Организация деятельности ПАО "Алчевский металлургический комбинат"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Общая характеристика предприятия

1.1 Специализация завода, сортамент выпускаемой продукции

1.2 Сырьевая база АМК

2. Конструкции доменных печей и оборудования доменных цехов

2.1 Профиль доменной печи

2.2 Фундамент доменной печи

2.3 Кожух доменной печи

2.4 Колошниковое устройство

2.5 Газоотводы

2.6 Горн печи

2.7 Заплечики

3. Охлаждение доменной печи

4. Загрузочные устройства доменной печи

5. Прием и складирование материалов на рудном дворе доменного цеха

6. Загрузка шихтовых материалов в доменную печь

6.1 Подача шихтовых материалов на колошник

6.2 Работа загрузочного устройства

7. Составление и корректировка шихты

8. Нормальный режим работы доменных печей

8.1 Режим загрузки материала

8.2 Тепловой и шлаковый режимы

9. Выпуск жидких продуктов плавки и контроль качества чугуна

9.1 Выпуск жидких продуктов плавки

9.2 Контроль качества чугуна

10. Метрологическое обеспечение технологических процессов

11. Охрана окружающей среды

доменный печь цех чугун



1. Общая характеристика предприятия

1.1 Специализация завода, сортамент выпускаемой продукции

ПАО “Алчевский металлургический комбинат” - одно из старейших предприятий юго-востока Украины. Металлургический комбинат - предприятие с полным технологическим циклом.

АМК поставляет свою продукцию на внешний рынок более чем в 60 стран мира. Особым спросом на внешнем рынке пользуются алчевский толстолистовой прокат и чугун.

Алчевская сталь широко используется в судостроении, атомном и химическом машиностроении, для производства газопроводов, локомотивов, тракторов, крепей горных выработок и т.д.

Продукция Алчевского комбината постоянно экспортируется на международных ярмарках и выставках в Германии, Китае, Англии и других странах.

АМК в своем составе имеет следующие основные цеха: агломерационный, доменный, обжимной, толстолистовой №1, толстолистовой №2, сортопрокатный, и кислородно-конвертерный цех.

1.2 Сырьевая база АМК

Алчевский металлургический комбинат является предприятием с полным металлургическим циклом. Поэтому для получения продукции в любом из цехов используются разнообразные материалы, топливо и энергоресурсы. Их расходы определяются нормами в зависимости от производственной мощности цеха.

Железную руду получают из Кривого Рога, Южного ГЗК и Новокриворожского ГЗК. Массовое содержание компонентов в руде %: УFe - 58,6; Fe₂O₃- 80,3; SiO₂- 11,0; Al₂O₃- 1,08. Аглофабрика работает на шихте, которая состоит из железорудных концентратов с общим содержимым железа до 80%. Они поступают из Криворожских ГЗК. Кроме того, в шихту добавляют окалину. Офлюсованный агломерат производится на аглофабрике комбинату. Он содержит 18 - 24 % FеO и до 25 % мелкой фракции.

В связи с необоснованным повышением цен на железняк украинскими поставщиками в последнее время, заключены договоры на поставку руды с бразильскими поставщиками.

Стальной скрап поставляется из копрового цеха и луганского, киевского, марковского объединения "Вторчермет", а также от частных предприятий. Обратный лом поступает из состава слитков, ЦПС, ВБРС и прокатных цехов.

Известняк поступает из Докучаевска, сырой доломит из Докучаевска и Новотроицка. Массовое содержание компонентов в них %: CaO- 1,6; SiO₂- 1,6; Al₂O₃- 6,01; MgO- 15,1; Fe₂O₃- 0,3; УFe - 0,36. Известь поступает из известнякового отделения аглофабрики комбината. Она содержит,%: ;CaO- 81,5; SiO₂ - 6,05; MnO - 1,1; Al₂O₃ - 0,89; Fe₂O₃ - 0,06; УFe - 4,27. Обожженный доломит поступает из Микитовки. Он содержит %: SiO₂ - 7,7; Al₂O₃ - 3,6; Fe₂O₃ - 3,2; CaO - 50,4; MgO - 32,0; УFe - 2,3.

Рядом с бокситом и плавиковым шпатом китайского производства используется алюмошлак марок: АК-30, АК-40 и АК-45. Содержимое компонентов в алюмошлакеАК-30 %: і Si- 25-40; Al₂O₃- 30-50: SiC- 12,25 та SiO не более 5.

Силикомарганец и ферромарганец из Никополя, феросилиций (55%) из Стахановского ферросплавного завода, алюминий из Луганского Вторчермета и частных фирм; никель, феррованадий и медь, из России. Феррохром и другие сплавы также из России.

Кокс поступает из коксовых цехов АМК и также Авдеевского и Горловского КХЗ. Мазут из Кременчугского нефтеперерабатывающего комбината и он содержит %: S<0,05; A<0,3; коксованная 8,0; H₂O - 1,0. Средний состав мазута %: С_ат- 86,5; Н_ат- 10,5; N_ат- 0,3; О_ат- 0,3; W_ат- 1,8.

Природный газ поступает из России. Коксовый газ поступает из коксовых цехов АМК и колошниковый (на отопление нагревательных печей) из доменного цеха. Он содержит %: CO - 27,5; CO₂ - 10,3; N₂ - 2,41; H₂O - 0,09; Q_h^p - 3804,3кДж/м³.

Огнеупорные материалы. Они поступают из Запорожья и Словакии и Китая. Переклазовые марки П-5 содержат %: MgО - 89,0; CaО -4,0; SiО2 - 0,1; пористость 11-26%. Хромопериклазовые марки ХП-5,%: MgО - 42,0; Cr₂O₃ - 15,0; SіО₂ - 8,0; пористость 25%; ПХСП, %: MgО - 70,0; Cr₂O₃ - 7-15; П - 16,0 %. Переклазовыйпорошок марки ППП-85 %: MgО - 85; CaО - 4,5; SіО₂ - 4,5 и П - 1,0.

Электроэнергия предоставляется системой "Луганскэнерго". Летом 2013 года была запущена на АМК электростанция мощностью 303 Мвт/ч.

Пар производится в ТЭС комбината и КУ мартеновского цеха. Кислород и азот поступает из кислородной станции комбината. Вода поступает из Исаковского водохранилища. Через промежуточную емкость (Школьный пруд).



