Диссертация (1025605), страница 2
Текст из файла (страница 2)
По результатамтестирования сделано заключение о его работоспособности. Выполненоимитационноемоделированиеипрактическоеисследованиепроцессаавтоматизированного управления ресурсами РК.Основные положения диссертации докладывались на Международнойнаучно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемымодернизации современного машиностроения и металлургии» (Липецк, 2012),на 6-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «БудущееМашиностроения России 2013» (Москва, 2013), на 4-й Всероссийской научнотехнической конференции с международным участием «Жизненный циклконструкционных материалов» (Иркутск, 2014), на 8-й Всероссийскойконференции молодых ученых и специалистов «Будущее МашиностроенияРоссии 2015» (Москва, 2015), на 9-й Всероссийской конференции молодыхученыхиспециалистов«БудущееМашиностроенияРоссии2016»(Москва, 2016).
Основные разделы диссертации докладывались на научныхсеминарах кафедры «Технологии машиностроения» МГТУ имени Н.Э. Бауманав 2011…2016 гг.Диссертационнаяработавыполненанакафедре«Технологиимашиностроения» МГТУ имени Н.Э. Баумана в 2011…2016 гг. Основноесодержание работы отражено в 11 печатных работах, из которых 6 –в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.8ГЛАВА 1.СОВРЕМЕННОЕСОСТОЯНИЕОБЕСПЕЧЕНИЯЭФФЕКТИВНОСТИ РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГООБОРУДОВАНИЯ1.1. Особенности ремонтных комплексов металлургических предприятийОсновное производство предприятий металлургической промышленности,по своей сути относящееся к заготовительному машиностроительному переделу,характеризуется применением сложного, крупногабаритного технологическогооборудования, зачастую эксплуатирующегося в непрерывном режиме [1].Процессы выплавки чугуна и стали, предварительной и окончательнойобработкислябовдинамическимиит.д.силовымисвязаныисотепловымизначительнымициклическимивоздействияминадеталитехнологического оборудования, что негативно сказывается на их ЭС и срокеслужбы [2].Ведущими производителями оборудования и подъемно-транспортныхсредств для металлургических цехов считают фирмы««SMS-Concast»(Германия-Швейцария) и «MDM» (Германия), а также японские концерны«Mitsubishi» и «Sumitomo».
Менее распространена продукция фирм «SiemensVAI» (Австрия) и «Danieli» (Италия)». Большинство металлургических заводоврасположено в развитых странах (США, Германия, Италия, Франция, Япония), атакже развивающихся (Россия, КНР, КНДР, Бразилия), на долю которыхприходится 75 % мирового производства стали, превышающего 1,2 млрд.
тоннстали в год [3, 4]. При выплавке стали на заводах полного металлургическогоцикла применяют 2-4 ручьевые УНРС с производительностью от 1,5 до 3 млн.тонн в год [5], для производства сортового проката – 6-8 ручьевые УНРС,способные произвести до 400 тыс. тонн стали в год. Совместно насчитываетсяболее 5000 УНРС, которые способны производить более 400 млн. тонн стали вгод. Загрузка мощностей изменяется в интервале от 75 до 82,4 % [6].9Уровень затрат при производстве и реализации металлургическойпродукциивзначительнойстепениопределяетконкурентоспособностькомпании на рынке [7].
По статистическим данным [8] процессы техническогообслуживания и ремонта в металлургической промышленности России являютсяодними из важнейших как по доле в себестоимости (10…20 %), так и поколичествузанятогоперсонала(до 30 %).Структурасебестоимостиметаллургической продукции представлена на Рис. 1.1. Затраты на техническоеобслуживание и ремонты входят в следующие статьи расходов: запчасти икомплектующие; работы и услуги сторонних организаций; расходы на оплатутруда; амортизация.ОбеспечениеоборудованиянадлежащегоосновныхцеховуровняявляетсяЭСдеталейгарантомтехнологическогополучениявысокиххарактеристик жизненного цикла продукции [9], в частности, сниженияпростоев, увеличения объемов выпуска и улучшения качества продукции.Взаимосвязь жизненного цикла изделий металлургического производства ицикла ремонта технологического оборудования показана на Рис.
1.2.Возникновение нештатных ситуаций и приостановка работы основногооборудования практически всегда влекут за собой существенное повышениесебестоимости продукции и снижение объемов выпуска [10, 11]. Например, пристоимости одной тонны слябов в 510 долларов США [3] и годовойпроизводительности одного ручья УНРС в 1 млн. т.
