное число цепной передачи……………………………... - 2;

- время одного полного оборота загрузочной тележки вокруг печи (цикл), мин…………………………………………………..……………...- 1,3;

- колея, мм…………………………………………………………. - 1000;

- направление движения - против часовой стрелки.

После высыпания шихты из приемного бункера в бункер загрузочной тележки и отдачи соответствующих команд в цепях автоматического управления или нажатием кнопок дистанционного управления начинается движение тележки по кольцевом маршруту. Проходя мимо печных карманов, загрузочная тележка последовательно воздействует на конечные выключатели, установленные у каждого кармана. У нужного кармана (выбранного дистанционно с пульта управления или первого незаполненного при автоматическом управлении) тележка останавливается, электромагнит оттягивает защелку и шихта высыпается в карман. После опорожнения бункера включается механизм передвижения тележки и тележка направляется к нулевому карману, расположенному под течкой приемного бункера. При подъезде к этому карману люк выпускного клапана упирается в направляющие, посредством которых происходит закрытие люка на защелку,

Под течкой приемного бункера тележка останавливается и цикл загрузки завершается, тележка может принимать следующую порцию шихты.

Во время приемки-сдачи смены, а также в процессе работы необходимо:

поддерживать чистоту и порядок на кольцевом рельсовом пути;

проверять натяжение и исправность тяговой цепи;

проверять исправность механизма открытия выпускного люка;

проверять работу и состояние упора закрытия люка.

Загрузочная тележка включена в систему автоматического управления со смежными механизмами.

2.5.3 Ведение процесса выплавки ферросилиция ФС 75ч

Выплавка ферросилиция производиться в рудотермических печах непрерывным процессом, т.е. при непрерывной загрузке шихтовых материалов и периодических, в соответствии с графиком, выпуском сплава и шлака.

Нормальный технологический ход процесса определяют, в основном, следующие факторы:

- качественная подготовка шихтовых материалов;

- правильное дозирование шихты;

- точное соблюдение установленное электрического режима;

- поддержание длины электродов в заданных пределах;

- своевременный выпуск сплава и шлака из печи;

- установленный газовый режим (для закрытых печей)

-высокая квалификация обслуживающего персонала, позволяющая своевременно и качественно обслуживать печь, объективно оценивать ход технологического процесса, своевременно и достаточно быстро устранять факторы, возмущающие нормальный ход процесса.

Нормальный ход технологического процесса характеризуется следующими признаками:

- глубокая (на 100-150 мм выше нижнего концевого ограничителя хода электрода) и устойчивая посадка электродов при заданной мощности печи;

- равномерный сход шихты вокруг каждого электрода;

- равномерное выделение по всей поверхности колошника газа, при догорании которого пламя имеет соломенно-желтую окраску, отсутствие участков спекшейся шихты, сильных местных выделений газа («свищей»);

- максимальное использование мощности печи на данной ступени напряжения;

- равномерная, устойчивая, полная токовая нагрузка на всех электродах;

- равномерный выход сплава на каждом выпуске в соответствии с загруженной шихтой и расходом электроэнергии;

- свободный выход жидкоподвижного шлака на каждом выпуске в количестве 4-8% от массы сплава. Особое внимание следует обращать на выход шлака при выплавке ферросилиция марок ФС 20 и ФС 25, не допуская скопления его в печи;

- в конце выпуска после выхода основной массы сплава летка должна быть свободной, чему подтверждением должен служить выход под небольшим давлением газа.



Таблица 2.12 - Расчетное положение рабочего конца электрода в ванне печи

Сплав	Длина электрода, мм	Расстояние от рабочего конца электрода до подины, мм
		При низкой посадке эл-да	При высокой посадке электрода, мм
ФС 65	2900-3000	1215-1115	2015-1915
ФС 75	2900-3100	1215-1015	2015-1815

Из приведенных данных видно, что при выплавке ферросилиция при низкой посадке электрода его рабочий конец удален от подины на 1015-1215 мм. Эта величина сопоставима с диаметром электрода и при ее соблюдении обеспечивается достаточный прогрев подины печи.

При высокой посадке электрода его рабочий конец удален от подины на 1815-2015 мм, что приводит к перемещению зоны плавления на 800-1000 мм выше оптимального уровня и приводит к подстуживанию нижних горизонтов ванны печи.

При снижении активной мощности печи в часы ограничения происходит снижение напряжения и мощности дуги, что, при высокой посадке электродов, приводит к еще большему подстуживанию подины печи и переносу зоны плавления в верхние горизонты ванны печи. В результате, в случае высокой посадки электродов, после окончания периода ограничения и увеличения мощности печи наплавленный металл и шлак не может опуститься в нижние горизонты печи, а более мощной дугой выдавливается на колошник печи. Исходя из этого при ограничении мощности электропечь должна работать с максимально низкой посадкой электродов в ванне печи.

Расстройства технологического хода печи и меры по их устранению.

