22 Sep. 2020 (Tuesday 12:02)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2020 № 09

УДК 622.233.6

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВИБРАЦИИ СТАВА ПРИ РАБОТЕ СТАНКОВ ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ

Ю. А. МАЛИНОВСКИЙ1, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; А. Д. УЧИТЕЛЬ1, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой электрической инженерии и автоматизации; В. П. ЛЯЛЮК1, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой металлургических технологий; И. Н. КРАВЧУК2, преподаватель; С. Ю. ДАЦЕНКО2, преподаватель ( 1 Криворожский металлургический институт НМетАУ, Украина, г. Кривой Рог; 2 Криворожский колледж НАУ, Украина, г. Кривой Рог)

Аннотация. При проведении буровзрывных работ в шахтах и карьерах получили распространение станки шарошечного бурения. Нагрузки, заложенные при проектировании современных буровых станков, имеют значительные погрешности, которые необходимо устранить на этапе их модернизации. Это обусловливает необходимость разработки единой методики инженерных расчетов по выбору рациональных конструктивных и технологических параметров, обеспечивающих повышение надежности и долговечности бурового инструмента и механизмов буровых станков. Опыт эксплуатации машин шарошечного бурения показал, что став штанг при определенном сочетании сжимающих и скручивающих нагрузок и длины теряет свою первоначальную прямолинейную форму. На эту искривленную форму бурового става накладываются крутильные и продольные колебания, которые вызывают динамически возмущенное состояние бурового инструмента, става штанг и всего станка в целом. С целью выяснения причин неустойчивого состояния става при работе бурового станка получено критериальное уравнение, связывающее усилие подачи, крутящий момент и длину части става, на которой происходит потеря его устойчивости (критическая длина става). Для определения источника самовозбуждающихся колебаний става принята гипотеза, что нелинейное трение между буровым инструментом и забоем приводит к непрерывным колебаниям момента сопротивления вращению, что и является источником крутильных колебаний. Буровой став находится под влиянием как сжимающих (Рп), так и крутящих силовых факторов (Мк). Переменный крутящий момент приводит к закручиванию и раскручиванию става, вследствие чего став получает попеременно укорочение и удлинение, т. е. совершает продольные колебания. Нагрузки и конструктивные схемы става должны быть выбраны таким образом, чтобы исключить бурение на глубину, превышающую критическую длину става. Если это условие выполнить затруднительно, то подбор параметров става необходимо произвести из условия минимизации динамических составляющихMк и Pп. Действующие и проектируемые буровые станки должны быть укомплектованы автоматическими регуляторами режимов работы станков по оптимальному сочетанию усилия подачи и крутящего момента.

Ключевые слова:шарошечное бурение, буровой став, сжимающие и скручивающие нагрузки, крутильные и продольные колебания, критическая длина става.

Ссылка для цитирования: Малиновский Ю.А., Учитель А.Д., Лялюк В.П., Кравчук И.Н., Даценко С.Ю. Причины возникновения вибрации става при работе станков шарошечного бурения // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 9. С. 897-903.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-897-903

 

THE CAUSES OF VIBRATION OF THE DRILLING TOOL DURING THE OPERATION OF ROLLER CONE DRILLING MACHINES

YU. A. MALINOVSKII1, PhD (Tech.), Ass. Prof., Dpt. of metallurgical technologies; A. D. UCHITEL’1, HD (Tech.), Prof., Head of the Dpt. of electrical engineering and automation; V. P. LYALYUK1, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. of metallurgical technologies; I. N. KRAVCHUK2, lecturer; S.YU. DATSENKO2, lecturer(1Kryvyi Rih Metallurgical Institute NMetAU, Ukraine, Kryvyi Rih; 2Kryvyi Rih College of NAU, Ukraine, Kryvyi Rih)

Abstract. For drilling operations in mines and quarries, roller cone drilling machines were widely used. Loads, which are inherent in the design of modern drilling rigs, have significant inaccuracies, which need to be eliminated at the stage of their modernization. This necessitates the development of a unified engineering calculation methodology to choose rational design and technological parameters, which can provide an increase in the reliability and durability of drilling tools and mechanisms of drilling rigs. The operating experience of these machines showed, that a drilling tool at a certain combination of compressive and torsion loads and the length, loses its original rectilinear shape. Torsion and longitudinal vibrations are superimposed on this curved form of the drill string, which causes a dynamically disturbed state of the drilling tool and the entire machine as a whole. In order to find out the reasons for the unstable state of the drilling tool during the operation of the drilling rig, the criterion equation was obtained, linking the force of the feed, the torque and the length of the part of the drilling tool, at which its loss of stability occurs (critical length of the drilling tool). To determine the source of self-excited oscillations, the hypothesis was accepted, that non-linear friction between the drilling tool and the pit face leads to continuous fluctuations in the moment of resistance to rotation, which is the source of torsion vibrations. The drilling string is influenced by both compressive (Pc) and torsion force factors (Mt). The alternating torque leads to the twisting and untwisting of the drilling tool, which becomes alternately shortened and elongated, that is, it performs longitudinal vibrations. The loads and structural schemes of the drilling tool should be selected in a way to exclude drilling to a depth exceeding the critical length of the drilling tool. If this condition is difficult to fulfill, then the selection of the parameters of the tool must be made from the condition of minimizing the dynamic components Mt and Pc. Existing and projected drilling rigs should be equipped with automatic regulators of the operating modes of the machines by optimal combination of feed force and torque.

Keywords:roller cone drilling, drilling tool, compressive and twisting loads, torsion and longitudinal vibrations, critical length of the drilling tool.

