Анализ работоспособности мостового крана 20т ОАО "ММК" по критериям надежности

Основными технологическими операциями при производстве плит являются:

• На складе слябов - контроль поверхности слябов и удаление дефектов;
• На участке стана:
• нагрев слябов до заданной температуры прокатки;
• безударная выдача нагретых слябов;
• удаление печной окалины в установке гидросбива;
• прокатка слябов на стане.
• На участке резки, приемки, сортировки и отгрузки плит:
• охлаждение на воздухе или в стопе;
• порезка  на мерные длины, обрезка боковых кромок, отбор проб, клеймение, маркировка;
• осмотр, зачистка дефектов, формирование партий;
• отгрузка.

• На участке термообработки плит:

• формирование партий плит для термообработки;
• нагрев листов в термических печах под нормализацию, закалку, отпуск;
• охлаждение на воздухе или закалка;
• отбор проб;
• маркировка плит;
• отгрузка.

 

 

1.3. Изучение состава и принципиального устройства машин, агрегатов и отдельных приводов прокатного стана 5000

1.3.1.Состав основного  и вспомогательного оборудования

1.3.1.1.Состав основного оборудования толстолистового стана 5000

Состав основного оборудования толстолистового стана 5000 представлен на рис.1 [15].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1. - Схема расположения основного технологического оборудования стана 5000 [15]

1 - Склад слябов; 2 - Нагревательные  печи; 3 – Первичный гидросбив  окалины; 4 - Карман для листов толщиной свыше 50 мм; 5 - Рабочая клеть; 6 - Роликоправильная машина предварительной правки; 7 – Установка ускоренного охлаждения; 8 – Роликоправильная машина горячей; 9 – Маркировщик; 10 – Карман ПФО (противофлокенного охлаждения); 11 – Холодильник; 12 – Инспекционный стол №1; 13 – Кантователь; 14 – АУУЗК (NDT); 15 – Ножницы поперечной резки №1 (концевые); 16 – Ножницы продольной резки (СКОН + слитинг); 17 - Ножницы поперечной резки №2 (делительные); 18 – Маркировщик; 19 - Термические печи; 20 – Инспекционный стол №2; 21 – Роликоправильная машина холодной правки; 22 – АУУЗК («Север 6-08»); 23 – Маркировщик; 24 – Карманы.

 

 

