Организация работы доменного цеха

Исходные данные

· Количество доменных печей – 2;

· Объём доменной печи – 3200;

· КИПО доменной печи №1 – 0,49;

· КИПО доменной печи №2 – 0,46;

· Количество выпусков в сутки – 7;

· Коэффициент использования грузоподъемности – 0,88;

· Грузоподъемность ковша – 30;

· Серия локомотива – ТГМ4;

· Скорость движения – 5 км/ч;

· Расстояние до отвала – 40 км;

· Расстояние до грануляционный установки – 60 км.

Содержание

Содержание..................................................................................................... 2

Введение.......................................................................................................... 3

1. Общая часть................................................................................................ 4

1.1 Характеристики доменного цеха.............................................................. 4

1.2 Характеристика станции Доменная.......................................................... 5

1.3 Суточная производительность доменного цеха...................................... 6

1.4 Суточный грузооборот доменной печи по шлаку.................................. 7

1.5 Суточный вагонооборот доменного цеха по шлаку............................... 8

1.6 Определение размеров движения шлаковозных и чугуновозных составов 8

2. Организация производства....................................................................... 12

2.1 Расчёт потребного количества шлака для 1-й плавки........................... 12

2.2 Оборот шлаковозного состава............................................................... 12

2.3 Разработка графиков движения шлаковозных составов....................... 14

2.4 Расчёт количества локомотивов............................................................. 15

2.5 Анализ графика движения...................................................................... 16

3. Охрана труда............................................................................................ 19

3.1 Охрана труда при выпуска шлака......................................................... 19

3.2 Безопасность транспортировки шлака................................................... 19

Литература.................................................................................................... 21

Введение

Железнодорожный транспорт как важная часть технологического процесса на производстве.

Железнодорожный транспорт является важным звеном в производственных процессах предприятия.

Перевозки сырья, руд, агломерата, скрапа, перевозок жидкого чугуна и шлака.

Большое значение оказывает железнодорожный транспорт на производство чугуна. Перевозит добытую руду на сотню тысяч километров, начиная от места до желобов доменной печи. Доставляет к доменной печи различные добавки необходимые для выплавки чугуна, такие как обожженная известь и дорогостоящих добавок.

Железнодорожный транспорт перевозит жидкий чугун и шлак к обрабатывающим установкам: миксерам, разливочным машинам, при перевозке шлака на грануляционную установку и отвал.

Перевозка угля также не менее важно для доменного производства чугуна, перевозки «полуфабрикатов» и готовой продукцией, как в нутрии предприятия, так и за его пределами.

Для перевозки грузов на производстве используются специализированные вагоны: изложницы, платформы предназначены для перевозки чушек и полу проката, рельсов которым не опасно воздействие внешних факторов, таких как дождь, снег.

Железнодорожный транспорт играет важную роль в экономики страны, ведь такое количество перевезённых грузов за такой короткий промежуток времени не может перевести ни один другой вид транспорта при таких малых затратах.

1. Общая часть

1.1 Характеристики доменного цеха

Доменный цех является начальным звеном металлургического производства – его назначение выплавке чугуна.

Получение чугуна основного на восстановление железа из железной руды, в процессе её плавки в доменной печи. Основным материалом для выплавки чугуна является железная руда, кокс и известняк. В настоящее время вопросу подготовки уделяется большое влияние. Основное сырьё сводится к двум компонентам: офлюсованному агломерату и коксу.

Главным агрегатом доменного цех является доменные печи шахтного типа, где на встречу друг другу идут два потока. Сверху через засыпной аппарат поступает шихтовые материалы, снизу через фурмы поступает нагретый воздух, необходимый для горения кокса (горячие дутьё).

На современных печах, для интенсификации процесса выплавки чугуна применяют кислородное дутьё. Горение кокса создает в печи высокую температуру необходимую для восстановления железа из руды. Кроме того горение кокса обеспечивает выделение углерода, который участвует в восстановлении железа, известняк служит для образования шлака в которые переходят пустая порода и вредные примеси содержащиеся в руде и коксе. Доменная печь является агрегатом направленного действия.