For citation:Malinovskii Yu.A., Uchitel’ A.D., Lyalyuk V.P., Kravchuk I.N., Datsenko S.Yu. The causes of vibration of the drilling tool during the operation of roller cone drilling machines. Shernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 897-903. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-897-903


УДК 669.168

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ РУД КУЗБАССА

О. И. НОХРИНА, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии черных металлов; И. Д. РОЖИХИНА, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии черных металлов; М. А. ГОЛОДОВА, канд. техн. наук, доцент кафедры архитектуры, golodova_ma@mail.ru; А. О. ИЗРАИЛЬСКИЙ, магистрант кафедры металлургии черных металлов (Сибирский государственный индустриальный университет, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк)

Аннотация. Предприятия России удовлетворяют свои потребности в марганце в основном за счет импортных поставок. В связи с этим актуальной задачейявляетсясоздание отечественной марганцеворудной базы. Дана характеристика месторождений марганцевых руд Кузбасса, представляющих наибольший интерес для обеспечения российской промышленности собственным сырьем. Значительную часть в их запасах занимают железомарганцевые руды с высоким содержанием железа (10–12 %), низким содержанием марганца (20–25 %) и повышенным содержанием кремнезема (до 42 %). Приведены результаты исследований по обогащению железомарганцевых руд Кузбасса, показавшие неэффективность применения стандартных способов для их обогащения. Состав руд не позволяет выплавлять стандартные марганцевые сплавы, а их использование в аглодоменном производстве представляется нецелесообразным из-за повышенного содержания кремнезема. Поэтому исследование закономерностей поведения этих руд при их металлургическом переделе является актуальным для поиска рациональных путей их применения. Для изучения возможности обогащения железомарганцевых руд были исследованы руды Дурновского и Кайгадакского месторождений, сажистые руды и руды с брекчиевой текстурой месторождения Селезень. Для снижения содержания железа в руде было проведено исследование его селективного восстановления, как твердофазного, так и жидкофазного. В результате экспериментально установлено, что руды Дурновского месторождения, которые представлены в виде сложных оксидных соединений марганца и железа, можно подвергать твердофазному обогащению, включающему твердофазное восстановление железа и последующую магнитную сепарацию. Полученный концентрат пригоден для выплавки силикомарганца. Магнитную фракцию можно использовать в аглодоменном производстве. Показано, что для железомарганцевых руд Кайгадакского месторождения, сажистых руд и руд с брекчиевой текстурой месторождения Селезень, имеющих сложный минералогический состав, металлургические способы обогащения непригодны.

Ключевые слова:месторождения марганцевых руд Кузбасса, обогащение железомарганцевых руд, твердофазное восстановление, магнитная сепарации, марганцевый концентрат.

Ссылка для цитирования:Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Голодова М.А., Израильский А.О. Изучение возможности обогащения железомарганцевых руд Кузбасса // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 9. С. 904-909.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-904-909

 

STUDY OF KUZBASS IRON-MANGANESE ORES ENRICHMENT POSSIBILITIES

O. I. NOKHRINA, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy of ferrous metals”; I. D. ROZHIKHINA, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy of ferrous metals”; М. А. GOLODOVA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. of architecture, golodova_ma@mail.ru; А. О. IZRAIL’SKII, undergraduate, Dpt. “Metallurgy of ferrous metals” (Siberian State Industrial University, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk)

Abstract.Russian enterprises meet their needs for manganese mainly through imports. In this regard, creation a domestic manganese ore base is an urgent task. The characteristic of Kuzbass manganese ore deposits, which are of the greatest interest for providing Russian industry with its own raw materials, is given. A significant part of their reserves are represented by iron-manganese ores with a high iron content (10–12%), low manganese content (20–25%) and increased silica content (up to 42%). The results of research of the enrichment of iron-manganese ores of Kuzbass, which showed the inefficiency of using standard methods for their enrichment, are presented. The composition of ores does not allow the smelting of standard manganese alloys, and their use in agglomeration and blast-furnace process is impractical due to the increased content of silica. Therefore, the study of the patterns of behavior of these ores during their metallurgical processing is relevant for finding rational ways of their application. To explore the possibility of enrichment of iron-manganese ores Durnovskaya and Kaigadak ore deposits were investigated, as well as sooty ores and ores with breccia texture of Selesen deposit. To reduce the iron content in the ore, a study of its selective reduction, both solid-phase and liquid-phase, was conducted. As a result, it was experimentally established that the ores of the Durnovsky deposit, which are represented as complex oxide compounds of manganese and iron, can be subjected to solid-phase enrichment, including solid-phase reduction of iron and subsequent magnetic separation. The resulting concentrate is suitable for making silicomanganese. The magnetic fraction can be used in agglomeration and blast-furnace processes. It was shown that iron-manganese ores of the Kaigadak deposits, sooty ores and ores with breccia texture of the Selesen deposit, which have a complex mineralogical composition, are unsuitable for metallurgical methods of enrichment.

Key words:Kuzbass manganese ores deposits, enrichments of iron-manganese ores, solid-phase reduction, magnetic separations, manganese concentrate.

For citation:Nokhrina O.I., Rozhikhina I.D., Golodova M.A., Izrail’skii A.O. Study of Kuzbass iron-manganese ores enrichment possibilities. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 904-909. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-904-909


УДК 669.162.263:669.721'17

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВВОДА ЖЕЛЕЗОМАГНЕЗИАЛЬНОЙ РУДЫ В АГЛОМЕРАЦИОННУЮ ШИХТУ НА ПОКАЗАТЕЛИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ

С. К. СИБАГАТУЛЛИН1, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии и химических технологий,10tks@mail.ru; А. С. ХАРЧЕНКО1, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой металлургии и химических технологий; С. Р. МИНИКАЕВ1, аспирант кафедры металлургии и химических технологий; У. Ж. ИГЛИКОВА1, студент; А. А. ПОЛИНОВ2, начальник горно-обогатительного производства; Д. Н. ГУЩИН2, агломератчик аглоцеха ( 1 ФГБОУ ВО “Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова”, Россия, г. Магнитогорск; 2 ПАО “Магнитогорский металлургический комбинат”, Россия, г. Магнитогорск)