2. Конструкции доменных печей и оборудования доменных цехов

Доменная печь -- непрерывно действующий агрегат шахтного типа, течение процесса в котором основано на противотоке шихтовых материалов и горячих газов. Несмотря на кратковременность пребывания газов в печи, тепловой коэффициент их полезного действия, равный 85--87%, является одним из лучших для металлургических объектов.

Особенность современного доменного производства в мировой практике -- значительное увеличение единичной мощности агрегатов с одновременным совершенствованием конструкций и оборудования как самих доменных печей, так и их вспомогательных сооружений.

Увеличение абсолютного расхода шихтовых материалов и количества продуктов плавки усложнило параметры и обусловило большие изменения в конструктивных решениях всего комплекса доменного производства.

2.1 Профиль доменной печи

Профиль доменной печи, ограничивающий ее рабочее пространство, так называемый «полезный объем», является важнейшей частью конструкции печей. В зависимости от его очертаний доменная печь может быть склонна к периферийному или осевому ходу, к неустойчивости заданного режима и даже к настылеобразованию. Поэтому исключительно важно создание так называемого «рационального» профиля, обеспечивающего стабильный ровный ход и максимальное использование восстановительной способности газа. История его развития имеет много этапов - от крайне несовершенного профиля завода «Фекерхаген» (Германия) до современных типовых, рассчитанных на любые условия плавки, что нельзя считать правильным, поскольку различные минералогические, гранулометрические и физико-химические особенности разного минерального сырья имеют свою специфику при переработке в доменной печи.

Создавать профиль для проплавления только какого-то одного из них практически невозможно, поэтому важно создание так называемого рационального профиля, пригодного для всех условий доменной плавки. Вопрос о том, каким он должен быть, обсуждался многократно, но научного и практического обоснования его очертания нет и до настоящего времени. Многие рекомендации ограничиваются только статистическими данными на основе службы отдельных зон профиля в сопоставимых условиях.

Исследованиями причин износа кладки шахт доменных печей установлен процесс разрушения в совокупности с распределением газов и материалов в печи, а также с числом воздушных фурм и их характеристиками.

Конструктивно профиль по естественному разгару обрамляется футеровкой толщиной не выше 345 мм, находящейся полностью в сфере влияния вертикальной или вертикально-горизонтальной системы охлаждения, которая обеспечивает так называемую нижнюю реакционную температуру материала футеровки. Она устанавливает равновесное состояние в тепловом балансе кладки, обеспечивая минимальный износ ее и сохранение гарнисажа, а следовательно, и очертание профиля.

Такая конструкция шахт была принята в 60-х годах XX в. на печах Кузнецкого металлургического комбината (КМК) с последующей продажей лицензий ряду зарубежных стран. В настоящее время она является обязательной составляющей конструкции доменной печи.

Рекомендованная центральным Гипромезом толщина футеровки в 575 мм является приближением к тонкостенной. Дополнительный кирпич -- 230 мм, находящийся вне зоны охлаждения (она действует на глубину 300--350 мм), быстро разрушается. Образующийся при этом профиль произволен и ничего общего с рациональным профилем не имеет. Таковым является только профиль по естественному разгару, совмещающий в себе единую конфигурацию проектного и рабочего объема печи.

Критерием распределения шихты по сечению колошника служит отношение руды к проходящему через нее газу. Этот показатель полезной неравномерности обеспечивает устойчивость шихтовых материалов. Излишнее приближение эллипсов движения к границам профиля -- причина разгара его вследствие увеличения периферийности движения газов. Чрезмерное отдаление -- наоборот, отклонение газового потока в центральную область шахты с возможным образованием каналов и настылей в связи с застоем шихты на периферии. (Центральная область -- сечение шахты между периферийной и осевой зонами.Этим определяется разница между осевым и центральным потоками газа, понятие о которых многими авторами не различаются.)

Стабилизация эллипсоидов движения шихты легко регулируется методом «сверху и снизу». Увеличение горизонтальных размеров печей по сравнению с первыми типовыми профилями Гипромеза (и при увеличении полезной высоты на 30%) снижает возможность этих отклонений и уменьшает относительные потери^веса шихты на трение материалов о стенки шахты, что способствует достижению более плавного и ровного хода.

Основные размеры профиля и его составные части

Профиль доменной печи (рис. 2.1) подразделяют на составные части. Горн (нижняя цилиндрическая часть печи) в свою очередь делится на верхний и нижний, или соответственно на фурменную зону и металлоприемник. Подину металлоприемника называют лещадью. Часть металлоприемника ниже подошвы чугунной летки называют зумпф, или «мертвый» слой. Эта зона, постоянно заполненная жидкими продуктами плавки, защищает лещадь от воздействия процессов, происходящих в горне.

Между наиболее широкой цилиндрической частью профиля -- распаром и горном находятся заплечики, представляющие собой усеченный конус, обращенный широким основанием к распару.

Рисунок 2.1 Профиль доменной печи H-- полная высота; Н₀ -- полезная высота; h_г-- высота горна; h₃ -- высота заплечиков; h_р -- высота распара; h_ш -- высота шахты; h_к - высота колошника; d_г - диаметр горна; D -- диаметр распара; d_k -- диаметр колошника; б -- угол наклона шахты; в -- угол наклона заплечиков

Выше распара находятся шахта, имеющая форму усеченного конуса, и цилиндрический колошник.

Основные размеры профиля: полезная и полная высота печи, высота отдельных его частей (горна, заплечиков, распара, шахты, колошника) и их диаметры.

Основные размеры указанных частей профиля определяют рабочее пространство печи, т. е. так называемый ее полезный объем, равный объему печи от оси чугунной летки до кромки большого конуса или засыпного устройства аппарата в крайнем опущенном положении. Расстояние между нею и осью чугунной летки называется полезной высотой.

Уровень засыпи шихты принято поддерживать на 1,0--1,5 м ниже указанного положения большого конуса или лотка.

2.2 Фундамент доменной печи

Основанием доменной печи является фундамент (рис. 2.2), состоящий из подошвы, расположенной ниже отметки заводского пола, и наружной части -- пня. Он может быть одновременно опорой прилегающих сооружений, связанных с конструкцией поддоменника и литейного двора.