В состав рассматриваемого курсового проекта входят: 1. Доменные печи. 2. Депо для ремонта чугуновозных ковшей. 3. Бункерная эстакада. 4. Воздухонагреватели. 5. Устройство водоснабжения. 6. Разливочные машины. 7. Шлакоперерабатывающие устройства: Отвал, гранулирующий бассейн.

Бункерная эстакада – это оперативный склад, который состоит из сплошного ряда бункеров расположенных вдоль всего фронта таможенного цеха. Поверх бункерной эстакады прокинуты ленточные конвейеры. Шихта из бункеров подаётся металлическими пластинчатыми конвейерами. Разливочные машины разливают чугун, выпускаемый сверхпотребности сталеплавильных цехов, а так же литейный и не комбениционный чугун. Масса чушек чугуна составляет 50 кг при температуре 600^О, поэтомуперевозку чешек не склад холодного чугуна осуществляется холодными платформами.

Требование технологического процесса доменного цеха к железнодорожному транспорту: 1. Обеспечивает непрерывности транспортных операций по подачи сырья и вывозу продуктов и отходов плавки. 2. Обеспечение нелинейной уборки жидкого чугуна и шлака. 3. Обеспечение безопасной работы.

1.2 Характеристика станции Доменная

По характеру станция является технологической, выполняет работы: 1. По уборки жидкого чугуна от доменной печи и перевозка его в сталеплавильные цехи и на разливочные машины. 2. Подача порожних чугуновозных ковшей под желоб доменной печи. 3. Уборка жидкого шлака с печей и перевозка его к шлакоперерабатывающим устройствам. 4. Подача порожних шлаковозных ковшей к желобам доменной печи. 5. Подача вагонов под бункера погрузки Калашниковой пыли, уборка вагонов и отправителей на аглофабрику. 6. Подаче вагонов с огнеупором под литейный двор доменной печи. 7. Подача вагонов под бункера, погрузка и уборка коксовой мелочи и отправление вагонов на аглофабрику.

Станция Доменная делится на два парка. Парки называются в соответствии сторонам доменной печи – чугуновозная и шлаковозная.

С чугуновозной стороны производится налив чугуна, погрузка калашниковой пыли и обслуживание литейного двора. Со шлаковой стороны производится налив шлака производится по графику.

Станция работает следующих направлениях: 1. станция Заводская сортировочная – однопутный перегон, Маневровый порядок движения. 2. станция Скрапная – однопутный перегон, маневровый порядок движения. 3. Пост – шлакоперерабатывающие устройства – двухпутный перегону, автоблокировка без проходных светофоров.

Для перевозки жидкого чугуна выделено специально второй путь. Один путь для движения порожних ковшей, а другой для груженых. На путях груженых ковшей жидкого чугуна установлены вагонные весы.

На станции работает локомотивы ТГМ-4.

1. Диспетчерская.

2. Межстанционная.

3. межстанционная телефонная.

4. Распорядительная.

5. Громкоговорящая.

6. Радиосвязь.

1.3 Суточная производительность доменного цеха

Суточная производительность доменного цеха определяется по формуле:

Р_ц = Р_дн1+ Р_дн2+… Р_{дн n},где (1)

Р_ц – суточная производительность доменного цеха;

Р_дн1;Р_дн;Р_{дн n} – производительность каждой доменной печи, т;

Производительность каждой доменной печи определяется по формуле:

Р_дн = V_n/K_n, где (2)

V_n– полезный объём;

K_n – коэффициент использование полезного объёма печи;

Р_дн1 = V_n/K_n=3200/0,49 = 6530,6 т

Р_дн2 = V_n/K_n=3200/0,46=6956,5 т

1.4 Суточный грузооборот доменной печи по шлаку

Грузооборотом называется количество перевозимых тонн груза за единицу времени (за сутки).