Аннотация.Положительное влияние оксида магния на свойства доменных шлаков, физико-механические и физико-химические показатели качества агломерата отмечено в ряде публикаций. Приведен обзор литературных источников об опыте ввода магнезиального материала в агломерационную шихту. Одним из видов носителей магнезии является железомагнезиальная руда. Целью работы явилось исследование влияния применения железомагнезиальной руды компании БАПЫ, Казахстан, при производстве агломерата на показатели доменной плавки. Представлены результаты работы доменной печи объемом 1370 м3 с применением в шихте агломерата, произведенного с долей железомагнезиальной руды 2,71 и 3,52 % железорудной части аглошихты. Исследования охватывают два смежных периода, длительность которых определена по времени пребывания материалов в печи. В первом периоде содержание MgO в шлаке составляло 8,47 % при основности по CaO/SiO2 = 1,0. Во втором периоде применялся агломерат, произведенный при увеличении расхода железомагнезиальной руды в агломерационной шихте на 62 кг/т агломерата. При этом содержание MgO в шлаке увеличилось до 9,48 % при понижении основности до 0,96, а удельный расход кокса снизился на 3,6 кг/т чугуна. Снижение удельного расхода кокса было обеспечено более полным усвоением тепла в определяющей его потребление зоне доменной печи. В пределах ступени замедленного теплообмена температура газа и материалов уменьшилась на 2,5 °C, а разность температур газа и шихты — на 1,3 °C. Снижение интенсивности теплообмена привело к сокращению количества выплавленного чугуна на 42 т/сут. Осуществление процессов в шахте при пониженных температурах снизило степень использования химической энергии СО на 0,12 %, а Н2 — на 0,87 % (абс.). Более сильное действие на водород обусловлено его преимущественным участием в реакциях восстановления, протекающих при повышенных температурах. В процессе исследования выявлена более высокая роль факторов, действующих на распределение серы между компонентами чугуна и шлака выше горизонта фурм, по сравнению с процессами в горне: содержание серы в чугуне возросло на 18 % (отн.) при снижении коэффициента ее распределения между чугуном и шлаком на 8,7 % (абс.).

Ключевые слова:железомагнезиальная руда, аглошихта, агломерат, кокс, доменная печь, производительность, чугун, шлак, сера, десульфурация, зона замедленного теплообмена, использование СО и Н2.

Ссылка для цитирования:Сибагатуллин С.К., Харченко А.С., Миникаев С.Р., Игликова У.Ж., Полинов А.А., Гущин Д.Н. Исследование влияния ввода железомагнезиальной руды в агломерационную шихту на показатели доменной плавки // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 9. С. 910-919.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-910-919

 

STUDY OF INFLUENCE OF IRON-MAGNESIA ORE ADDITION TO SINTER CHARGE ON BLAST FURNACE HEAT INDICES

S. K. SIBAGATULLIN1, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, 10tks@mail.ru; А. S. KHARCHENKO1, PhD (Tech.), Prof. Ass., Head of Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”;S. R. MINIKAEV1, postgraduate, Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”; U. ZH. IGLIKOVA1, student; А. А. POLINOV2, Head of mining and concentration Dpt.; D. N. GUSHCHIN2, sintering operator, sintering shop ( 1 FGBOU VO “Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov”, Russia, Magnitogorsk; 2 PJSC “Magnitogorsk steel-works”, Russia, Magnitogorsk)

Abstract.The positive influence of magnesium oxide on properties of blast furnace slags, physical-mechanical and physical-chemical indices of sinter quality were mentioned in many articles. A review of literature sources presented devoted to the experience of magnesia material addition to sinter charge. One of the magnesia carriers is iron-magnesia ore. The purpose of the work was to study the influence of iron-magnesia ore, produced by BAPY, Kazakhstan, application at production of sinter, on blast furnace heat indices. Results of 1370 m3 volume blast furnace operation with usage of sinter, produced with additions of iron-magnesia ore presented. The share of iron-magnesia ore was 2.71% and 3.52% of the iron ore part of the sinter charge. The studies cover two neighbor periods, duration of which was determined by the time of materials staying in the furnace. During the first period content of MgO in the slag was 8.47% while the basicity by CaO/SiO2 = 1.0. During the second period the sinter was used, produced at increased consumption of iron-magnesia ore in the sinter charge by 62 kg/t of sinter. At that MgO content in the slag increased up to 9.48% while the basicity decreased down to 0.96 units, and coke specific consumption decreased by 3.6 kg/t of iron. The decrease of the coke specific consumption takes place due to completer recovery of heat in the blast furnace zone, which determines its consumption. Within the stage of slower heat exchange the gas and materials temperature decrease by 2.5 °C, and difference of gas and charge temperatures – by1.3 °C. The decrease of heat exchange intensity resulted in decrease of melted hot metal by 42 t/day. The running of processes in the charge with decrease temperatures resulted in a decrease of utilization degree of CO chemical energy by 0.11% and H2 – by 0.87% (abs.). The higher impact on hydrogen was stipulated by its participation mainly in reactions of reduction, taking place at increased temperatures. In the process of the study a higher role of factors was revealed, which influence the sulphur distribution between components of hot metal and slag at the level higher tuyere horizon, comparing with the processes in the hearth: sulphur content in the hot metal increased by 18% (rel.) while coefficient of its distribution between hot metal and slag decreased by 8.7% (abs.).

Key words:iron-magnesia ore, sinter charge, sinter, coke, blast furnace, productivity, hot metal, slag, sulphur, desulphurization, zone of slower heat exchange, utilization of CO and H2.

For citation:Sibagatullin S.K., Kharchenko A.S., Minikaev S.R., Iglikova U.Zh., Polinov A.A., Gushchin D.N. Study of influence of iron-magnesia ore addition to sinter charge on blast furnace heat indices. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 910-919. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-910-919


УДК 669.187.66.045

ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОВМЕЩЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ДУГОВОЙ ПЛАВКИ И ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ АГРЕГАТАХ КОВШ-ПЕЧЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛОКАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ ДОЖИГАНИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ

Э. Э. МЕРКЕР1, д-р техн. наук, профессор; Д. А. ХАРЛАМОВ2, канд. техн. наук, доцент, docktn@bk.ru; Л. Н. КРАХТ1, канд. техн. наук, доцент( 1 Старооскольский технологический институт Национального исследовательского технологического университета “МИСиС”, Россия, Белгородская обл., г. Старый Оскол; 2 Губкинский филиал Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова,Россия, Белгородская обл., г. Губкин)

