Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Определение габаритов здания цеха

Определяя габариты здания, расчеты ведут последовательно по каждому пролету, в отдельных случаях параллельно. Например, для обеспечения нормальной завалки лома и заливки чугуна требуются одновременные расчеты по конвертерному и загрузочному пролетам, габариты загрузочного пролета следует определять в увязке с расчетами по скрапному пролету и отделению перелива. В приводимой ниже методике расчеты по пролетам ведут в технологической последовательности: скрапной пролет (подача лома), отделение перелива (подача чугуна), загрузочный пролет (завалка лома и заливка чугуна в конвертер) и т.д. Однако этот порядок не обязателен, последовательность расчетов может быть иной (например, начинаясь с конвертерного пролета и т.д.).

Минимальные габариты каждого пролета (ширина, высота, длина) определяются из количества и характеристики установленных в нем оборудования и сооружений. Размеры оборудования, устанавливаемого в цехе, принимаются по данным каталогов, габариток кранов и другим информационным материалам, действующим в период разработки проекта. Часть площади пролета (как по ширине, так и по длине) не обслуживается кранами изза ограниченных подходов крюков, и на этой площади нельзя размещать оборудование, которое требует такого обслуживания.

Приводимые методические указания по определению габаритов здания (рис. 5.5) носят предварительный характер. Окончательные габариты здания цеха определяются после разработки строительных решений и увязки их с рекомендуемыми для конкретного предприятия строительными модулями. Необходимые для предварительных расчетов приближенные габариты металлоконструкций (колонн, подкрановых балок и т.д.) приводятся ниже в рекомендациях по конкретным пролетам.

Ширина пролета определяется оборудованием и сооружениями, которые должны быть установлены в пролете (в поперечном направлении). Исходя из требований безопасности по обеспечению проходов вдоль цеха между колоннами здания и установленным в пролете оборудованием, железнодорожными путями и т.д. определяют минимально необходимое расстояние между внутренними кромками колонн (стоек) здания. Расчет пролета крана ведут в два этапа. Вначале определяют минимальный пролет крана. Для этого к расстоянию между внутренними кромками колонн добавляют с каждой стороны расстояние от кромки колонны до оси подкрановой балки, равное половине стойки колонны. Полученный результат проверяют на обслуживание расположенного под краном оборудования (с учетом горизонтальных подходов крюков, принятых по габа ритке). Если такое обслуживание не обеспечивается, пролет крана соответственно увеличивают, округляя до кратного 0,5 м.

Затем определяют минимальную ширину пролета здания по осям колонн. В однопролетном здании, например в отдельном скрапном пролете или отделении перелива (см. рис. 5.4, в) пролет здания превышает пролет крана обычно на 1,5—

2,0 м. Если оси здания совпадают с внутренней кромкой шейки колонны, а проходы вдоль подкрановой балки выполнены между колонной и краном, то эта величина слагается из следующих составляющих (рис. 5.5): прохода между колонной и краном (400 мм), толщины перил (40 мм), зазора между перилами и краном (60 мм), свеса крана — расстояния между крайней точкой крана и осью подкранового рельса, принимаемого по габаритке крана (250—500 мм).

Окончательно выбирают положения осей пролетов при разработке строительной части здания конвертерного цеха. Оси здания могут быть несимметричны по отношению к крановым. Например, при общей разнице между пролетами здания и крана 2 м, расстояние между осью здания и осью подкрановой балки может быть с каждой стороны одинаковым (по I м), а может составлять с одной и с другой стороны крана по 0,5 м, или — с одной стороны ноль, с другой 2 м.

Высота пролета определяется высотой оборудования и сооружений, устанавливаемых в пролете, и расстоянием от пола пролета до головки подкранового рельса (отметка головки рельса), определяемым высотой оборудования (сооружений), обслуживаемых краном или расположенных под ним, с расстоянием между крюком крана в верхнем положении и головкой подкранового рельса (вертикальным подходом крюка), принимаемым по габаритке крана, и зазором между оборудованием (сооружениями) и проносимыми над ним грузами, не противоречащим правилам безопасности. Расстояние между головкой под кранового рельса и путями устройства для ремонта кранов слагается из высоты крана, принимаемой по габаритке высоты ремонтного устройства (тали и др ), принимаемой по габаритке зазора между верхней точкой крана и крюком ремонтного устройства Этот зазор определяется габаритами заменяемого груза (редуктора, двигателя и др) и обычно составляет 1,5—2,0 м

Длина пролета (в продольном направлении) определяется предполагаемыми оборудованием и сооружениями По их размерам с учетом обеспечения необходимых проходов и проездов определяют минимальную длину пролета, обслуживаемую кранами, а также подход крюка крана к торцу цеха, слагающиеся из следующих величин (рис 5 7) расстояния от оси моста до конца буфера крана (принимается по габаритке крана), величины упора, установленного на подкрановой балке (обычно около 2 м), зазора между упором и буфером крана (он должен быть не менее половины пути торможения крана, для предварительных расчетов его можно принимать равным 1 м) В этой зоне нельзя размещать оборудование и сооружения, которые обслуживаются кранами

Часть устанавливаемого в пролете оборудования нуждается в постоянном крановом обслуживании, и его желательно размещать в средней (по длине) части пролета, в зоне действия нескольких кранов В случае размещения этого оборудования в торцах пролета должны учитываться периодическая остановка крайних кранов на ремонт и необходимость участия в работе соседних кранов Габариты подхода соседнего крана к торцу цеха слагаются из величины упора, зазора между упором и буфером крайнего крана, ширины крайнего крана по буферам, зазора между буферами крайнего и соседнего с ним кранов (равного половине пути торможения), расстояния от оси соседнего крана до конца его буфера

За основу при разработке методики определения габаритов отдельных пролетов конвертерного цеха принята схема цеха, представленная н<л рис 5 4, а Методика расчета участка подачи чугуна рассмотрена как для отделения перелива, так и для миксерного отделения Приведена методика расчета отделения перестановки шлаковых ковшей, хотя такая схема не рекомендуется для новых цехов

