Практична робота №32

Тема: Розрахунок головних параметрів сталерозливного ковша.

Ціль: надбати досвід виконання розрахунків

Наглядні посібники: плакат, макет ковша, методична розробкаю

Теоретична частина

Сталерозливні ковші призначені для прийому метала з сталеплавильного агрегата, його транспортування до місця розливу і порційної подачі металу при його розливу у виливниці.

Сталерозливний ківш складається з кожуха, зливного носка ( або без нього), стопорного устрію або шиберного затвіру, цапф, кантовочної скоби і футеровки.

Кожух виготовлений з стальних листів товщиною 32...36 мм, і має конусність

1 : 12.

Цапфи розміщені вище центру ваги ківша не меньше ніж на 200 мм. Футеровка виконується з спеціальної ківшової цегли або виконується набивною

Об’єм ківша повинен вмістити весь метал плавки і частину шлаку.

У мартенівському цеху використовуються ковші з шиберним устрієм, що має суттєві переваги над стопорними:

1.Конструктивні .

2.Об’єм ківша вільний від футерованої стійки всередені ківша, що не заважає

проведенню розкислення, легування, обробці металу у ковші, посереднення

металу по температурі і хімічному складу по всьому об’єму ковша.

3.Надійність при розливу металу, знімає небепеку аварійного розливу сталі.

4.Облегшує працю розливника і підвищує швидкість розливу сталі.

5.Дає змогу здійснювати важливу операцію по рафінуванню (очищенню) металу

у ковші, продувати метал знизу через шиберний устрій.

Розрахунок головних розмірів ківша ємністю 150 т.

Вихідною величиною для визначення розмірів ківша є корисний об’єм ківша, який розраховується по формулі

де Vк – корисний об’єм ківша, м

Q– об’єм металу, т

Повний внутрішній об’єм ківша визначається по формулі:

Висота від верхньої кромки ківша до футеровки днини:

Внутрішній діаметр футеровки по верхній кромці:

Зовнішній діаметр кожуха ківша по верхній кромці:

Загальна висота кожуха ківша:

Товщина листа сферичної днини:

Середня товщина листа стінок кожуха:

Товщина футеровки днини:

Товщина футеровки стінок:

Висновки: Розраховані розміри ківша відповідають практичним даним.

Приклад розрахуну основних елементів розливного ковшу Q = 310 тон..

1.Завдана ємкість ковшу Q = 310 тон. Це означає, що всього металу в ковші при нормальному наповнені 310 тон із запасом на зношення футеровки. Внутрішній корисний об,єм ковшу, тобто об,єм від поверхні футеровки днища до рівня зливного жолобу визначається за формулою:

, (1)

де: Q- об,эм металу ,м;

Vк-корисний об'єм металу ,т;

2. Визначаємо внутрішній об,єм ковшу, м:

(2)

3. Визначаємо висоту від верхньої кромки ковшу до футеровки днища:

(3)

.

Приймаємо Н=5,1

4. Висота ковшу без висоти носка: Н= 4,37 м

Визначаємо зовнішній діаметр кожуху ковшу по верхній кромці:

, (4)

5. Визначаємо загальну висоту кожуху ковшу:

(5)

Приймаємо Н=5,68 м

6.Визначаємо середню товщину листа сферичного днища:

(6)

Приймаемо h=34мм=0,034

7. Середня товщина листа стінок кожуху:

hк=0,004 (7)

hк=0,004мм

Приймаємо hк=26мм=0,026м

8.Визначаємо товщину футеровки днища:

(8)

9.Товщина футеровки стінок:

Fс=0,08+0,053 (9)

Fс=0,08+0,053=0,27 м.

10. Конусність ковшу коливається в межах 0,11-0,14

Приймаємо конусність 0,12

11. Визначаемо відстань по осях крюків траверси розливного крану L= 5 м.

12. Діаметр шейки цапфи під крюк приймається d= 0,47 м, довжина шийки цапфи під крюк L=0,28 м

Діаметр кожуху у місці стику з днищем Кq=3675мм =3,675м

13. Коефіцієнт тари- 12,3

14. Відстань від верху ковшу до дзеркалу металу Нм= 380 мм =0,38 м,

до осі цапф Нц= 1920 мм=1,92 м

Після визначення всіх вихідних даних здійснюють перевірочний розрахунок на міцність

Перевірочній розрахунок основних елементів корпусу 310 тонного

розливного ковшу на міцність

Вихідні дані:

- G= 3,73 Мн (381 т) – маса ковшу з металом і шлаком ;

- Н= 4,37 м – висота рідкої сталі і шлаку при номінальному заповненні ковшу;

-щільність рідкої сталі 7 т/м3 = 68,6 кн/м;

- R= 7 м – радіус сферичної частини днища;

- Rд= 1,8925 м – найбільший зовнішній радіус днища, дорівнює зовнішньому радіусу в місці поєднання його з днищем;

- ч= 0,3 – радіус переходу днища до корпусу;

- b= 0,5 – висота випуклого днища

- n= 0,034 м – товщина днища.

Визначаємо максимальне значення напружень в сферичному днищі:

(10)

де: c – коефіцієнт, який враховує корозію.

Приймаємо c= 0 (при товщині днища більш 30 мм)

i – коефіцієнт, який враховує міцність зварного шву за різними засобами зварювання, i = 0,8

2.Обране значення R повинне вдовольняти умові R≤(8-10) Rg.

В даному випадку 8 Rg= 8×1,8925=15,14>7

3.Внутрішній радіус торцевого переходу повинен задовольняти умові r>4h

4h= 4×0,034=0,136< 0,3

4.Для забезпечення необхідної міцності днища повинно витриматись співвідношення Rg/ b>5

<5

Таким чином, всі обрані розміри корпусу сталерозливного ковшу, задовольняють нормативним вимогам.

5.Знаходимо напруження в днищі ковшу за формулою:

(11)

P= pH= 68,6×4,37= 300 кн/м (3,06 кг/см)

Тоді:

Мн/м (402 кг/см)

6.Днище ковшу виготовлено зі сталі марки ст. 3.

При нагріванні металу до 300 °С допускається напруження для даної сталі

[G]= 940 кг/см, тобто дійсне напруження з великим запасом менше ніж яке дозволяється.

G<[G]