Проект цеху по виробництву металевого марганцю потужністю 25 тис. тон в рік

 

N_п=П_цг/П_пг, шт.                                         (1.10)

 

де N_п - кількість печей,

П_цг - заданий річний обсяг виробництва даного сплаву в цеху, т,

П_пг - річна продуктивність печі з даного сплаву, т.

Річна продуктивність печі з даного сплаву визначається за формулою:

 

П_пр=П_п *t, тонн                                         (1.11)

 

де, Ппр-річна  продуктивність печі, т / рік

Пп - добова продуктивність печі з  даного сплаву, т / добу.

t - фактичний час роботи печі  за рік, доба.

За даними діючих підприємств продуктивність печей виплавляючих феромарганець приймаємо П ФМн95 = 25,0 т.

Річна продуктивність печі по виплавлюваних  сплавів:

 

П_пр^ФМn95=25,0*332=8300 т.

 

Річний обсяг виробництва:

 

                                           ПпцФMn95 = 25000 т.

 

Згідно обсягу виробництва за формулою (1.10) визначаємо кількість печей:

 

                                            NФMn95 = 25000/8300 = 3,01

 

Приймаємо 3 печі для виплавки феромарганцю марки ФMn95.

1.6 Розрахунок балансу матеріалів

 

Баланс матеріалів по цеху - це розрахунок необхідної кількості витрачених матеріалів для виробництва феромарганцю марки ФMn95. Виходячи з кількості витрачених матеріалів на 1 т сплаву наводимо баланс матеріалів по цеху розрахунки наведені в таблиці 1.1.

 

Таблиця 1.1 -

Баланс матеріалів при виплавці ФMn95

Використана сировина	Витрати на 1 т сплаву	Добові витрати по цеху,тонн	Річні витрати по цеху, тонн
ШМП 78, т	1,500	117,46	39000
SiMn переробний, т	0,647	59,04	19604
Вапно, т	1,200	93,97	31200
Електроенергія, кВт·г	2000	156626,5	52000000

1.7 Опис цеху по прольотах, ділянках, схемах вантажопотоків

Проектований цех з випуску  феромарганцю ФМн95 з річною продуктивністю 25000 т складається з трьох відділень: шихтового, плавильного і розливного, які розташовуються в паралельних прольотах.

                           

1.7.1 Розрахунок шихтового відділення

 

Для безперебійної роботи цеху необхідно  мати мінімальний, але в той же час достатній запас матеріалів. Шихта для виплавки сплавів надходить  із заводів-постачальників у вигляді пакетів паць вагою 15 - 16 кг кожна. Кожний пакет важить у середньому біля однієї тонни.

Для розвантаження  автомобільного транспорту, якими доставляються  пакети із шихтою, застосовуються мостові  крани. На склад пакети доставляються  електровантажниками.

Для подачі шихти  до плавильних печей передбачена  система подачі тари й повернення її по рольгангах. Перед завантаженням  у плавильні печі шихта проходить  через спеціальні печі для сушіння  й підігріву шихти. Ця операція застосовується для видалення вологи й збільшення продуктивності плавильних печей.

У добові бункери  із пластинчастими живильниками шихтові  матеріали завантажуються за допомогою  мостового крана.

У проектованому  цеху застосовується вагове дозування  шихти. Її складові з добових бункерів за допомогою пластинчастих живильників подаються в баддю із дном, що відкривається, установлену на ваговому візку.

На шихтовому  дворі метали, флюси, матеріали зберігаються строго по партіях. Всі матеріали, що надходять на шихтовий двір у цех, повинні мати супровідні сертифікати якості. При надходженні вологого й забрудненого матеріалу, дають їм просохнути в природних умовах на шихтовому дворі й роблять очищення паць.

До шихтових матеріалів, застосовуваним у проектованому  цеху, пред'являються наступні вимоги:

• всі шихтові матеріали повинні завантажуватися в піч сухими й чистими;
• паці шихти повинні відповідати вимогам ДСТУ;
• не допускається перемішування сплавів різних марок.