Скрапной пролет

Рассматривается вариант с подачей основной части лома в скрапной пролет в совках, установленных на железнодорожные платформы Расчет скрапного пролета начинается с определения площади ямы для хранения лома (лом, находящийся в яме, используется для корректировки навески, а также при ремонте крана для перестановки совков)

При расчете площади ямы а) определяется суточная потребность в ломе, б) задается запас лома в скрапном пролете Он зависит от условий предприятия (наличие складов лома за пределами конвертерного цеха, работа на привозном или оборотном ломе и т д) Подача лома в совках свидетельствует о наличии на заводе скрапоразделочного цеха и поэтому не требует организации больших запасов лома в скрапном пролете Достаточно принять запас лома на 0,5—1 сут, задаются нагрузкой на 1 м2 площади ямы При нормальном качестве лома («1 т/м3) ее можно принимать равной 4 т/м3, что соответствует глубине ямы 3 м и общей высоте слоя лома «4м

При выборе пути подачи лома определяется а) количество платформ в составе, на котором в пролет подаются совки (для предварительных расчетов четыре—шесть), б) время снятия груженого совка с платформы и установки на нее порожнего совка, в) время пребывания состава в пролете время обработки всех платформ плюс 10 мин на замену составов, г) количество составов, которое может пропустить один путь, и количество плавок, которое он может обслужить в течение суток, д) потребность в железнодорожных путях (суточное количество плавок делят на количество плавок, которое может обслужить один путь).

Как правило, в скрапном пролете большинства цехов достаточно одного пути. Методика расчета ширины пролета выполнена с учетом этого условия. Если по расчету путей требуется больше, то ширина пролета увеличивается. Она определяется составом оборудования и сооружений, размещаемых в пролете в поперечном направлении. При подаче лома в совках по ширине пролета размещаются: железнодорожный путь подачи лома, яма для хранения лома, совки на борту ямы (и в тех же габаритах — платформенные весы).

Минимальная ширина пролета по кромкам колонн слагается из следующих величин: прохода между колонной и железнодорожной платформой 0,7 м; ширины платформы (обычно 3,6 м); прохода между платформой и ямой, равного 0,7 м (в случае применения саморазгружающихся вагонов проход отсутствует); толщины ограждения ямы со стороны пути (обычно 0,35 м); ширины ямы; толщины ограждения ямы со стороны совков (обычно 0,35 м); прохода между ямой и совками, равного 0,7 м; зоны размещения совков (длины совка); прохода вдоль пролета (1 м). Все величины, влияющие на минимальную ширину скрапного пролета, принимаются либо по нормативам, либо по характеристике оборудования.

Исключение составляет ширина ямы, которая определяется с учетом следующих соображений: узкая, но длинная яма неудобна в работе, поскольку приводит к удлинению пробега кранов; широкая, но короткая неудобна — краны при работе мешают один другому. Рекомендуемая ширина ямы при хранении в ней всего расходуемого лома 10— 15 м. При поступлении основного количества лома в совках она может быть сокращена до 5—8 м.

С учетом принятой по предварительной оценке ширины ямы рассчитывается пролет крана. Для его определения к минимальному расстоянию между стойками колонн, методика подсчета которого приведена выше, прибавляется по половине ширины стойки с каждой стороны пролета. Для предварительных расчетов расстояние от оси подкранового рельса до кромки стойки (т.е. половину ширины стойки) можно принять равным 0,25 м. В предварительных расчетах принимают, что ось наружного ряда колонн проходит по внутренней кромке колонны, а ось колонн между скрапным и загрузочным пролетами проходит в средней части колонны. В последнем случае к расстоянию между осью подкрановой балки и кромкой колонны добавляется величина половины шейки колонны. Для предварительных расчетов расстояние между осями подкрановой балки и здания можно принять равным 2,2 м.

Обычно ширина скрапного пролета 30—36 м. С ее учетом уточняется ширина ямьг Проверяется обслуживание кранами пути подачи лома, весов и другого устанавливаемого в пролете оборудования и сооружений. При необходимости расчеты корректируют.

Для нахождения высоты пролета определяют высоту: а) до головки подкранового рельса отдельно для каждого типа кранов, установленных в пролете, за основу принимают максимально необходимую отметку; б) требующуюся крану для перестановки совков, слагаемую из высоты платформы, расстояния от платформы до цапф совка, вертикального подхода крана для совков, зазора между платформой и совком при его съеме (> 1 м); в) необходимую для установки магнитного крана, слагаемую из высоты гондолы (платформы с бортами), длины гирлянды лома (обычно 2 м), зазора между бортами и гирляндой (1 м), вертикального подхода магнита; г) необходимую для установки грейферного крана, слагающуюся из высоты гондолы, вертикального подхода грейфера (открытого и закрытого), зазора между бортами и грейфером (1м).

Полученные результаты сопоставляют и принимают отметку головки рельса, обеспечивающую нормальную работу всех кранов в пролете. Затем определяют отметку путей устройства для ремонта кранов.

Длина пролета определяется минимальной длиной пути подачи лома (из количества платформ), длиной ямы для лома, достаточной для установки вдоль борта расчетного количества совков (с учетом укладки путей скраповозов и установки весов), минимальной длиной пролета. Она слагается из длин ямы и зон, обслуживаемых кранами. Обслуживание торцов ямы при выходе крайнего крана на ремонт не требуется. Полученная длина для обслуживания состава с ломом проверяется на достаточность.

Отделение перелива чугуна

Условия завода (емкость ковша, количество чугуна, выпускаемого из доменной печи за один прием, и др.) определяют количество ковшей миксерного типа.

Затем определяют время пребывания состава в пролете (зависит от количества конвертерных плавок, которые может обеспечить чугуном один состав, и интервала между этими плавками) и на замену составов (для предварительных расчетов его можно принять равным 20 мин), количество плавок, которое может обслужить один путь в течение суток. Число путей определяется делением суточного количества плавок на число плавок, обслуживаемых одним путем. Если по расчету потребуется два пути, ширина пролета должна быть соответственно увеличена.

