Реферат: Реализация новых подходов к разработке технологического оборудования для окускования железорудных материалов

Фирма «Уралмаш-Металлургическое оборудование» располагает методиками проведения термопрочностных расчетов, опытом проектирования и поставок тележек с бортами и корпусами из графитизированного чугуна, имеющих несомненные преимущества перед стальными:

– чугун обладает лучшими литейными свойствами, что позволяет изготавливать корпус тележки не из 2-х или 3-х частей, а цельнолитым. Благодаря этому, уменьшается вес, снижаются трудозатраты на изготовление, обусловленные исключением механообработки торцевых поверхностей частей корпуса и болтовых соединений;

– чугун практически не содержит легирующих добавок, поэтому стоимость его ниже, чем сталей применяемых в настоящее время для изготовления тележек;

– чугунные корпуса тележек не подвержены в процессе эксплуатации появлению прогибов в средней части, что позволяет сэкономить средства на ремонтах и продлить срок эксплуатации.

Химический состав, характер микроструктуры и механические свойства графитизированных чугунов, используемых для отливки элементов спекательных тележек (корпусов и бортов) приведены в таблицах 1, 2 и на рис.2.

Таблица 1

Марка	Массовая доля элементов, %									Назначение	Структура
	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Ti	Mg
ВЧ45	3,4	3,12	0,5	0,007	0,005	0,31	0,02	0,03	0,07	Борт	ферритная
ВЧ50	3,2 3,8	2,6 3,1	0,3 0,7	до 0,01	до 0,02	до 0,10	Борт Корпус	феррито-перлитная,
ВЧ60	3,2 3,6	2,4 3,0	до 0,5	до 0,10	до 0,02	до 0,10	0,02 0,07	до 0,05	0,06 0,10	Корпус	Перлито-ферритная

Таблица 2*

Материал	ВЧ-60	ВЧ-45
aЕ, кг/(мм*°С)	0,19	0,2
Твердость, НВ	187-255	159
Относительное удлинение d, %	3,0-14,4	5,7-14,6

*Механические свойства материалов даны при t = 200C

Рис. 2. Механические свойства материалов

С 1996 года на аглофабрике №2 Руркельского метзавода (Индия) работает машина площадью спекания 192 м2, оснащенная тележками с чугунными корпусами и бортами, изготовленными фирмой «Симплекс» из чугуна аналогичного марке ВЧ60 по чертежной документации, конструкторами фирмы. Проектированию предшествовали промышленные испытания опытных образцов, изготовленных Уралмашзаводом, на комбинате «Южуралникель», г. Орска, а также испытания опытных тележек, изготовленных фирмой «Симплекс», на аглофабрике №1 Руркельского метзавода. Полученные результаты послужили основой для проектирования автоматизированной системы защиты агломашины в аварийных ситуациях, предотвращающей перегрев тележек во время остановок.

Пять опытных цельнолитых корпусов тележек шириной 3,0м находятся в эксплуатации с июля 2002 года на машине АКМ-75 ОАО «ММК». Осуществлена поставка 100 корпусов для машины АКМ-92 №6 аглопроизводства ОАО «Северсталь». Данная машина, оснащенная новыми тележками, реконструирована и пущена в эксплуатацию в декабре 2002 года. В 2003 году изготовлено 40 спекательных тележек шириной 4,0м с цельнолитыми чугунными корпусами высотой 0,39м и весом 3450 кг для агломашины АКМ-312 № 11 того же комбината.

Расширяя объемы внедрения и диапазон типоразмеров спекательных тележек с элементами из высокопрочного чугуна, специалисты ООО «Уралмаш - Металлургическое оборудование» и стараются назначить их конструктивные параметры и подобрать свойства материала, оптимально соответствующие конкретным условиям эксплуатации, обеспечить заданный срок службы.

Для этого в течение всего периода опытно промышленной эксплуатации осуществляется авторский надзор за работой тележек, производится оценка температурных режимов. В стадии разработки находится система непрерывного мониторинга состояния элементов спекательных тележек.

Специалистами фирмы разрабатываются методики моделирования комплексов и отдельных технологических агрегатов, основанные на совместном использовании физических и математических моделей и позволяющие решать задачи разработки новых конструкций технологических агрегатов, определения оптимальных технологических параметров проектируемого оборудования и создания систем управления оборудованием. Совместно с ОАО «Северсталь», ООО «Феррокс» и Уральским государственным горным университетом разработана аналитико-экспериментальная модель прогнозирования свойств и управления качеством агломерата, учитывающая динамику процесса агломерации и информационных потоков. Разработан программный продукт, позволяющий оперативно анализировать технологическую ситуацию и вырабатывать управляющие воздействия по стабилизации состава и свойств агломерата путем корректировки расхода компонентов шихты, включая твердое топливо.

Предложенная и реализованная система управления качеством агломерата включает блок подготовки исходных данных, блок расчета и прогнозирования, а также блок статистической адаптации модели к реальному процессу.

Базовым расчетным блоком системы является балансовая модель расчета шихты, дополненная уравнением зависимости содержания FeO в агломерате от свойств шихты, содержания в ней углерода и параметров процесса спекания:

FeOa= φ(Cш; FeOш; В; Пс ),

где Сш, – содержание углерода в шихте, %;

FeOш - содержание монооксида железа в шихте, %;

В – заданная основность агломерата, ед.;

Пс – параметры процесса спекания.

Решение системы уравнений позволяет определить расходы железорудных материалов, флюса и твердого топлива для получения агломерата заданного состава и дает возможность прогнозировать ряд показателей спекания, включая удельную производительность агломашин, общую пористость, восстановимость, температурный интервал плавления агломерата и др.

Сопоставление значений прогноза содержания FeO в агломерате, с его фактическими значениями, полученными на основании анализа отобранных проб, представлено на рис. 3. Среднее квадратическое отклонение прогнозного значения монооксида железа в агломерате от фактического составляет 0,45%, основности - 0,03, MgO – 0,03%.

Рис. 3. Сопоставление прогнозного значения содержания монооксида железа в агломерате с фактическим

Предложенный новый алгоритм управления и математическая модель позволяют прогнозировать химический состав агломерата, включая массовую долю FeO, по фактическим значениям расходов и химическому составу компонентов шихты и оперативно корректировать состав шихты с целью достижения требуемых параметров качества агломерата. Разработан и адаптирован к условиям АГП ОАО «Северсталь» программный продукт для реализации новой модели управления. Его использование позволяет стабилизировать физико-химические свойства агломерата.