Нарушение шихтовки печи, электрического режима, ненормальная длина электродов, некачественная подготовка шихтовых материалов, а иногда и несвоевременное обслуживание печи, приводят к расстройствам технологического хода печи, ухудшению технико-экономических показателей производства и условий труда обслуживающего персонала, сокращению срока службы оборудования печи.

При ликвидации всех видов технологических расстройств необходимо иметь в виду, что рудотермические печи большой мощности, обладают большой инерционностью, поэтому при даче технологических добавок их полный эффект достигается тогда, когда они достигают реакционных зон.

2.5.4 Выпуск и разливка сплава

Подготовка разливочных ковшей к выпуску.

В эксплуатации используются разливочные ковши номинальной емкостью 3 м³, имеющие огнеупорную футеровку, выполненную согласно требованиям ИЭ „Ковши под жидкий ферросилиций”.

Футеровка ковша подвергается очередному текущему ремонту после того, как в него не умещается масса сплава нормального выпуска, или он отработал установленное количество выпусков.

Предельная норма продолжительности работы ковша, после чего ковш отправляется на чистку и ремонт футеровки, устанавливается при выплавке ферросилиция:

ФС 20, 25…………………………………………………..30-35 выпусков,

ФС 45 .................................................................................. 25-30 выпусков,

ФС 65....................................................................................15-20 выпусков,

ФС 75.........................................................................................12 выпусков,

ФС 90..............................................................................................4 выпуска.

Отремонтированный или зафутерованный вновь ковш, должен быть просушен.

В конце сушки температура кожуха ковша должна быть не менее 100 °С.

Запрещается использование в работе сырого или недостаточно просушеного ковша, т.к. это может вызвать выброс сплава или преждевременный износ футеровки.

После каждой разливки производится чистка ковша от шлаковой корки, настылей и остатков сплава. Чистка производится на стенде у печи или на установке для чистки ковшей согласно требований инструкции по эксплуатации.

Во время чистки горновой осматривает ковш и оценивает состояние его футеровки и кожуха. При обнаружении каких-либо существенных дефектов, горновой докладывает об этом плавильщику (если самостоятельно не может устранить), последний совместно со сменным мастером принимает решение о возможности дальнейшей эксплуатации ковша или вывода его в ремонт.

Горновой, перед каждым выпуском, расчищает сливной носок ковша и заправляет его песком, а при необходимости производит мелкий ремонт ковша (замена отдельных кирпичей верхнего ряда футеровки, подмазка глиной и т.п.).

Организация выпусков сплава из печи.

Регулярность выпусков сплава из печи оказывает значительное влияние на ход технологического процесса. Частые выпуска сплава приводят к большим тепловым потерям через леточное отверстие, а также увеличивают потери сплава при выпуске и разливке. Слишком редкие выпуска приводят к перегреву сплава, увеличению улета кремния с газами, ухудшению посадки электродов в шихте, общему расстройству технологического хода печи. Рекомендуемое количество выпусков сплава за смену приведено в табл. 2.14.

Таблица 2.13 - Количество выпусков сплава за смену разных марок ферросилиция

Сплав	ФС 45	ФС 65	ФС 75
Количество выпусков	5-6	4-5	4-5

Продолжительность выпуска должна составлять 25 - 30 мин.

Разделка летки производится с помощью стального прута диаметром 25 мм посредством аппарата прожига. Для обеспечения достаточно энергичного и беспрепятственного выхода сплава и шлака лётка прожигается достаточно широко, до диаметра 60-120 мм (в глубине лётки в самой узкой её части). Летка должна иметь правильную круглую форму и конусность, основанием в сторону сводика, а вершиной в сторону - лёточных блоков.

Нормально на каждом пуске сплава из печи должно выходить не менее 4 % шлака от массы выпущенного сплава. Во время выпуска, и особенно в конце его, для облегчения выхода сплава со шлаком летку необходимо прошуровывать стальным прутом.

Запрещается прошуровка лётки при включенном аппарате прожига, т.к. это приводит к разрушению угольных блоков и набивки электродной массы в глубине лётки и изменению формы лёточного отверстия, появлению «бочкообразной» лётки.

Если при прошуровке летка затягивается густым шлаком и выход сплава и шлака затрудняется, то необходимо осуществлять подогрев лёточного отверстия электрической дугой через аппарат прожига.

При этом необходимо сначала очистить от шлака наружную часть лёточного отверстия и только после этого производить прогрев в глубине лётки не нарушая при этом её конусности.

Причины прекращения выхода шлака из печи должны выясняться и своевременно устраняться.

По ходу выпуска и заполнения 1/4 - 1/3 части ковша даеться загрузка сидерита лопатами несколько (10-15) лопат в место падения струи метала, а так-же подача коксовой мелочи для теплоизоляции зеркала сплава и облегчения удаления шлаковой корки при чистке ковша после разливки сплава. Для облегчения схода шлака по выпускному желобу на него также в процессе выпуска забрасывают коксовую мелочь.

