Остаточный ресурс опорных конструкций кислородных конвертеров по производству стали

• Автор: Храмов, Василий Викторович
• Шифр специальности: 05.23.01, 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 207 : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ОПОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КИСЛОРОДНЫХ КОНВЕРТЕРОВ И МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ПРОЧНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ. .

1.1. Конструкции конвертеров, опорные конструкции

и условия эксплуатации.

1.2. Условия изготовления и монтажа опорных

конструкций конвертеров

1.3. Обзор результатов экспериментальных исследований напряженнодеформированного состояния и температурного режима работы опорных конструкций и корпусов конвертеров

1.4. Дефекты и повреждения

1.5. Существующие методы определения прочностных параметров

1.6. Анализ результатов исследований стали опорных конструкций конвертеров.

1.7. Подходы к оценке долговечности конструкций при переменном на1ружении.
1.8. Постановка цели и задач работы.
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО
ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Описание объектов исследования.
2.2. Методика исследований стали опорной конструкции .
2.2.1. Отбор проб
2.2.2. Химический анализ.
2.2.3. Ударная вязкость
2.2.4. Замеры твердости
2.2.5. Механические свойства.
2.2.6. Ме тодика испы таний на статическую и циклическую трещиностойкость стали опорных конструкций.
2.2.7. Методика высокотемпературных испытаний
2.3. Замеры температуры в процессе эксплуатации.
2.4. Расчеты остаточной прочности опорной конструкции . . .
2.5. Дефектоскопия опорной конструкции
2.6. Визуальный и инструментальный осмотр опорной
конструкции
2.7. Обработка экспериментальных данных.
2.8. Выводы по главе
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕМТАЛЬНОТЕОРЕШЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ОПОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ КОНВЕРТЕРА.
3.1. Результаты натурных обследований.
3.2. Результаты исследований стали опорной конструкции. . .
3.2.1. Химический анализ.
3.2.2. Ударная вязкость
3.2.3. Замеры твердости
3.2.4. Влияние анизотропии проката и повышенных температур на механические свойства стали
3.2.5. Параметры трещиностойкости
3.3. Температурный режим
3.4. Результаты расчета остаточной статической прочности . .
3.5. Выводы по главе
Глава 4. РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ОСТАТОЧОГО РЕСУРСА ОПОРНЫХ КОГСТРУКЦИЙ КОНВЕРТЕРОВ.
4.1. Разработка методики оценки остаточного
ресурса опорной конструкции конвертера
4.2. Предложения по продлению срока эксплуатации опорных конструкций конвертеров с накопленными повреждениями.
4.3. Предложения по совершенствованию опорной конструкции конвертеров.
4.4. Предложения но эксплуатации опорной конструкции конвертеров.
4.5. Предложения по проведению осмотров и ремонтов
опорных конс трукций конвертеров
4.6. Выводы по главе
ОБИ ЩЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Интересно отметить новые статически определимые системы крепления корпуса конвертера к опорной конструкции, разработанные австрийской фирмой «ФЕСТ-Альпине Индустриаленлагенбау»[]. Например, система «ФАИ-КОИ Линк». Корпус конвертера здесь подвешивается на 3-х вертикальных и 2-х горизонтальных звеньях маятникового типа и одном направляющем кронштейне (рис. При такой схеме агрегат подвешен статически определимым образом и стабилен в любом положении кантования и состоянии деформации. Промышленная апробация данной системы крепления показала ее надежность и эффективность. Корпус и опорная конструкция конвертера в процессе эксплуатации подвергаются как интенсивному нестационарному нагреву, так и воздействию значительных и разнообразных механических нагрузок. Источниками теплового воздействия на элементы конструкции конвертера являются: наїретьій корпус; расплавленный металл в сталеплавильном ковше; шлак, слитый в шлаковую чашу; поток, отходящих через горловину корпуса газов; продукты плавки, попадающие на корпус и опорную конструкцию []. Корпус конвертера воспринимает механическую нагрузку от собственного веса металлоконструкции, веса футеровки и садки. Опорная конструкция, помимо веса футерованного корпуса с садкой, воспринимает еще и крутящий момент привода. Рис. Так, например, механическая нагрузка на опорную конструкцию конвертера вместимостью 0-0 т достигает т, а крутящий момент от привода -0 т-м. В ходе выполнения технологических операций конвертер поворачивается относительно вертикального положения (горловиной вверх) в одну и другую стороны (табл. При этом происходит изменение схемы нагружения, а возникающие от механической нагрузки напряжения имеют переменный характер. Таблица 1. Угол наклона к вертикали Наименование операции Время, мин. Слив стали . Температура нагрева днища корпуса обычно не превышает 0 °С, в то время как центральная часть, окруженная опорной конструкцией, в условиях затрудненного теплообмена нагревается до 0 °С. Этому также способствует увеличенный износ футеровки, приводящий к местному перегреву корпуса до 0 °С. Верхняя часть горловины конвертера из-за близости потока горячих газов и выбросов продуктов плавки нагревается до 0 °С. Нижняя часть горловины нагревается менее 0 °С. Температурное поле опорной конструкции также неоднородно. Наиболее характерная температура корпуса и опорной конструкции конвертера показана на рис. Для снижения тепловых нагрузок на элементы конструкции в зарубежной практике применяют водоохлаждаемые опорные конструкции, использующие при этом трубчатые холодильники, либо пропуская воду непосредственно через полую закрытую конструкцию [3]. Однако, из-за опасности близкого соседства больших масс воды и расплавленного металла, а также трудностей, возникающих при эксплуатации водоохлаждасмых систем в зимний период, эта конструкция не получила широкого распространения []. Применение теплоотражающего экрана, установленного в кольцевом зазоре между корпусом и опорной конструкцией, позволяет уменьшить перепады температур но сечению конструкции на - °С [, , ]. При этом следует отметить, что использование экрана из толстого листа, приваренного к опорной конструкции, приводит к увеличению жесткости последнего по сравнению с опорной конструкцией без экрана и, как следствие, к росту температурных напряжений. Изготовление экрана из тонкого листа оказалось неэффективно из-за его низкой эксплуатационной надежности. Представляет интерес опорная конструкция с двумя вертикальными шарнирами (рис. Шарниры 3 сконструированы таким образом, что поворот частей опорной конструкции 1, 2 возможен только при значительных изгибающих моментах, возникающих при увеличении температурных перепадов но сечению опорной конструкции в процессе эксплуатации, и не возможен под действием только рабочей механической нагрузки. Такое решение позволяет предотвратить возрастание температурных напряжений в элементах опорной конструкции и обеспечивает при этом равно! Однако, из-за сложности исполнения шарнирного узла, эта опорная конструкция также не получила широкого распространения. Рис. Рис.