Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Реконструкция ппс мнлз

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЯ

РЕФЕРАТ

В дипломном проекте предлагается модернизация привода поворотной части подъемно-поворотного стенда МНЛЗ№2 ЗАО «НСММЗ». В результате перехода цеха на новые ковши, с большим объемом, предлагается заменить привод более мощным. Описаны технологический процесс этого участка; конструкция и принцип работы машины; приведены кинематическая схема и техническая характеристика.

Проведен литературный и патентный обзор аналогов, на основании которого сделаны выводы о конструктивных особенностях различных типов подобных приводов, их достоинствах и недостатках.

Представлены все необходимые расчеты, которые включают в себя расчет мощности привода механизма поворота стенда; кинематические расчеты; прочностные расчеты основных узлов и деталей механизмов поворота, расчеты унифицированных деталей и узлов привода. Для прочностных, геометрических и расчетов на выносливость открытой цилиндрической зубчатой передачи была использована программа КОМПАС-3D V8 на ЭВМ.

Освещены вопросы монтажа, ремонта, эксплуатации, смазки, безопасности жизнедеятельности, экологии и охраны труда.

Рассчитаны технико-экономические показатели проекта, которые подтверждают эффективность модернизации. Снизилась себестоимость продукции на 14,4 % и срок окупаемости проекта – 1 год 9 месяцев.

Графическая часть проекта – 9,5 листов формата А1.

Пояснительная записка – стр.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

№ п/п	Наименование документа	Обозначение документа	Формат
1	МНЛЗ N^о2 ЗАО «НСММЗ»	ДП 15.04.04 081 007 01ВО	2хА1
2	Подъемно - поворотный стенд	ДП 15.04.04 081 007 02СБ	2хА1
3	Привод стенда	ДП 15.04.04 081 007 03СБ	2хА1
4	Редуктор конический	ДП 15.04.04 081 007 04СБ	А1
5	Вал ступенчатый	ДП 15.04.04 081 007 04 04	А3
6	Колесо зубчатое	ДП 15.04.04 081 007 04 06	А3
7	Основные решения проекта	ДП 15.04.04 081 007 05	А1
8	Технико-экономические показатели	ДП 15.04.04 081 007 06	А1

Введение

Способ непрерывного литья заготовок является наиболее эффективным для получения стальных слитков. Машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) расположена на участке разливки стали. Принцип непрерывной разливки заключается в том, что жидкую сталь из ковша заливают в интенсивно охлаждаемую сквозную форму прямоугольного или квадратного сечения - кристаллизатор, где происходит частичное затвердевание непрерывно вытягиваемого слитка, дальнейшее его затвердевание происходит при прохождении зоны вторичного охлаждения. Процесс непрерывного литья позволяет получать заготовки для прокатных станов (после резки), также его можно совместить с непрерывной прокаткой в одном агрегате. Основные преимущества непрерывного литья по сравнению с разливкой стали в изложницы заключается в следующем: отпадает необходимость в большом парке изложниц и сталеразливочных тележек, в применении стрипперных кранов и стационарных машин для извлечения слитков из изложниц, установок для охлаждения и подготовки составов с изложницами под разливку и т. д. Кроме того, увеличивается выход годного металла так, как усадочная раковина на весь непрерывный слиток только одна, в то время как при литье в изложницы на каждом слитке имеется усадочная раковина. Процесс непрерывного литья поддаётся полной автоматизации.

На современных МНЛЗ для разливки применяют сталеразливочные стенды, которые не только обеспечивают выполнение всех необходимых операций, но и создают большую автономность машин. Позволяют осуществить передачу ковшей из одного пролёта в другой, обеспечивают более оперативное управление при возникновении неполадок в работе и лучшее наблюдение за процессом заполнения промежуточных ковшей и кристаллизаторов.

По конструкции и принципу работы сталеразливочные стенды разделяют на два типа — мостовые и поворотные.

Важным и ответственным узлом сталеразливочного стенда является его передвижения (поворота - в случае поворотного стенда).