При выборе ширины пролета определяют: состав оборудования и сооружений, размещаемых

в поперечном направлении пролета (это путь подачи чугуна), минимальную ширину пролета по кромке колонн, которая слагается из ширины прохода между колонной и чугуновозным ковшом миксерного типа (0,7 м), ширины ковша миксерного типа (3,6 м), ширины прохода между ковшом миксерного типа и колонной (0,7 м).

Получившаяся величина (5 м) в принципе достаточна для отдельно стоящего отделения перелива с одним путем подачи чугуна. Однако в случае примыкания отделения перелива к основному зданию конвертерного цеха зона перелива окажется внутри загрузочного пролета, что приведет к ухудшению условий труда в основном здании. С учетом этих соображений рекомендуется увеличить ширину отделения перелива для размещения в нем чугуновоза, передвигающегося в поперечном направлении и доставляющего чугун из отделения перелива в загрузочный пролет Габариты этого чугуновоза зависят от емкости ковша и принимаются по каталогу.

Затем определяется пролет крана по приведенной ранее методике. Расстояние между осью подкранового рельса и кромкой нижней части колонны для предварительных расчетов можно принять равным 0,2 м. Для предварительных расчетов можно считать, что величина пролета здания превышает величину пролета крана на 1.5 м.

Высоту пролета определяют высотой до головки подкранового рельса, которая слагается из высоты ковша миксерного типа (5.0 м). вертикального подхода крюка крана (принимается по габаритке) и зазора между крюком и ковшом (для предварительных расчетов 2 м). При использовании съемных приспособлений учитывают их размеры. Затем, аналогично изложенному, определяют отметку путей устройства для ремонта кранов.

Миксерное отделение

Для варианта с отдельно стоящим миксерным отделением (рис. 5.8) и подачей ковшей с чугуном к конвертерам по нулевой отметке пути подачи чугуна в миксерное отделение определяются количеством ковшей, поступающих из доменного цеха в течение суток. Устанавливают количество ковшей в составе и суточное число составов. Для предварительных расчетов можно принять, что в состав входит три чугуновоза с ковшами. Определяют время пребывания состава в отделении, которое зависит от цикла обработки одного ковша. Устанавливают время на замену составов. Для предварительных расчетов его можно принять равным 20 мин. Определяют, какое количество ковшей можно подать в течение суток по одному пути и количество путей подачи (число ковшей, которое нужно подать в течение суток, делят на число ковшей, которое можно подать по одному пути).

В большинстве случаев для подачи чугуна используются два пути, что учитывается в предлагаемой ниже методике определения ширины миксерного отделения. Если по расчетам требуется один путь подачи, то ширина миксерного отделения может быть уменьшена. Количество путей выдачи чугуна из миксерного отделения к конвертерам зависит от количества чугуновозов, на которых ковши с чугуном транспортируются к конвертерам. Если подача чугуна обеспечивается одним чугуновозом, то требуется один путь, для двух чугуновозов (при их независимой работе) — два пути. Для варианта с двумя путями подачи жидкого чугуна из доменного цеха и одним путем выдачи его к конвертерам ширина пролета определяется составом оборудования и сооружений, размещаемых в пролете в поперечном направлении. Для миксерного отделения это два пути подачи чугуна, миксер, путь выдачи чугуна.

Минимальная ширина пролета по кромкам колонн слагается из величин: а) привязки оси первого пути подачи чугуна к кромке колонны. Она включает проход (0,7 м) и половину ширины чугуновоза. При ширине чугуновоза с ковшом 3,6 м минимальная привязка первого пути к кромке колонны составит (3,6 : 2) + 0,7 = 2,5 м; б) расстояния между путями подачи чугуна, равного (при устройстве двух независимых ворот на въезде в цех) 5 м. При устройстве общих ворот междупутье может быть уменьшено до 4,5 м; в) привязки второго пути к рабочей площадке миксера, равной (3,6 : 2) + 0,5 = 2,3 м. Если фундамент под миксер выступает за пределы площадки, привязка определяется по отношению к фундаменту; г) расстояния от кромки рабочей площадки до выреза под миксер (1м). расстояния от выреза до оси миксера и от оси миксера до оси пути выдачи чугуна (задается заводомизготовителем); е) привязки оси пути выдачи чугуна к кромке колонны, равной сумме величин прохода (0,7 м) и расстояния от оси до крайней точки ковша (зависящего от емкости и конструкции ковша).

Для приближенных расчетов минимальное расстояние между осями ближнего к миксеру пути подачи чугуна и пути его выдачи к конвертерам составляет: 16 м для миксера емкостью 1300 т при использовании заливочных ковшей емкостью 140 т и 21,5 м для миксера емкостью 2500 т при использовании заливочных ковшей емкостью 280 т.

Для определения пролета крана к расстоянию между кромками колонн прибавляют ширину стойки (для предварительных расчетов 0,25 м). Пролет здания определяется по методике, приведенной в общих положениях по определению габаритов здания. Для предварительных расчетов можно считать, что пролет здания больше пролета крана на 2 м. В заключение проверяют обслуживание краном путей подачи и выдачи чугуна.

Высота пролета определяется отметкой головки рельса пути выдачи чугуна к конвертерам. Она зависит от принятой схемы работы (чугун может выдаваться по нулю или по эстакаде разной высоты). В приводимой методике принята выдача чугуна по нулю. Далее определяются отметки: верха заливочного ковша под носком миксера (зависит от емкости ковша и конструкции чугуновоза) и горизонтальной оси миксера, при которой обеспечивается нормальный слив чугуна в заливочный ковш. Предельный угол поворота миксера, обеспечивающий его опорожнение, задается заводомизготовителем. Им же задается отметка верхней рабочей площадки по отношению к горизонтальной оси миксера. Отметка головки подкранового рельса должна обеспечить нормальный слив чугуна в миксер.