Выход шлака на 1 т чугуна составляет 400 кг. Суточный грузооборот по шлаку определяются по формуле:

Q_сут= Р_ц*К_р, где (3)

К_р – расходный коэффициент по шлаку (0,4);

Q_сут= Р_ц*К_р=13487,1*0,4 = 5394,9 т.

Количество шлака отправляемого на перерабатывающее устройство рассчитывается по формуле:

Q_м^пу=(Q_сут*K)/100, где (4)

К – расходный коэффициент показывает распределения груза на отвал и перерабатывающие устройства (К_о=40% - овал; К_гу = 60% - гран установка);

Q_м^пу=(Q_сут*K)/100=(5394,8*40)/100 = 2157,92 т.

Q_м^пу=(Q_сут*K)/100=(5394,8*60)/100 = 3236,88 т.

Результаты расчёта заносятся в ведомость по отправлению шлака.

Таблица 1.- Ведомость по отправлению шлака

1.5 Суточный вагонооборот доменного цеха по шлаку

Вагонооборотом называется количество вагонов перевозимых за определённый период времени.

Суточный вагонооборот определяется по формуле:

U_пу= Q^пу/q*K_гр, где (5)

U_пу – количество вагонов в сутки на каждом перерабатывающим установке;

Q^пу – количество шлака отправляемого с перерабатывающих устройств;

q – грузоподъемность ковша;

Q^пу – коэффициент шлака отправляемого на перерабатывающие устройства;

K_гр – коэффициент использование грузоподъёмности;

U_пу= Q^пу/q*K_гр=2157,92/(30*0,88)=82 в.

U_пу= Q^пу/q*K_гр=3236,88/(30*0,88)=122 в.

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.

Таблица 2.- Ведомость вагонооборота по отправлению шлака

1.6 Определение размеров движения шлаковозных и чугуновозных составов

Размеры движения определяется исходя из трёх условий:

1. Весовая норма поезда.

2. Условия строгания поезда с места.

3. Обеспечения безопасности движения.

Весовая норма шлаковозного состава определяется по формуле:

Q^р=(F_k-P_сц(w_o^I+i)*10)/(w_o^II+i), где (6)

Q^р – вес состава, т;

F_k– расчётная сила тяги локомотива, кгс (принимаем 220000 для ТГМ4)

P_сц – сцепная масса локомотива (70 т для ТГМ4);

w_o^I – основное удельное сопротивление локомотива (принимаем по таблице 3 кгс/т)

w_o^II – основное удельное сопротивление вагонов (4 кгс/т);

i – уклон (7 пр);

Q^р=(F_k-P_сц(w_o^I+i)*10)/(w_o^II+i)= (220000-70(3+7)*10)/(4+7)*10=1937 т.

2. Проверяем условие транспортирование поезда с места на основной путь:

3.

Q_тр=F_ктр/(W_тр+j_тр)-Р_сц, где (7)

F_ктр – сила тяги локомотива при строгании с места, определяется по формуле:

F_ктр=F_к*Y_к, где (8)

Y_к – коэффициент сценария для путей горячей перевозок (0,02);

W_тр – сопротивление строганья с места определения по формуле:

W_тр=(80/q_o)+ W_o^II, где (9)

q_o – средняя для состава нагрузка от оси на рельсы, определяется по формуле:

q_o= q_бр/n, где (10)

q_бр – вес брутто 4-х и 6-и основного вагона, (30 т);

n – количество осей (4);

q_o= q_бр/n=82,3/4 = 20,5 т;

W_тр=(80/q_o)+ W_o^II=(80/20,5)+4=7,9 кгс;

F_ктр=F_к*Y_к=220000*0,02=4400 кгс;

Q_тр=F_ктр/(W_тр+j_тр)-Р_сц=4400/(7,9+7)=295 кгс.