Разновидностью современной конструкции является фундамент, выполненный из обычного бетона в виде монолитной плиты в нижней части и из жароупорного в верхней (в состав которых входят цемент не ниже марки 300 и портландцемент марки 400).

Фундамент представляет собой мощный железобетонный армированный массив, рассчитанный на огромные. Основание его закладывают на твердом материковом грунте; по возможности оно должно доходить до скалы изверженного или осадочного происхождения. При слабом грунте фундамент опирают на свайное основание или делают опускной колодец, причем отметка подошвы фундамента должна быть на расстоянии, равном глубине промерзания, а глубина забивки свай при этом зависит от качества грунта, который должен выдерживать нагрузку не менее 245 кПа. Это защищает фундамент от больших неравномерных осадок, которые допускают в пределах 100 мм с неравномерностью 0,001.

Рисунок 2.2 Фундамент доменной печи



За состоянием фундамента систематически наблюдают как визуально, так и с помощью контрольно-измерительной аппаратуры (термопар). При появлении глубоких трещин проводят их инъектирование огнеупорным раствором. При капитальных ремонтах 1-го разряда бетон фундамента после удаления кладки лещади проверяют на степень дегидратации заливкой поверхности пня водой. Размягчающуюся часть его удаляют и вновь бетонируют огнеупорным бетоном с восстановлением арматуры.

2.3 Кожух доменной печи

Увеличение объемов доменных печей, режим повышенного давления газа на колошнике и другие факторы интенсификации процесса требуют тщательного подхода к выбору металла для изготовления кожуха. Прочность и способность его противостоять деформациям должны быть рассчитаны также и на нагрузку крепящихся к нему различных вспомогательных сооружений. В современном исполнении кожух представляет собой сварную конструкцию, состоящую из конических и цилиндрических поясов (царг), изготовленных из низколегированных, нормализованных марок листовой стали: 14Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 15ХСНД и др., характеризующихся высокой ударной вязкостью, большой прочностью, достаточной пластичностью и термостойкостью. Поэтому легированные стали с большими прочностными характеристиками, такие как аустенитные, коррозионностойкие или ферритные, для сооружения кожуха непригодны, поскольку они увеличивают склонность его к деформациям и образованию трещин (первые в силу высокого коэффициента термического расширения, вторые вследствие потери пластичности при повышенном нагреве в случае частичного или полного износа кладки). Так, на доменных печах 3200, 5000 и 5500 м³ кожух выполнен из листовой стали марок 10Г2С1, 16Г2АФ и 16Г2Ф соответственно толщиной 30-60 мм, различной по высоте печи. Сталь улучшена шлаковым переплавом.

Кожух печи в процессе эксплуатации испытывает различные напряжения. Кроме растягивающих кольцевых (горизонтальных) усилий от давления шихты и термического расширения кладки в радиальном направлении, имеют место и вертикальные (меридиональные) нагрузки. В связи с этим деформация может значительно превышать величину нагрузок, соответствующих началу текучести металла. Она бывает переменной по высоте и окружности вследствие неравномерности давления кладки и холодильников на кожух. Трение между кладкой и кожухом препятствует перераспределению этих деформаций по окружности печи.

2.4 Колошниковое устройство

Колошниковое устройство доменной печи представляет собой комплекс металлоконструкций различного назначения.

Газоотводы для равномерного отвода газа устанавливают в кратном количестве не менее четырех. Газоотводы соединяют попарно, выводят вверх на отметки, превышающие расположение остальных элементов печи. Образующиеся вертикальные газоотводы называют свечами. В зависимости от принятой схемы колошникового устройства число свечей колеблется от двух до четырех. Свечи перекрывают так называемыми атмосферными клапанами, отрегулированными на определенное заданное давление газа в печи, при повышении которого они самопроизвольно открываются.

Атмосферный клапан (рис. 2.3) состоит из клапана 1, седла 2, корпуса 3. Сопрягающиеся поверхности клапана и седла упрочняют твердыми сплавами и пришлифовывают. Верх корпуса выполняют вместе со стойками, несущими на себе ось 4, опирающуюся на подшипники качения. Двуплечий рычаг 5, опускающий и поднимающий клапан, закреплен на оси и соединен шарнирно с клапаном. К длинному плечу рычага присоединяют канат, идущий к лебедке атмосферного клапана, при помощи которого проводят маневрирование при текущих остановках и ремонтах.

К другому плечу подвешен контргруз, рассчитанный на определенную величину давления в печи, при повышении которого клапан должен открываться и выпускать газ в атмосферу. Маневрирование клапанами при текущих остановках и ремонтах проводят при помощи специального привода. Высота свечей рассчитана на частичное оседание и возвращение в печь выносимой с газом колошниковой пыли. С этой целью им придается достаточно широкое сечение -- до 0,4--0,5 площади сечения колошника в месте примыкания к куполу печи и до 0,25--0,30 в вышележащих сечениях.

Рис 2.3 Схема атмосферного клапана печи

На верхней так называемой балансирной площадке колошникового копра для смены атмосферных клапанов и других деталей, а также для подъема различных грузов при ремонтах установлены консольно-поворотные краны грузоподъемностью до 6,5 т с вылетом стрелы 6750 мм и поворотом ее на 180°.

Колошниковый копер - мощная конструкция, опираемая на колошниковую площадку, служит для крепления всех деталей колошникового устройства, в том числе и верха скипового моста или галереи наклонного транспортерного подъемника, кроме свечей и газоотводов. На колошниковом копре крепятся площадки для балансиров конусов засыпного аппарата, шкивов скипового подъема и обслуживания атмосферных клапанов, различных люков и заглушек на вертикальных газоотводах. К нему же присоединяются приемная направляющая воронка засыпного аппарата и консольная балка с грузоподъемной тележкой для обслуживания ремонтных работ на колошнике. В большинстве случаев балка имеет дополнительное крепление кронштейнами, крепящимися на шарнирных опорах к куполу печи. В связи с большим увеличением массы колошникового оборудования и соответственно грузоподъемности тележки (с 30 до 150т) балка перестала быть консольной и имеет в современных проектах вторую опору -- металлическую решетчатую колонну, связанную с пылеуловителем.

Для обеспечения условий безопасности все площадки колошникового устройства соединяются лестницами и имеют запасные выходы к площадкам лифта, наклонного моста, куполам воздухонагревателей и пылеуловителей.

