Введение
В комплексной механизации трудоемких работ металлургических и коксохимических заводов важную роль играют грузоподъемные машины и машины непрерывного транспорта.
Эти машины входят в состав основного технологического оборудования указанных заводов.
С помощью кранов нагружают шихту в мульды и печи, подготавливают железнодорожные составы с изложницами, заливают чугун и разливают сталь.
Сыпучие материалы такие, как шихта на агломерационных фабриках, уголь и кокс на коксохимический заводах, огнеупорные порошки на заводах огнеупорных изделий, транспортируют с помощью конвейеров. Разнообразное применение конвейеры находят на складских погрузочно-разгрузочных работах, а также при ремонте металлургических и коксовых печей.
Широкое развитие подъемно – транспортное машиностроение получило в годы Советской власти.
Создан Всесоюзный научно – исследовательский и проектно конструкторский институт подъемно – транспортного машиностроения, погрузочно-разгрузочного и складского оборудования (ВНИИ ПТМФШ), которые совместно со специальными конструкторскими бюро машиностроительных заводов разработал типовые проекты уникального отечественного кранового оборудования. Особые заслуги в области развития подъемно – транспортного машиностроения принадлежат советским ученым А.О. Сливаковскому, Н.Ф. Рубенко, П.С. Кудлину и др.
На заводах – гигантах современного машиностроения: машиностроительный завод (НКМЗ), Уральский завод тяжелого машиностроения (УЗТМ), Ленинградский завод имени Кирова и др., изготовляют самые мощные в мире (630т) разливочные краны, мосты – перегружатели пролетом 115м с двумя грейферными тележками, а также козловые краны грузоподъемностью 500т для монтажа оборудования на гидроэлектростанциях. Неисправность крана нарушает нормальную работу технологического оборудования предприятия, влечет за собой остановку агрегатов, а следовательно, и невыполнение производственного плана.
Машины, механизмы и приспособления в металлургических агрегатах необходимо правильно эксплуатировать, своевременно ремонтировать. Эти требования особенно актуальны в настоящие время, потому что непрерывно повышается технический уровень, и внедрятся новые прогрессивные технологические режимы.
Повышение качества и снижение стоимости ремонта оборудования путем более широкого внедрения индустриальных методов является одной из главных задач, стоящих перед ремонтными службами.
По своему научно техническому уровню машины и агрегаты в целом должны быть совершенней своих предшественников. Для преодоления этих творческих трудностей особенно необходимо тщательное изучения в условиях эксплуатации и ремонта ранее созданного оборудования иными словами, металлургические цеха, где установлены и работают новейшие металлургические машины и агрегаты, должны служить исходной базой для конструкторских замыслов.
Необходимой предпосылкой для успешного создания металлургических машин и агрегатов, то есть развития металлургического машиностроения, служит соответствующий рост самой металлургической промышленности. С одной стороны, значительные объемы производства, а с другой стороны, появится опыт эксплуатации машины данного назначения, что дает возможность совершенствовать машины из поколения в поколение далее интенсивно.
Для того чтобы машина была современна более продолжительной срок, она должна обладать, возможно, большей новизной выполняемого ею рабочего процесса и более высокие технико – экономические показатели по сравнению с теми, которые достигнуты на машинах этого назначения в мировой практике.
Общая часть
Краткие сведения о цехе
Кислородно-конверторный цех (ККЦ) строился с 1965 года по 1969 год по проектной смете, разработанной генеральным проектом завода.
Кислородно-конверторный цех введен в эксплуатацию 30 июня 1969 года в составе трех глуходонных конверторов объемом 90 м 
и двух дуговых печей БРКЗ- 9ФСА емкостью 26 тонн для выплавки жидкого известково-глиноземного шлака.
Цех предназначен для выплавки низколегированной, легированной, углеродистой, спокойной, кипящей и полуспокойной стали. Выплавка стали производится на жидком чугуне и металлоломе с верхней продувкой технически чистым кислородом.
В 1980-1983 годы осуществлена замена конверторов объемом 135 
, одновременно заменили котлы-охладители без изменения их конструкции, увеличен вес конверторной плавки до 160 тонн, повышена интенсивность продувки с 400 до 450 м/мин и доведен выпуск стали до 3200 тысяч тонн в год.