Аннотация. Производство стали в современных электросталеплавильных цехах осуществляется в мощных дуговых сталеплавильных печах (ДСП) с последующей внепечной обработкой. Данная схема производства требует больших капитальных затрат и широко используется на крупных металлургических предприятиях. Для небольших сталеплавильных цехов машиностроительных предприятий, мини- и микрометаллургических заводов разработан электросталеплавильный агрегат ковш-печь (ЭСА-КП), совмещающий электродуговую плавку и внепечную обработку стали. Представлено описание конструкции, оборудования и технологии плавки стали в ЭСА-КП. Выплавка стали в нем осуществляется из железорудного металлизованного сырья, которое подается в высокотемпературную зону воздействия электрических дуг агрегата через полые графитированные электроды, что позволяет увеличить его производительность, сократить расход электроэнергии и повысить выход годной стали. Подача сыпучих шлакообразующих материалов и раскислителей осуществляется также через осевые каналы электродов. Для гомогенизации по химическому составу и температуре предусмотрена продувка расплава снизу аргоном или азотом. Предложенная схема дожигания отходящих горючих газов как при продувке ванны кислородом, так и подаче его через дополнительную фурму, установленную в газоотводящем тракте, позволяет получить дополнительное количество тепла для ведения плавки. Представлены расчеты теплового баланса по различным вариантам дожигания оксида углерода. Осуществлено моделирование процесса плавки в зависимости от содержания углерода в металле и методов дожигания горючих газов. Установлено, что использование предлагаемых технологий позволяет сократить расход электроэнергии и длительность плавки.

Ключевые слова:электросталеплавильное производство, электросталеплавильный агрегат ковш-печь, графитированные электроды, дожигание отходящих горючих газов.

Ссылка для цитирования:Меркер Э.Э., Харламов Д.А., Крахт Л.Н. Об эффективности применения совмещенных процессов дуговой плавки и внепечной обработки стали в электросталеплавильных агрегатах ковш-печь с использованием локально распределенной системы дожигания горючих газов // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 9. С. 920-925.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-920-925

 

ABOUT EFFICIENCY OF APPLICATION COMBINED PROCESSES OF ARC MELTING AND LADLE TREATMENT OF STEEL IN AN ELECTRIC STEELMAKING AGGREGATE LADLE-FURNACE WITH USE OF LOCALLY DISTRIBUTED SYSTEM OF COMBUSTIBLE GASES AFTERBURNING

E. E. MERKER1, HD (Tech.), Prof.; D. A. KHARLAMOV2, PhD (Tech.), Prof. Ass., docktn@bk.ru; L. N. KRAKHT1, PhD (Tech.), Prof. Ass.( 1 Stary Oskol Techological Institute of National Technological University “MISiS”, Russia, Belgorod rgn., Stary Oskol; 2 Gubkin branch of Belgorod State Technological University after V.G. Shukhov, Russia, Belgorod rgn., Gubkin)

Abstract.Steel production in the modern steelmaking shops is accomplished by powerful electric arc furnaces (EAF) followed by ladle treatment. This scheme of production requires considerable capital investments and is widely used at large steel-works. For small steelmaking shops of machine-building plants, mini- and micro-mills an electric steelmaking aggregate ladle-furnace (ESA-LF) was developed, combining electric arc melting and ladle treatment. Description of a design, equipment and steelmaking technology in ESA-LF presented. Melting of steel in it is accomplished out of DRI-based raw materials, which are supplied into high-temperature zone of electric arcs action through hollow graphitized electrodes. It enables to increase productivity of the aggregate, to decrease the electric energy consumption and to increase steel yield. The supply of bulk slag-forming materials and deoxydizers is made through axis channels of the electrodes. For homogenization of the melt chemical composition and temperature a blowoff by argon or nitrogen from the bottom is envisaged. The proposed scheme of combustible off gases afterburning during both the bath blow by oxygen and during its supply through additional tuyere, installed in the gas-outlet, enables to get additional heat for smelting running. Calculations of heat balance by various variants of carbon oxide afterburning presented. Simulation of smelting process accomplished, depending on carbon content in the metal and methods of combustible gases afterburning. It was determined, that application of the proposed technologies enables to decrease electric energy consumption and heat duration.

Key words:electric steelmaking, electric steelmaking aggregate ladle-furnace, graphitized electrodes, combustible off gases afterburning.

For citation: Merker E.E., Kharlamov D.A., Krakht L.N. About efficiency of application combined processes of arc melting and ladle treatment of steel in an electric steelmaking aggregate ladle-furnace with use of locally distributed system of combustible gases afterburning. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 920-925. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-920-925


УДК 669.14.018.294+543.27

КОНТРОЛЬ МАССОВОЙ ДОЛИ КИСЛОРОДА В ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ ОКСИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЯХ В РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ ПАО “ЧелМК” МЕТОДОМ ФРАКЦИОННОГО ГАЗОВОГО АНАЛИЗА

С. И. ВАЩУК, начальник участка, SvetlanaVashchuk@mechel.ru; Т. М. ШАРКОВА, начальник участка; О. А. ПАНЧЕНКО, главный специалист; Т. Б. ДЕНИСОВА, главный специалист (ПАО “Челябинский металлургический комбинат”, Центральная аналитическая лаборатория, Россия, г. Челябинск)

Аннотация. Для сертификации рельсов специального назначения по ГОСТ 51685 необходимо определение массовой доли кислорода в высокоглиноземистых включениях. Измерения качественных характеристик рельсовой продукции относятся к сфере государственного регулирования и должны проводиться аккредитованными испытательными лабораториями с применением стандартизованных или аттестованных методик измерений. Стандартизованные методики измерений массовой доли кислорода в высокоглиноземистых включениях отсутствуют, возникла необходимость разработать и аттестовать методику измерений. Для определения показателя в ПАО “ЧелМК” используется анализатор азота, кислорода и водорода модели ON836 фирмы LECOв комплекте с инфракрасным пирометром IS 5 и специальным программным обеспечением OxSeP для обработки результатов измерений методом фазового газового анализа и идентификации оксидных включений, разработанным коллективом Института металлургии и металловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук под руководством известного российского ученого, профессора, члена-корреспондента РАН Григоровича К.В. Основные этапы разработки методики измерений: температурная калибровка анализатора при изменении мощности печи, расчет калибровочного коэффициента и коэффициента смещения градуировочного графика, измерения массовой доли кислорода общего в стандартном образце и пробах стали, обработка полученных результатов с применением программного обеспечения OxSeP, расчет массовой доли кислорода в высокоглиноземистых включениях. Все этапы проведения испытаний проиллюстрированы. Метрологические характеристики разрабатываемой методики измерений были установлены с применением государственного стандартного образца № 790-75, СГ-4. По результатам экспериментальных исследований в ПАО “ЧелМК” был разработан нормативный документ предприятия НДП МХ 203–2016 “Методика (метод) измерений. Высокоглиноземистые оксидные включения в сталях. Определение массовой доли кислорода. Метод фракционного газового анализа”, метрологическая экспертиза проведена ЗАО ИСО, номер свидетельства об аттестации методики (метода) измерений № 01.00034/01.2061-2016. Методика измерений НДП МХ 203–2016 включена в область аккредитации Центральной аналитической лаборатории ПАО “ЧелМК”.