Изнутри газоотводы и свечи футерованы огнеупорным кирпичом толщиной 115 мм во избежание излишнего нагрева металла, быстрого износа от абразивного действия газа с пылью, а также для уменьшения конденсации пара при остановках печей.

2.5 Газоотводы

Вертикальные газоотводы в верхней части соединяются симметрично в два наклонных газоотвода, нисходящих к одному или двум пылеуловителям. Сечение газоотводов в 3--4 раза больше сечения свечей. Уклон наклона газоотводов к горизонту составляет не менее 30--37° с учетом физических свойств проплавляемого сырья, расстояния между осями доменной печи и пылеуловителя, а также во избежание осаждения в них колошниковой пыли и их залипания.

Конфигурация газоотводов зависит от их числа, расстояния между печью и пылеуловителями, способа подвода к ним газа (снизу или сверху) и крепления колошникового устройства - копер или соединительные балки между свечами. Для защиты кожуха газоотводов их футеруют таким же кирпичом, как и свечи. Толщину стенки кожуха принимают обычно 10--12 мм.

По длине газоотводов в верхней их половине делают люки для вентиляции и осмотра во время ремонтов. На поверхности газоотводов располагают лестницы для наблюдения за их состоянием и перехода с пылеуловителя на колошник.

2.6 Горн печи

Горн доменной печи в зависимости от толщины кладки его стен по высоте и внешней конфигурации кожуха разделяют на конический и цилиндрический. В первом случае толщина футеровки фурменной зоны и металлоприемника на уровне подошвы чугунной летки значительно различается. Кожух при этом конусообразный для увеличения толщины кладки в области чугунной летки. Повышенная толщина футеровки ослабляет влияние периферийных холодильников, т. е. термическое разрушение лещади и стенок металлоприемника на этом горизонте происходит интенсивнее. В связи с этим при наличии подлещадного и периферийного охлаждения и в случае углеродистой кладки металлоприемника предпочтительнее горн с одинаковой по высоте толщиной кладки (не более 920 мм) и цилиндрическим очертанием кожуха, уменьшающим поперечные размеры лещади. При этом в плане печи можно приблизить к ней железнодорожные пути для уборки чугуна и шлака.

Горн выполняют из шамотного доменного кирпича полностью или в комбинации с углеродистыми огнеупорами в области металлоприемника до фурменной зоны. Перед началом кладки тщательно проверяют горизонтальность поверхности лещади на ширине стен горна. Кирпич для кладки должен иметь правильную геометрическую форму, быть строго одинаковым по толщине и ширине. Углеродистые блоки, как и при сооружении лещади, укладывают в соответствии с маркировкой, сделанной заводом-изготовителем при контрольной сборке. Для кладки применяют кирпич марок Д-1--8 (класс А, 1-й сорт) на шамотно-глинистом растворе. При углеродистых огнеупорах в качестве связки используют массы и пасты.

Фурменные проемы, чугунные и шлаковые летки выкладывают шамотным кирпичом, так как углеродистые блоки в этих зонах могут подвергаться не только механическому, но и химическому разрушению в результате окисления кислородом дутья, диоксщюм углерода и водяными парами.

Перед футеровкой стен горна все зазоры между периферийными холодильниками, между ними и рамой чугунной летки, холодильниками фурменных проемов и шлаковой летки заделывают чугунной замазкой. Зазоры (75--150 мм) между кладкой и периферийными холодильниками заполняют углеродистой или хромоуглеродистой массой, а зазоры между холодильниками и кожухом -- шамотно-глинистым раствором с цементом.

Кладку ведут концентрическими кольцами, не связанными между собой, но с перевязкой радиальных швов и точной корректировкой по центру горна, который не должен отклоняться от оси печи более чем на 50 мм. Толщину швов кладки при шамотном кирпиче допускают не более 0,5 мм в радиальных и вертикальных швах и 5 мм в кольцевых. При укладке из углеродистых блоков толщина швов составляет не более 2,5 мм. Зазоры при установке фурменных и шлаковых приборов заполняют массой из шамотного мертеля. Внутреннюю поверхность углеродистых блоков после окончания кладки защищают от окисления до задувки печи предохранительным слоем из отбракованного огнеупорного кирпича толщиной 230-345 мм.

Оборудование горна

Оборудование горна доменной печи состоит из фурменных приборов для подачи дутья и различных реагентов, вдуваемых в печь вместе с воздухом, чугунных и шлаковых леток для выпуска продуктов плавки.

Чугунные и шлаковые летки. На печах 1000 м³ и выше сооружают две или более чугунные леткя. Так, на печах 3000, 3200, 5000 и 5500 м³ число леток увеличили до трех-четырех. Расстояние между летками по окружности горна составляет 80--90°.

Число шлаковых леток по мере увеличения числа чугунных сокращается. С увеличением выпусков чугуна до 18--20 в сутки и уменьшением количества шлака до 300--350 кг/т чугуна шлаковые летки теряют свое значение. На печах 3000-5000 м³ предусмотрено по одной шлаковой летке, имеющей резервное значение. Практически отработку верхнего шлака не проводят и устройство шлаковых леток становится необязательным.Летки для выпуска чугуна делают в стенке горна над зумпфом в виде прямоугольных каналов шириной 250-300 и высотой 450-500 мм или высверливанием отверстия в углеродистой футеровке металло-приемника диаметром 50--60 мм. Кожух печи в районе чугунных леток усиливают литыми стальными рамами (рис. 2.4), привариваемыми к кожуху горна. Внутреннюю поверхность рамы, закрывающую тело леточных холодильников по габаритам леточного отверстия, футеруют огнеупорным шамотным кирпичом, образующим так называемый венчик, который может быть прямоугольным или овальным в зависимости от формы отверстия в раме. Овальная форма предпочтительнее, так как обеспечивает большую прочность венчика. Венчик и рама служат защитой для вертикальных плитовых холодильников, обрамляющих чугунную летку и имеющих индивидуальное охлаждение (см. рис. 2.4). Кладку венчика обычно выполняют в два кирпича по глубине летки и в один по ширине. С целью защиты холодильников на некоторых заводах применяют кладку по ширине в два кирпича за счет ликвидации внутреннего выступа рамы.

Рисунок 2.4 Рама чугунной летки 1 - огнеупорная масса; 2 - футеровка; 3 - рама; 4 - холодильник

Отверстие для отработки верхнего шлака (шлаковую летку) делают в горне на отметке, определяемой при расчете профиля. Шлаковую летку оборудуютспециальным устройством -- шлаковым прибором, который состоит из деталей, входящих одна в другую в так называемые заточки (пришлифованные бурты, обеспечивающие герметичность сочленения).

2.7 Заплечики

Область печи, в которой расплавленная минеральная шихта омывает кладку вместе с газами, поступающими от фурменных очагов горения, называется заплечиками.

Условия службы заплечиков тяжелы по термическому и химическому воздействию на них жидких и газообразных продуктов плавки в совокупности с силами трения о поверхность раскаленного кокса. В то же время температурный режим и жидкие фазы в заплечиках создают благоприятные условия для образования гарнисажа, играющего защитную роль, поэтому при конструировании заплечиков преследуют цель либо максимального сохранения кладки, либо создания заменяющего ее прочного гарнисажа.

В доменной практике известны три основные конструкции заплечиков: тонкостенные -- со сплошным металлическим кожухом и поверхностным охлаждением поливкой водой; толстостенные -- с горизонтальной системой охлаждения в металлическом кожухе и тонкостенные с вертикальной системой охлаждения в сплошном металлическом кожухе.

Кладку выполняют из шамотного кирпича марок Д-1--4 (класс А, 1-й сорт) толщиной 230 или 345 мм с тщательной подгонкой к периферийным холодильникам и заполнением зазора между холодильниками, кладкой и кожухом. Кладку выполняют горизонтальными кольцами, соблюдая перевязку вертикальных швов. Толщина шва допускается не более 1 мм. Совпадение швов разрешается не более чем в пяти местах в двух смежных рядах.

2.8 Распар и шахта

Шахты доменных печей при современной интенсивности плавки являются наименее стойкой частью строения печи. Их состояние нередко обусловливает продолжительность кампании и служит причиной частых капитальных ремонтов II разряда. В связи с этим создание надежной конструкции шахты -- одна из важнейших проблем проектирования, строительства и эксплуатации мощных доменных агрегатов, работа которых протекает в условиях, способствующих быстрому износу футеровки.

Оптимальность профиля достигается в первом случае путем разгара кладки, во втором -- заданными соотношениями и размерами при строительстве печи, рассчитанными на «жесткий» профиль.

Разгар кладки охлаждаемой зоны полностью компенсируется при этом образующимсягарнисажем. Тонкостенная шахта особенно рациональна при работе печей на цинксодержащих рудах, так как незначительная толщина огнеупорной кладки (230-- 345 мм) уменьшает ее рост вследствие резкого снижения отложений в швах и порах кирпича цинкита и сажистого углерода. Поэтому толщину кладки следует принимать равной указанной величине или несколько ее превосходящей, что способствует общей термической подготовке всей конструкции шахты, лучшему образованию гарнисажа и сохранению проектного «жесткого» профиля печи в течение всей кампании. Ее преимущество состоит в простоте контроля за системой охлаждения и ходом доменной печи. Кроме того, при этом снижаются расходы на ремонт и эксплуатацию. Затраты на сооружение тонкостенной шахты приблизительно на 50% ниже, чем на толстостенную при фактически одинаковой стойкости. При переходе на тонкостенную шахту полезный объем доменной печи увеличивается без вложения дополнительных средств. Возможности увеличения его связаны с улучшением качества огнеупоров, в частности использования карбидкремниевых изделий.

3. Охлаждение доменной печи

Охлаждение доменных печей необходимо для сохранения футеровки и создания такой защиты кожуха от воздействия высоких температур, при которой печь могла бы работать даже при больших местных повреждениях кладки.

Охлаждение по видам теплоносителя делится на два основных способа: холодной технической водой, иногда химически очищенной и кипящей (деаэрированной) водой с использованием в качестве охлаждающего фактора скрытой теплоты парообразования. Второй способ известен под названием испарительного охлаждения. Оба способа охлаждения разделяют на горизонтальное и вертикальное. В первом случае холодильники шахты, распара, заплечиков и фурменной зоны устанавливают в массиве кладки горизонтально, а во втором -- вертикально по охлаждаемой поверхности, прикрепляя к внутренней стороне кожуха печи специальными болтами. Охлаждение металло-приемника и боковой поверхности лещади при всех условиях осуществляют только вертикальными холодильниками.

Преимущества горизонтальной системы заключены в большей поверхности охлаждения, достигающей 3 м²/м³ кладки, возможности смены холодильников в межремонтные периоды, лучшей сохранности проектного профиля и соотношений его размеров.

Недостатками горизонтальной системы охлаждения являются плохая герметичность кожуха, ослабление его вырезами для холодильников, относительная легкость прогара холодильников при обнажении их по мере износа кладки или оползания гарнисажа.

При вертикальной системе охлаждения кожух печи имеет лучшую по сравнению с предыдущей строительную прочность, более герметичен, не ослаблен вырезами, но имеет меньшую площадь охлаждения (2 м²/м³ кладки).

При условиях работы доменных печей в форсированном режиме с высоким давлением газа на колошнике вертикальная система охлаждения имеет преимущество, так как обеспечивает более стабильную работу, чем горизонтальная.В зависимости от принятого способа охлаждения теплоносителем служит вода или пароводяная смесь. Схемы охлаждения технической водой бывают прямоточными и оборотными. В оборотных схемах отработанная вода проходит через охладительные установки и используется повторно. Естественные потери при этом компенсируются добавкой свежей воды. Однако это мало влияет на эффективность использования ее охлаждающей способности; в обоих случаях она реализуется недостаточно, так как при общем невысоком нагреве воды (средний температурный перепад 7-8 °С) ряд участков и охладительных приборов находятся на индивидуальном питании. К ним относятся горновые леточные холодильники, детали фурменного и шлакового приборов, подвергающиеся особо интенсивному нагреву. В результате температурный перепад воды в холодильниках металлоприемника и лещади составляет лишь 2--4 °С, в воздушных фурмах 3,0-5,5 °С. Исключением является шлаковая фурма, на которой температурный перепад достигает 9 °С. В зонах секционного охлаждения на холодильниках распара и шахты перепад равен 6--12 °С. Самый высокий температурный перепад для фурменной зоны и заплечиков (10--12 °С) достигает при максимальном повышении температуры воды до 35-50 "С и отводе тепла до 42 кДж/кг воды. В связи с этим системы охлаждения технической воды требуют большого ее расхода, составляющего, например, для печи 2700 м³ 3320м³/ч, а с учетом всех вспомогательных объектов печи до 4600 м³/ч при водоводе среднего давления с напором 75 мм вод.ст.