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Назначение

Комплекс оборудования МНЛЗ и примыкающего транспортного оборудования (ПТО) предназначен для получения литых заготовок различного сечения из углеродистых, конструкционных и низколегированных трубных марок сталей.

1.2. Техническая характеристика МНЛЗ

Цель непрерывной разливки [1] – это отказ от обычной разливки в изложницы с целью превращения жидкой стали сразу в продукцию полуфабрикат в форме заготовок, которые можно непосредственно прокатывать на прокатных станах.

Использование непрерывной разливки позволяет улучшить выход годного и качество продукции и уменьшить потребление энергии.

6-Ручьевая сортовая МНЛЗ рассчитана на производство около 1.000.000 тонн заготовок в год. В спецификации к контракту оговорены следующие размеры заготовок:

размеры сечения: 100 х 100 мм, 125 х 125 мм, 150 х 150 мм (опция)

длина заготовки: 6 м, 12 м.

Машина оборудована для разливки заготовок следующих сечений: 125x125мм 100x100 мм.

Тип и изготовитель машины:

VAI 8/6/С, МНЛЗ VOEST-ALPINE с криволинейным кристаллизатором

Количество ручьев: 6

Межосевое расстояние ручьев: 1200 мм

Радиус машины: 8000 мм

металлургическая длина: около 23 м

объем плавки: 120т Режим разливки – разливка открытой струей с применением системы электромагнитного перемешивания кристаллизатора.

Скорость разливки для размера:

100x100мм макс. 5.6 м/мин

125 х 125 мм макс. 4.4 м/мин

150 х 150 мм (опция) макс. 3.1 м/мин

Скорость машины

Скорость разливки 0-6 м/мин

Скорость завода затравок макс. 6.0 м/мин

Отводящий рольганг: макс. 40 м/мин

Прием ковша: поворотный стенд

Отметка разливочной площадки: + 8.400 мм

Отметка рольганга: + 300 мм

Производство стали : электродуговая печь, печь – ковш

Электродуговая печь - (от выпуска до выпуска): 48 мин

1.3. Краткое описание технологического процесса на МНЛЗ

Способ непрерывной разливки заключается в том, что жидкую сталь из ковша заливают в интенсивно охлаждаемую сквозную форму прямоугольного или квадратного сечения - кристаллизатор, где происходит частичное затвердевание непрерывно вытягиваемого слитка, дальнейшее его затвердевание происходит при прохождении зоны вторичного охлаждения. Процесс непрерывного литья позволяет получать заготовки (после резки) для прокатных станов, а также его можно совместить с непрерывной прокаткой в одном агрегате [1].

Основные преимущества непрерывного литья стали по сравнению с разливкой в изложницы, заключается в следующем. Отпадает необходимость:

В большом парке изложниц и сталеразливочных тележек;
В применении стрипперных кранов и стационарных машин для извлечения слитков из изложниц;
В применении установок для охлаждения и подготовки составов с изложницами под разливку;
В установке центровых поддонов, а также блюмингов и слябингов, а в ряде случаев и заготовочных станов.

А так же:

Снижаются эксплуатационные расходы и затраты электроэнергии;
Повышается выход годного металла вследствие минимальных потерь металла в скрап, ликвидации литников, резкого уменьшения расхода металла на обрезь в прокатных цехах и т.д.
Значительно повышается качество металла вследствие уменьшения поверхностных пороков и улучшения структуры слитка.
Процесс непрерывного литья поддаётся полной автоматизации.

Для производства непрерывно-литых заготовок используются машины, построенные по принципиально различным схемам. Существует многообразие в названиях принципиальных схем и типов машин. Многие фирмы собственной модели машины, фактически не имеющей принципиальных отличий от известных, присваивают своё оригинальное название.

Наиболее строгая классификация типов МНЛЗ основана на пространственном расположении и продольной форме той части технологического канала машины, где происходит кристаллизация отливаемой заготовки, т.е., где заготовка находится в двухфазном состоянии. Исходя из этого, наиболее распространённые схемы машин непрерывного литья заготовок делится на следующие основные четыре типа: вертикальный, радиальный, криволинейный и горизонтальный.

