Совершенствование и защита элементов литейного крана от температурных воздействий

• Автор: Габтыкаев, Дмитрий Фуатович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 223 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Особенности эксплуатации литейных кранов
1.1. Условия работы литейных кранов конвертерного производства
1.2. Влияние различных факторов на работоспособность металлоконструкций литейных кранов
1.3. Работа стальных канатов главного подъема литейных
кранов
1.4. Выводы по главе
2. Экспериментальные исследования влияний температурных
воздействий на элементы литейного крана
2.1. Результаты определения температур выбросов из конвертера и элементов литейных кранов
2.2. Дефекты металлоконструкций литейных кранов
2.3. Причины выхода из эксплуатации стальных канатов главного подъема литейных кранов
2.4. Выводы по главе
3. Математическое моделирование нагрева и напряженного
состояния элементов литейного крана
3.1. Математическое описание процесса нагрева в системе тел
«металлоконструкция-экран-защита»
3.2. Исходные данные моделирования процесса нагрева
3.3. Анализ результатов моделирования нагрева тепловых экранов и металлоконструкции литейного крана
3.4. Определение напряжений в металлоконструкции моста и
стальном канате главного подъема литейного крана
3.5. Выводы по главе

4. Защита и совершенствование элементов литейного крана
4.1. Технические решения по защите металлоконструкции литейного крана от температурных воздействий
4.2. Стальной канат с пружинным сердечником. Геометрический расчет
4.3. Удлинение крюков траверсы главного подъема
4.3. Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложения

Введение
Литейными кранами конвертерного производства транспортируют и заливают жидкий чугун в конвертер. Во время заливки жидкого чугуна в конвертер происходят выбросы (раскаленные газы с пылью, пламя, брызги металла и т.п.). Их температура может доходить до 1500 °С. В результате элементы литейного крана (стальные канаты главного механизма подъема, траверса, металлоконструкции моста крана и тележки главного подъема), подвергаются статическим, динамическим нагрузкам и циклическим температурным воздействиям. В них дополнительно возникают температурные напряжения, деформации и структурные изменения в металле.
В области исследований металлоконструкций, стальных канатов, приборов и методик диагностики литейных кранов в разное время заметное участие принимали такие ученые, как: И.И. Абрамович,
A.B. Вершинский, М.Ф. Глушко, В.М. Горицкий, А.И. Гостяев, Д.И. Дувидович, В.Г. Жуков, A.A. Зарецкий, A.A. Короткий,
B.C. Котельников, А.Л. Кузьминов, Е.А. Левин, A.C. Липатов,
Н.Е. Маркман, Л.А. Невзоров, А.Н. Орлов, H.H. Панасенко, П.З. Петухов, Б.Е. Попов, С.Т. Сергеев, С.А. Соколов, В.В. Сухоруков, М.Н. Хальфин и др.
Для устранения дефектов металлоконструкции моста кран выводится на продолжительные капитально-восстановительные ремонты, которые лишь на время позволяют избавиться от возникших повреждений.
Несмотря на большие значения коэффициента запаса прочности, стальные канаты главного подъема литейных кранов служат не более двух месяцев. Они, постоянно подвергаются циклическим температурным воздействиям и обрываются, что приводит к авариям. 7 апреля 1998 г. в ОАО «Северсталь» оборвался канат главного подъема литейного крана конвертерного производства во время заливки жидкого чугуна в конвертер

путях, имеющих отклонение выше допустимых значений. В связи с этим возникает необходимость оценки степени риска эксплуатации грузоподъемного крана и рельсового пути с отступлениями геометрических параметров от допустимых значений. Сравнение количественных параметров (нагрузка на рельсовый путь, параметры дефектов, риск при эксплуатации) с допускаемыми значениями данных параметров позволяет анализировать состояние системы «кран -рельсовый путь» и давать обоснованные решения с использованием инженерных расчетов, а также рекомендаций по эксплуатации как экспертам, проводящим обследование, так и владельцам кранов.
Для поддержания в безопасном состоянии имеющийся фонд технологического оборудования принят ряд нормативно-технических актов, которые направлены на развитие диагностики и технической экспертизы оборудования, систем с использованием современных методов и приборов контроля, в том числе и неразрушающего [55]. Это позволяет получать достоверные сведения о техническом состоянии объектов и на их основе рассчитывать прогнозируемый ресурс работы. Одна из главных причин технических аварий - отсутствие необходимого обеспечения средствами контроля и диагностики, т.к. они - неотъемлемая часть любою крупного технического сооружения.
Проблема теплостойкости является актуальной для большинства конструкционных материалов, испытывающих воздействие высоких температур (~1000°С) и длительное действие радиационно-конвективных тепловых нагрузок, которые приводят к потере материалами прочности и термическому разрушению [56]. Для повышения стойкости конструкционных материалов применяются средства пассивной защиты. Они включают теплозащитные экраны, покрытия, обмазки и т.д. Представляет интерес использование для этой цели волокнистой термостойкой изоляции с учетом увеличивающихся объемов выпуска этой продукции в промышленности. В настоящее время актуальным является