Для предварительных расчетов расстояние между головкой рельса пути выдачи чугуна и головкой подкранового рельса можно принимать равным: 21 м для миксера емкостью 1300 т и 26 м для миксера емкостью 2500 т.

В заключение по методике, аналогичной ранее приведенной, определяют отметку путей устройств для ремонта кранов.

По длине пролета располагают миксеры, машины для скачивания шлака, стенды. Минимальная длина пролета слагается из следующих величин: привязки осей миксеров к торцам здания (рассчитывается из условий обеспечения заливки чугуна в миксер при ремонте крайнего крана); расстояния между миксерами, обеспечивающего возможность одновременного слива чугуна в соседние миксеры двумя кранами. Длина должна также обеспечивать размешение и обслуживание кранами машин для скачивания шлака и шлаковых стендов, а также состава, подаюшего чугун из доменного цеха. При необходимости минимальная длина увеличивается.

Загрузочный пролет

Расчеты по загрузочному и конвертерному пролетам следует проводить параллельно. В приводимой методике расчеты по загрузочному пролету проводятся раньше. При этом в отдельных (оговоренных) случаях используются величины, полученные в расчетах по конвертерному пролету. Рассматривается вариант с подачей чугуна по одному тупиковому пути, уложенному на полу цеха, и завалкой лома полупортальным краном.

Загрузочный пролет, схема размещения оборудования в котором приведена на рис. 5.9, состоит по длине из трех участков (приема совков с ломом, загрузки конвертеров и приема ковшей с чугуном). Общая ширина пролета принимается по самому широкому участку — участку загрузки конвертеров. Полученный результат проверяется с учетом потребностей двух других участков. Ширина пролета на участке загрузки конвертеров должна обеспечить размещение полупорталь ного крана и пронос мимо него заливочным краном ковшей с чугуном.

При расчете пролета полупортального крана учитывается, что он перемещается мимо стойки колонны, на которую опирается подкрановая балка заливочного крана, расчет пролета ведется в следующей последовательности: а) определяется привязка оси стойки под подкрановую балку заливочного крана к оси здания. Она слагается из свеса крана, зазора, перил и прохода; б) определяется расстояние между осями подкрановых балок полупортального и заливочного кранов. Оно включает свес полупортального крана, зазор, перила и проход, к которым добавляется половина ширины стойки (для предварительных расчетов половина стойки 0,3 м) под балку заливочного крана; в) из расчета по конвертерному пролету принимается привязка ограждения конвертера к оси здания, по которой определяется привязка ограждения к подкрановой балке полупортального крана; г) величина пролета полупортального крана подсчитывается с учетом проноса совка мимо ограждения конвертера и слагается из привязки ограждения к подкрановой балке, зазора между совком и ограждением (0,5 м), длины совка, подхода крюков полупортального крана со стороны стойки крана (при расположении кантователя в торце совка)

Минимальная ширина пролета по кромкам колонн слагается из величин, зазора между колонной и заливочным ковшом при транспортировке его краном вдоль пролета (1 м), габарита заливочного ковша, зазора между заливочным ковшом и стойкой полупортального крана (] м), расстояния от кромки стойки полупортального крана до оси нижнего подкранового рельса, пролета полупортального крана, расстояния между осью подкрановой балки полупортального крана и кромкой колонны (стойки)

Для определения пролета заливочного крана к подсчитанной величине добавляется с каждой стороны по половине ширины стойки, т.е. для предварительных расчетов 0,3x2 = 0,6 м.

Для предварительных расчетов пролета здания принимаем, что ось колонн здания между загрузочным и конвертерным пролетами проходит по кромке колонн со стороны заливочного крана. С учетом подхода литейного крана со стороны кабины проверяется достаточность принятых решений для проноса заливочного ковша мимо полупортального крана.

Достаточность принятой ширины пролета проверяется на участке подачи лома На участке располагается только полупортальный кран (заливочные ковши сюда не поступают) Расчеты сводятся в основном к определению габаритов внутрицеховых помещений, не мешающих перемещению полупортального крана.

Проверяется достаточность принятых решений и на участке подачи чугуна, где по ширине пролета расположены: путь подачи чугуна из миксерного отделения, свободная зона для проноса заливочных ковшей (она же используется в качестве автовъезда), машина для скачивания шлака со стендом для шлакового ковша и горелка для чугуновозного ковша.

Методика расчета привязки пути подачи чугуна аналогична расчету пути подачи лома в скрап ном пролете. Привязка машины для скачивания шлака и горелки проводится с использованием каталожных данных. Все перечисленные привязки проверяются с учетом подхода крюков заливочного крана Рекомендуемая для предварительных расчетов ширина пролета при завалке лома полупортальным краном:

Высота пролета до головки подкранового рельса определяется условиями завалки лома и заливки чугуна в конвертер. В первую очередь рассчитывается отметка головки рельса полупортального крана, поскольку на отметку рельса заливочного крана наряду с условиями завалки влияют габариты расположенного под ним полупортального. Завалка лома и заливка чугуна проводятся при расчетном угле наклона конвертера 45°. Отметка оси горловины конвертера при наклоне его на 45° определяется в расчетах по конвертерному пролету. Минимальная отметка головки подкранового рельса полупортального крана слагается из величин, отметки оси горловины наклоненного конвертера, расстояния по высоте между осью горловины и осью кантователя совка при наклоне последнего на 45° и вводе носка на 0,5 м внутрь конвертера, вертикального подхода крюка крана со стороны его стойки.

Возможно увеличение минимальной отметки для обеспечения достаточного удаления нижнего пояса подкрановой балки полупортального крана от горловины конвертера, обусловленного необходимостью, вопервых, свободного размещения между горловиной и нижним поясом балки «юбки» и кессона газоотводящего тракта и, во вторых, удаления нижнего пояса балки от интенсивного теплоизлучения. Для предварительных расчетов можно принять: высоту подкрановой балки 2,5—3,0 м, а расстояние между низом балки и отметкой горловины конвертера в вертикальном положении 3,0—3,5 м. Окончательные размеры определяются после расчета металлоконструкций и получения данных от завода — изготовителя газоотводяшего тракта.