• Загрузочно-разгрузочное устройство с весами. Служит для разгрузки литых слябов, поступающих из отделения непрерывной разливки на склад, а также для приема пакетов литых слябов с помощью мостового крана со склада литых слябов и передачи слябов по одной штуке по рольгангу к нагревательным печам с одновременным взвешиванием сляба.
• Две нагревательные печи с шагающими балками с загрузочным устройством и устройством для безударной выдачи слябов. Предназначены для нагрева слябов до температуры 1100-1250ºС перед прокаткой. Загрузочное устройство предназначено для загрузки слябов с подводящего рольганга на шагающие балки печи, а также обратную передачу слябов с шагающих балок на подводящий рольганг печи. Безударная и одновременная загрузка печи осуществляется в два ряда. Устройство для безударной выдачи слябов предназначено для выдачи слябов на приемный рольганг. При двухрядном посаде должна быть обеспечена возможность выдачи из печи одного или двух слябов одновременно.
• Устройство уборочное. Предназначено для приема непрокатанных слябов с рольганга и уборки их на склад с помощью крана.
• Устройство для гидросбива окалины. Предназначено для гидросбива печной окалины с литого сляба при рабочем давлении воды в форсунках до 20 МПа.(200 бар)
• Универсальная клеть «кварто». Предназначена для черновой и чистовой прокатки слябов, поступающих из печи. Привод валков - индивидуальный. Усилие прокатки до 12 000т.(120 000 кН). Скорость прокатки до 7 м/с. Клеть должна быть оснащена современными быстродействующими устройствами регулирования поперечного профиля полосы и рабочих валков. Оборудование клети должно включать станинные ролики, оборудование для поворота слябов на 90º, оборудование для удаления окалины, механизмы для комплектной перевалки валков, а также системы для удаления пыли и пара. Клеть должна быть оснащена высокоточной контрольно-измерительной аппаратурой и АСУ ТП, обеспечивающей прокатку в заданном температурном режиме с точностью ±5⁰С.
• Устройство для ускоренного контролируемого охлаждения. Предназначено для различных режимов охлаждения в зависимости от технологической схемы производства. Конструкция устройства должна обеспечить: скорость охлаждения  – 10-30⁰С/сек., температуру раската после охлаждения – до 550-450⁰С.
• Ролико-закалочная машина. Предназначена для закалки раската с прокатного нагрева. Производительность машины должна соответствовать максимальной часовой производительности стана. При прокатке раскатов, не требующих закалки, машина должна выдвигаться из линии прокатки и заменяться секцией рольганга. Скорость охлаждения – 40-50 ⁰С/сек., температура закалки – до 200 ⁰С.
• Ножницы горячей резки с устройством для уборки обрези. Предназначены для обрезки переднего и заднего концов раската (языков) и для порезки на две части (при необходимости). Ножницы должны быть оборудованы манипулятором для установки раската перед порезкой, сталкивателем обрези и скрапными ножницами для ее измельчения. Производительность ножниц должна соответствовать максимальной производительности стана. Толщина раската – 5-60 мм, ширина до 4850 мм, температура резки на ножницах – 200-800 ⁰С. Габариты обрези после измельчения на скрапных ножницах: 10-50*500*500 мм, максимальный σв=1200 Н/мм2. Уборка обрези от ножниц должна быть механизированной. Устройство для уборки обрези предназначено для передачи обрези после ее предварительной порезки на скрапных ножницах на конвейер и далее в скрапной пролет в специальные короба.
• Правильная машина для горячей правки. Предназначена для правки за один пропуск раскатов толщиной 5-60 мм, шириной до 4850 мм с σв≤1200 Н/мм2 и σт≤1000 Н/мм2 при температурах 200-800 ⁰С. Производительность правильной машины должна соответствовать максимальной часовой производительности стана. Контроль качества правки должен производиться автоматически.
• Клеймитель. Предназначен для механизированной маркировки листов за машиной горячей правки, для отслеживания листов, направляемых по различным технологическим потокам. Маркировка должна наноситься термостойкой краской.
• Устройство передаточное. Предназначено для передачи раскатов от одного агрегата к другому.
• Холодильники. Предназначены для охлаждения горячих раскатов в температурных пределах 980-100 ⁰С после ускоренного охлаждения, нормализации или отпуска. Скорость движения раскатов на холодильниках должна регулироваться в зависимости от температуры поступающего металла. Холодильники должны быть двух секционные с раздельной (для раскатов длиной до 24,5м) и совместной (для раскатов длиной свыше 24,5м) работой секций. Производительность холодильников должна соответствовать максимальной часовой производительности стана. Конструкция холодильников должна обеспечить равномерное охлаждение верхней и нижней поверхности раскатов для предупреждения их коробления.
• Закалочно-нормализационная печь вне потока стана. Предназначена для нагрева раскатов под закалку или для нормализации. Печь проходная с роликовым подом.
• Роликовая закалочная машина вне потока стана. Предназначена для закалки или ускоренного регулируемого охлаждения после нормализации листов со специального нагрева. Роликовая закалочная машина должна обеспечить охлаждение листов до температуры окружающей среды со скоростями критическими или близкими к критическим после нагрева под закалку, регулированное прерванное при температуре 400-650 ⁰С охлаждение после нормализационного нагрева.
• Отпускная печь вне потока стана. Предназначена для отпуска листов после закалки. Температура отпуска 500-700 ⁰С.
• Правильная машина холодной правки. Предназначена для правки за один проход раскатов толщиной 5-60 мм шириной 4850 мм длинной 24,5 м с σв≤1200 Н/мм2 и σт ≤1000 Н/мм2. Производительность правильной машины должна соответствовать максимальной часовой производительности стана. Контроль качества правки должен производиться автоматически.
• Установка ультразвукового контроля (УЗК). Установка УЗК предназначена для выявления внутренних дефектов по всей поверхности листа. УЗК должна быть оборудована краскоотметчиком для отметки дефектных мест. Скорость контроля должна соответствовать максимальной часовой производительности стана.
• Ножницы СКОН для обрезки кромок с устройством для уборки обрези. Предназначены для одновременной обрезки продольных кромок листа в холодном состоянии до ширины готового листа. Ножницы должны обеспечить порезку листов с σв≤1200 Н/мм2 и σт≤1000 Н/мм2. Максимальная ширина обрезаемой кромки 150мм, допуск на ширину обрезаемого листа ±2мм, допуск на непараллельность кромок обрезанных листов до 3 мм на длине листа. При резке боковых кромок необходим обеспечить одновременное измельчение обрезков на длину до 1м и механизированную их уборку непосредственно в короба, находящиеся в скрапном пролете. Производительность ножниц должна соответствовать максимальной часовой производительности стана.
• Ножницы поперечной резки. Предназначены для резки листов в холодном состоянии на мерные длины (максимальная длина 24,5 м) в соответствии с заказами, а также для вырезки дефектных участков после УЗК и для проб. Ножницы должны быть оборудованы системой уборки обрези и проб.
• Маркировщик. Предназначен для окончательной маркировки листов путем нанесения четко читаемого оттиска краски на поверхность листа.
• Инспекторский стеллаж с кантователем. Предназначен для двухстороннего визуального осмотра листов и отметки поверхностных дефектов.
• Стеллажи для зачистки с кантователем. Предназначены для зачистки дефектных мест на листах перед наждачными установками. Должны быть оборудованны пылеотсасывающими устройствами.
• Уборочное устройство с пакетировщиком и автоматическим взвешиванием. Предназначено для передачи листов в пролет склада готовой продукции и укладки листов в карман с поштучным автоматическим взвешиванием. Карманы оборудовать пакетировщиком и вязальной машиной.
• Ножницы для продольной резки листов. Предназначены для продольного роспуска листов.