Рисунок 3.1 Фрагмент схемы холодильных плит заплечиков и шахты доменной печи №1 АМК

4. Загрузочные устройства доменной печи

Устройства, при помощи которых шихтовые материалы загружаются непосредственно в доменную печь, называют засыпными аппаратами. Засыпные аппараты должны обеспечивать необходимое распределение шихтовых материалов по сечению колошника; герметичность во избежание потери газа и предотвращения засоса воздуха в печь при ее остановках; прочность конструкции., хорошо противостоящей абразивному воздействию газа и загружаемых шихтовых материалов; сохранение прочности при резких термических колебаниях и ударных нагрузках при взрывах в засыпном аппарате и подколошниковом пространстве; возможность быстрой смены отдельных его деталей и узлов. Основными узлами комплекса загрузочного устройства (рис. 4.1) являются: защитные сегменты колошника 1, предохраняющие от разрушений кладку печи 2; большой конус 3, закрывающий собой чашу большого конуса 4 и образующий вместе с ней так называемое межконусное пространство или газовый затвор 5; наполнительный клапан 6 с трубой для выравнивания давления в межконусном пространстве с давлением в печи перед срабатыванием большого конуса и выпускной трубой /для выпуска газа после него; опорное (основное) колошниковое кольцо 8 распределительное устройство 9, состоящее из малого конуса 10, воронки малого конуса, вращающейся на роликах, приемной воронки 12 с двигателем, штанг большого и малого конусов 13 и 14, подвесок 15 и прямильного устройства, при помощи которого они подвешены к коротким плечам балансиров большого и малого конусов 16, вращающихся на общей оси; контргрузы //большого и малого конусов, размещенные на длинных плечах балансиров, опирающихся на колошниковый копер; монтажная балка 18 с подъемной лебедкой 19; опорная тележка 20 для размещения балансиров при ремонте печи; кон-сольно-поворотный кран 27с крюком 22, вращающийся на колонне 23 для замены атмосферных клапанов на свечах 24 с контргрузом; шкивы скипового подъемника 25, опрокидываемые упряжью; зонды для замера уровня шихты в печи.

Чашу большого конуса изготавливают из литой углеродистой стали марки 35Л (0,28--0,39% С) с толщиной стенок 50--60 мм. Верхним фланцем чаша опирается на основное колошниковое кольцо, скрепляющее купол кожуха шахты. Для увеличения стойкости и герметичности засыпного аппарата чашу выполняют цельнолитой без ребер жесткости и массивного нижнего кольцевого пояса, вертикальных и горизонтальных разъемов. Это уменьшает тепловые напряжения, нарушающие ее геометрические формы, придает конструкции гибкость, эластичность, необходимые для герметичности сопряжения контактных поверхностей чаши и большого конуса. По форме чаша представляет собой расширяющийся кверху усеченный конус с образующей под углом 85--86°, контактная поверхность которого, примыкающая к большому конусу, упрочняется твердыми сплавами: сталинитом, и др. с последующей шлифовкой.

Рисунок 4.1 Общий вид загрузочного устройства; разрез по оси наклонного моста

Большой конус обычно изготавливают из той же стали, что и его чашу (рис. 4.2). Несмотря на габариты, превышающие у современных доменных печей допустимые для железнодорожных перевозок пределы (d₀< 4,8 м), большой конус изготавливают цельнолитым с толщиной стенок 50--60 и диаметром до 6500 мм. Попытки изготовить составные конусы оказались безуспешными, так как разгерметизация стыков из-за ударных нагрузок, высоких температур и абразивного действия газового потока приводила к быстрому выходу их из строя. Поэтому конусы часто отливают на самом металлургическом предприятии, а при необходимости доставки с завода-изготовителя используют автотранспорт.

Рисунок 4.2 Засыпной аппарат 1 --газовый затвор; 2-- чаша большого конуса; 3-- большой конус; 4-- штанга большого конуса; 5- конус жесткости; 6- защитный конус



5. Прием и складирование материалов на рудном дворе доменного цеха

5.1 Прием шихтовых материалов в доменном цехе

Все сырые материалы, поступающие в доменный цех, по качеству должны соответствовать стандартам, утвержденным техническим условиям и иметь сертификат с указанием качества и веса материала в каждом вагоне или партии вагонов.

Поставка сырья на комбинат должна производиться в количестве в соответствии с графиком доменного цеха и производственного отдела.

Для установления соответствия фактического качества сырья с данными, указанными в сертификате, производится выборочное контрольное опробирование работниками ДЦ и ОТК аглодоменного участка. Контролю подвергается не менее 15% каждого из поступающих материалов. Отбор контрольных проб производится по действующим на комбинате инструкциям.

По прибытии на станцию "Западная сортировка" приемщики грузов цеха подготовки производства производят приемку и разметку вагонов с указанием наименования груза и рудоуправления, в соответствии с чем производится подача их на вагоноопрокидыватель.

Соответствие фактического вида сырья данным, указанным в сертификате, проверяется контролером ОТК совместно с представителем доменного цеха путем визуального осмотра всех вагонов. При осмотре визуально проверяется соответствие действительного качества материалов качеству, указанному в документах.

В случае отсутствия сертификата или несоответствия его данных фактическому качеству сырья, а также при получении некондиционного материала работники ДЦ и ОТК должны произвести контрольное опробирование и составить соответствующий акт для оценки возможности его использования и предъявления рекламаций.

Некондиционные сырые материалы, а также материалы, не имеющие сертификата, допускаются к разгрузке только с разрешения начальника доменного цеха или его помощника по шихте на специально отведенном месте рудного двора или бункера доменных печей.

Перед подачей в доменный цех материалов вагоны должны быть сгруппированы работниками железнодорожного цеха в последовательности заявленной бригадиром рудного двора в соответствии с фронтами выгрузки, схемами расположения материалов на рудном дворе и в бункерах. Схема расположения материалов на рудном дворе утверждается начальником цеха.