Ключевые слова: железнодорожные рельсы, рельсовая сталь, высокоглиноземистые оксидные включения, методика измерений, массовая доля кислорода, фракционный газовый анализ.

Ссылка для цитирования: Ващук С.И., Шаркова Т.М., Панченко О.А., Денисова Т.Б. Контроль массовой доли кислорода в высокоглиноземистых оксидных включениях в рельсовой стали ПАО “ЧелМК” методом фракционного газового анализа // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 9. С. 926-930.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-926-930

 

CONTROL OF MASS SHARE OF OXYGEN IN HIGH-ALUMINOUS OXIDE INCLUSIONS IN RAIL STEEL OF THE PJSC “CHELMK” BY A METHOD OF FRACTIONAL GAS ANALYSIS

S. I. VASHCHUK, Head of Dpt., SvetlanaVashchuk@mechel.ru; T. M. SHARKOVA, Head of Dpt.; O. A. PANCHENKO, Chief specialist; T. B. DENISOVA, Chief specialist (PJSC “Chelyabinsk Metallurgical Plant”, Central analytical laboratory, Russia, Chelyabinsk)

Abstract.Determination of oxygen mass content in high-aluminous inclusions is necessary for certification of rails of special function as per GOST 51685. Measurements of quality characteristics of rail products fall into the scope of state regulation and should be carried out by accredited test laboratories using standardized or certified measuring techniques. As far as standardized measuring techniques of oxygen mass content in high-aluminous inclusions are absent, there was a need to develop and certify a measurement technique. To determine the parameter, nitrogen, oxygen and hydrogen analyzer LECO ON836 together with the infrared pyrometer IS 5 are used at the PJSC “ChelMK”. Besides, special software is used for processing of measurement results obtained by phase gas analysis method and identification of oxide inclusions OxSeP, developed by the team of Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences under the guidance of a famous Russian scientist, professor, corresponding member of the Russian Academy of Sciences Grigorovich K.V. The main stages of measurement technique development were as follows: temperature calibration of the analyzer in case of furnace power change, calculation of calibration coefficient and displacement coefficient of the calibration chart, measurement of the total oxygen mass content in the standard sample and steel samples, processing of the obtained results using OxSeP software, calculation of oxygen mass content in high-aluminous inclusions. All stages of testing are illustrated. Metrological characteristics of the developed measurement technique have been established by using the state standard sample No. 790-75, SG-4. Normative document of the enterprise NDP MH 203–2016 “Measuring technique (method). High-aluminous oxide inclusions in steels. Oxygen mass content determination. Fractional gas analysis method” was developed based on the results of experimental studies in the PJSC “ChelMK”, metrological examination was carried out by ICRM CJSC, measuring technique (method) certification number № 01.00034/01.2061–2016. Measuring technique NDP MH 203–2016 was included into the accreditation scope of Central Analytical Laboratory of the PJSC “ChelMK”.

Key words:railway rails, rail steel, high-aluminous oxide inclusions, measuring technique, mass oxygen content, fractional gas analysis.

For citation:Vashchuk S.I., Sharkova T.M., Panchenko O.A., Denisova T.B. Control of mass share of oxygen in high-aluminous oxide inclusions in rail steel of thePJSC “ChelMK”by a method of fractional gas analysis. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 926-930. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-926-930


УДК 621.771.23.002.64

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСА РАБОЧИХ ВАЛКОВ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ И ИХ ТЕПЛОВОГО ПРОФИЛЯ НА ПОПЕРЕЧНУЮ И ПРОДОЛЬНУЮ РАЗНОТОЛЩИННОСТЬ ПОЛОС

Н. С. ДЕРЯБИН, ИТЦ, начальник лаборатории, Nikita.Deryabin@mechel.ru; Н. В. НИКИТИНА, ИТЦ, начальник отдела; А. С. ГРИГОРЕНКО, ИТЦ, ведущий инженер; А. А. ШАКИРОВ, ИТЦ, ведущий инженер (ПАО “Челябинский металлургический комбинат”, Россия, г. Челябинск)

Аннотация. В отечественной и мировой черной металлургии активно идет процесс цифровизации производства, которая позволяет повысить конкурентоспособность предприятий. В настоящее время в мире пока не создан полный цифровой двойник широкополосного стана горячей прокатки, что свидетельствует о сложности задачи и обусловливает актуальность работ в этой области. На технологический процесс и качество выпускаемой продукции существенное влияние оказывает большое количество факторов, которые необходимо учесть при разработке математическоймодели процесса прокатки на широкополосном непрерывном стане. На первом этапе комплексных исследований для создания частных математических моделей выполнена оценка закономерностей износа рабочих валков и изменения их теплового профиля, осуществлен анализ влияния указанных факторов на поперечное и продольное сечения полос. Осуществлен сбор статистических данных и подготовлено их математическое описание. Показано, что оно достаточно точно отражает текущее состояние объекта исследования — рабочего валка. Математическое описание изменения профиля рабочего валка (выпуклость бочки) при горячей прокатке позволит учесть температурный фактор, влияющий на профиль, и подготовить более подробную математическую модель процесса прокатки. Результаты исследований будут использованы при разработке комплексной математической модели широкополосного стана горячей прокатки. Планируется поэтапно осуществлять разработку частных математических моделей или математического описания всех основных параметров и факторов, которые оказывают влияние на каждую стадию производственной цепочки с последующим созданием комплексной математической модели процесса горячей прокатки. Ее внедрение позволит осуществлять отработку технологии прокатки на стадии освоения нового размерного и марочного сортамента, определять узкие места в технологической цепочке, оптимизировать режимы производства и в итоге повысить качество выпускаемой продукции.

Ключевые слова:широкополосный стан горячей прокатки, горячая прокатка, математическая модель процесса прокатки, износ рабочих валков, тепловой профиль валка.

Ссылка для цитирования:Дерябин Н.С., Никитина Н.В., Григоренко А.С., Шакиров А.А. Исследование влияния износа рабочих валков широкополосного стана горячей прокатки и их теплового профиля на поперечную и продольную разнотолщинность полос // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 9. С. 931-936.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-931-936

 

STUDY OF INFLUENCE OF WIDE STRIP HOT ROLLING MILL WORKING ROLLERS WEAR AND THEIR HEAT PROFILE ON STRIP TRANSVERSE AND LONGITUDINAL THICKNESS PROFILE

N. S. DERYABIN, ITC, Head of Lab., Nikita.Deryabin@mechel.ru; N. V. NIKITINA, ITC, Нead of Dpt.; A. S. GRIGORENKO, ITC, Leading engineer; A. A. SHAKIROV, ITC, Leading engineer (PJSC “Chelyabinsk steel plant”, Russia, Chelyabinsk)

Abstract. An active digitalization process of the steel production is taking place in the domestic and world ferrous industry, which enables increasing the competitiveness of plants. At present there is no complete digital double of wide strip hot rolling mill in the world, speaking about complication of the task and stipulating actuality of the work in this area. The technological process and quality of the products produced are considerably influenced by a number of factors, which should be taken into consideration when elaborating a mathematical model of the rolling process at a wide strip continuous mill. At the first stage of the comprehensive studies for creation particular mathematical models evaluation of working rollers wear regularities and their heat profile variation was accomplished, as well as analysis of the factors influence on the transverse and longitudinal strip section was carried out. Collection of statistical data was done and their mathematical description was prepared. It was shown, that the description reflects the current state of the study object – working roller – close enough. The mathematical description of a working roller profile (barrel relief) variation during hot rolling will enable to take into consideration the temperature factor, influencing the profile, and to make more detailed mathematical model of the rolling process. The results of the study will be used at elaboration of a comprehensive mathematical model of wide strip hot rolling mill. It is planned to accomplish by stages particular mathematical models or mathematical description of all basic parameters and factors, influencing each stage of production chain. In future the models and descriptions will be used for elaboration of a comprehensive mathematical model of hot rolling process. Its implementation will enable to carry out the technology adjusting at the stage of a new size or grade product mastering, to discover week points in technological chain, to optimize the production modes and as a result – to increase the quality of the products.

Key words: wide strip hot rolling mill, hot rolling, mathematical model of the rolling process, working rollers wear, heat profile of a roller.

For citation:Deryabin N.S., Nikitina N.V., Grigorenko A.S., Shakirov A.A. Study of influence of wide strip hot rolling mill working rollers wear and their heat profile on strip transverse and longitudinal thickness profile. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 931-936. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-931-936


УДК 621.774.32/38

К ВОПРОСУ РАЦИОНАЛЬНОЙ КАЛИБРОВКИ ОПРАВОК ПРОШИВНОГО СТАНА ТРУБОПРОКАТНОГО АГРЕГАТА 30-102

С. Р. РАХМАНОВ1, канд. техн. наук, доцент кафедры теоретической механики и сопротивления материалов, npfvostokplus@gmail.ru; Д. Ю. ГАРМАШЕВ2, канд. техн. наук, главный специалист по горячей деформации ( 1 Национальная металлургическая академия Украины, Украина, г. Днепр; 2 ООО “ИНТЕРПАЙП Нико Тьюб”, Украина, г. Никополь)

Аннотация. Реализация устойчивых процессов прошивки трубной заготовки с относительно высокими темпами деформации металла обусловливает необходимость применения новых математических моделей технологического процесса на прошивных станах трубопрокатных агрегатов (ТПА). В литературе по данной теме отсутствуют строгие математические модели и однозначные рекомендации по выбору рациональных геометрических параметров калибровки оправки с учетом динамического момента. На базе динамической аналогии процесса и принятой реологии прошиваемого металла предложена математическая модель определения силы осевого сопротивления оправки потоку металла в процессе прошивки трубной заготовки на прошивном стане ТПА. Установлена зависимость между давлением металла и скоростью движения оправки в потоке прошиваемого металла. В рамках осесимметричного очага деформации определена сила осевого сопротивления оправки потоку металла в процессе прошивки трубной заготовки на прошивном стане ТПА. Установлен функционал осевого сопротивления оправки обтекающему потоку металла и приведено решение вариационной задачи о минимизации функционала осевого сопротивления оправки в потоке прошиваемого металла. Из условия минимизации функционала осевого сопротивления оправки в обтекающем потоке металла определена оптимальная форма образующей рабочей поверхности оправки (калибровка). Полученные данные позволяют моделировать и обеспечить рациональные условия реализации устойчивых технологических процессов на прошивном стане ТПА.

Ключевыеслова:трубопрокатный агрегат, процесс прошивки трубной заготовки, геометрические параметры калибровки оправки,осевое сопротивление оправки, оптимальная форма образующей рабочей поверхности.

Ссылка для цитирования:Рахманов С.Р., Гармашев Д.Ю. К вопросу рациональной калибровки оправок прошивного стана трубопрокатного агрегата 30–102 // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 9. С. 937-944.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-937-944

 

ON THE MATTER OF RATIONAL CALIBRATION OF MANDRELS OF PIERCING MILL OF PIPE-ROLLING LINE 30-102

S. R. RAKHMANOV1, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Theoretical mechanics and resistance of materials”; npfvostokplus@gmail.ru; D. YU. GARMASHEV2, PhD (Tech.), Chief specialist on hot deformation ( 1 National Metallurgical Academy of Ukraine, Ukraine, Dnepr; 2OJSC “INTERPIPE Niko Tubes”, Ukraine, Nikopol’)

Abstract. Realization of stable processes of pipe stock piercing at comparatively high rate of metal deformation stipulates a necessity to apply new mathematical models of the technological process at piercing mills of pipe rolling lines (PRL). There is no satisfactory mathematical models and definite recommendation on selection rational geometric parameters of mandrel calibration accounting dynamic moment in the literature on this subject. Based on dynamic analogue of the process and accepted rheology of the pierced metal, a mathematical model was proposed determining the forces of axis resistance of a mandrel to metal flow in the process of a pipe work piece piercing at a piercing mill of PRL. A dependence was determined between the metal pressure and speed of mandrel moving in the flow of pierced metal. Within the axisymmetric deformation center the force of axis resistance of the mandrel to metal flow in the process of pipe work piece piercing at a piercing mill of PRL was determined. The functional of axis resistance of the mandrel to the ambient metal flow was ascertained and solution of the variation task on minimization of the functional of axis resistance of the mandrel to the pierced metal flow. Based on condition of functional of axis resistance of the mandrel to the pierced metal flow minimization, the optimal form of constituent working surface of the mandrel (calibration) was determined. The data obtained allow to simulate and provide rational conditions of realization stable technological processes at the piercing mill of PRL.

Key words: pipe rolling line, process of piercing pipe work piece, geometrical parameters of mandrel calibration, axis resistance of mandrel, optimal form of constituent working surface.

For citation:Rakhmanov S.R., Garmashev D.Yu. On the matter of rational calibration of mandrels of piercing mill of pipe-rolling line 30-102. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 937-944. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-937-944


УДК 621.778

ВЛИЯНИЕ СХЕМЫ ОБЖАТИЯ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КРУГЛОЙ ПРОВОЛОКИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ В РОЛИКОВЫХ ВОЛОКАХ

В. А. ХАРИТОНОВ1, канд. техн. наук, профессор; М. Ю. УСАНОВ2, канд. техн. наук,доцент кафедры металлургии и стандартизации, barracuda_m@mail.ru ( 1 ФГБОУ ВО “Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова”, Россия, г. Магнитогорск; 2 Филиал ФГБОУ ВО “Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова”, Россия, г. Белорецк)

Аннотация. Одним из эффективных способов производства круглой проволоки является волочение в роликовых волоках, применение которых вместо традиционных монолитных позволяет снизить величину трения и усилие волочения, повысить равномерность деформации и вытяжки по сечению проволоки. В то же время волочение в роликовых волоках значительно усложняет и удорожает как конструкцию волоки, так и ее эксплуатацию. Особенно это проявляется при волочении круглой проволоки, так как реализовать этот процесс можно только по схеме обжатий круг – промежуточное фасонное сечение – круг, что приводит к удвоению числа деформирующих роликов, доводя их до восьми при использовании четырехроликовых калибров. Кроме того, такая схема деформации значительно изменяет напряженное состояние проволоки, а в фасонном и круглом калибрах системы появляется неприсущая круглой монолитной волоке неравномерность деформации по периметру деформируемой заготовки. Опубликованных в доступной технической литературе результатов исследований изменения напряженно-деформированного состояния при волочении круглой проволоки из круглой заготовки в двух- и многороликовых волоках не обнаружено. Целью работы является оценка напряженно-деформированного состояния круглой стальной проволоки в очаге деформации при волочении в роликовых волоках с различным числом валков. На основе моделирования в программном комплексе Deform-3Dопределено влияние волочения по системе круг – фасонное сечение – круг в двух- и многороликовых волоках на напряженно-деформированное состояние проволоки из патентированной стали 80. Оценка деформированного состояния показала, что при волочении в роликовых волоках наблюдается неравномерность распределения накопленной степени деформации по периметру проволоки, которая уменьшается с увеличением числа роликов. Для многороликовых калибров в отличие от двухроликовых накопленная степень деформации в центре ручья минимальна, а в местах разъемов калибра — максимальна. С увеличением числа роликов уменьшается градиент неравномерности накопленной степени деформации в поверхности проволоки. С повышением вытяжки характер распределения накопленной степени деформации сохраняется, при этом увеличивается ее величина как в центре, так и в поверхности проволоки. Показано, что для производства круглой проволоки из углеродистых сталей наиболее эффективно применение двухроликовых волок. Многороликовые волоки целесообразно применять при изготовлении круглой проволоки из специальных материалов.

Ключевые слова:проволока круглая, волочение, двух- и многороликовая волока, схема обжатия, конечно-элементное моделирование, напряженнно-деформированное состояние, неравномерность, периметр калибра.

Ссылка для цитирования:Харитонов В.А., Усанов М.Ю. Влияние схемы обжатия на напряженно-деформированное состояние круглой проволоки при волочении в роликовых волоках // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 9. С. 945-954.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-945-954

 

INFLUENCE OF REDUCTION SCHEME ON STRESS-STRAIN STATE OF A ROUND WIRE AT DRAWING IN ROLLING DIES

V. A. KHARITONOV1, PhD (Tech.), Prof.; M. YU. USANOV2, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and standardization”, barracuda_m@mail.ru ( 1 FGBOU VO “Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov”, Russia, Magnitogorsk; 2 Branch of FGBOU VO “Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov”, Russia, Beloretsk)

Abstract.Drawing in rolling dies is one of most effective methods of production of round wire. Application of rolling dies instead of traditional monolithic ones enables to decrease the friction value and drawing force, to increase evenness of deformation and drawing along the wire section. At the same time the drawing in rolling dies makes both the structure of the die and its operation more complicated and more expensive. It reveals particularly at the drawing of a round wire, since the process can be realized only in the following order of reduction circle – intermediate shaped section – circle that results in doubling the number of deforming rollers. In case of four-roller die there will be eight rollers in the whole. Besides such a scheme of deformation considerably changes the stress state of a wire, and an unevenness of deformation along the deformed work piece perimeter appears in the shaped and round dies of the system, which is unusual for a round monolithic die. The published in available technical literature results of studies on stress-strain state during drawing of a round wire out of round work piece in two- and multi-roller dies were not discovered. The purpose of the work is the evaluation of stress-strain state of a round steel wire in the deformation center during drawing in rolling dies with various numbers of rollers. Based on modeling in the Deform-3d software package, the effect of drawing on the circle – shaped section – circle system in two- and multi-roller dies on the stress-strain state of a wire made of patented steel of the 80 brand was determined. Study of the deformed state showed, that during drawing in the rolling dies, an unevenness of distribution of accumulated deformation degree is observed along the wire perimeter, which decreases with increasing of number of rollers. For multi-roller dies on the contrary with two-roller ones, the accumulated deformation degree in the pass center is minimal, being maximal in place of a die connectors The gradient of unevenness of accumulated deformation degree on a wire surface is decreasing with increasing the number of rollers. While drawing is increasing, the character of distribution of accumulated deformation degree remains constant, at that its value in both the center and on the wire surface is increasing. It was shown, that for production of round wire of carbon steels application of two-roller dies is most effective. Multi-roller dies are appropriate to be used at production of round wire of special materials.