Уровень сплава в ковше должен быть ниже уровня сливного носка не менее чем на 100 мм. Заполнение ковша сплавом выше указанного уровня запрещается.

Сменный мастер и плавильщик, по ходу выпуска сплава и по температуре сплава, («холодный», «горячий», бурный, вялый) и шлака (жидкий, вязкий), и по характеру выделения газов через летку уточняют сведения о состоянии печи, и в случае необходимости принимают меры по корректировке технологического процесса.

Отбор проб для экспрессного определения содержания кремния и алюминия в сплаве производится горновым, в следующем порядке:

-Проба отбирается один раз, в середине выпуска, после схода основной, бурной струи сплава и выливается на чистую чугунную плиту в одну лепёшку.

-Отобранная проба доставляется горновым в экспресс-лабораторию для её дальнейшей подготовки и определения содержания кремния в сплаве.

-Ковш, с подготовленным к разливке сплавом, электро мостовым краном подается на разливочную машину. Разливка отдельных, высококремнистых сплавов (ФС 75ч, ФС 90) может производится в стационарны а также в чугунные изложницы.

Нестандартный по содержанию кремния и загрязненный шлаком ферросилиций в кусках, чушках или в виде скрапа переплавляется через колошник печи или через ковш при выпуске сплава из печи. Количество задаваемого в ковш ферросилиция определяется в зависимости от массы выпуска, содержания кремния и температуры сплава, но не должно превышать 200 кг на выпуск.

Шлак от выплавки ферросилиция, после обогащения, переплавляется внутри предприятия, в электропечах или складируется и затем реализуется сторонним потребителям как кремнийсодержащее сырье. Допускается переплав шлака при производстве других видов ферросплавов.

65-75-90%-ный ферросилиций разливается без предварительной выдержки. С целью снижения потерь сплава при застывании его на стенках ковша и улучшения качества слитков продолжительность выпуска и разливки не должна превышать 40 мин.

Охлаждение слитков производится при нижнем и верхнем орошении, последнее осуществляется на прямом участке конвейера.

Вода подается таким образом, чтобы свести к минимуму количество слитков, охлаждаемых без орошения и не допустить попадания воды в незаполненные металлом мульды.

Толщина слитков должна быть не более 60 мм. Разливка сплав в слитки большой толщины приводит к неравномерному застыванию слитков. Сначала, в местах соприкосновения с металлом мульд и в верхней части, застывает сплав обогащенный кремнием.

Центральная часть слитка обедняется кремнием, образуется сплав с содержанием 53,5-56,5% кремния, «лебоит», с увеличением объема на 20%, что приводит к увеличению, «росту», слитков, получению пустотелых слитков.

Лебоит механически непрочен и склонен к рассыпанию, что приводит к дополнительному выходу мелочи при получении фракционированного ферросилиция.

При разливки ФС 65 и ФС 90 особое внимание уделяется возможно меньшей выдержке сплава в ковше из-за большой ликвации его по удельному весу.

В процессе разливки ферросилиция допускается утилизация (переплав) мелких Фракций сплава (мелочи минус 10 мм) посредством заливки её мульдах соответствовать марке разливаемого сплава ( ФС 75 в ФС 75, ФС 65 в ФС 65, ФС 45 в ФС 45 и т.п.).

Загрузка мелочи должна осуществляется в мульды, в места падения струи сплава, перед их заливкой. Допускается загрузка мелочи на желоб в струю разливаемого сплава. Количество переплавляемой мелочи должно составлять 1-2 кг в каждую мульду (около 5% от веса слитка).

Во избежания выбросов сплава утилизируемая мелочь должна быть сухой, чистой от примесей (песка, извести, шлака и т.п.)



2.6 Охрана окружающей среды и ресурсосбережение

2.6.1 Характеристика пылегазовых выбросов и вторичных материалов

При производстве ферросилиция образуется значительное количество газообразных продуктов плавки, преимущественно окись углерода (СО). Количество вырабатываемого газа зависит от используемой мощности печи, марки выплавляемого ферросилиция, технологического хода печи и может достигать 5000 нм3/час.

Постоянно генерируемый газ поступает в подсводовое пространство, откуда отсасывается по тракту газоочистки. В конечном счете газовые параметры определяются конструктивными особенностями газоочистки, производительностью газодувок и режимом работы отдельных газоочистных аппаратов.

Стакан является началом газового тракта, расположен на своде закрытой печи. Представляет собой сварную водоохлаждаемую конструкцию. Охлаждение стакана производится осветленной водой оборотного цикла шламонакопителя. В его верхней части имеется люк, предназначенный для чистки.

Наклонный газоход соединяет стакан и шламоотделитель, служит для охлаждения газа и предварительной грубой очистки газа. Имеет водяной коллектор, изготовленный из трубы диаметром 57 мм, оборудован семью форсунками, которые расположены в три ряда: 3 шт. в верхней части наклонного газохода, 2 шт. в нижней и 2 в продолжении газохода. На форсунках ис...