4. Проверяем обеспечение безопасности движения исходя из обеспечения тормозных усилий, рассчитывается по формуле:

Q_торм=((К_гр*n_ол)/У)-Р_сц, где (11)

К_гр – расчётное тормозное нажатие, т/ось (13,5);

У – тормозной коэффициент (0,04);

n_ол – количество осей локомотива(4);

Q_торм=((К_гр*n_ол)/У)-Р_сц=((13,5*4)/0,04)-70 = 1280 т.

Из трёх полученных значений принимаем наименьшее.

Q_n=1280 т

Количество в составе ковша определяется по формуле:

m=Q_n/q_бр=1280/82,3=15 в (12)

Количество шлаковозных составов в сутки для каждого перерабатывающего устройства определяётся по формуле:

Nc=U^пу/m; где (13)

U^пу – суточный вагонооборот для каждого перерабатывающего устройства;

Nc овал=U^пу/m=82/15=5,4=6 сост.

Nc гран. бас.=U^пу/m=122/15=8,1=9 сост.

14*4 сост = 56 отвал

13*2 сост = 26

11*2 сост. =22 гран. бас.

10*10 сост. = 100

2. Организация производства

2.1 Расчёт потребного количества шлака для 1-й плавки

Количество шлаковозных ковшей под один выпуск шлака определяется для верхнего и нижнего шлака и для каждой печи отдельно.

Нижний шлак выпускается одновременно с чугуном через чугунную лётку 2-3 раза между выпусками чугуна.

Потребное количество ковшей для перевозки каждого выпуска верхнего шлака определяется по формуле:

n^в_шл =(Р^сут*К_р*Y^в)/(m_в*K_р*100), где (14)

n^н_шл =(Р^сут*К_р*Y^н)/(m_в*K_г*100), где (15)

Р^сут – суточное производство доменной печи;

m_в – количество выпусков;

К_р – коэффициент выхода шлака (0,4);

Y^в;Y^н - процентное отношение верхнего и нижнего шлак (50%);

n^в1_шл =(Р^сут*К_р*Y^в)/(m_в*K_р*100)=(6530,6*0,4*50)/(7*30*0,4*100)=16 к

n^в2_шл =(Р^сут*К_р*Y^в)/(m_в*K_р*100)=(6530,6*0,4*50)/(7*30*0,4*100)=16 к

n^в1_шл =(Р^сут*К_р*Y^в)/(m_в*K_р*100)=(6956,5*0,4*50)/(7*30*0,4*100)=17 к

n^в2_шл =(Р^сут*К_р*Y^в)/(m_в*K_р*100)=(6956,5*0,4*50)/(7*30*0,4*100)=17 к

Расчёт по каждой печи 2 раза верхнего и нижнего шлака.

2.2 Оборот шлаковозного состава

Элементы оборота шлаковозных составов определяется в последовательности:

1. Расстановка ковшей у доменной печи. Время на выполнение этой операции складываются из времени затраченного на маневровые работы и на загон шлаковозов под желоба доменной печи, общее время 5-7 минут.

2. Ожидание выпуска согласно техническому процессу должно быть не менее 20 минут.

3. Выпуск шлака. Продолжительность выпуска шлака принимается такая же как производительность выпуска чугуна. Продолжительность выпуска чугуна рассчитывается по формуле; при условии выпуска 7 т чугуна:

t_чуг= P_выпуск/(m_в*7) (16)

t_чуг= P_выпуск/(m_в*7) = 6530,6/(7*7)=13,3 мин.

t_чуг= P_выпуск/(m_в*7) =6956,5/(7*7)=14,1 мин.

Продолжительность выписка верхнего шлака 20-30 минут.

5. Сбор шлаковозов, 5-7 минут.

6. Накопление шлаковозных ковшей не более 60 минут.

6. Следование шлаковозных составов до перерабатывающих устройств

t_пу=(60*L)/U, где (17)

L – расстояние до перерабатывающих устройств;

U – скорость;

T_гр.б.=(60*L)/U=(60*6)/10 = 36 мин.