Разбивка капитального строительства на три очереди  и ориентировочный вес оборудования ТЛС «5000» представлен в таблицах 2, 3, 4. (Размещение на площадке Блюминга №2).

1.3.1.2.Состав вспомогательного оборудования толстолистового стана 5000

• Водооснабжение

Система водоснабжения  включает два основных оборотных  цикла: «грязный» и «чистый».

• «Грязный» оборотный цикл с циркуляцией около 14 тыс.м³/ч на технической воде

Вода расходуется на охлаждение рабочих валков клети, опорных валков, рольгангов, воздушных фильтров, ножниц и ламинарное охлаждение.

Для предотвращения забивания  форсунок оборотная вода должна очищаться  от масла, окалины и взвешенных веществ. Горячая оборотная вода с технологического оборудования охлаждается на градирне.

Подпитка оборотного цикла осуществляется поверхностной  водой с насосной станции № 1. Для очистки подпиточной воды от механических загрязнений должны быть предусмотрены фильтры грубой и тонкой очистки.

Ориентировочный состав оборудования:

• механические саморегенерирующиеся фильтры (Boll-фильтры) для очистки подпитки оборотного цикла на 2000 мкм (грубая очистка), 500 мкм (тонкая очистка);
• насосная станция охлаждённой и осветлённой воды для подачи на оборудование:
• I группа насосов (охлаждение валков, рольгангов, воздушных фильтров и ножниц) с давлением 12 бар, Q=4000 м3/ч;
• II группа насосов (охлаждение листов) с давлением 3 бар, Q=1360 м3/ч;
• III группа насосов (гидросбив окалины черновой и чистовой клети) с давлением 250 бар, Q=1360м3/ч (расход воды с учётом 10% износа форсунок);
• IV группа насосов (охлаждение опорных валков) с давлением 3 бар, Q=125 м3/ч.
• шламовая насосная:
• приёмный резервуар отработанной воды с ямой окалины (первая ступень очистки);
• I группа насосов для подачи отработанной воды на отстойники;
• II группа насосов для подачи очищенной от масла и окалины воды на градирни;
• III группа насосов (насосная станция охлаждённой и осветлённой воды для подачи на оборудование I, II, III, IV группы насосов);
• отстойники с камерой осветлённой воды, шламонакопителем и крановым оборудованием для отгрузки окалины на утилизацию (вторая ступень очистки);
• механические фильтры (третья ступень очистки);
• установка по реагентной обработке воды. Для интенсификации процессов коагуляции и осаждения взвешенных веществ и отделения масла предусматривается установка по реагентной обработке воды;
• вентиляторные градирни на 14 тыс.м3/ч.
• «Чистый» оборотный цикл с циркуляцией около 7 тыс.м3/ч на технической воде

Вода расходуется на охлаждение систем жидкой смазки приводов, ПЖТ, СКОН, масла и маслоподвалов, подшипников, приборов КИП и прочего оборудования.

Оборотная вода не содержит загрязнений от технологических  процессов. Для очистки от «случайных» механических примесей предусмотреть фильтр бокового потока. горячая обратная вода от потребителей (с технологического оборудования) охлаждается на градирне. С целью подавления роста бактерий и органики, а так же для предотвращения коррозии и образования отложений предусматривается установка по реагентной обработке воды.