В 1997-1998 годы внедрены мероприятия обеспечивающие существенное повышение стойкости футеровки конверторов и сталеразливочных ковшей. Освоены технология наведения горниста на футеровку конвертора путем раздува жидкого шлака азотом, технология набивки ковшей на установке «Орбита» кварцитовыми массами.
В 1999 году в цехе смонтирована машина для скачивания шлака из чугуновозного ковша, перед заливкой чугуна в конвертор.
В 2004 году была запущена машина непрерывного литья заготовок.
В 2011 году смонтирован новый конвертер фирмы simens-vai. При этом одновременно заменили котлы-охладители без изменения их конструкции.
В состав цеха входят:
- Конверторное отделение.
К отделению примыкают с западной стороны ж.д. эстакады подачи к конверторам жидкого чугуна из миксерного отделение, с восточной стороны – железно – дорожная эстакада, соединяющая главное здание с отделением магнитных материалов. К главному зданию примыкают ремонтно-механическая мастерская 60х12м и пристроенный к первому разливочному пролету склад огнеупорных масс и машинный зал.
- Миксерное отделение.
- Отделение шихтовых магнитных материалов.
- Тракт подачи сыпучих материалов в конверторное отделение.
- Эксгаустерное отделение.
- Энергокорпус.
- Отделение утилизации шламов.
- Отделение непрерывной разливки стали (ОНРС).
- Центральная мастерская по ремонту и сборке шиберных затворов.
- МНЛЗ – 4
- МНЛЗ – 5
- Вакуумматор
Специальная часть
Назначение и описание конструкции шлаковоза
Шлаковоз предназначен для транспортировки чаши со шлаком от конвертора на шлаковый двор, где чаша переставляется на шлаковоз с механизмом опрокидывания.
Шлаковоз состоит из чаши, опорного кольца, рамы шлаковоза с автосцепкой, ходовых двухосных тележек. Для предохранения от опрокидывания шлаковоза во время слива шлака он снабжен клещевыми захватами, прикрепляющимися к рельсам железнодорожного пути, площадки для короба под мусор.
Чаша представляет собой конусную со сферическим днищем отливку из углеродистой стали. Чаша предназначена для транспортирования шлака.
На опорной поверхности чаши имеются углубления, с помощью которых они фиксируются на опорном кольце шлаковоза. В нижней части чаши расположены упорные площадки для замков, при помощи которых чаша фиксируется в опорном кольце при кантовке.
Опорное кольцо предназначено для установки и крепления на раме шлаковоза чаши.
Рама шлаковоза представляет собой сварную металлоконструкцию и служит для передачи нагрузки, приходящийся на нее, на ходовые колеса. По торцам рамы для соединения шлаковоза в железнодорожный состав установлены две типовые автосцепки СА-3.
Техническая характеристика.
Назначение – транспортировка шлакового ковша емкостью 16м из-под конвертора на шлаковый двор.
Характеристика пути – ограниченный прямой участок
Грузоподъемность, т 100
Скорость передвижения, км/час 2,6
Давление колеса на рельс, т 35
Тяговый двигатель Д-41, параллельного возбуждения, Рдв=13кВт; n=720об/мин; ПВ=40%; U=220В.
Редуктор механизма передвижения ВКУ-750М-45 i факт=44,8, в стальном корпусе.
Тормоз ТК-200 с электромагнитом МП-201
Электродвигатель подъема скребка АР-43-Б Рдв=1,1кВт; n=900об/мин, ПВ=100%
2.2 Условие работы шлаковоза. Виды и разрушений деталей и узлов
Механическое оборудование кислородно-конверторного цеха работает в тяжелых условиях. В результате действия разрушающих факторов технологических больших нагрузок, высокой температуре, запыленности и агрессивных сред. Многие детали и узлы подвергаются одновременному воздействию циклических нагрузок, высоких ударных нагрузок, высоких температур, такие условия нагрузок вызывают усталостные и термоустойчивые разрушения, динамические изломы и абразивный износ, усталостные изломы, появляются микротрещины. Большие нагрузки вызывают поломки деталей, запыленность и агрессивные среды вызывают повышенный абразивный и коррозионный износ деталей.
Наиболее изнашиваемые детали в механизме передвижения сталевоза являются ходовые колеса и вал ходовых колес, а также зубья муфты.
Ходовые колеса и валы подвергаются абразивному и усталостному износу.
Абразивный износ – проходит при трение скольжения и наличии абразивов в зоне контактов. Проявляется в виде многочисленных царапин, резаний плоскостей.