В первый период промышленного применения способа непрерывного литья стали строились машины вертикального типа. Затем основными схемами машин стали радиальная и криволинейная.

Как разновидность, вертикальные машины иногда выполняются с изгибом и выпрямлением полностью затвердевшей заготовки. Криволинейные машины строятся как с радиальным, так и с прямым, вертикально расположенным кристаллизатором.

Несколько позже появилась разновидность МНЛЗ криволинейного типа машины с прямым вертикально расположенным кристаллизатором, последующим изгибом и выпрямлением слитка в двухфазном состоянии. Схемы основных типов машин представлены на рис. 1.1.

Схемы основных типов машин непрерывной разливки стали

I – вертикального; II – радиального; III – криволинейного; IV – горизонтального.

Рис. 1.1

Длительное время при выборе наиболее рациональной схемы машины, в первую очередь, рассматривался вопрос о возможности деформации слитка в двухфазном состоянии. Существовало мнение о том, что всякая деформация слитка в двухфазном состоянии непременно должна приводить к внутренним дефектам в отливаемом слитке.

Характерными дефектами при деформации непрерывно-литой заготовки в двухфазном состоянии являются трещины, перпендикулярные её широким граням, которые появляются в оболочке вблизи границы с жидкой фазой. Изгиб и выпрямление заготовки с жидкой сердцевиной - это наиболее явная деформация, которой и объяснялось появление таких трещин. Именно на этой основе машинам криволинейного типа противопоставлялись машины радиального типа и даже вертикальные. Машины радиального типа строили с увеличенными радиусами с тем, чтобы избежать правку заготовки в двухфазном состоянии.

Создалась ситуация, при которой необходимо было детально взаимодействие в процессе разливки элементов машины с оболочкой заготовки и деформационную способность сталей. При температурах, близких к температуре плавления, с тем, чтобы определить влияние конструктивных параметров машины на качество непрерывно-литых заготовок.

В последние годы эти вопросы были в центре внимания специалистов, в области непрерывного литья стали. Многочисленными исследованиями было установлено, что внутренние трещины, перпендикулярные широким граням заготовки, могут возникать в результате суммарного влияния целого ряда конструктивных и технологических параметров.

Предприняты попытки определения предельно допустимой величины относительной деформации опасных слоев оболочки заготовки, при различных химических составах разливаемой стали и её температурах.

Анализ всех факторов показал, что деформация заготовки при изгибе или правке не является определяющей в образовании внутренних трещин, а соблюдение при изгибе и правке заготовки в двухфазном состоянии определённых условий по величине и скорости деформации обеспечивает получение качественных непрерывно-литых заготовок.

Таким образом, для МНЛЗ криволинейного типа был открыт путь широкого их применения. Независимо от схемы машины наметились определённые направления дальнейшего совершенствования оборудования МНЛЗ с целью повышения качества непрерывно-литых заготовок, расширения марочного состава разливаемых сталей и повышения производительности.

Оборудование МНЛЗ позволяет вести разливку металла на современном уровне технологии непрерывной разливки стали, и обеспечивает следующую организацию работ:

- разливка одиночных плавок;

- разливка способом "плавка на плавку" в пределах стойкости огнеупоров промежуточного ковша;

- разливка серий плавок со сменой в процессе разливки промежуточных ковшей без прекращения процесса разливки.

1.3.1. Разливка одиночных плавок

Перед началом разливки все механизмы устанавливаются в исходное положение:

- стенд разливочный - в готовности к приему стальковша;

- на тележках для промковшей установлены два промежуточных ковша, один из которых находится в рабочей позиции (над кристаллизаторами), а второй - в резервной позиции. Футеровка промковша, находящегося в рабочей позиции, разогрета до температуры 1100 - 1200°С. Погружные разливочные стаканы, сцентрированы по кристаллизаторам и опущены в нижнее положение, стопора расфиксированы;

- в резервной позиции установлен и разогревается второй промежуточный ковш;

- затравки заведены в кристаллизаторы, головки в кристаллизаторах уплотнены и на их поверхностях установлены холодильники;

- устройства для отделения и уборки затравки в исходном положении;

- механизм газовой резки (МГР) - в исходном положении;

- включены системы охлаждения и вентиляции;

- на рабочей площадке установлены аварийные емкости и шлаковни.