Для обеспечения заливки чугуна минимальная отметка головки рельса заливочного крана должна слагаться из следующих величин: отметки оси горловины наклоненного конвертера, расстояния между осью горловины и осью цапф заливочного ковша в начале слива (низ ковша находится на уровне горловины), вертикального подхода крюка заливочного крана.

Затем проверяются условия завалки лома заливочным краном (при ремонте полупортально го), уточняется отметка головки рельса с учетом проезда заливочного крана над полупортальным (зазор между верхней точкой полупортального крана и нижней точкой моста заливочного крана должен быть >0,1 м), определяется отметка путей устройства для ремонта крана.

Рабочая площадка является продолжением рабочей площадки конвертерного пролета и имеет одинаковую с ней отметку, которая определяется в расчетах по конвертерному пролету.

Длина пролета рассчитывается порознь для каждого из участков, составляющих загрузочный пролет, результаты суммируются. Методика расчета приводится для условий размещения скрапного пролета и путей скраповоза по одну сторону от конвертеров.

Расстояние между конвертерами и шаг колонн, в котором они размещаются, определяются в расчетах по конвертерному пролету. Длина участка равна количеству шагов колонн, в которых размещены конвертеры, умноженному на шаг колонн.

Для участка приема совков с ломом вначале определяются привязка торца скрапного пролета к пути выдачи шлака от крайнего конвертера и привязка путей скраповозов к крайнему конвертеру (скраповозы размещаются в средней части скрапного пролета). Минимальная длина участка приема совков слагается из величин: привязки путей скраповозов к торцу загрузочного пролета и расстояния от пути скраповозов до начала участка конвертеров (крайней колонны участка). Если по расчету в цехе устанавливаются два по лупортальных крана, то каждый из путей должен обслуживаться таким краном, а также крайним заливочным краном.

Необходимая длина участка приема ковшей с чугуном определяется отдельно для пути подачи чугуна и для оборудования, расположенного на другой стороне участка. Длина пути подачи чугуна из миксерного отделения принимается с учетом размещения принятого количества чугуновозов и обеспечения взятия краном крайнего со стороны торца пролета ковша с чугуном. Если в пролете несколько заливочных кранов, то должно обеспечиваться зацепление любого ковша при остановке крайнего крана на ремонт. При определении длины зоны размещения оборудования учитывается, что все расположенные в этой зоне машины и стенды должны обслуживаться кранами при остановке крайнего крана на ремонт. Длина участка принимается по максимальной из подсчитанных величин. Общая длина пролета определяется как сумма длин отдельных участков.

Конвертерный пролет

По длине конвертерный пролет состоит из высокой и низкой частей. В высокой размещаются конвертеры, тракт подачи сыпучих, газоотводящий тракт и обслуживающее их оборудование. Низкая часть используется для размещения участков ферросплавов и ремонта фурм. Уменьшение высоты части здания осуществляется с целью снижения его стоимости, технической необходимости в таком решении нет. Габариты конвертерного пролета определяются работой по схеме без дожигания окиси углерода, размещением подъемного газохода за трактом подачи сыпучих материалов, размещением мокрых газоочисток внутри пролета, применением глуходонных конвертеров с организацией ремонта футеровки сверху и использованием откатного кессона.

По ширине конвертерный пролет разделен на три самостоятельных участка (конвертеры, тракт подачи сыпучих, газоотводящий тракт), ширина которых определяется независимо один от другого. В большинстве цехов участки разделены внут рипролетными стойками. Габариты участков определяются по осям стоек.

Особенностью конвертерных цехов является размещение сталеплавильного оборудования (конвертеры) и завалочного оборудования (краны) в разных пролетах (конвертерном и загрузочном). Для обеспечения нормальной завалки конвертеры необходимо разместить как можно ближе к загрузочному пролету. Однако максимальному приближению мешают металлоконструкции здания (в основном узел крепления подкрановых балок на стыке загрузочного и конвертерного пролетов), в которые упираются направляющие кислородных фурм и нижняя часть газоотводящего тракта.

Проектные проработки по определению привязки конвертера ведутся в следующей последовательности: а) устанавливается максимальное расстояние между осью конвертера и горизонтальным подходом крюка заливочного крана, обеспечивающее при принятой конструкции ковша и наклоне конвертера на 45° нормальные условия для заливки чугуна; б) выполняется такая же проработка по завалке лома полупортальным краном; в) на основании выполненных проработок определяется рекомендуемое размещение конвертера по отношению к кранам загрузочного пролета и, соответственно, привязка конвертера к оси здания; г) проверяется приемлемость такой привязки при принятой конструкции газоотводящего тракта и направляющих машины подачи кислорода; д) определяется пролет крана, который должен обслуживать зону шириной от оси конвертера (замена фурм) до горловины при поваленном агрегате (замена сгоревших сегментов и донных фурм). Для предварительных расчетов можно пользоваться данными привязки конвертера к оси здания, приведенными в табл. 5.3 (п 1).

Пролет здания на участке конвертеров слагается из: привязки конвертера к оси здания; зоны, обслуживаемой краном: подхода крюка крана к подкрановой балке со стороны тракта подачи сыпучих: расстояния между осью подкрановой балки и осью стойки, разделяющей участки конвертеров и сыпучих. Особенность расчета — учет излома колонны в ее верхней части для обеспечения подхода крюка крана к оси конвертера.

Затем определяется привязка ограждения конвертера к оси здания. Ограждение располагается по кромке выреза для конвертера в рабочей площадке. Габариты выреза задает заводизготовитель. Расстояние между горловиной поваленного конвертера и кромкой выреза составляет обычно 0,8—1,0 м. Для предварительных расчетов можно принимать минимальные величины пролета конвертерного участка, приведенные в табл. 5.3 (п. 2).