Усталостный износ – при определенных условиях циклически изменяющиеся напряжения могут вызывать в материале деталей необратимые изменения, приводящие к образованию и развитию трещин. Процесс постепенного накопления повреждений материала при действии повторно-переменных напряжений, вызывающих в конечном итоге разрушения деталей, принятого называть усталостью. Способность материалов сопротивляться разрушению при повторно-переменных напряжениях называется выносливостью. Внешним проявлением усталости металлов является возникновение и распространение при многократных нагрузках трещин, образование которых чаще всего начинается с поверхности нагруженной детали в тех местах, где имеются те или иные концентраторы напряжений. При этом трещины усталости проявляются не сразу, а постепенно.
Вал, ходовые колеса и зубчатые муфты подвергаются схватыванию 1 рода, усталостному износу.
Схватывание 1 рода – холодный задир, возникает при трение скольжения, малой скорости движения, больших ударных давлениях, при низких температурах. Проявляется в виде отдельных царапин при неустановившихся режимов работы.
Коррозионный износ - это самопроизвольный процесс разрушения вследствие физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Проявляется в виде ржавчины на поверхностях.
Коррозионно-механический износ возникает между плотно соприкасающимися поверхностями, находящихся под нагрузкой и совершающих вибрационные или колебательные движения при одновременном воздействии агрессивной среды, например кислорода воздуха. В результате в местах контакта окисные пленки под действием механических колебаний начинают отслаиваться, а благодаря высокой твердости действуют подобно абразивам. Этому виду износа подвергаются посадочные места подшипников качения, посадочные отверстия ступиц зубчатых колес, посадочные места болтовых, шпоночных, шлицевых соединений, открытые зубчатые передачи и барабаны.
Замена изношенных деталей вызывает значительные непроизводительные простои оборудования, требует изготовления большого количества запасных частей, сменного оборудования и выполнение больших объемов ремонтных работ.
Документация на ремонт
Для проведения текущего ремонта необходима следующая документация:
- проектная документация;
- ремонтная ведомость;
-проект организации работ (ПОР);
- графики выполнения подготовительных работ и производства ремонта;
- смета;
- приказ по цеху;
- наряд допуск;
- письменное разрешение на производство огневых работ.
Проектная документация это чертежи необходимые для выдачи заказов на изготовление деталей и выдачи заказов на стандартные изделия: метизы, болты. Чертежи необходимы для монтажа и демонтажа, для разборки и сборки.
Ремонтную ведомость составляет инженерно-технический персонал механослужбы производственного цеха в основном механики участка, не позднее чем за шесть дней до начала ремонта. В ремонтной ведомости приводится перечень механизмов, выполняемых по ним ремонтных работ и заменяемых деталей, объемы ремонтных работ и потребляемая рабочая сила.
Проект организации работ составляют заранее ремонтные организации, которые определяют сроки подготовки материалов и конструкции. Проект организации работ обеспечивает четкое взаимодействие всех исполнителей ремонта. В проекте организации работ предусмотрено следующее:
- организация руководство ремонтом;
- пути следования ремонтного персонала к местам работ;
- места складирования запасных частей и демонтируемых узлов;
- последовательность выполнения работ и порядок взаимодействия всех исполнителей;
- перечень мероприятий по технике безопасности;
- схемы, чертежи для установки монтажного оборудования;
Приказ о ремонте издается непосредственно перед началом ремонта. В приказе уточняется дата остановки агрегата, назначается начальник ремонта и его заместитель, уточняются обязанности служб и цехов завода по обеспечению ремонта.
Наряд-допуск-документ обеспечивающий высокий уровень организации безопасного ведения ремонта, повышающий ответственность лиц, обеспечивающих безопасность. В наряде-допуске указывается полный перечень мероприятий, которые необходимо выполнить, чтобы исключить возможность травматизма. В наряде-допуске расписываются лица, обязанные обеспечить безопасность, а именно:
- лицо выдающее наряд, отвечающее за достаточность мер безопасности;
- лица допускающие к работе, отвечающие за достаточность мер безопасности и полное их выполнение;
- лица выполняющие мероприятие (дежурный слесарь, дежурный электрик), отвечающий за полное и качественное выполнение мероприятий;
- лица согласовавшие наряд-допуск, отвечающие за достаточность мер безопасности по профилю своей работы;
- ответственный исполнитель, отвечающий за проверку выполнения всех мероприятий в полном объеме, за ознакомления персонала с условиями работы;
Наряд-допуск вручается исполнителю ремонта после выполнения указанных в наряде мероприятий, что подтверждено подписями всех ответственных лиц.