5.2 Контроль качества шихтовых материалов

Постоянный контроль качества поступающих в доменный цех материалов осуществляют работники аглодоменного участка ОТК совместно с персоналом, обслуживающим доменные печи.

Зам. начальника цеха по технологии, зам. начальника цеха по шихте, старшие мастера смен и мастера доменных печей обязаны постоянно следить за показателями качества кокса, агломерата, окатышей и других материалов, а при отклонении их от нормы принимать соответствующие меры на доменных печах и предъявлять претензии поставщикам.

Железные и марганцевые руды, окатыши, агломерат, обычный и доломитизированный известняки, сварочный шлак опробируются для текущего контроля их качества.

Отбор проб шихтовых материалов производится на ДП №№ 3, 4, 5 с затворов бункеров, а на ДП №1 пробы отбираются механическим пробоотборником с конвейеров шихтоподачи. Отбор проб производит машинист вагон-весов(шихтоподачи) в присутствии контролера ОТК.

Железные и марганцевые руды по сортам, обычный и доломитизированный известняки опробируют в соответствии с действующими технологическими инструкциями путем отбора частных проб на одной из доменный печей, объединяя их в одну сменную пробу для каждого материала. По каждому виду указанных материалов сменная проба готовится средней для всех печей.

Сварочный шлак опробируется один раз в месяц путем отбора разовой пробы весом 15 - 20 кг.

Поступающий в цех агломерат опробируется на аглофабрике. Результаты химического анализа проб агломерата немедленно передаются лабораторией диспетчеру доменного цеха. Согласно стандарта предприятия агломерат должен соответствовать нормам и отклонениям от базового значения:

- основность (CaO/SiO₂) ? 1,50 ед. ± 0,07

- основность (CaO/SiO₂) > 1,50 ед. ± 0,14

- массовая доля MgO 1,50 % ± 0,20

максимальный размер куска агломерата не более, мм 270 (по согласованию не более 300)

массовая доля фракции 5-0 мм при (CaO/SiO₂) < 1,35 в агломерате не более, % 12,5 в разовой пробе < 11,0 среднее за месяц

массовая доля фракции 5-0 мм при (CaO/SiO₂) > 1,35 в агломерате не более, % 14,0 в разовой пробе < 12,0 среднее за месяц

Основными критериями качества поступающих окатышей считать показатели, указанные поставщиком в сертификатах. ОТК ведет учет этих данных и сообщает их ежесменно доменному цеху, а также определяет средние значения показателей за месяц и год.

Для определения фактического химсостава поступивших окатышей отбор проб в доменном цехе на химический анализ производится выборочно в зависимости от количества партий и поставщиков.

Контроль за отбором проб материалов, их разделку, хранение, отправку в химлабораторию производят работники аглодоменного участка ОТК.

Химлаборатория определяет в шихтовых материалах следующие составляющие:

- в железной руде - железообщее, диоксид кремния, влагу;

- в обычном и доломитизированном известняках - оксид магния, диоксид кремния, оксид кальция;

- в марганцевой руде - марганец (общий), диоксид кремния, оксид кальция, влагу;

- в сварочном шлаке - железо, оксид кальция, диоксид кремния, оксид магния;

- в агломерате - железо (общее), закись железа, диоксид кремния, оксид кальция, оксид магния (оксид алюминия определяется раз в смену, а закись марганца - раз в сутки);

- в окатышах - железо (общее), диоксид кремния, оксид кальция, оксид магния;

- смесь шламов, шлам, отсев агломерата - диоксид кремния, оксид кальция, железо (общее), влагу;

- отсев окатышей, колошниковая пыль, очистка и доменный присад - диоксид кремния, оксид кальция, оксид магния, железо (общее);

- кокс каменноугольный - зола, сера, влага (общая);

- уголь - зола, сера, летучие вещества, влага (общая).

Один раз в месяц ОТК аглодоменного участка из суточных проб всех сырых материалов составляет средние пробы, которые направляются в центральную лабораторию на полный химический анализ.

Для текущего контроля колошниковой пыли на каждой доменной печи один раз в неделю работники ДЦ в присутствии ОТК производят отбор проб пыли, выпущенной в вагоны из пылеуловителей.

Центральная химическая лаборатория определяет в пробах пыли железо, марганец, углерод, диоксид кремния, оксид кальция.

Разделка проб в пробирной и доставка их в лабораторию должна занимать не более 4-х часов. Анализы проб должны быть готовы не позже, чем через 3 часа после доставки проб в лабораторию.

Определение гранулометрического состава скипового агломерата производится работниками доменного цеха под контролем ОТК на доменных печах в соответствии с действующей инструкцией. Количество выполняемых рассевов регламентируется графиком, утвержденным начальником цеха.

Механическая прочность окатышей определяется в лаборатории механических испытаний ЦЛК.

5.3 Кокс местного КХЗ

ОТК аглодоменного участка контролирует соответствие основных показателей качества кокса, указанных в сертификате КХЗ и ведет учет содержания золы, влаги, летучих, серы, показателей прочности М₂₅ и истираемости М₁₀, ситового состава. Кокс должен соответствовать требованиям технических условий ТУ У 322-00190443-114-96 (изменение №2 от 29.09.05г.). Кокс доменный:

- зольность, не более 11,5 %

- массовая доля общей влаги, не более 5,0 %

- массовая доля общей серы, не более 1,6 %

показатель прочности:

М₂₅, не менее 86,0 %

М₁₀, не более 8,0 %

массовая доля кусков размером, не более:

более 80 мм 11,0 %

менее 25 мм 3,5 %

Кокс доменный сухого тушения:

- зольность, не более 12,5 %

- массовая доля общей влаги, не более 0,8 %

- массовая доля общей серы, не более 1,6 %

показатель прочности:

М₂₅, не менее 86,0 %

М₁₀, не более 7,5 %

массовая доля кусков размером, не более:

более 80 мм 12,0 %

менее 25 мм 4,0 %

Оперативный контроль за содержанием влаги кокса осуществляют по показаниям нейтронных влагомеров, устанавливаемых на доменных печах.

Отбор проб кокса с коксовых грохотов для определения содержания влаги в нем производят 5-6 раз в сутки на ДП №5 под контролем ОТК.

Лабораторией ОЭЛ (объединённая экспресс лаборатория) не менее 5 раз в неделю определяется реакционная способность (CRI) и горячая прочность кокса (CSR).

