h4——氧枪总长,m;
h5——氧枪小车上升到最高点时氧枪吊环中心线至氧枪卷扬系统导向轮最高点的距离及适量的安
全距离,m;
h6——吊车钩的极限位置至吊车轨面的距离,m。
综合国内各大转炉车间布置,本设计选取转炉跨吊车轨面标高为20m。 ② 转炉跨宽度和长度
转炉跨因为载荷最重,其宽度窄一些对提高支承强度有利。一般说来,转炉跨是主厂房各跨中最窄的一跨。转炉跨的宽窄与炉子的大小有关。根据国内外转炉炼钢厂的实际数据,转炉跨宽度和转炉占用柱距(即两转炉中心距)可归纳分析如表14-4:
表 14-4 转炉跨宽度和两转炉间距的关系归纳表 炉容量/t 30~45 尺寸 18.0 两转炉间距 统计范围 20.0 平均 实用 转炉跨宽度 18.2 18.0 6.0 统计范围 9.0 10.0 平均 实用 8.8 12.0 5 1 1 2 2 50~70 18.0 18.0 18.0 8.0 11.0 12.0 15.0 12.2 15.0 4 1 1 2 2 80~95 个 1 1 14.0 15.0 18.0 18.0 18.0 14.0 100~150 尺寸 20.0 24.0 26.0 30.0 33.0 24.8 24.0 12.0 13.0 15.0 18.0 21.0 14.6 18.0/24.0 个 2 6 1 1 1 1 3 3 3 1 160~190 尺寸 21.0 22.0 30.3 24.5 24.0 15.0 15.0 18.0/24.0 个 1 1 1 3 200~240 尺寸 24.0 25.0 28.0 30.0 27.4 27.0 14.0 17.0 18.0 20.0 24.0 18.5 21.0/30.0 个 1 2 1 3 2 2 4 2 2 个 尺寸 个 尺寸 注:在烟气除尘系统为干电除尘时,转炉跨占用跨度较宽,则为分母数,否则为分子数。
转炉跨长度由中段转炉区和两边区组成。中段转炉区长度与转炉容量和座数有关,为高跨厂房;而两边区采用低层厂房,一般用于氧枪装配,钢包修砌,建水泵房等。
结合上表,本设计为公称容量为50吨转炉并且采用“三吹二”制吹炼模式。三座转炉,其中两转炉间距取18m,则转炉跨长度可取72m。
从建筑上考虑,转炉跨总长度一般与装料跨总长度取齐。那么废钢堆放跨长度及铁水预处理跨长度也分别取72m,则厂房总长度为3×72=216m。
14.3 连铸各跨布置
新设计氧气转炉炼钢车间一般都采用全连铸生产方式。现代转炉炼钢厂主厂房中连铸各跨所占地的面
积一般都在一半以上。连铸机的布置类型基本上可分为横向布置与纵向布置两类,前者是指连铸机中心线与厂房纵向柱列线相垂直的布置,后者是指连铸机中心线与厂房纵向柱列线相平行的布置。
由于本设计为“三吹二”的转炉全连铸钢厂,板坯连铸机为1台,方坯连铸机2台。这样,连铸机采用横向布置,各流连铸坯汇集起来直接向热连轧送坯。
14.3.1 连铸浇注跨
连铸浇注跨一般有1~2个操作区,操作区两旁一般用于中间包维修与烘烤,其余的区域根据具体要求作适当布置。
操作区的上部为操作平台,其宽度占据了整个跨间;对于板坯连铸机,如果其冶金长度较长,连铸操作平台甚至伸入到下一个跨间的中部。平台上从钢包回转台开始,依次为中间包行走小车或中间包回转台、连铸操作控制室、引锭杆传送车等。操作平台下部为连铸机扇形段机架(可设1~2层专用平台供维修用)、供水站、汽化室和液压站等。