Тракт подачи сыпучих проектируется специализированной организацией. Габариты зависят, в частности, от расхода сыпучих материалов, продолжительности их хранения, способа подачи в конвертер и т.д. Для предварительных расчетов можно принимать значения ширины тракта подачи сыпучих по осям по данным табл. 5.3 (п. 3).

Газоотводящий тракт также проектируется специализированной организацией. Габариты зависят от емкости конвертера (расхода кислорода), типа газоотвода (с дожиганием или без дожигания), конструктивных решений (см. табл. 5.3, п. 4).

Общая ширина конвертерного пролета определяется с учетом данных по оборудованию, устанавливаемому в пролете и проектируемому специализированными организациями. Положение оси колонн между конвертерным и загрузочным пролетами определено в расчетах по загрузочному пролету. Ось между конвертерным и ковшевым пролетами проходит в средней части колонны. Для предварительных расчетов можно принимать значения ширины конвертерного пролета, приведенные в табл. 5.3, п.5.

Расчет высоты ведут раздельно для каждого участка. Отметка оси вращения конвертера слагается из отметки ковша на сталевозе (по каталожным данным), зазора между верхом ковша и радиусом вращения горловины, равного обычно 0,5 м, радиуса вращения горловины по данным заводаизготовителя (см. табл. 5.3, п. 6).

Отметка горловины конвертера в вертикальном положении определяется по данным завода—изготовителя с учетом оси вращения. Устанавливаются: расстояние между радиусом вращения горловины конвертера и низом кессона подъемного газохода (рекомендуется 0,5 м) без учета отметки низа «юбки» в связи с настылеобразовани ем на горловине); расстояние от низа кессона до точки выхода из него фурмы (зависит от конструкции кессона и задается заводомизготовителем).

Заводомизготовителем ведется расчет хода и полной длины фурмы. Отметка сопла должна быть в нижнем положении на 0,4 м выше уровня спокойной ванны в конвертере, а в верхнем — на 1 м выше отметки выхода из кессона. Полная длина фурмы включает отметку серьги для зацепления краном при верхнем положении фурмы. Определяется отметка площадки, на которой размещается привод перемещения фурмы (см. табл. 5.3, п. 7).

Отдельно определяется отметка головки подкранового рельса крана для смены фурм. Вертикальный подход крюка должен превышать отметку

серьги на 1 м. Поскольку подкрановая балка находится над приводом перемещения фурмы, необходимо обеспечить проход высотой 2 м под балкой по площадке для привода, что может потребовать увеличения отметки головки рельса. Для предварительных расчетов расстояние между площадкой привода перемещения фурмы и головкой подкранового рельса можно принимать равным 6—8 м. Определяется отметка пути ремонтного устройства.

Габариты тракта подачи сыпучих определяются специализированной организацией, проектирующей тракт. Приближенная оценка высоты тракта может быть выполнена в следующей последовательности: а) устанавливается отметка входа течек в кессон подъемного газохода. Обычно она на 3—5 м превышает отметку горловины конвертера; б) определяется отметка низа тракта подачи сыпучих (от низа тракта до входа в кессон течка должна иметь угол наклона 45°); в) определяется отметка верха тракта подачи сыпучих. При ее расчете расстояние от верха течки до путей ремонтного устройства принимается равным 28— 32 м. Этим размером учитываются приближенные габариты следующего оборудования: приемной воронки, весовдозаторов, вибропитателей, бункеров, конвейеров реверсивного передвижного и подающего сыпучие в цех, ремонтного устройства.

Габариты газоотводящего тракта задаются за водомизготовителем. Данные для предварительных расчетов высот газоотводящего тракта (от уровня пола цеха) приведены в табл. 5.3, п. 8.

К этой величине следует добавить 7—8 м на размещение устройства для ремонта газоотводящего тракта.

Выполненные по ряду объектов расчеты общей высоты показывают, что высоты всех трех участков достаточно близки. В конечном счете общая высота конвертерного пролета принимается по самому высокому участку.

В конвертерном пролете расположено несколько рабочих площадок. Отметка площадки для обслуживания конвертера зависит от емкости конвертера и обычно располагается на 1,5—2,0 м ниже оси вращения конвертера. Площадка для подачи огнеупоров в конвертер при ремонтах совпадает по отметке с телескопическим ремонтным устройством (для обеспечения заезда автопогрузчиков с огнеупорами с площадки на ремонтное устройство). Несколько площадок внутри галереи подачи сыпучих (для обслуживания весовдозаторов, вибропитателей, реверсивного передвижного и главного подающего конвейеров) задаются организацией, проектирующей тракт. Площадка для размещения машины для подачи кислорода определяется конвертером.

Отметка площадки для обслуживания подводов и отводов энергоресурсов к фурмам задается заводомизготовителем с учетом обеспечения нормальной эксплуатации шлангов. Обычно она расположена на 3—4 м ниже площадки машины подачи кислорода.

Длина высокой части должна обеспечить размещение основных видов оборудования и сооружений, в частности конвертеров и газоотводящих трактов.

Минимальная ширина пролета по кромкам колонн слагается из габаритов оборудования, имеющего максимальные размеры, и зоны проноса ковшей вдоль пролета. Ее ширина зависит от габаритов ковша, автотранспорта и другого оборудования, если оно используется в пролете (днище конвертера, домкратная тележка и т. д.).

Для определения ширины пролета крана к ее величине по кромкам колонн добавляют ширину стойки. Для предварительных расчетов половина ширины стойки принимается равной 0,25 м. Для предварительных расчетов расстояние от кромки колонны до оси, разделяющей конвертерный и ковшевой пролеты, принимается равным 1,8 м. С противоположной стороны ось здания проходит по внутренней кромке колонны. Для предварительных расчетов ширину ковшевого пролета при одностороннем размещении оборудования можно принимать равной 18—21 м.