В целях оперативного контроля за качеством кокса контролеры ОТК на КХЗ ежесменно сообщают диспетчеру доменного цеха:

- данные о составе и помоле угольной шихты, технологии коксования, содержание в коксе золы, влаги, серы, летучих, показатели М₂₅ и М₁₀, рассев, а также изменения в шихтовке и периоды коксования.

Определение ситового состава скипового кокса и коксовых отходов в доменном цехе производится под контролем ОТК по графику, утвержденному начальником цеха.

Рассев скипового кокса выполняется на ДП №1 или ДП № 5 на ситах с размером квадратных ячеек 80, 60, 40, 25 мм. Отбор проб производится пробоотборником вручную. Вес пробы 300 кг

5.4 Металлодобавка

Качество внутрикомбинатовского скрапа проверяется контролером ОТК и бригадиром бункеров доменного цеха. Прибывающие со стороны лом, скрап, стружка, МОС-2, МОС-3Д подвергаются контролю приемосдатчиком грузов ЦПП.

Допускаемаязамусоренность стружки не более 3 % согласно ДСТУ 4121-2002, остальной металлодобавки 20 %.

Габаритность кусков металлодобавки не должна превышать 250 мм в трех измерениях.

Стружка путанная (витки более 100 мм), а также перемешанная с негабаритным ломом и скрапом к разгрузке не допускается.

Замусоренность и другие характеристики отходов сталеплавильного производства по ТИ 229-МЦ-63-2005

Таблица 5.1

Замусоренность отходов сталеплавильного пр-ва

	% замусоренности	Fe общее	Фракция, мм
МОС-1	50,0	50,0	0ч10±0
МОС-2	40,	60,0	10ч60±403
МОС-3Д	40,0	60,0	60ч250±0

Окалина сухого цикла выгружается в штабель концентрата.

Выгрузка окалины, имеющей негабаритные включения более 300х300 мм, запрещается.

5.5 Разгрузка и усреднение материалов на рудном дворе

На рудный двор (приложение А.2 Рудный двор) доменного цеха для складирования и усреднения поступают следующие виды материалов: аглоруды, железорудные концентраты, марганцевые руды, кусковые железные руды, известняки (обычный и доломитизированный), окатыши, металлодобавка, известь, колошниковая пыль, шлам, окалина, железосодержащие отходы, мел и брикеты ЛебГОК.

Из-за недостатка площадей, на одном участке допускается складирование нескольких видов материалов после того как траншея будет очищена от остатков предыдущего материала.

Для получения достаточно устойчивых показателей по усреднению, на рудном дворе должны быть созданы запасы материалов, соответствующие установленным на комбинате нормативам.

Оптимальная масса материалов в штабелях должна составлять, тыс. т:

окатышей - 15 ± 5;

концентрата - 60 ± 5;

аглоруды - 30 ± 5;

известняка - 25 ± 5;

доломита - 25 ± 5;

кусковой железной руды - 15 ± 5.

Перед подачей материалов на железнодорожный путь вагонооприкидывателя для выгрузки вагоны должны быть сгруппированы в соответствии с заявкой бригадира рудного двора со схемой расположения материалов и фронтов выгрузки.

Схему расположения материалов на рудном дворе разрабатывает заместитель начальника доменного цеха по шихте и утверждает начальник цеха.

Схему вывешивают на видном месте в помещении бригадира рудного двора и на пульте управления вагоноопрокидывателя.

Фронты выгрузки каждого вида материалов должны быть разграничены.

Расстояние между фронтами выгрузки в траншее должно быть не менее двух метров или разграничиваться гранями смежных материалов. Необходимость изменения установленных фронтов выгрузки материалов определяется заместителем начальника доменного цеха по шихте по согласованию с начальником доменного цеха.

Площадь рудного двора, отведенная для складирования другого вида материала, должна быть очищена от остатков предыдущих материалов.

В траншею с концентратом выгружаются добавки: колошниковая пыль, известь, железосодержащие отходы и мел.

Для уменьшения распыливания извести, колошниковой пыли, отсевов откантовку их из траншеи на рудный двор производить при обязательном опускании грейфера до уровня не более 2-х метров от поверхности формируемого штабеля.

Количество вагонов концентрата, приходящихся на один вагон извести, устанавливает заместитель начальника доменного цеха по шихте, исходя из наличия извести и поступления железосодержащих материалов.

При остановке одного из РГК (рудногрейферный кран) на длительное время или ремонт, количество фронтов выгрузки уменьшается, все расчеты по закладке добавок в концентрат производить на оставшиеся фронты выгрузки.

В случае остановки одного из РГК отгрузка концентрата и аглоруды по согласованию с главным доменщиком производится 50% из траншеи и 50% со штабеля. При остановке двух РГК отгрузка концентрата и аглоруды производится на 100% из траншеи, в зависимости от поставок ж/рудного сырья.

При снижении запасов концентрата на рудном дворе до 30,0тыс. тонн и менее погрузку АГЦ производить через конус, формируемый на 50% из траншеи и 50% со штабеля.

При снижении запасов концентрата на рудном дворе до 10,0 тыс.тонн и менее погрузку АГЦ производить через конус, формируемый на 100% из траншеи.

Выборку материалов из траншеи и укладку его в штабель начинают после того, как в траншее накопится несколько слоев материалов.

Формируют один штабель по всей длине фронта выгрузки концентрата в режиме «плавающего штабеля».

Формирование штабеля производит машинист РГК путем рассыпания материала тонким слоем в направлении оси крана на одну сторону штабеля (формируемая сторона). Забор материала для отгрузки на АГЦ производится с противоположной стороны от формируемой (расходуемая сторона) В период формирования штабеля рассыпание материалов по его поверхности производят поочередно в прямом и обратном направлениях движения тележки.

Заполненный в траншее грейфер слегка раскрывают и при движении тележки рассыпают материал по ширине штабеля (формируемая сторона). Эту операцию производят до тех пор пока не образуется гребень высотой 1,5- 2,0 м. Затем кран передвигается на ширину раскрытого грейфера и, параллельно с первым гребнем, образуют второй и т.д. по всему фронту на формируемой стороне. После укладки последнего гребня первого слоя материала кран передвигают в обратном направлении для заполнения материалом промежутков между гребнями первого слоя до образования гребня высотой 1,0- 1,5 м.

...