Аннотация
Освещены основные направления и даны прогнозы относительно совершенствования оборудования для реализации технологи разливки стали на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Ключевые слова: машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), физи- ческая модель, погружной стакан, манипулятор, шиберный затвор, шла- кообразующая смесь (ШОС).
Технология непрерывной разливки, являясь заключительным этапом сталеплавильного производства, в настоящее время имеет очень большое влияние на его конечные технико-экономические показатели. Поэтому задача перелива жидкой стали с исключением ее контакта с кислородом атмосферы всегда была одной из актуальных. Для эффективного исключения вторичного окисления стали во время технологических операций отечественными и зарубежными учеными, инженерами фирм и компаний за последний десятилетия был предложен целый ряд устройств и систем с различными схемотехническими решениями, каждому из которых присущи свои достоинства и недостатки. Среди машин и механизмов такого класса следует выделить группу, включающую затворы сталеразливочных ковшей; системы механизированной подачи стартовой смеси в канал ковшового затвора; разливочные устройство промежуточных ковшей; манипуляторы для замены защитных труб и погружных стаканов слябовых МНЛЗ; устройства для дозированного ввода шлакообразующей смеси (ШОС) в кристаллизаторы.
Среди иностранных фирм-производителей данного вида оборудования наиболее известными являются Interstop Corporation и Steel Corporation (США), Stopinc AG (Швейцария), Didier Werke AG (ФРГ), Vesuvius Group SA и International Industrial Engineering (IIE) SPRL (Бельгия), Sumitomo Heavy Industries (Япония), Yoohan Prec CO LTD и Posco (Корея). Отечественные разработки разрабатывались и продолжают совершенствоваться сотрудниками ООО НПП Вулкан-ТМ, (РФ), а также сотрудниками кафедры «Механическое оборудование заводов черной металлургии» ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет». Следует отметить, что в настоящее время поддержка государством фундаментальных исследований по разра- ботке нового, перспективного отечественного металлургического оборудования практически отсутствует [1]. Это обстоятельство затрудняет конкуренцию выпущенных в стране образцов машин и ме- ханизмов как на мировом рынке, так и на внутреннем [2],[3],[4]. С введением торговых ограничений исследователи стали отмечать возникновение острой необходимости безотлагательного решения задач импортозамещения рассматриваемых видов оборудования именно за счет создания конкурентоспособных отечественных образцом машин и механизмов, обеспечивающих повышение производительности труда в отрасли и улучшение качества выпускаемой металлопродук- ции [5],[6]. За последние годы ими были достигнуты значительные результаты как в области совершенствования конструкций (таблица), так и в области разработки методик расчет их энергосиловых параметров. Наиболее полное отражение эти результаты находят в образовательно-квалификационных работах, содержащих перечни опубликованных научных трудов, а также полученных патентов [7],[8],[9]..
Таблица – Некоторые образцы отечественного и зарубежного оборудования для реализации технологии непрерывной разливки стали
| Оборудование | Отечественная разработка (источник или № патента) |
Зарубежная разработка (источник или № патента) |
|---|---|---|
| Система механизированной подачи стартовой смеси в канал ковшового затвора |
[10] | JP 2015009249, DE 10243458, DE10255551 |
| Разливочное устройство промежуточного ковша МНЛЗ |
UA 74507, UA 104227 |
ЕР 0442515, FR 2745211, US 4526304 |
| Манипулятор для замены защитной трубы |
[11] | конструкция фирмы NUMTEC- INTERSTAHL |
| Манипулятор для замены погружного стакана |
UA 96891, SU 1740922 |
CN 204787762, US 4381102 |
| Устройство для дозированного ввода ШОС в кристаллизаторы |
UA 96887, RU 2171157, SU 644594 |
GB 1279138, DT 2653306, EP 0473521 |
| Затвор сталеразливочного ковша |
UA 39788, RU 134463 |
JP2001353571 |
Многие из указанных в таблице образцов металлургического оборудования проработаны до уровня физических моделей и опытно- промышленных образцов (рисунки 1-4).