Сталеразливочный ковш разливочным краном устанавливают в рамную подвеску сталеразливочного стенда, находящуюся в резервной позиции. Стальковш поднимают стендом в среднее положением и перемешают в рабочую позицию, после чего стальковш поднимают в верхнее положение.

Устанавливают между стальковшом и промковшом защитную трубу, после чего стальковш опускают в нижнее положение и, открыв шиберный затвор, заполняют металлом промковш.

При достижении уровня металла в промковше на 50 мм выше нижнего обреза защитной трубы в промковш подают шлакообразную смесь. Затем открывают стопора промковша и подают металл в кристаллизаторы. При достижении уровня металла в кристаллизаторе на 200-300 мм от верха меди на мениск металла в кристаллизатор подают шлакообразную смесь.

При достижении уровня металла 150-200 мм от верха меди кристаллизатора включают механизм качания кристаллизатора и приводы роликовых секций зоны вторичного охлаждения (ЗВО), подают охладитель в верхние зоны охлаждения слитка.

Скорость вытягивания слитка постепенно по регламентируемому закону увеличивают до заданной рабочей скорости.

Выходящий из кристаллизатора слиток последовательно входит в вертикальный участок, затем в участок загиба, потом в радиальный криволинейный и горизонтальный участки роликовой зоны вторичного охлаждения. По мере продвижения слитка включаются зоны водовоздушного охлаждения, обеспечивая заданный режим охлаждения слитка. В криволинейном участке ЗВО кристаллизирующийся слиток постепенно выпрямляется по определенному закону, обеспечивающему оптимальный уровень относительный деформации на фронте кристаллизации слитка. Образующийся при охлаждении слитка пар отводится вытяжной вентиляцией.

После выхода головки затравки из последних роликов горизонтального участка ЗВО происходит отделение головки затравки от слитка с помощью устройства для отделения. Затем затравка поднимается вверх устройством для заведения затравки.

После отделения затравки слитки поступают в зону работы МГР, где производится их резка на мерные длины.

По окончании разливки плавки прекращают подачу металла из стальковша в промковш, при этом подача металла из промковша в кристаллизаторы продолжается. Поднимают стальковш стендом в верхнее положение, отсоединяют защитную трубу, опускают ковш в среднее положение, разворачивают ковш в резервную позицию, отсоединяют гидроцилиндр шиберного затвора и разливочным краном передают стальковш после слива шлака на сталевоз.

При снижении уровня металла в промковше, на мерной длине прекращают подачу металла в кристаллизаторы. Снижают скорость вытягивания слитка, убирают с мениска металла в кристаллизаторах шлак, захолаживают концы слитков и выводят слитки из МНЛЗ, вначале на малой скорости, а после кристаллизации головных частей слитков на повышенной скорости. На последнем ручье доливают слиток, обеспечивая минимальный остаток металла в промковше. По мере продвижения конца слитка по ЗВО прекращается подача на него охладителя. Устройствами для заведения затравки перевозят затравки в сторону кристаллизатора и навешивают затравки головками на штыри, закрепленные на металлоконструкции рабочей площадки. Головки затравок захватывают клещевыми зажимами и поднимают на рольганги устройств для заведения затравок. Во время разливки, плавки и переподготовки МНЛЗ к разливке, затравки осматривают и зачищают их головки.

1.3.2. Разливка способом "плавка на плавку" в пределах стойкости огнеупоров промежуточного ковша

Максимальное количество плавок в серии, разливаемых данным способом, ограничивается скоростью огнеупоров промковшей. Процесс разливки при этом аналогичен описанному в разделе 1.3.1.