Высота определяется минимальной отметкой головки подкранового рельса для выполнения краном основной работы — установки ковша на стенд (сталевоз). Превышение отметки днища ковша над стендом (сталевозом) должно быть не менее 1 м. Затем выявляется оборудование (сооружение), имеющее максимальную высоту (обычно это вертикальная горелка при откинутой крышке). Проверяется проход крана над этим оборудованием (сооружением) и при необходимости возможность его обслуживания (например, замена краном крышки горелки). Проверяется возможность проноса грузов (ковша, домкратной тележки) по отведенной для этого зоне с расстоянием от пола пролета > 2 м.

В расчетах принято, что кабина крана и люлька для обслуживания троллей расположены со стороны зоны проноса ковшей. В случае их размещения над оборудованием отметка головки рельса должна быть соответственно увеличена.

В заключение определяется отметка пути устройства для ремонта кранов. Минимальная длина пролета определяется необходимостью размещения всего оборудования и сооружений, устанавливаемых в пролете (стационарные и механизированные стенды, горелки, ямы для ремонта ковшей, растворный узел, склад огнеупоров), с соблюдением необходимых проходов. В случае применения конвертеров с отъемным днищем в пролете размещаются также запасные днища, домкратная тележка, телескопическое устройство для ремонта конвертеров. В пролете могут размещаться и другие объекты (например, мастерская

для приготовления шиберных затворов, участок ремонта вакуумкамер и т.д.). Определяются зоны, необходимые для пропуска через ковшевой пролет в поперечном направлении путей сталевозов и шлаковозов (к габаритам передвижного оборудования добавляются проходы безопасности). Определяются торцы пролета, не обслуживаемые кранами. В них следует размещать оборудование и сооружения, не требующие при эксплуатации обязательного участия кранов. Например, растворный узел (его обслуживает местная таль), склад огнеупоров (его обслуживают автопогрузчики) и т.д.

По ширине пролета перестановки шлаковых ковшей размещаются железнодорожные пути подачи шлаковозов, а на свободных от путей участках — стенды для шлаковых ковшей. Ширина пролета определяется путями шлаковозов.

Для определения путей подачи шлаковозов устанавливается количество шлаковозов в составе — обычно тричетыре в зависимости от заводских условий. Количество шлаковых ковшей зависит от принятой емкости ковша, производительности цеха и выхода шлака на 1 т стали. Затем определяются: затраты времени на снятие порожних ковшей, на установку заполненных и паузу на замену составов (для предварительных расчетов можно принять время замены составов 20 мин); количества подач и шлаковых ковшей, которые могут быть выданы из пролета по одному пути; количество путей, которые следует уложить в пролете.

Минимальная ширина пролета по кромкам колонн для варианта с двумя путями уборки шлака слагается из величин: прохода между составом и колонной (0,7 м), ширины шлаковоза на первом пути (3,6 м), прохода между шлаковозами (обычно междупутье принимается равным 5 м, что соответствует проходу 1,4 м), ширины шлаковоза на втором пути, прохода между составом и колонной.

Определяют размеры пролета крана. Проверяется обслуживание краном шлаковозов, и в случае необходимости вносятся коррективы в привязку путей. Определяется пролет здания. Ширина половины стойки колонны принимается равной 0,25 м. Для предварительных расчетов ширину пролета можно принимать равной 15—18 м.

Для определения высоты устанавливается отметка верха шлакового ковша на шлаковозе (обычно 3,7 м), определяется отметка головки подкранового рельса с учетом: отметки верха шлакового ковша на шлаковозе, расстояния между верхом ковша на шлаковозе и низом ковша, проносимого над ним краном (2 м), расстояния между низом и цапфами шлакового ковша (зависит от емкости ковша), вертикального подхода крюка крана.

Определяется отметка путей устройства для ремонта крана. Минимальная длина пролета слагается из длины железнодорожных путей, габаритов шлаковозов, доставляющих ковши со шлаком из под конвертеров в пролет их перестановки, и длины участка, занятого стендами для ковшей.

Определяются также: длина шлаковозного состава (число шлаковозов в составе умножается на их длину, равную 7,85 м по осям сцепок), длина пути подачи шлаковозов (к длине состава прибавляются торцевой участок, не обслуживаемый краном, и упоры в конце пути), длина торца, не обслуживаемого краном (со стороны, противоположной путям уборки шлака).

Количество стендов для шлаковых ковшей определяет занимаемый ими участок (длина стенда для ковша емкостью 11 м3 составляет 3,7 м, для ковша емкостью 16 м3— 3,9 м). Габариты шлаковозов, доставляющих шлак изпод конвертеров, зависят от размера колеи и способа подвода питания к шлаковозу.

Подсчитанные габариты пролетов отражают технологические требования к цеху. Но эти габариты являются приближенными и требуют уточнения при строительном проектировании. Полученные расчетным путем габариты пролетов взаимно не увязаны и не обеспечивают оптимальных очертаний здания и в плане, и в разрезе. При чередовании расположенных параллельно длинных и коротких пролетов (например, при размещении пролета перестановки шлаковых ковшей в средней части здания) увеличивается периметр стен и усложняются решения по раме здания. К усложнению приводит расположение низкого пролета между высокими. В ряде случаев строителям желательно совместить отметки кранов в разных пролетах (например, в загрузочном пролете и на участке ферросплавов) или поднять (опустить) краны одного пролета на уровень рабочей площадки соседнего пролета.

В технологических расчетах габариты металлоконструкций приняты приближенно, с использованием аналогов. Их уточнение может потребовать внесения определенных корректив в размеры здания и повлиять на привязку оборудования и внутрицеховых сетей. Корректив могут потребовать шаг колонн здания, величина и место расположения температурных швов и связей, а также строительные требования по ширине пролетов и отметке кранов.

Изменения, которые потребуется внести в объемнопланировочные решения с учетом рекомендаций строителей, обычно непринципиальны, но практически неизбежно ведут к изменению габаритов цеха и пересмотру отдельных решений. Например, может потребоваться перенос в соседний шаг колонн путей скраповоза, если их прокладке мешают связи. Возможно некоторое изменение привязок оборудования при увеличении размеров колонн.

