Повышение надежности электрического плавильно-литейного агрегата для алюминия

• Автор: Христинич, Алексей Романович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПЛАВИЛЬНО-ЛИТЕЙНОГО АГРЕГАТА
1.1 Технические особенности электрического плавильно - литейного агрегата
1.2 Обзор работ и рекомендации моделирования надежности электрометаллургического оборудования
1.3 Технологические особенности при определении надежности электрометаллургического оборудования
1.4 Выводы по разделу
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАДЕЖНОСТИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПЛАВИЛЬНО-ЛИТЕЙНОГО АГРЕГАТА
2.1 Характеристики надежности применительно к электрическому плавильно-литейному агрегату
2.2 Математическая модель надежности элементов ЭПЛА
на основе И НС
2.3 Постановка задачи для расчета надежности электрических нагревателей и силового питающего трансформатора
2.4 Выводы по разделу
3 ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ЧИСЛЕННО - МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МИКСЕРА СОПРОТИВЛЕНИЯ
3.1 Основные допущения
3.2 Численно-математическая модель для анализа
электромагнитного поля
3.3 Численно-математическая модель для анализа теплового поля..

3.4 Численно-математическая модель для анализа нестационарного гидродинамического поля
3.5 Выводы по разделу
4 РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПЛАВИЛЬНО -ЛИТЕЙНОГО АГРЕГАТА ДЛЯ АЛЮМИНИЯ
4.1 Расчет надежности узлов электрического плавильно -
литейного агрегата
4.2 Прогнозирование надежности электрических нагревателей электрического миксера сопротивления
4.3 Повышение эффективности электрического миксера сопротивления плавильно-литейного агрегата
4.4 Управление перемешиванием жидкой фазы слитков из алюминиевых сплавов в процессе непрерывного литья
4.5 Выводы по разделу
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МИКСЕРА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЕМ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
5.1 Общие замечания
5.2 Описание экспериментальной установки
5.3 Исследование эффективности электрического миксера сопротивления в переходных режимах на физической модели
5.4 Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Стратегией развития отечественных электротехнических комплексов плавильно - литейных производств алюминиевой промышленности является увеличение выпуска алюминиевых сплавов в общем объеме производства первичного алюминия, когда потребитель предъявляет жесткие требования к их качеству. В литейном производстве цветной металлургии большое распространение получили высокопроизводительные электротехнические комплексы для приготовления и разливки высококачественных сплавов. Такие комплексы введены в эксплуатацию на ОАО «Русал Новокузнецк», ОАО «Русал Красноярск»; ОАО «Русал Братск», ОАО «Русал Иркутск», ОАО «Хакасский алюминиевый завод» и других заводах. В настоящее время ведется строительство Тайшетского и Богучанского алюминиевых заводов, что обусловлено вводом новых электрических мощностей и увеличением доли продукции с высокой добавленной стоимостью. Так в общем объеме выпуска алюминия неуклонно растет доля выпуска алюминиевых сплавов в виде проката, цилиндрических слитков, кремниевых сплавов, сплавов высокой чистоты, катанки и других типов.
Плавка и приготовление алюминиевых сплавов общепромышленного назначения ведется в следующих электрических агрегатах: индукционных канальных печах [1-3], индукционных тигельных печах [2], печах и миксерах сопротивлениях [4, 5]. Индукционные канальные и тигельные печи обладают высокой производительностью по расплавлению и перегреву расплава, что предопределяет их использование в виде агрегатов для плавки металлов.
В связи с большим количеством заготовительного литья и ростом алюминиевых сплавов, электрические печи сопротивления, в основном, применяются в качестве миксеров для накопления алюминия, приготовления сплавов и их разливки. Большой вклад в развитие электрических печей, миксеров сопротивления внесли такие известные ученые, как А. Д.

свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости. Надежность, как первостепенное свойство любого объекта, будь то система, оборудование или отдельный элемент, подразумевает под собой совокупность параметров, от которых полностью и целиком зависит качество производственного процесса. В качестве основных показателей надежности для безотказной работы и ремонтопригодности оборудования можно принять: среднюю наработку до отказа - математическое ожидание случайной наработки объекта до первого отказа; среднюю наработку на отказ - отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию за некоторый период времени к математическому ожиданию числа отказов в течение этой наработки; заданную наработку - наработку, в течение которой объект должен безотказно работать для выполнения своих функций; среднее время восстановления — математическое ожидание случайной продолжительности восстановления работоспособности.
Одним из методов обеспечения надежного функционирования узлов и деталей ЭПЛА на стадии эксплуатации, а также, оценки показателей надежности на стадии проектирования, является использование математического описания процессов повреждения. Наряду с решением данных задач, использование математического описания процесса повреждения элементов электрометаллургического оборудования, поможет решить значительный комплекс проблем, оказывающих влияние на технические и технико-экономические показатели производства.
Моделирование повреждений позволяет анализировать внутренние связи и внешние воздействия, характерные для уникальных категорий оборудования, к которым относится ЭПЛА. На основании общих принципов формирования отказов, данные модели обеспечивают: разработку
алгоритмов оценки надежности сложных изделий, учет обратных связей во взаимоотношении «технологический процесс - выходные параметры изделия», оценку взаимодействия параметров изделия и особенностей потери им работоспособности. Решение перечисленных задач дает возможность