T_о.=(60*L)/U=(60*5,5)/10 = 33 мин.

7. Слив шлака в перерабатывающие устройства. Время слива 5 мин не 1 ковш.

T1=16*5 = 80 мин.

T1=17*5 = 85 мин.

8. Очистка после слива производится только не гран. бас. Норма на выплавку принимаем 2 мин. Не 1 ковш.

9. После очистки шлаковозных ковшей, следует на опрыскивающие установки известковым порошком (операция выполняется на ходу). Время не её выполнение не учитывается.

10. Следование к доменной печи (смотрим пункт 6).

Таблица 3. Пооперационный график следование шлаковозов на отвал

Таблица 4. Пооперационный график следование шлаковозов на грануляционного бассейна

2.3 Разработка графиков движения шлаковозных составов

При разработки графика учитывается, что нижний шлак выпускается одновременно с чугуном, верхний выпускается в интервале между нижними выпусками. После слива шлака ковши накапливаются для их перевозки на грануляционный бассейн или отвал. Время накопления ковшей не должно превышать 1-го часа, если они следуют на грануляционный бассейн и не более 2-х часов, если они следуют на отвал. Различают следующие методы движения шлаковозных ковшей: 1. Составы закреплены за доменными печами. 2. Составы обезличенны по отношению к доменным печам. 3. Спаривание ковшей от выпуска одной и той же доменной печи. 4. Спаривание ковшей с верхним и нижним шлаком от выпуска различных доменных печей. 5. Спаривание ковшей только верхним или нижним шлаком. 6. Формирование ковшей к отправлению по графику.

В курсовом проекте принимаем обезличенную подачу составов к доменным печам.

При разработки графиков движения необходимо использовать локомотивы, могут быть следующие варианты: 1. Закрепление за отдельными составами только на период слива шлака. 2. Обезличенны по отношению к составу. 3. Закреплены за доменной печью, но обезличенны к составу. 4. Обезличенны по отношению к печам и составам. 5. Специализированны в отдельности для поездной и маневровой работы.

В курсовом принимаем вариант 4.

2.4 Расчёт количества локомотивов

Количество локомотивов на перевозку горячего шлака от доменной печи на шлакоразливающие предприятия определяется по формуле учитывающий влияние количества выпусков доменной печи, количество фронтов выгрузки и расстояние перевозок:

N_м=а+0,01*К_гр*n_м+в_м*Q+0,01* n_м*l, где (18)

К_гр – количество фронтов выгрузки, (2);

Q– общее количество выпусков чугуна. Равно количеству доменной печи умноженной на количество выпуском чугуна в сутки от 1 доменной печи;

а – постоянная вылечена учитывает работу локомотива в цехе, (0,4);

в_м – коэффициент выражающий работу локомотивов на переработку шлака;

l – расстояние перевозки, км;

n_м – количество составов со шлаком;

0,01 – вылечена учитывающая работу локомотивов на перевозку одного состава со шлаком на 1 км;

N_м=а+0,01*К_гр*n_м+в_м*Q+0,01* n_м*l=0,4+0,01*2*15+0,14*14+0,01+23*15 = 3 л

2.5 Анализ графика движения

На основе построенных графиков движения шлаковозных составов определяется работа парка. Число шлаковозных ковшей определяется по формуле:

N_рп^шл=N^I*n_в^I+ N^II*n_в^II+....+ Nⁱ*n_вⁱ,где (19)

N^II, Nⁱ, N^I – количество шлаковозных составов с одним количеством ковшей в составе, которое следует от принятия системы организации перевозок шлаковозных составов;

n_в^II,,n_в^I, n_вⁱ – количество шлаковозных ковшей в соответствующих шлаковозных составов;