недополученная выручкаодного часа простоя составляет 58220 долларов США. По статистике, времяустранения последствий аварии составляет 0,5…8 часов, в год случаетсядо 12 аварий [12].Ремонтируемыедеталиотличаютсябольшимразнообразиемиклассифицируются: по функциональному назначению (Рис. 1.3); материалам,видам используемых заготовок; и. др. [1]. Массы и размеры деталей изменяютсяв широких пределах. Например, размеры рабочих роликов УНРС возрастают помере изменения радиуса кривизны роликовой проводки. Длина составляет около2300 мм, диаметр – 175…600 мм, масса – 100…6000 кг [13].11%9%7%Амортизация9%Расходы на оплатутруда64%Работы и услугистороннихорганизацийТопливноэнергетическиересурсы2%Запчасти икомплектующие70%60%50%40%30%20%10%0%Сырье и материалыДоля в себестоимости10Статьи расходовРис.1.1.Структура себестоимости металлургической продукцииРис.1.2.Жизненный цикл изделий металлургического производства и цикл ремонтатехнологического оборудования11Ремонтируемое металлургическоеоборудованиеСталеплавильноеоборудованиеПрокатноеоборудованиеРолики УНРСВалкиКонусыФутеровочныеплитыКалибрыМульдыразливочныеЗубья ковшейЧашишлаковыеКолосникиКристаллизаторыУНРСДоменноеоборудованиеОправкиПоддоныПодушкиЦентровыеГорнорудноеоборудованиеДорныЗатравкиРис.1.3.Классификация ремонтируемого металлургического оборудования пофункциональному назначению [1]а)б)в)г)Рис.
1.4.Дефекты деталей металлургического оборудования:а) царапины; б) трещины; в) изломы и изгибы; г) коррозия12Прокатные валки станов горячей прокатки достигают в длину 5000 мм,диаметр – 500…3000 мм (опорные валки), масса – 1000…150000 кг [14].Корпусные детали также существенно различаются по массе и габаритам.Подшипниковые опоры роликов УНРС по наибольшей стороне достигают 300мм, масса – 13…20 кг, опорные подушки валков стана горячей прокаткидостигают в длину 1700 мм, масса – 10000…20000 кг. Доменные конусы побольшому диаметру достигают 3000…5000 мм, по массе – до 40000 кг [15].Крупногабаритные,массивныеузлыидеталисоздаютзначительныегрузопотоки в РК и требуют больших временных затрат на перемещение иустановку на оборудование ремонтной группы в связи с необходимостьюиспользования подъемно-транспортных средств [16].Жесткие требования к показателям качества (например, допуск диаметрабочки прокатных валков и отверстий под подшипники качения в опорныхподушках по IT7, допуск отклонения от соосности посадочных поверхностейпрокатных валков не более 0,5 мм на длине 5000 мм и т.д.) [17] сложнообеспечить на тяжелом и недостаточно автоматизированном оборудовании РК.При эксплуатации детали и узлы металлургического оборудованияподвергаются комбинированному действию различных видов изнашивания(механического, термического, усталостного, коррозионного, эрозионного,химического и молекулярного) [15, 110].
Основные из них:1. Механическоеизнашиваниевозникаетвследствиеизмененияустановленных зазоров и посадок в местах сопряжения трущихся поверхностей,или нарушения заданной прочности поверхностного слоя деталей. Характерно вбольшей степени для роликов горизонтальной части УНРС, опорных прокатныхвалков, доменных конусов [18]. Абразивное механическое изнашивание поусловиям работы характерно для щек, конусов и валков дробилок, футеровочныхплит, оно усугубляется чрезмерным окислением рабочих поверхностей деталейи влечет за собой царапины (Рис.
1.4.а). Скорость абразивного изнашиванияможет достигать 0,5…5 мкм/ч [15].132. Термическоеизнашиваниевозникаетвследствиециклическогонагрева деталей при контакте с горячим металлом и охлаждения водой.Неравномерныенагревыиохлажденияразличнойчастотыоблегчаютобразование разрушающих напряжений в материале деталей [15], влекут засобой трещины на рабочей поверхности (см. Рис.1.4.б), а также способствуютинтенсификации иных видов изнашивания [19, 20].3. Усталостное изнашивание связано с многократным воздействиемзнакопеременных напряжений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