Особенностью данного способа разливки является замена в процессе разливки сталеразливочных ковшей, которая, производится при следующей последовательности операций:

- очередной стальковш разливочным краном устанавливают на резервную позицию разливочного стенда;

- по окончании разливки стальковша, находящегося в рабочей позиции, опорожненный и очередной стальковши переводятся стендом в среднее положение, с отработанного ковша снимается защитная труба и стенд перемешает стальковши: наполненный в рабочую позицию над промковшом, а опорожненный в резервную;

- из стальковша в рабочей позиции, в последовательности указанной выше, обеспечивается подача металла в промежуточный ковш и производится разливка очередной плавки;

- в резервной позиции от шиберного затвора стальковша отсоединяют управляющий гидроцилиндр и краном, после слива шлака, передают отработавший стальковш на сталевоз.

Эти операции повторяются столько раз, сколько плавок в разливаемой серии.

1.3.3. Разливка серий плавок со сменой в процессе разливки промежуточных ковшей без прекращения процесса разливки

Процесс разливки аналогичен описанному в разделе 1.3.2. Особенностью данного способа является - замена в процессе разливки отработавшего промковша резервным.

Замена промковшей производится при следующей последовательности операций:

- закрывается шибер стальковша, стальковш поднимается в верхнее положение, защитная труба снимается;

- разливка металла из промковша продолжается до минимально допустимого уровня металла в промковше, после чего выпускные отверстия промковша перекрываются, скорость разливки снижается;

- на расположенный в резервной позиции разогретый промковш устанавливаются разливочные стаканы;

- тележкой перемещают в рабочую позицию промковш и одновременно отработавший промковш перемещают в резервную позицию;

- при необходимости центрируют погруженные стаканы промковша относительно кристаллизаторов;

- опускают промковш в нижнее положение и продолжают разливки;

- цеховым краном заменяют отработанный промковш в резервной позиции тележки новым и устанавливают на него горелки для разогрева футеровки.

1.4. Описание металлургического оборудования

Оборудование разливочной площадки

На разливочной площадке МНЛЗ предусматривается комплекс оборудования, обеспечивающий технологические операции от приема сталеразливочных ковшей с жидким металлом до подачи металла в кристаллизатор в режиме длительной разливки методом "плавка на плавку".

Это оборудование включает в себя стенды для сталеразливочных ковшей, механизмы для установки и перемещения промежуточных ковшей, устройства для разогрева футеровки промежуточных ковшей, аварийные емкости для слива металла и шлака, устройства для подачи защитных смесей в кристаллизатор и другое вспомогательное оборудование, например специальные тележки для заведения затравок в машину

На площадке в отдельном помещении размещается аппаратура для автоматизированного управления работой машины, а у рабочих мест разливщиков - пульты управления для выполнения основных операций при разливке.

Cтенды для сталеразливочных ковшей

Разливочный стенд предназначен для выполнения следующих операций [2]:

а) приём разливочного ковша с жидким металлом с разливочного крана в исходном положении;

б) передача ковша поворотом траверсы на 180˚ в позицию разливки;

в) подъём и опускание ковша для выполнения технологических операций при разливке;

г) возвращение разливочного ковша в исходную позицию для слива остатков металла в аварийную ёмкость и его замены;

д) взвешивания стали.

Стенд обеспечивает выполнение перечисленных операций при следующих режимах:

а) режим I – с одним полным ковшом;

б) режим II – c полным и порожним ковшом;

в) режим III – c полным ковшом с одной стороны и с ковшом, заполненным на 25% с другой;

г) режим IV – c одним поворотным ковшом;

д) режим V – без ковшей.

В практике непрерывной разливки стали используется большое разнообразие конструктивных схем стендов для сталеразливочных ковшей, которое представлено в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Разнообразие конструктивных схем стендов

Тип стенда	Конструктивные особенности
Подъемно-поворотные стенды	С поворотным кругом, вместимостью ковша (150-400)*10³ кг	С индивидуальным подъемом двух ковшей
		С одновременным подъемом ковшей
		С качающейся траверсой
	На колоне для ковшей вместимостью (50-220)*10³кг	С одновременным подъемом двух ковшей
		С индивидуальным подъемом ковшей
		С индивидуальным подъемом и поворотом каждого ковша вокруг колонны
Передвижные стенды	Портальные
	Полупортальные
	Мостовые на эстакаде

Реконструкция ппс мнлз 📙 Дипломная → 🆔 17258