14.3.2 连铸出坯跨
连铸出坯跨一般占用1~2个跨间,铸坯定尺长度较大则占用跨间较多。在连铸出坯区的两侧是结晶器和扇形段的检修和调整区,配备有各种检修和供调整用的工作台架。
14.3.3 连铸精整跨
连铸精整跨主要用于板坯的精整清理。虽然随着连铸技术的进步,连铸坯的不精整率已经提高到95%以上,但是在长期的批量生产过程中,一些不正常的操作情况如水口结瘤烧氧等,影响到浇注,因而影响铸坯的表面质量,因此有必要进行表面精整清理。此项工作主要用火焰清理和手工清理。在连铸坯热检测仪对连铸过程中的铸坯表面瑕疵斑疤等缺陷做出可靠的定位、定区后,与检测信息联机的四面火焰清理机可以在线对连铸坯缺陷区作局部清理,这样有利于热送。否则,经过精整清理,特别是经过手工清理,连铸坯只能掉队冷送。
可以热送的连铸坯,出坯的辊道线要与热连轧线相接。除全部辊道有保温罩外,还可能增设隧道式加热炉,以保证所需的稳定的轧制温度;经冷送或温送的铸坯则需经过另外一条辊道线送入轧钢厂加热炉,这两条辊道线的距离即为轧钢步进加热炉的长度。
14.3.4 连铸区域尺寸确定
① 连铸机的总长度
弧形连铸机的总长度是指结晶器外弧竖直切线到冷床后固定挡板之间的水平距离。
因为连铸机总长度较大,各段设备高度和维修要求也各不相同,当采用横向布置连铸机时,沿弧形连铸机长度方向只将弧形半径以前的部分布置在浇注跨,其余部分则依次布置在切割、出坯等各跨内。
弧形连铸机总体尺寸如图14-5。 弧形连铸机的总长度L(m)为:
L?R?L1?L2?L3?L4?L5 (14-4)
式中 R——连铸机圆弧形半径,m
L1——矫直切点至拉矫机最后一个辊子的距离,m,主要由拉矫机类型来决定,当带液芯拉矫时
L1较长,小方坯连铸机约取1.5~2.0m;
L2——拉矫机后至切割区前距离,m,适当加长此段有利于提高拉速。小方坯连铸机约3.5~5.5m;
如为机械剪切,则取决于设备尺寸。小方坯连铸机约取3~4m;
L4——输出辊道或铸坯等待区长度,m,一般至少大于最大定尺长度的1.5倍,视具体情况而定;
L3——切割区长度,m,如采用火焰切割时,取决于钢种、铸坯断面尺寸和拉速,根据计算而定;
L5——冷床或出坯区长度,m,主要取决于最大定尺长度,再增加约1m。
此外,引锭杆的结构型式,导入引出的方法,存放方式等决定了它在连铸机总长中所占位置,应结合具体情况,确定所占的长度与空间。
图14-5 弧形连铸机总体尺寸
② 连铸机总高和连铸浇注跨吊车轨面标高
连铸机的总高一般是指从拉矫机底座基础面至中间包顶面的高度H(m)(见图14-6),计算式如下:
H?R?H1?H2?H3?H4 (14-5)
式中 H1——拉矫机底座基础面至铸坯底面距离,取决于出坯的标高和设备尺寸,约取0.5~1.0m;
H2——铸机弧形中心至结晶器顶面的距离,常取结晶器高度的一半,如取0.35~0.45m; H3——结晶器顶面至中间包水口升至最高位置时的距离,约取0.1~0.2m; H4——中间包全高,约为1.0~1.5m,较大的中间包可达近2m。
连铸浇注跨吊车轨面标高为连铸机总高度H,加上钢水包水口至门形钩顶部吊环中心的高度H5,加上吊车主钩的升高极限H6,再加上钢水包水口至中间包顶面的距离和适当的吊车主钩的安全距离(一般约取1.4~1.6 m)。