Рисунок 1 – Физическая модель системы механизированной подачи стартовой смеси в канал ковшового затвора в исходном (а) и конечном (б) положениях [10]
Рисунок 2 – Замена погружного стакана на слябовой МНЛЗ вручную (а) и физическая модель системы быстрой смены защитного огнеупора (б) (патенты UA 96891 и UA 104227)
Конструкция манипулятора для замены защитной трубы, предложенная группой компаний NUMTEC-INTERSTAHL (а) и разработанная сотрудниками кафедры МОЗЧМ ДонНТУ (б) [11]
Наиболее перспективным направлением дальнейшего развития оборудования для непрерывной разливки стали является его совершенствование с обеспечением машин и систем дополнительными и вспомогательными функциями, расширяющими их технические характеристики и возможности. Так, например, развитие конструкций шиберных затворов сталеразливочных ковшей, вероятно, будет направлено на решение задачи автоматического разрушения образующейся корки настыли в металлопроводящем канале синхронно с его открытием подвижной плитой [12].
Рисунок 4 – Подача ШОС в кристаллизатор МНЛЗ вручную в дискретном режиме (а) и при помощи устройства конструкции кафедры МОЗЧМ ДонНТУ (б, в) (патенты UA 96887, UA 107731)
Заключение
Таким образом, анализ успехов отечественных ученых и пред- приятий в области создания металлургического оборудования позволяет утверждать о наличии значительного творческого и технического потенциала в Донбассе в этой сфере. С восстановлением металлургических предприятий региона и выходом на проектные производственные мощности ожидаем синхронно-пропорциональный подъем выпуска продукции машиностроительными заводами для них.
Список использованной литературы
1. Сиваков Д.В. Аналитический доклад «Проблемы и перспективы развития отечественной черной металлургии» / Д.В. Сиваков, И.А. Буданов. - М.: Межведомственный аналити- ческий центр, 2010. – 69 с.
2. Устинов В.С. Перспективы развития российской металлургии на отечественной машино- строительной базе / В.С. Устинов // Научные труды: Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН. – Москва: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт народнохозяйственного прогнозирования Российской академии наук. – 2011. – С. 278-295.
3. Погодина Т.В. Оценка и направления повышения инновационной активности отраслей промышленности России / Т.В. Погодина // Вестник Удмуртского университета. Серия экономика и право. – 2014. – № 2-4. – С. 85-89.
4. Еронько С.П. Разработка отечественного конкурентоспособного оборудования для дози- рованного перелива стали / С.П. Еронько // Металлургическая и горнорудная промыш- ленность. – 2010. – № 2. – С. 180-185.
5. Еронько С.П. Импортозамещающее оборудование для реализации эффективной техноло- гии непрерывной разливки стали / С.П. Еронько, М.Ю. Ткачев, М.В. Ющенко и др. // Инновационные перспективы Донбасса: тезисы докладов 2-й Межд. науч.-практ. конф., 25-26 мая 2016 г., Донецк. В 8 т. Т.3. Инновационные технологии изготовления и эксплуатации промышленных машин и агрегатов. – Донецк: ДонНТУ, 2016. – С. 21-25.
6. Еронько С.П. Разработка и исследование импортозамещающих разливочных систем промежуточных ковшей слябовых МНЛЗ / С.П. Еронько, М.Ю. Ткачев // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». – 2016. –
№ 3. – С. 62-69.
8. Полубесов С.Г. Шиберные системы автоматизации дозирования металла: дис. … канд. техн. наук: 05.13.07 / Полубесов Сергей Геннадьевич. – Тула, 2000. – 212 с.
9. Провоторов Д.А. Совершенствование систем автоматической смены стаканов-дозаторов: дис. … канд. техн. наук: 05.02.13 / Провоторов Дмитрий Алексеевич. – Тула, 2009. – 158 с.
10.Ткачев М.Ю. Обоснование параметров и совершенствование системы быстрой смены погружных стаканов промежуточного ковша при производстве слябовой заготовки: дис. … канд. техн. наук: 05.02.13 / Ткачев Михаил Юрьевич. – Донецк, 2016. – 215 с.
11. Еронько С.П. Разработка системы механизированной подачи стартовой смеси в канал ковшового затвора / С.П. Еронько, С.В. Мечик, М.Ю. Ткачев и др. // Бюллетень научно- технической и экономической информации «Черная металлургия». – 2017. – № 3. – С. 54-59.
12. Еронько С.П. Совершенствование конструкции манипулятора для механизированной за- мены защитной огнеупорной трубы при непрерывной разливке стали / С.П. Еронько, С.В. Быковских, С.В. Мечик и др. // Металлургические процессы и оборудование. – 2010. – № 2 (20). – С. 19-25.
13. Patent 2016031009 USA, IPC B22D41/56, C04B35/06. Nozzle sand and method of use and operation / Dale F. DeSanto; «KBI Enterprises, LLC». – № 62/031,505; filed 31.07.2014; pub- lished 04.02.2016.