Для забезпечення безперервної роботи цеху необхідно мати десятидобовий запас шихтових матеріалів. Добовий запас шихтових матеріалів на складі розраховується виходячи з добових витрат шихти за формулою (1.12):

 

                                 Q = qci * Ci * К, т                                          (1.12)

 

де Q - запас шихтових матеріалів на складі, тонн;

qci - добова потреба матеріалу по цеху, тонн;

Ci - термін збереження матеріалу, добу;

К - коефіцієнт нерівномірності постачання вантажів

 

Розрахунок запасу шихти на складі з умов безперервної роботи цеху приведений в таблиці 1.2

 

Таблиця 1.2 –

Розрахунок необхідного запасу шихти на складі

Матеріал	Добовий запас по цеху,  т	Термін зберігання, доба	Насипна вага т/м3	Объем материала, м3	Запас на складі, т
Вапно	93,97	2	1,18	264,4	312
SiMn перероб.	59,04	10	3,5	280	680
ШМП - 78	117,46	10	1,865	300	754

 

Глибину приямка приймаємо 6м. ширину 10м. Розміри приямків вибираються конструктивно виходячи з насипної щільності матеріалу, який зберігається на складі шихти і вільної площі шихтового прольоту.

 

F^З_СКЛ=F_ТЕХ+F_З+F_ЕС+F_ПВ, м²                                                (1.13)

 

де, Fтех - площа технологічних ділянок складу, враховує площу під оснащенням, проходами і залізничними шляхами, м²;

Fз - площа приямків, м²;

Fес - площа, яка займана внутрішніми естакадами і місцями для розвантаження матеріалів, м²;

Fпв - площа, яка зайнята обладнанням для подачі матеріалів у виробництво, м²

 

F_З=1.1*åF_ПО, м²                                       (1.14)

 

F_{Е. С} = m·l·n , м²                                        (1.15)

 

де: m - ширина розвантаження, м

l - довжина естакад, м

n - кількість естакад

 

F_ПВ=0,15åF_ПО, м²                                      (1.16)

 

F_З=1.1(800/6+472/6+186/6+119/6) = 290 м²,

 

F_ЕС=8 * 27 * 3 = 648 м²,

 

F_ПВ=0.15 * 290 = 43 м².

 

Площа технологічних ділянок складу, враховуючи площу оснащену проходами та залізничними шляхами дорівнює 2157 м².

 

F^З_СКЛ = 2157 + 290 + 648 + 43 = 3138 м²

 

Розвантаження шихтових матеріалів із залізничних вагонів у приямки і з приямків до добових бункерах відбувається за допомогою грейферного крана. Виходячи з потужності печі за даними для обслуговування шихтового прольоту приймаємо грейферні крани вантажопідйомністю 10 т з об'ємом грейфера 1.5м³ (характеристика крана і грейфера наведено в таблицях (1.3 і 1.4).

 

Таблиця 1.3 -

Технічна характеристика крана

Характеристика крана	Параметр
1. Максимальна вантажопідйомність підйому 10т	10т
2. Максимальна висота підйому 20м	20м
3. Максимальная глибина опускання  20м	20м
4. Геометричні параметри крана:     база крана     колія візки     колія крана	4м 2,24м 14м
5. Швидкість підйому вантажу	0,25м/с
6. Швидкість пересування:       крана з вантажем      крана без вантажу       вантажного візка з вантажем максимальної ваги	1,7м/с 1,7м/с 0,83м/с
7. Вага крана та його основних частин	16,2т
8. Сумарна номінальна потужність електродвигунів	57,23кВт

 

Таблиця 1.4 -

Технічна характеристика грейфера

Параметр	Показник
Емність грейфера, м3	1,5
Висота грейфера, мм: закритого вікритого	2100 2600
Ширина грейфера, мм: закритого відкритого	1900 2400

 

Продовження таблиці 1.4

1	2
Ширина грейфера, мм: закритого вікритого	1900 2400
Довжина щелепи, мм	1700
Вид струму	постійний
Потужність електродвигуна, кВт	8,0
Вага грейфера, кг	3000

 

Кількість кранів, яке необхідні для подачі шихтових матеріалів та обслуговування шихтового прольоту розраховується виходячи з добових подач шихтових матеріалів:

 

N_Ги=M_Кі/V_Г*g_и, подач                                  (1.17)

 

де: Nги - кількість подач грейфером шихтового компонента;

Mкі- добова вага шихтового компонента, тонн;

Vг - обсяг грейфера, м³;

g_и - насипна вага шихтового матеріалу, т/м³.