Высота пролета до головки подкранового рельса определяется условиями завалки лома и заливки чугуна в конвертер. В первую очередь рассчитывается отметка головки рельса полупортального крана, поскольку на отметку рельса заливочного крана наряду с условиями завалки влияют габариты расположенного под ним полупортального. Завалка лома и заливка чугуна проводятся при расчетном угле наклона конвертера 45°. Отметка оси горловины конвертера при наклоне его на 45° определяется в расчетах по конвертерному пролету. Минимальная отметка головки подкранового рельса полупортального крана слагается из величин, отметки оси горловины наклоненного конвертера, расстояния по высоте между осью горловины и осью кантователя совка при наклоне последнего на 45° и вводе носка на 0,5 м внутрь конвертера, вертикального подхода крюка крана со стороны его стойки.

Возможно увеличение минимальной отметки для обеспечения достаточного удаления нижнего пояса подкрановой балки полупортального крана от горловины конвертера, обусловленного необходимостью, вопервых, свободного размещения между горловиной и нижним поясом балки «юбки» и кессона газоотводящего тракта и, во вторых, удаления нижнего пояса балки от интенсивного теплоизлучения. Для предварительных расчетов можно принять: высоту подкрановой балки 2,5—3,0 м, а расстояние между низом балки и отметкой горловины конвертера в вертикальном положении 3,0—3,5 м. Окончательные размеры определяются после расчета металлоконструкций и получения данных от завода — изготовителя газоотводяшего тракта.

Для обеспечения заливки чугуна минимальная отметка головки рельса заливочного крана должна слагаться из следующих величин: отметки оси горловины наклоненного конвертера, расстояния между осью горловины и осью цапф заливочного ковша в начале слива (низ ковша находится на уровне горловины), вертикального подхода крюка заливочного крана.

Затем проверяются условия завалки лома заливочным краном (при ремонте полупортально го), уточняется отметка головки рельса с учетом проезда заливочного крана над полупортальным (зазор между верхней точкой полупортального крана и нижней точкой моста заливочного крана должен быть >0,1 м), определяется отметка путей устройства для ремонта крана.

Рабочая площадка является продолжением рабочей площадки конвертерного пролета и имеет одинаковую с ней отметку, которая определяется в расчетах по конвертерному пролету.

Длина пролета рассчитывается порознь для каждого из участков, составляющих загрузочный пролет, результаты суммируются. Методика расчета приводится для условий размещения скрапного пролета и путей скраповоза по одну сторону от конвертеров.

Расстояние между конвертерами и шаг колонн, в котором они размещаются, определяются в расчетах по конвертерному пролету. Длина участка равна количеству шагов колонн, в которых размещены конвертеры, умноженному на шаг колонн.

Для участка приема совков с ломом вначале определяются привязка торца скрапного пролета к пути выдачи шлака от крайнего конвертера и привязка путей скраповозов к крайнему конвертеру (скраповозы размещаются в средней части скрапного пролета). Минимальная длина участка приема совков слагается из величин: привязки путей скраповозов к торцу загрузочного пролета и расстояния от пути скраповозов до начала участка конвертеров (крайней колонны участка). Если по расчету в цехе устанавливаются два по лупортальных крана, то каждый из путей должен обслуживаться таким краном, а также крайним заливочным краном.

Необходимая длина участка приема ковшей с чугуном определяется отдельно для пути подачи чугуна и для оборудования, расположенного на другой стороне участка. Длина пути подачи чугуна из миксерного отделения принимается с учетом размещения принятого количества чугуновозов и обеспечения взятия краном крайнего со стороны торца пролета ковша с чугуном. Если в пролете несколько заливочных кранов, то должно обеспечиваться зацепление любого ковша при остановке крайнего крана на ремонт. При определении длины зоны размещения оборудования учитывается, что все расположенные в этой зоне машины и стенды должны обслуживаться кранами при остановке крайнего крана на ремонт. Длина участка принимается по максимальной из подсчитанных величин. Общая длина пролета определяется как сумма длин отдельных участков.

Количество стендов для шлаковых ковшей определяет занимаемый ими участок (длина стенда для ковша емкостью 11 м3 составляет 3,7 м, для ковша емкостью 16 м3— 3,9 м). Габариты шлаковозов, доставляющих шлак изпод конвертеров, зависят от размера колеи и способа подвода питания к шлаковозу.

Подсчитанные габариты пролетов отражают технологические требования к цеху. Но эти габариты являются приближенными и требуют уточнения при строительном проектировании. Полученные расчетным путем габариты пролетов взаимно не увязаны и не обеспечивают оптимальных очертаний здания и в плане, и в разрезе. При чередовании расположенных параллельно длинных и коротких пролетов (например, при размещении пролета перестановки шлаковых ковшей в средней части здания) увеличивается периметр стен и усложняются решения по раме здания. К усложнению приводит расположение низкого пролета между высокими. В ряде случаев строителям желательно совместить отметки кранов в разных пролетах (например, в загрузочном пролете и на участке ферросплавов) или поднять (опустить) краны одного пролета на уровень рабочей площадки соседнего пролета.

В технологических расчетах габариты металлоконструкций приняты приближенно, с использованием аналогов. Их уточнение может потребовать внесения определенных корректив в размеры здания и повлиять на привязку оборудования и внутрицеховых сетей. Корректив могут потребовать шаг колонн здания, величина и место расположения температурных швов и связей, а также строительные требования по ширине пролетов и отметке кранов.

Изменения, которые потребуется внести в объемнопланировочные решения с учетом рекомендаций строителей, обычно непринципиальны, но практически неизбежно ведут к изменению габаритов цеха и пересмотру отдельных решений. Например, может потребоваться перенос в соседний шаг колонн путей скраповоза, если их прокладке мешают связи. Возможно некоторое изменение привязок оборудования при увеличении размеров колонн.

В. А. Авдеев, В. М. Друян, Б. И. Кудрин, Основы проектирования металлургических заводов, М., 2002

Экспертиза

на главную