Развитие основ конструирования и создание промежуточных ковшей машин непрерывного литья заготовок с эффективными системами распределения потоков стали (03.10.2011)

Автор: Точилкин Виктор Васильевич

ТОЧИЛКИН Виктор Васильевич

Развитие основ конструирования и создание промежуточных ковшей машин непрерывного литья заготовок с эффективными системами распределения потоков стали

Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы

(Металлургическое машиностроение). Технические науки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Магнитогорск

Работа выполнена на кафедре «Электрометаллургия и литейное производство» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова».

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Вдовин Константин Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Баранов Георгий Леонидович

доктор технических наук, профессор

Девятов Диляур Хасанович

доктор технических наук, профессор

Чиченев Николай Алексеевич

Ведущая организация:

ОАО «Магнитогорский

ГИПРОМЕЗ»

Защита состоится « 8 » декабря 2011 г. в 14-30 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.111.03 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат размещен на сайте ВАК.

Автореферат разослан « » ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Ю.В.Жиркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Создание, развитие и модернизация машин, агрегатов и элементов металлургических технологических комплексов - важнейшая задача современной промышленности, решение которой обеспечивает повышение производительности и качества выпускаемой металлургической продукции. Выполнение этой задачи напрямую связано с современными высокопроизводительными технологическими системами непрерывной разливки стали.

Машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), являясь сложнейшей транспортно-технологической системой на базе металлургических агрегатов, оснащенной специализированными манипуляторами, требуют постоянного внимания со стороны не только технологов, но и конструкторов. Оборудование металлургических заводов по мере эксплуатации изнашивается, либо устаревает морально и требует модернизации. Технологический процесс также подвержен старению, что приводит к снижению конкурентоспособности производства (рост издержек, изменение видов продукции и др.). Изменить эту ситуацию можно за счет создания новых и совершенствования существующих конструкций элементов транспортной и технологической подсистем МНЛЗ. Это обеспечит не только качество разливаемого металла, но и существенно увеличит производительность, что особенно важно в современных условиях. МНЛЗ с продолжительным сроком эксплуатации должны либо постепенно, либо радикально подвергаться модернизации на базе инновационных решений, которые будут способствовать и увеличению производительности, и повышению качества продукции.

Главной частью МНЛЗ является комплект металлургических агрегатов, манипуляторов и устройств, обеспечивающих последовательное прохождение потоков жидкой стали через сталеразливочный ковш (СК), промежуточный ковш (ПК) и кристаллизатор. Разработка современных манипуляторов и устройств для этого комплекта металлургических агрегатов имеет существенное значение для обеспечения стабилизации процесса разливки жидкого металла и получения качественной непрерывно-литой заготовки. Промежуточный ковш, установленный на транспортном манипуляторе, выполняет функции рабочего инструмента по подаче жидкого металла через разливочные отверстия в кристаллизатор и одновременно оснащается специализированными манипуляторами и устройствами для распределения потоков жидкой стали по объёму промежуточного ковша. Изменять параметры течения стали в промежуточном ковше можно только путем использования специальных элементов, которые устанавливается во внутреннюю полость ковша. Комбинация их в промежуточном ковше образует систему распределения потоков стали (СРП). Несмотря на то, что отдельные элементы этой системы с успехом применяются на многих металлургических предприятиях, обоснованных методик расчета и конструирования их в научной литературе не представлены.

Сложность экспериментального познания процессов движения потоков жидкой стали непосредственно в металлургических агрегатах, в частности – промежуточных ковшах МНЛЗ, приводит к сдерживанию дальнейшего прогресса создания и совершенствования существующих машин, агрегатов и манипуляторов комплекса разливки стали. Выходом из создавшегося положения может быть создание адекватных математических моделей поведения потоков стали в агрегатах МНЛЗ

Исследования, направленные на создание и совершенствование методов расчетов и конструирования, а также внедрение новых компонентов машин и агрегатов комплекса разливки стали, обеспечивающих повышение эффективности работы машин и агрегатов в отдельности и комплекса разливки в целом, являются актуальными. Исследования по созданию новых конструкций элементов систем распределения потоков стали промежуточных ковшей и развития методик их расчета и конструирования, имеют научное и практическое значение.

Исследования, представленные в работе, выполнены в рамках госбюджетных и хоздоговорных НИР ФГБОУ ВПО «МГТУ» с ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК), гранта правительства Челябинской области - «Лучший инновационный проект Челябинской области 2006».

Цель работы. Повышение качества непрерывно-литой заготовки путем развития методов конструирования и создания промежуточных ковшей МНЛЗ с эффективными системами распределения потоков стали в его объеме.

Задачи исследований:

1. Разработать компоновки и основные положения построения конструкций элементов систем распределения потоков стали промежуточного ковша МНЛЗ для обеспечения стабильности функционирования процесса непрерывной разливки стали в процессе использования ковша на МНЛЗ и повышения качества непрерывно-литой заготовки.

2. Разработать математические модели процесса разливки стали в промежуточных ковшах сортовой (пятиручьевой) и слябовой (одноручьевой) МНЛЗ и провести математическое моделирование течения металла в ковше. Развить методы расчета и конструирования элементов системы распределения потоков стали промежуточных ковшей МНЛЗ.

3. На основании методов расчета и конструирования, и результатов математического моделирования создать новые конструкции элементов системы распределения потоков стали промежуточных ковшей, обеспечивающих повышение стабильности работы и увеличение производительности МНЛЗ.

4. Провести опытно-промышленное опробование созданных конструкций элементов систем распределения потоков стали промежуточных ковшей для оценки эффективности их работы и внедрить в производство.


загрузка...