 

Nги (SiMn) = 59,04 / 1,5 * 3,5 = 11,2 приймаємо 12 подач,

 

Nги (вапно) = 93,97 / 1,5 * 1,18 = 53,09 приймаємо 54 подачі,

 

Nги (ШМП 78) = 117,46 / 1,5 * 1,865 = 42,1 приймаємо 43 подачі,

 

N_Г =12+54+43=109 подач.

 

Тривалість однієї подачі приймаємо t₀ = 5 хв. Загальний час, що витрачається на подачу шихтових матеріалів:

 

Т_ТЕХ = i₀ *N_Г, хв.                                        (1.18)

 

Т_ТЕХ = 5 * 109 = 545 хв

 

Окрім подач шихтових матеріалів в добові бункери, крани виконують інші операції: перевантаження шихтових матеріалів, розвантаження залізничних вагонів.

Приймаються час неврахованих операцій:

 

Т_НВ=0,5*Т_ТЕХ, хв                                     (1.19)

 

Т_НВ=0,5 * 545 = 273 хв

 

Загальний час роботи крана є сумою технологічного і неврахованого часу і визначається за формулою:

 

                                 Т_общ = Т_ТЕХ + Т_НВ, хв.                                  (1.20)

 

Т_общ= 545 + 273 = 818 хв.

 

Коефіцієнт завантаженості крана приймаємо К_З = 0.8 ... 0.85. Кран на добу працює:

 

Т_РК=24*К_З, годин                                  (1.21)

 

Т_РК=24 * 0,85 =20,4 годин або 1224 хв.

 

Для забезпечення безперебійної роботи необхідно кранів:

 

N_КР = Т_ЗАГ/Т_РК                                   (1.22)

N_КР=818 / 1224 = 0,7.

 

Приймаються 2 крана вантажопідйомністю 10 т. (один до роботи, другий у запас).

1.7.2 Розрахунок пічного прольоту

 

У пічному прольоті розташовано 3 печі РКО-7.0,  які виплавляють феромарганець марки ФMn95. Пічні трансформатори і пульти управління печами розташовані на позначці +4,6 м. Кількість кранів в пічному прольоті розраховується виходячи з обсягу представленого матеріалу. Використовуючи дані таблиці 1.2 обсяги матеріалів, які вантажаться на печі:

 

V _SiMn = 28 м³, V_вапно= 132,2 м³, V_ШМП =260 м³.

 

Всього на печі на добу подається VM = 420,2 м³, приймаємо 420 м³.

Обсяг бадді приймаємо Vбад. = 2м³, вантажопідйомністю 10т. Необхідна кількість цебер для подачі шихтових матеріалів до пічним бункерів:

 

N_бад=V_M/V_бад                                        (1.23)

 

N_бад = 420 / 2 = 210 шт.

 

Кількість бадей в цеху з урахуванням 15% на ремонт і 15% в запасі становить 10 бадей. Для подачі однієї баді витрачається 5 хвилин. На всі операції витрачається:

 

Т_ТЕХ = 5 * 210 = 1050 хв.

 

Для заміни та перепуску електродів на одній печі кран витрачає 40 хвилин на добу. На 3 печі:

 

Т¹_общ = 1050 + 120 = 1170 хв.

 

Завантаженість кранів приймаємо К_З = 0,85. Кран на добу працює Т_КР=1224 хв.

 

Т_НВ = 1170 * 0,25 = 292,5 хв.

 

Загальний час з урахуванням неврахованих витрат:

 

Т_общ = 1170 + 292,5 = 1462,5 хв.

        Кількість кранів розраховується за формулою:

 

N_КР = 1462,5 / 1224 = 1,19

 

Приймаємо 2 крана вантажопідйомністю 10 т.

                                         

1.7.3 Розрахунок розливного прольоту

 

У розливному прольоті знаходяться  ковші, ділянка для перефутеровки  ванн печей, горнові візки для  викатки ковшів з рідким металом, залізничні колії для подачі технологічного посуду (шлаковозів, вагонів тощо), розливні крани і т.д.

Ємність розливних ковшів приймаємо 5м³. Розрахунок кількості розливних ковшів ведеться за тривалістю обороту одного ковша. Тривалість обороту одного ковша для виплавки феромарганцю ФМн95 складається за такими операціями: