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
Трение и изнашивание в машинах

Диссертационная работа:

Кузуев Данил Петрович. Повышение износостойкости дисков валкового грохота для сортировки кокса : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.04 / Кузуев Данил Петрович; [Место защиты: Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина].- Москва, 2009.- 140 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1219

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введени7е 5

1. Условия эксплуатации дисков валкового грохота и основные направления повышения их износостойкости 9

1.1. Требования к сортировке кокса для доменных печей 9

1.2. Характеристика грохотов и дисков для сортировки кокса 10

1.3. Способы повышения износостойкости деталей оборудования, рабо тающего в условиях абразивного изнашивания 22

1.3.1. Использование износостойких материалов 22

1.3.1.1. Износостойкие стали 22

1.3.1.2. Износостойкие чугуны 24

1.3.1.3. Каменное литье 26

1.3.2. Химико-термическая обработка 27

1.3.3. Упрочнение путем лазерного воздействия 28

1.3.4. Упрочнение путем электроискровой обработки 29

1.3.5. Использование наплавок 30

1.3.6. Повышение износостойкости деталей нанесением газотермиче ских покрытий 33

1.4. Материалы для изготовления дисков валковых грохотов 36

1.5. Испьггания дисков, изготовленных с использованием различных способов повышения износостойкости 38

1.6. Цель и задачи исследования 42

2. Обоснование способов повышения износостойкости дисков валкового грохота для сортировки кокса 44

2.1. Закономерности изнашивания серийных дисков из стали 65Г 44

2.2. Виды и механизм изнашивания дисков валкового грохота 50

2.3. Обоснование выбора материалов, вида обработки поверхности и покрытий для повышения износостойкости дисков 59

2.3. Режимы обработки дисков 67

2.5. Выводы по главе 70

3. Испытание дисков повышенной износостойкости на валковых грохотах в КХП ОАО «Северсталь» 71

3.1. Испытание дисков из износостойких материалов 72

3.2. Испытание дисков с упрочненной поверхностью 75

3.3. Испытание дисков с нанесением покрытия 78

3.4. Результаты второго испытания дисков с напылением (Ni-Cr-B-Si-C)+40%WC 86

3.5. Результаты третьего испытания дисков с напылением (Ni-Cr-B-Si-C)+40%WC 87

3.6. Эксплуатация дисков с напылением материала, содержащего (Ni-Cr-B-Si-C)+40%WC 88

3.7. Выводы по главе 91

4. Установление закономерностей изнашивания дисков повышенной износостойкости 92

4.1. Изменение интенсивности износа дисков по радиусу и толщине во времени 92

4.2. Расчет относительной износостойкости поверхности дисков 96

4.3. Математические зависимости прогнозирования межремонтного срока службы валкового грохота и изменения размеров сортировочной ячейки 98

4.4. Выводы по главе 105

5. Технология изготовления дисков повышенной износостойкости и мероприя тия, повышающие межремонтный срок службы валкового грохота 106

5.1. Технология изготовления дисков повышенной износостойкости с использованием материала (Ni-Cr-B-Si-C)+40%WC 106

5.2. Увеличение размеров дисков 108

5.3. Изготовление износостойких дисков 116

5.4. Технико-экономическая оценка применения различных способов повышения износостойкости дисков 120

5.5. Выводы по главе 127

ВЫВОДЫ 128

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 129

ПРИЛОЖЕНИЕ 136 

Введение к работе:

Достижения в выплавке чугуна в значительной степени определяют развитие металлургического производства в целом. В настоящее время и в ближайшем будущем почти весь чугун будет выплавляться в доменных печах. Одним из основных видов сырья для доменного процесса является кокс, который вьшолняет роль топлива, восстановителя и разрыхлителя столба материалов /1, 2/.

В связи с интенсификацией доменного процесса и увеличением размера доменных печей требования к качеству кокса непрерывно возрастают. Снижение удельного расхода кокса, обусловленное применением в доменном процессе природного газа и других видов топлива (мазут, угольная пыль), увеличением температуры дутья и улучшением качества рудной части шихты, только увеличивает значение физико-механических свойств кокса.

Использование в современном доменном процессе высококачественного офлюсованного агломерата и окатышей снижает роль кокса как разрыхлителя верхних зон шахты доменных печей. Но газопроницаемость шихты в нижней части шахты, в распаре и, особенно, в зоне над фурмами, где единственным твердым материалом является кокс, определяется в основном его гранулометрическим составом. Поэтому большое значение приобретает снабжение доменных печей прочным коксом равномерной кусковатости.

Основная масса кокса производится в периодических камерных печах. Слоевой процесс коксования, происходящий в этих печах, обусловливает получение неравномерных по величине, форме и прочности кусков.

Одним из важнейших средств получения кокса нужной прочности и равномерной кусковатости является его механическая сортировка.

Исследования и практика работы доменных печей показывают, что только за счет изменения схемы сортировки кокса, без каких-либо других приемов, можно достигнуть существенного улучшения технико-экономических показателей доменного процесса.

Таким образом, коксовая сортировка является такой же полноправной частью технологического процесса производства кокса, как и подготовка угольной шихты и собственно сам процесс коксования. В условиях ухудшения сырьевой базы коксования и повышения требований к качеству кокса наряду с совершенствованием всей технологической схемы коксования необходимо совершенствовать также механизмы и схемы сортировки кокса для улучшения его качества.

В практике могут применяться различные схемы сортировки кокса. В зависимости от схемы сортировки выбирается конструкция здания, а также типы и расположение применяемого оборудования.

Кокс, выдаваемый из печей, перед поступлением к потребителю подвергается грохочению для разделения на классы по крупности. Для грохочения используют различное оборудование, классификация которого может быть дана по конструктивным признакам, технологическому назначению, характеру сеющей поверхности и т. п. /3, 4/.

На всех современных коксосортировках для разделения исходного кокса на крупный (доменный или литейный) и мелкий используют валковые грохоты — «Гризли», представляющие собой систему вращающихся валов, на которые насажены диски.

Работа валкового грохота заключается в следующем. Валы расположены по наклонной плоскости, под углом 12-15°. Кокс, высыпаясь с конвейера, попадает на диски, которые приводятся во вращение валами. Кокс, имея фракцию меньше расстояния между дисками, проваливается вниз. Фракция, имеющая больший размер, скатываясь, транспортируется на следующую технологическую линию.

Основной рабочей частью грохотов являются диски, обеспечивающие рассев по фракциям и движение кокса. Чаще всего диски перекрывают друг друга в шахматном порядке. При попадании кокса на диски и его транспортировке происходит износ их радиальной поверхности, а при отсеве мелкой фракции кокса происходит износ боковой поверхности дисков, что приводит к увеличению зазора между ними. Срок службы дисков составляет не более 3 месяцев и при этом износ значительно превышает допустимый.

Применение марганцовистой стали 65Г, износостойких чутунов, наплавок, каменного литья не привело к существенному повышению стойкости дисков. Поэтому повышение износостойкости дисков, обеспечивающих увеличение межремонтного срока службы валкового грохота, является актуальной научной задачей.

Целью работы является исследование закономерностей и механизма изнашивания дисков валкового грохота и на этой основе разработка конструкционно-технологических мероприятий по изготовлению дисков повышенной износостойкости и увеличению межремонтного срока службы валкового грохота.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи.

1. Исследовать условия работы серийных дисков из стали 65Г на валковом грохоте и установить закономерности их изнашивания.

2. Изучить механизм изнашивания дисков, провести его идентификацию соответствующим видам изнашивания и на основании этого выбрать материалы и способы повышения износостойкости дисков.

3. Провести сравнительные испытания дисков повышенной износостойкости в условиях коксохимического производства и выбрать лучший вариант.

4. Установить закономерности изнашивания дисков повышенной износостойкости.

5. Разработать конструкционно-технологические мероприятия по изготовлению дисков повышенной износостойкости и увеличению межремонтного срока службы валкового грохота.

В процессе выполнения работы получены результаты, научная новизна которых заключается в следующем.

1. Установлены закономерности изнашивания дисков по длине и ширине валкового грохота, согласно которым максимальный износ имеют диски, расположенные в центральной части валов со стороны поступления кокса, причем максимум износа по толщине дисков более смещен к началу грохота, чем максимум износа по радиусу.

2. Установлено, что в процессе эксплуатации износ дисков по радиусу превышает износ дисков по толщине, причем разница между ними увеличивается в процессе эксплуатации дисков, достигая трехкратной величины.

3. Выявлена заключительная стадия замедленного изнашивания дисков на валковом грохоте, обусловленная уменьшением контакта изношенных дисков с сортируемым коксом и характеризуемая их запредельным износом.

4. Получены математические зависимости, которые позволяют прогнозировать межремонтный срок службы валкового грохота в процессе эксплуатации в зависимости от величины износа установленных на нем дисков, как по радиусу, так и по толщине, с учетом различных материалов дисков, а также с разным количеством валов и размером сортировочной ячейки.

Практическая значимость заключается в следующем.

1. Разработана технология изготовления дисков повышенной износостойкости, включающая газопламенное напыление покрытия (Ni-Cr-B-Si-C)+40%WC с последующим оплавлением.

2. Предложены конструкционно-технологические мероприятия, позволяющие уменьшить неравномерность изнашивания дисков по длине и ширине грохота с сохранением отсева мелких фракций кокса, и увеличивающие межремонтный срок службы валкового грохота.

Технология изготовления дисков повышенной износостойкости, направленная на увеличение межремонтного срока службы валкового грохота, принята к внедрению на ОАО «Северсталь» (г. Череповец, Вологодская обл.).

Данная диссертация является составной частью комплекса научно-исследовательских работ, выполненных в государственном технологическом университете «Московский институт стали и сплавов» в научно-исследовательской лаборатории процессов пластической деформации и упрочнения и на кафедре машин и агрегатов металлургических предприятий в соответствии с планом хоздоговорной работы и по конкурсу грантов в области фундаментальных проблем металлургии и машиностроения.

Основные результаты и положения диссертации доложены на 60-62-ой студенческих научных конференциях МИСиС (2005-2007гг.), на 3-й конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века» (Москва, 2007г.), научной конференции молодых ученых (Новотроицк, 2007г.), объединенном научном семинаре кафедры машин и агрегатов металлургического производства и лаборатории процессов пластической деформации и упрочнения МИСиС (2007г.), научном симпозиуме «Неделя горняка» -2008» в МГГУ, объединенном научном семинаре кафедры машин и агрегатов металлургического производства и технологии оборудования трубного производства МИСиС (2008г.), научном семинаре кафедры износостойкости машин и оборудования РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (2008г.).

Основное содержание диссертационной работы отражено в опубликованных 12 научных работах. Получены патенты по заявкам на изобретение и полезную модель.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и приложений, содержит 63 рисунок, 36 таблиц и список литературы из 94 наименований.

Автор выражает искреннюю признательность и благодарность всем сотрудникам МИСиС, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и специалистам ОАО «Северсталь», принявшим участие в подготовке, проведении и обсуждении совместных исследований.

Подобные работы
Алексеев Станислав Павлович
Повышение износостойкости и долговечности оборудования механической обработки посредством применения пластичных смазочных материалов
Тогоев Александр Игнатьевич
Разработка методов повышения износостойкости шарниров цепей торфяных машин
Китаева Татьяна Ивановна
Повышение износостойкости реверсивных пар трения, работающих в условиях граничной смазки
Михайлов Владимир Вениаминович
Повышение износостойкости слаботочных контактов, работающих в динамических условиях
Вареца Роман Сергеевич
Повышение износостойкости трибосопряжений стальной вал-термопластичная втулка при воздействии микроабразивных частиц
Марков Дмитрий Петрович
Трибологические аспекты повышения износостойкости и контактно-усталостной выносливости колес подвижного состава
Зоренко Дмитрий Анатольевич
Повышение износостойкости подвижных деталей выталкивающей системы пресс-форм для литья термопластов под давлением
Ведерникова Ирина Игоревна
Повышение износостойкости рабочей поверхности прядильных камер пневмомеханических прядильных машин
Зорин Константин Михайлович
Повышение износостойкости подвижных сопряжений формированием на поверхностях трения композиционных электрохимических покрытий
Соболь Дмитрий Александрович
Повышение износостойкости металлических пар в синтетических смазочных материалах трибомодификацией поверхностей трения

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