Подпитка оборотного цикла осуществляется поверхностной водой с насосной станции № 1. Для очистки подпиточной воды от механических загрязнений должны быть предусмотрены фильтры грубой и тонкой очистки.

Ориентировочный состав оборудования:

• механические саморегенерирующиеся фильтры (Boll-фильтры) для очистки подпитки оборотного цикла на 2000 мкм (грубая очистка), 500 мкм (тонкая очистка);
• насосная станция:
• I группа насосов с давлением 2,5 бар, Q=7000 м3/ч для подачи воды на охлаждение:
• систем жидкой смазки главных приводов, ПЖТ, привода ножниц, моталок, СКОН и ножниц холодной правки Q=3500 м3/ч;
• масла и маслоподвалов Q=2100 м3/ч;
• подшипников Q=300 м3/ч;
• приборов КИП Q=500 м3/ч;
• прочего неучтённого оборудования Q=600 м3/ч;
• II группа насосов для подачи отработанной воды на градирни;
• установка по реагентной обработке воды;
• механический саморегенерирующийся фильтр (Boll-фильтр) для очистки бокового потока оборотного цикла на 500 мкм;
• вентиляторные градирни на 7 тыс.м3/ч.
• Тепло- и пароснабжение

Теплоснабжение стана  на отопление и вентиляцию – 20 Гкал/ч; расход ХОВ – 50-60т/ч; выработка пара котлами-утилизаторами – 20-25 т/ч.

Установка двух котлов-утилизаторов КУ-80 за нагревательными печами. Котлы-утилизаторы  оборудовать АСУ ТП с передачей  сигналов в АСУ «Энерго», двумя  дымососами на каждый котёл, дымовой трубой, деаэрационной установкой. Необходим монтаж двух ниток трубопроводов ХОВ от ДПУ энергокорпуса ПСЦ для обеспечения ХОВ.

В зимнее время пар  от котлов-утилизаторов использовать на теплоснабжение стана, а в летнее – передавать пар в общезаводские паровые сети (для этого предусмотреть паропровод протяжённостью около 1 км).

При установке котлов-утилизаторов для обеспечения теплоснабжения стана необходимо смонтировать пароводяные теплообменники. Возврат конденсата в котлы-утилизаторы (замкнутая схема) для обеспечения 50 Гкал/ч тепловой энергии на отопление в зимнее время и кондиционирование в летнее время. Рассматривается независимая схема теплоснабжения с подпиткой от тепловых сетей ОАО «ММК». Протяженность трубопровода около 1 км. Трубопровод должен обеспечить теплоснабжения района Блюминга №2 при перебоях в пароснабжении от котлов-утилизаторов.

• Газообеспечение

Для обеспечения 57 кг ут/т  проката (16,5 тыс. м³/ч природного газа) необходимо строительство новой ГРП. Протяжённость газопровода от магистрального газопровода до ГРП диаметром 720 мм – около 1,5 км. После ГРП протяженность газопровода диаметром 1020 мм – около 200 м.

• Снабжение кислородом и сжатым воздухом

Предусмотреть монтаж кислородопровода с врезкой в КРП Ду300 для обеспечения 250 м³/ч кислорода.

Установка трёх компрессоров производительностью 330 м3/мин каждый (один в работе, один в резерве) в компрессорной станции № 2. Предусмотреть резервирование от компрессорной станции № 3 (Ду500).

• Подъемно-транспортное оборудование

Включает краны разной грузоподъемности, рольганги и тележки  перевалки рабочих и опорных валков с передачей их в ВШО

1.3.2 .Описание технологии  прокатки [15]

Подлежащий прокатке сляб нагревается в печи до требуемой  температуры прокатки (марки углеродистой стали до 1150 – 1250 °C, марки высокопрочной низколегированной стали до 1100 – 1150 °C).

Затем сляб подается по рольгангу  к системе первичного гидросбива. Высоконапорный гидросбив служит для  удаления первичной окалины с  поверхности сляба. Коллекторы выполнены в гидравлически регулируемом исполнении, чтобы обеспечить соблюдение заданного расстояния между коллектором и поверхностью сляба при разных толщинах сляба. После того, как сляб вышел с участка гидросбива, форсунки коллектора отключаются.

Очищенный от окалины сляб передается по рольгангам к чистовой клети кварто с соответствующим эджером. Данная клеть работает в реверсивном режиме. Эджер (вертикальная клеть) воздействует на геометрию ширины сляба.