图14-6 浇铸跨标高示意图
③ 连铸区域总宽度
连铸区域内的总宽度决定于浇注平台的总长度,这又决定于连铸机的台数和台间距。每台连铸机的宽度主要由连铸机流数、流间距而定。当车间连铸机为2台或2台以上时,一般采用同一浇注平台。
浇注平台的长度要考虑到中间包车的长度及其布置,而连铸机的流数及流间距决定了中间包车的长度。通常中间包的浇注位置和烘烤位置之间要有约3m的距离,烘烤区至平台外沿要有约2m空隙。因此,对于要求多炉连浇和快速更换中间包的连铸机,每台连铸机配置2个中间包车和2个烘烤区,这样浇注平台的长度应为3倍中间包车长度加10~12m的安全距离。
14.4 装料跨布置
14.4.1 铁水供应与铁水预处理布置
铁水是转炉炼钢的主要原料,它由高炉经铁水罐车或混铁车运入炼钢厂,然后转倒入兑铁包,再兑入转炉内;对于中小型转炉,有的要经混铁炉存放后再倒入兑铁包。
① 混铁车出铁间
对于容量≥100t的转炉应优先采用混铁车(又称鱼雷式铁水车)。
采用混铁车供应铁水时,应设混铁车出铁间(即铁水倒罐站),如图14-7所示。混铁车出铁间(铁水倒罐站)4一般布置于原料跨5一端的外侧,混铁车在此将铁水倒入铁水坑内的铁水罐中,通过移送车6将铁水罐运往原料跨。
图14-7 混铁车供应铁水
1—高炉铁水 2—铁水预处理间 3—倒渣站 4—铁水倒罐站 5—主厂房原料跨 6—移送车
② 铁水预处理
混铁车方案进行铁水预处理时,一般包括铁水预处理间2、倒渣站3和铁水倒罐站4。铁水预处理间(脱硫或同时脱硫脱磷)和倒渣站大多位于炼铁车间与铁水倒罐站之间,且彼此平行布置。一般情况下,经处理后的混铁车,每隔2~3次送到倒渣站倒渣。不需预处理的混铁车每隔10次左右送到倒渣站倒渣。混铁车出铁间(铁水倒罐站)一般布置在原料跨一端的外侧厂房内,铁道线与厂房列柱线平行。混铁车出铁间内一般设有二条运输线和与其垂直布置的受铁坑(又叫铁水坑)。受铁坑位于铁水线下面,一个受铁坑有两个铁水转注位置。
14.4.2 废钢供应布置
废钢供应有以下布置类型:
(1) 废钢间为装料跨的延长部分,废钢经铁路线或公路线运进废钢间。小型转炉用吊车磁盘将废钢卸放地面存放或卸入废钢槽内待用,此多用于小型炉。
(2) 废钢间建在毗连装料跨一端的平行跨内,废钢运入车间和废钢装槽后,经废钢槽传送车送入装料跨待用。
(3) 在装料跨一端的外侧建独立的废钢间(一般垂直于装料跨),此多用于废钢用量大的大型转炉钢厂。废钢由大型自卸汽车运入,废钢装槽后,经废钢槽传送车送入装料跨待用。本设计采用这种布置方式。
14.4.3 装料跨尺寸
装料跨厂房的长度为铁水供应区、废钢供应区和转炉加料区三者长度之和,并加上两端检修吊车所需的长度。
装料跨厂房的宽度取决于转炉容量及工艺布置,一般在21~27m之间。若采用混铁炉,则取决于该工段的宽度;若采用混铁车,则取决于兑铁水、加废钢以及受铁坑所占的宽度。
用混铁车时,吊车轨面标高应保证能将铁水包中的铁水全部兑入转炉(图14-1)。铁水吊车轨面标高H(m)为:
H?h1?h2?h3?h4 (14-6)
式中 h1——铁水吊车主钩升高极限,m;
h2——安全距离,一般取1m ;
h3——兑铁水时铁水包耳轴中心至转炉耳轴水平中心线的距离,m; h4——转炉耳轴中标高,m。