N_рп^шл=N^I*n_в^I+ N^II*n_в^II+ N^III*n_в^III + N^IV*n_в^IV=3*14+2*15+14*4+13*2=154 к

n_нак=(E_n*t_нак)/1440, где (20)

E_n*t_нак – вагоночасы накопление в груженом и порожнем состоянии, они определяются по графику перевозке жидкого шлака на основании формуле:

n_нак=(E_n*t_нак)/1440=1120/1440=0,7

E_n*t_нак=n₁*t^I+ n₂*t^II+ n_i*tⁱ, где (21)

n_i,n₂,n₁ – количество ковшей находящихся под накоплением;

tⁱ,t^II,t^I– соответственно время простоя отдельных групп ковшей под накопление;

E_n*t_нак=n₁*t^I+ n₂*t^II+ n₃*t^III+ n₄*t^IV =20*14+20*15+20*13+20*14=1120 вч

Аналитически потребное количество шлаковозных ковшей в рабочем парке можно определить по формуле:

n_рп^шл=(К₁*t^I_об+ К₂*t^II_об)/1440, где (22)

К₂,К₁ – количество ковшей отправляемых на бассейн и отвал;

t^II_об;t^I_об – время оборота ковшей определяется на основании пооперационных графиков оборота шлаковозных ковшей;

n_рп^шл=(К₁*t^I_об+ К₂*t^II_об)/1440=(72*66+82*72)/1440=7,4=8 ковшей

Коэффициент использование локомотивов определяется по формуле:

К_в=(ЕМ*Т)/(М_р(1440-t_эк)), где (23)

ЕМ*Т – количество локомотивоминут, затрачиваемых непосредственно на выполнение всей работы по перевозки чугуновозных ковшей (значение определяется из графика оборотных локомотивов);

М_р – количество работающих локомотивов;

t_эк – время на экономику локомотивов при тепловозной тяге принимается 60 минут.

К_в=(ЕМ*Т)/(М_р(1440-t_эк))=1120*3/3(1440-60)=0,8.

Вывод: общее количество шлаковозов в рабочем парке 154 ковша; Коэффициент использования локомотивов 0,8.

3. Охрана труда

3.1 Охрана труда при выпуска шлака

Выпуск шлака производится в шлаковозные ковши, очиненные от остатков шлака, покрытые известковым порошком. Использование шлаковозных чаш имеющих трещины запрещены. Выпуск шлака в ковши, а так же маневры с ковшами на постановочных путях происходит только после согласование диспетчера с составительной бригадой или при наличии светового разрешающего сигнала.

При сливе необходимо исключить попадание жидкого чугуна в шлаковозные ковши.

Верхний шлак выпускается по мере его накоплении в горне. Учёт по выпуску шлака ведётся по верхнему и нижнему шлаку отдельно.

3.2 Безопасность транспортировки шлака

Шлаковоз для перевозки жидкого шлака состоит: ковш, лафет, опора ковша, ходовой тележки, механической кантовки ковша. Неисправность оборудовании шлаковозов не допускается.

При наливе шлака, подъезды к желобам должны быть сухими, а в зимнее время года постоянно очищается от снега и льда. При очистки путей участок должен быть ограждён, а при плохой видимости на границах участка должны стоять сигнальщики. Работа ближе 15 м от налива ковшей запрещены.

Что бы оградить локомотившика от расплескивающегося шлака первый шлаковоз от локомотива заполняют на половину или перед локомотивом ставят вагон балласта прикрытием. Езда на тележках ковшей запрещена.

Скорость движения шлаковозов с жидким чугуном через стрелки, переезды и другие сооружения устанавливается администрацией предприятия в зависимости от местных условий. Содержаний, эксплуатация и порядок движения должен соответствовать правилам технической эксплуатации железнодорожного транспорта предприятия и системы Министерства чёрной металлургии Российский федерацией.

Литература

1. «Железнодорожный транспорт на металлургическом предприятии»

2. Рывкин «Железнодорожный транспорт на металлургическом производстве»