Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Металлургия

Диссертационная работа:

Заков Леонид Петрович. Создание и промышленное освоение передвижных миксеров нового типа для жидкого чугуна с механизированным обслуживанием : ил РГБ ОД 61:85-5/5

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава I. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ПЕРВДБИЖНЫХ МИКСЕРОВ И

МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА П

  1. Схемы подачи жидкого чугуна к сталеплавильным агрегатам II

  2. Развитие конструкций передвижных миксеров. . 13

  3. Методы расчета передвижных миксеров 36

1.4. Задачи диссертации 43

Глава 2. РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ И ИССЛЕДОВАНИЯ 45

2.1. Расчет бандажа 49

  1. Определение изгибающих моментов 49

  2. Определение радиальных деформаций 56

  1. Расчет основания опоры 59

  2. Определение перемещений элементов поводкового механизма привода наклона 66

  3. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояниякошуса миксера . . 74

  1. Исследование влияния-'разогретой кладки на оболочку миксера 'о^^СфйШ корпусом. . . 74

  2. Исследование на модели напряжений в средней части корпуса миксера 81

  3. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния корпуса на промышленных образцах 94

  1. Исследование напряженно-деформированного состояния основания опоры 108

  2. Пример выбора параметров и расчета элементов передвижного миксера емкостью 600 т 118

стр.

  1. Расчет бандажа на прочность и жесткость. . . 119

  2. Расчет основания опоры на прочность 126

  3. Определение перемещений элементов поводкового механизма привода наклона 132

  1. Сравнение экспериментальных и расчетных данных

  2. Выводы 136

Глава 3. РАЗРАБОТКА ПЕРЕДВИЖНЫХ ШКСЕРОВ НОВОГО ТИПА И

СТЕНДОВ ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОГО РЕМОНТА ОГНЕУПОР
НОЙ ФУТЕРОВКИ 140

  1. Передвижной миксер емкостью 600 т 142

  2. Стенд ремонта футеровки 154

  3. Подъемник корпуса миксера 161

  4. Унифицированный ряд передвижных миксеров . . . 165

  5. Выводы 167

Глава 4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ВЩДРЕНИЕ ПЕРЕДВИЖНЫХ МЖСЕРОВ

ЖКОСТЫО 600 Т НА ЧЕРЕПОВЕЦКОМ И ЗАПАДНО-СИБИР
СКОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЗАВОДАХ 170

4.1. Опыт начального периода эксплуатации передвиж
ных миксеров и стенда ремонта футеровки. . . . 170

4.2. Выводы 179

Основные результаты и выводы 181

Список литературы 185

Приложения 193

Введение к работе:

Проектом ЦК КПСС к ХХУІ съезду Коммунистической партии Советского Союза "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" предусмотрены широкое техническое перевооружение предприятий черной металлургии, дальнейшая интенсификация производства, создание агрегатов большой единичной мощности, а также машин и оборудования, позволяющих улучшить условия и производительность труда. Это в полной мере относится к сталеплавильному производству,которое существенно влияет на эффективность и темпы роста выпуска черных металлов.

Жидкий чугун занимает значительную часть объема транспортных перевозок сталеплавильного производства, поэтому выбор технологии и оборудования для его подачи существенно влияет на капитальные затраты при строительстве и эксплуатационные расходы.

Для доставки жидкого доменного чугуна в сталеплавильные цехи на заводах с небольшой производственной программой использовали размещенные на рельсовых тележках открытые ковши емкостью 50...140 т, состав которых транспортировали локомотивом. Хранился чугун в стационарных миксерах, что позволяло снизить резкие колебания химического состава чугуна /I/. Кроме того небольшой выпуск чугуна из домны не всегда мог обеспечить загрузку мартеновской печи и миксер выполнял также роль накопителя металла. С ростом единичной мощности сталеплавильных агрегатов возрастала и емкость стационарных миксеров, которая достигла 2500 тонн.

С развитием кислородно-конверторного процесса, по мере увеличения садки конверторов и повышения интенсивности плавки, существенно возросло потребление чугуна, а отношение его суточно-

го расхода к емкости миксера на ряде заводов достигло трех /2/. В этих условиях роль миксера как усреднителя химического состава чугуна значительно снизилась. Даже при высокой степени наполнения сокращение области разброса химсостава не превышало 30$, а снижение температуры составляло 28...50С /3/.

Улучшение качества чугуна, снижение колебаний его химического состава и внедрение автоматических систем управления металлургическим процессом повлекло за собой изменение требований к схеме подачи чугуна. На первый план выдвинулись вопросы повышения температуры заливаемого в конвертор чугуна, снижения капитальных и эксплуатационных расходов, а требования к миксеру как усреднителю в значительной степени сократились.

Изменение требований к схеме снабжения сталеплавильных агрегатов чугуном явилось причиной широкого распространения большегрузных передвижных миксеров и резкого сокращения строительства стационарных миксеров. К достоинствам применения передвижных миксеров большой емкости следует отнести:

  1. Сокращение потерь тепла и углерода, за счет исключения одного перелива, позволившее при имеющемся количестве передельного чугуна увеличить выплавку стали на 2$ за счет повышения доли скрапа или руды /4,5/.

  2. Снижение капитальных затрат на объекты доставки и хранения чугуна до 67$ и эксплуатационных расходов на 46$ (при производстве около 6 млн.т стали) /6/.

  3. Снижение объема строительно-монтажных работ и веса оборудования /88/.

  4. Упрощение работ в доменном цехе за счет выпуска чугуна в один или два предварительно установленных миксера.

В СССР задача создания оборудования для этой технологии

доставки чугуна была поставлена в начале 70-х годов при проектировании кислородно-конверторного цеха 16 2 Западно-Сибирского металлургического завода (г.Новокузнецк). Для этого ВНИИметмашем совместно с ВНЙИВагоностроения и Ново-Краматорским машиностроительным заводом, на основе выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, был создан передвижной миксер емкостью 420 т. Также как и зарубежные аналоги этот миксер имел замкнутый сигарообразный корпус, поэтому изношенную футеровку разрушали после полного охлаждения кладки, а бой кирпича удаляли вручную через горловину. Агрегаты и системы могли ремонтировать лишь после замены футеровки, что существенно снижало коэффициент технического использования миксера.

Различными организациями и предприятиями было выполнено большое число исследовательских и поисковых проектных разработок, направленных на улучшение параметров, конструкции, технологии изготовления, а также обслуживания передвижных миксеров. Результатом этих важных в научном и практическом плане работ явилось повышение надежности машин, появление их модернизированных модификаций, получение новых научных данных. Большой творческий, вклад в них внесли.Майоров А.И., Решетов В.И., Кокорев В.А., Миронов Н.И., Яковлев В.Ф., Дудкин Е.П., Грузинов В.К.

Однако эффективность этих работ оказалась недостаточной, поскольку исследования и конструкторские разработки выполнялись, в основном, в рамках традиционных схемных решений, возможности которых ограничены.

Наиболее целесообразным, с точки зрения механизации опера--ций обслуживания, является цилиндрический корпус с отъемными торцевыми днищами. Однако ограниченные.поперечные размеры не.позволили наращивать емкость миксеров, которая не превышала 450 т даже.

при неотъемных днищах и тележках с большой жесткой базой. Миксер с отъемными днищами и тележками с малой базой, которые характеризуются малыми усилиями воздействия на путь при прохождении крутых поворотов /43/, имел емкость 300 т. Кроме того не были в полной мере использованы преимущества миксера с таким корпусом, так как не удавалось совместить операции по техническому обслуживанию оборудования с ремонтом футеровки, механизировать съем торцевых днищ, обеспечить необходимую долговечность оборудования. Открытым оставался вопрос отсоединения корпуса для ремонта и расположения опорных плит, так как традиционные места в нижней части оболочки у миксера с цилиндрическим корпусом заняты тележками.

Таким образом научно-конструкторская база в области строительства передвижных миксеров не была подготовлена к созданию для общезаводских железнодорожных путей агрегатов емкостью 600 т, необходимость в которых была продиктована строительством на Череповецком металлургическом заводе крупнейших доменного и конверторного цехов.

Кроме того программой технического перевооружения предпринятой черной металлургией предусматривается замена мартеновских цехов на высокопроизводительные конверторные. Для доставки к ним чугуна на заводах, которые имеют доменные печи полезным объемом 1000, 2000 и 3000 м3, целесообразно применить соответствующие их выпуску передвижные миксеры емкостью соответственно 200, 300 или 450 т. Проект такой реконструкции Магнитогорского металлургического комбината разработан местным филиалом Гипромеза.

Изложенное обусловило необходимость в настоящей работе. Цель ее - разработка методов выбора параметров и расчета основных несущих элементов миксера, разработка рекомендаций по проектированию, разработка надежных большегрузных передвижных миксеров,

позволяющих механизировать и сократить продолжительность ремонтных операций; разработка основного технологического оборудования для механизации обслуживания; внедрение разработанных машин в промышленность.

Диссертация выполнена на базе проведенных в 1976-1982 гг. во ВНИИметмаш научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, в которых автор принимал участие как руководитель и непосредственный исполнитель.

Разработка и обоснование новых конструкций, методов расчета, рекомендаций по оптимизации геометрических параметров основных -узлов миксера, новых методов механизации трудоемких работ, промышленная реализация и исследование новых технических решений являются содержанием диссертации и предметом защиты.

В качестве объектов исследования выбраны:.

Конструктивные схемы передвижных миксеров; основные несущие элементы корпуса и опоры; механизмы передачи крутящего момента привода наклона миксера; способы и устройства механизированного выполнения операций обслуживания миксера.

Новыми элементами работы являются:

Результаты численного анализа полученных расчетных зависимостей, позволившие получить оптимальные геометрические параметры схемы силового взаимодействия бандажа и опоры.

Данные сравнительного анализа результатов вычисления по разработанным зависимостям напряжений и деформаций бандажа с результатами тензометрирования на натурном образце и впервые проведенного измерения радиальных деформаций при наполнении и сливе чугуна из миксеров с новой и выгоревшей футеровкой, позволившие установить степень подкрепления бандажа футеровкой, а также опасные с точки зрения целостности кладки, режим работы и зону футеровки.

~ Результаты экспериментальных исследований напряжений на моделях и промышленном образце кольца основания опоры с углом наклона сечений до 20, позволившие установить расположение опасных точек и пригодность коэффициентов С.П.Демидова для приближенных расчетов степени увеличения в них напряжений.

Метод усиления среднего участка корпуса,не требующий увеличения высоты горловины и увеличения металлоемкости оболочки, основанный на результатах экспериментального исследования на моделях, позволившего определить места расположения опасных точек, соотношения в них величин составляющих напряжений, характер цикла изменения напряжений при наклоне на слив чугуна.

Результаты натурных экспериментальных исследований, позволившие получить применительно к трубчатому корпусу с рядной кладкой расчетные зависимости для определения силового воздействия футеровки на центральную часть оболочки.

Конструкция и метод расчета кинематики механизма передачи крутящего момента на корпус миксера от закрепленного на тележке привода наклона.

Конструкция подъемника корпуса; рекомендация по размещению опорных плит.

Конструкция, узла крепления торцевых днищ корпуса и гидроприспособления.

Конструкция опор миксера.

Конструкция многоосной тележки и эффективной тормозной системы.

Схема и конструкция механизированного стенда для выполнения ремонтных работ.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на заседании Научно-технического совета Минтяжмаша в 1977 г., заседании сек-

ции отделения плавильных и непрерывно-литейных машин Научно-технического совета ВНИИметмаш в 1982 г., на секции Научно-технического совета ВНИИметмаш "Машины и агрегаты металлургического производства" в 1984 г.

По теме диссертации опубликовано 4 работы, получено восемь авторских свидетельств на изобретения.

За оказанную помощь в работе автор выражает благодарность т.т. Решетову В.И., Грушину Н.В., Шусторовичу В.М., Колбиной М.А. (ВНИИметмаш), Кокореву В.А., Парамонову В.К. (ВНИЙВагоностроения), Карасеву Б.С, Ващуку А.Н. (Ново- Краматорский машиностроительный завод), Шинкаренко А.С. (Западно-Сибирский металлургический завод), Мокрушину К.Д. (Череповецкий металлургический завод).

- II -

Подобные работы
Хомов Андрей Владимирович
Совершенствование организации грузовых перевозок и транспортного обслуживания на основе создания логистических центров
Елисеев Сергей Николаевич
Разработка теоретических основ, методов и средств создания радиовещательных систем информационного обслуживания на базе сети ОВЧ ЧМ радиовещания
Скляров Александр Иванович
Научно-технические аспекты создания адаптивных средств механизации обслуживания новотельных коров с телятами
Заева Маргарита Анатольевна
Разработка методов создания структуры унифицированных средств обслуживания управляющих систем на этапах жизненного цикла
Слащева Наталья Анатольевна
Создание комплексной системы информационно-библиографического обслуживания специалистов научного Центра на базе современных технологий (На примере Пущинского научного центра РАН (ПНЦ РАН)
Курочкин Евгений Анатольевич
Метод создания системы нормативно-технической документации по одобрению организаций по техническому обслуживанию и ремонту авиационной техники, гармонизированной с международными требованиями
Сысоев Валерий Алексеевич
Система экономического управления процессом создания и освоения опытных образцов наукоемких изделий
Ростова Анжелика Васильевна
Организация создания и освоения новой конкурентоспособной продукции на предприятии
Чеглов Александр Егорович
Создание новых научных и технологических принципов и освоение промышленного производства электротехнической изотропной стали для магнитных сердечников с высоким КПД
Гайворонская Татьяна Григорьевна
Экономическая эффективность создания объединений в бытовом обслуживании (на примере промышленных видов бытовых услуг Украинской ССР)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net