Технологические машины и оборудование металлургических производств

Основные сведения о металлургических машинах

Металлургия - (от греч. metallurgeo - добываю руду, обрабатываю металлы, от metcillon - рудник, металл и ergon - работа), в первоначальном, узком значении - искусство извлечения металлов из руд; в современном значении - область науки и техники и отрасль промышленности, охватывающие процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры, а, следовательно, и свойств металлических сплавов. К металлургии относятся: предварительная обработка добытых из недр земли руд, получение и рафинирование металлов и сплавов; придание им определённой формы и свойств.

В современной технике исторически сложилось разделение на чёрную и цветную металлургии. Чёрная металлургия охватывает производство сплавов на основе железа: чугуна, стали, ферросплавов (на долю чёрных металлов приходится около 95% всей производимой в мире металлопродукции). Класс металлургических машин охватывает большое количество видов технологического оборудования, при этом каждый вид такого оборудования имеет свои особенности и специфику. Для большинства металлургических машин и агрегатов характерны:

• • значительная (до нескольких сотен метров) протяженность оборудования, задействованного в едином технологическом процессе;
• • широкий диапазон технологических характеристик оборудования -скорости до нескольких десятков метров в секунду, единичные мощности отдельных агрегатов до нескольких тысяч киловатт, технологические силовые нагрузки до нескольких десятков меганьютонов;
• • высокие требования по точности поддержания технологических параметров;
• • тяжелые и очень тяжелые условия работы (ударные нагрузки, высокая вибрация, высокая загазованность и запыленность окружающей среды, повышенная температура этой среды, работа оборудования с продолжительностью включения близкой к 100 %, во многих случаях непрерывный режим работы оборудования);
• • жесткие требования по надежности и безотказности работы оборудования.

Очевидно, что перечисленные факторы, обусловленная ими необходимость освобождения человека от непосредственного участия в управлении металлургическими машинами на многих стадиях технологического процесса, равно как и исключительная сложность самих металлургических технологий, предопределили разработку и внедрение систем автоматизированного управления для металлургических агрегатов.

Современный металлургический завод с полным циклом имеет основные стадии производства - подготовительный и плавильный переделы, производство готовой продукции (лист, сортамент, труба, профиль и полуфабрикат), получаемой преимущественно прокаткой, волочением, прессованием.

Подготовительный передел особенно разнообразен и трудоемок и включает процессы разгрузки и складирования и перемещения в пределах рудного двора компонентов металлургической шихты, дробления, измельчения, грохочения и классификации, процессов собственно обогащения, окомкования, агломерации, обезпыливания, обезвоживания, сушки, ряда вспомогательных процессов, обеспечивающих выполнение подготовительного передела, объединенных в единую систему транспортирующими и грузоподъемными машинами. Параллельно идут процессы подготовки топлива, а затем кусковую шихту направляют в плавильные печи.

Среди механического оборудования промышленных предприятий металлургические машины образуют отдельный класс оборудования, отличающийся особенностями проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта.

Металлургические машины изготавливаются индивидуально и предназначены для реализации уникального технологического процесса, зависящего от одновременной безотказной работы комплекса этих машин и наличия разветвленных систем их жизнеобеспечения (систем смазки, охлаждения и т.д.). На металлургических предприятиях практически отсутствуют одинаковые прокатные станы, сталеплавильные агрегаты, доменные печи. Каждое проектное решение содержит индивидуальные особенности. Развитие новых технологических решений при производстве металлопродукции приводит к постоянному изменению конструкций металлургических машин.

Процесс функционирования машины определяют не только внутренние свойства деталей. На работоспособность механической системы влияют практически равнозначно как прикладываемые силы, так и качество работ по техническому обслуживанию и ремонту. Именно эти факторы определяют техническое состояние металлургических машин. Процессы старения, протекающие неравномерно по деталям машин, приводят к перераспределению воздействующих сил и к их ускоренному износу.

Для обеспечения эффективной работы металлургических цехов необходимо применять основное и вспомогательное оборудование, отвечающее ряду требований: соответствие технологии производства, высокие техникоэкономические показатели, необходимая производительность, безотказность, долговечность и ремонтопригодность, удобство и безопасность обслуживания и эксплуатации. Создание такого оборудования является важной и сложной проблемой, охватывающей многие вопросы, связанные с его проектированием, изготовлением, исследованием, эксплуатацией и ремонтом с учетом всех особенностей металлургического производства [13].