Key words:round wire, drawing, two-roller and multi-roller die, reduction scheme, finite-element simulation, stress-strain state, unevenness, pass perimeter.

For citation:Kharitonov V.A., Usanov M.Yu. Influence of reduction scheme on stress-strain state of a round wire at drawing in rolling dies. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 945-954. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-945-954


УДК 621.86

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КРАНОВЫХ КОЛЕС И ПОДКРАНОВЫХ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ АО АКТЮБИНСКИЙ ЗАВОД ФЕРРОСПЛАВОВ

Е. ЕРКИНБАЙУЛЫ1, инженер по надежности; Д. Р. ГАНИН2, канд. техн. наук,инженер научно-исследовательского сектора, старший преподаватель, dmrgan@mail.ru; А. К. АЛТАЕВА2, студент ( 1 АО “Актюбинский завод ферросплавов”, Республика Казахстан, г. Актобе; 2 Новотроицкий филиал Национального исследовательского технологического университета “МИСиС”, Россия, г. Новотроицк)

Аннотация. На металлургических предприятиях мостовые краны эксплуатируются в условиях повышенной температуры, запыленности и загазованности, что приводит к многочисленным преждевременным отказам системы колеса мостового крана – подкрановый путь: до 90 % крановых колес заменяют по причине износа и развальцовки реборд, а до 70 % подкрановых рельсов — из-за износа боковых граней. Эта проблема актуальна и для АО “Актюбинский завод ферросплавов” ТНК “Казхром”. Целью работы был поиск рационального для условий АО “Актюбинский завод ферросплавов” способа повышения долговечности крановых колес и подкрановых рельсов. Рассмотрены известные способы повышения долговечности крановых колес и подкрановых рельсов, включая применение смазок боковых поверхностей реборд колеса и рельса для снижения трения и тем самым уменьшения их износа. Показано, что известные системы нанесения на реборды колес твердых смазок требуют применения дорогих смазочных карандашей. Консистентные смазочные материалы также дороги, а их вязкость и, соответственно, эффективность использования сильно зависят от температуры окружающей среды. Предложено применение в качестве системы для смазки пары трения колесо–рельс смазывающих устройств и стержней производства ООО “Интелл Росс”, г. Екатеринбург. На мостовых кранах плавильного цеха № 1 АО “Актюбинский завод ферросплавов” были проведены испытания указанных смазывающих устройств и стержней.В результате испытаний подтверждено снижение интенсивности износа колес кранов и подкрановых рельсов. Это позволило сократить затраты на приобретение и замену крановых колес и подкрановых рельсов, рихтовку подкрановых рельсов и балок, снизить потребление электроэнергии, сократить внеплановые простои.

Ключевые слова:мостовой кран, подкрановый рельс, износ и развальцовка реборд, износ боковых граней подкрановых рельсов, смазывающие устройства.

Ссылка для цитирования:Еркинбайулы Е., Ганин Д.Р., Алтаева А.К. Повышение долговечности крановых колес и подкрановых рельсов в условиях АО “Актюбинский завод ферросплавов” // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 9. С. 955-959.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-955-959

 

INCREASE OF DURABILITY OF CRANE WHEELS AND CRANE RUNWAY RAILS AT JSC “AKTYUBINSK FERROALLOYS PLANT”

E. ERKINBAIULY1, reliability engineer; D. R. GANIN2, PhD (Tech.), engineer, R&D sector, Sen. lecturer, dmrgan@mail.ru; А. К. АLTAEVA2, student ( 1 JSC “Aktyubinsk ferroalloys plant”, Republic of Kazakhstan, Aktobe; 2 Novotritsk branch of National Research Technological University “MISiS”, Russia, Novotroitsk)

Abstract.At steel-works the bridge cranes operate under conditions of increase temperature, dustiness and gas content resulting in numeral early failures of the system bridge crane wheel-crane runway: up to 90% of the crane wheels are replaced due to the reason of wear and flange expansion, and up to 70% of a runway rails – due to the wear of side facet. This problem is actual for JSC “Aktyubinsk ferroalloys plant”, TNK “Kazchrom” too. The purpose of the work was the search of a method, rational for JSC “Aktyubinsk ferroalloys plant” conditions, to increase the durability of crane wheels and crane runway rails. Known methods of increasing the durability of crane wheels and crane runway rails considered, including application of lubrication to the wheel flange surface and to rails to decrease the friction and therefore to decrease their wear. It was shown, that the known systems of hard lubrication applying to wheel flange require usage of expensive lubrication pencils. Consistent lubrication materials are also expensive, and their viscosity and, correspondently, efficiency of application depends largely on environment temperature. Application of lubricating facilities and rods, produced by OJSC “Intel Ross”, Ekaterinburg was proposed as a lubricating system for the friction couple wheel-rail. The lubricating facilities and rods were tested at the bridge cranes of steelmaking shop No. 1 of JSC “Aktyubinsk ferroalloys plant”. As a result of the tests, a decrease of the wear intensity of the crane wheels and runway rails was confirmed. It allowed to decrease the expenses for the purchase and replacement of crane wheels and crane runway rails, alignment of the crane runway rails and beams, to decrease electric energy consumption and to shorten the extraordinary downtime.

Key words: bridge crane, crane runway rails, wear and expansion of wheel flanges, wear of side facets of crane runway rails, lubricating facilities

For citation:Erkinbaiuly E., Ganin D.R., Altaeva A.K. Increase of durability of crane wheels and crane runway rails at JSC “Aktyubinsk ferroalloys plant”. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 9, pp. 955-959. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-9-955-959

   


Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» включен в перечень рецензируемых научных изданий ВАК РФ


Подписка на наши издания
ведется постоянно

Вышел из печати журнал "Бюллетень научно-технической и экономической информации "Черная металлургия" " № 10/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Вышел из печати журнал "Новости черной металлургии за рубежом" № 6/2017

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"