Получив наряд-допуск, ответственный исполнитель допускает к работе ремонтный персонал.
Ремонтная ведомость на ремонт механизма передвижения сталевоза представлена в Приложении А
2.4 Ремонт шлаковоза и технология ремонта наиболее изнашиваемых деталей
Текущий ремонт – частичная замена или восстановление быстро изношенных деталей и узлов.
Порядок демонтажа и разборки узла.
1. Подготовка к ремонту
2. Отсоединяем муфты от редуктора и ходового колеса.
3. Снимаем промвал
4. Приподнять и открутить болты, которые крепят буксы к раме
5. Вручную выкатить колесо из под сталевоза, поданкратив раму
6. Ревизия муфт, тормоза
7. Ревизия редуктора
8. Разборка узла ходового колеса.
8.1 Снять кожух
8.2 Раскручиваем болты и снимаем стопорную гайку и шайбу
8.3 Снять крышки подшипника №1 (левый)
8.4 Выприсовка подшипника №1
8.5 Снимаем внутренние крышки и втулки
8.6 Выпрессовываем колесо
8.7 Снимаем полумуфту
8.8 Снимаем стакан
8.9 Снимаем крышку
8.10 Снимаем шайбу с штопорной гайкой
8.11 Снимаем крышку подшипника
8.12 Снимаем подшипник
8.13 Снимаем внутренние крышки
8.14 Дефектовка детали
9. Ревизия и ремонт деталей.
10 Замена крепежных деталей (колесо, втулки) чистка уплотнения
11. Сборка узла ходового колеса.
12. Монтаж узла ходового колеса
13. регулировка (центровка с приводом)
14. Опробование и пуск.
Ремонт наиболее изнашиваемых деталей.
Ремонт волов.
При ремонте валов путем их обточки до ремонтного размера выполняют следующие операции: проверяют состояние центровых отверстий и при необходимости наносят их, закрепляют вал на токарном станке и обрабатывают изношенные цапфы до очередного ремонтного размера, после чего вал шлифуют.
Посадочное место под подшипником наплавляют электродуговой наплавкой с последующей механической обработкой.
Поломанные валы, как правило, заменяют новыми. В исключительных случаях их ремонтируют при помощи сварки, для чего на сломанных концах вала протачивают фаски, просверливают по центрам отверстия и вставляют в них общий стержень затем обе части вала закрепляют в специальном приспособлении, тщательного проверяют точность их установки и сваривают.
Ремонт шпоночных соединений.
Шпоночные канавки на валах исправляют обработкой до ремонтного размера, наплавкой с последующей механической обработкой или фрезерованием канавки на новом месте, расположение относительно старого под углом 90-120; изношенные шпонки заменяют новыми.
Ремонт муфт.
Ремонт муфт проводят при плановых остановках оборудования на ремонт, но не реже одного раза в 15 суток. Перед разборкой муфты проверяют наличие маркировки, а при ее отсутствие проводят кернение на полумуфтах с тем, чтобы сохранить при сборки их взаимное расположение.
В зубчатых муфтах наблюдается износ зубьев, смятие рабочих поверхностей шпонок и шпоночных пазов, износ или высыхание уплотнительных колец. Если износ зубьев по толщине превышает 30%от первоначального размера, то зубчатая муфта к эксплуатации не допускается. При трещинах на муфтах их заменяют. Нельзя подкладывать под муфту уплотнение при восстановление вал наплавляют, а муфту шлифуют.
Ремонт тормоза.
При ремонте тормозов проверяют прежде всего состояние тормозных колодок и обкладок. Если на колодках обнаружены трещины, особенно в приливах, крепящих колодки к рычагам, то колодки заменяют. Заменяют также колодки проводят переклепку тормозной обкладки, если ее износ достиг предельной величины или произошло срыв обкладок с заклепок; новая колодка с обкладкой при установке должна плотно облегать тормозной шкив по всей своей площади. Должно прилегание быть 80%, проверить полосками бумаги, если на шкиве царапины то шкив проточить на месте, зажав шкурку «0»
Ремонт ходового колеса.
Ходовые колеса, изготовлены из стали марки 65Г, наплавляют порошковой проволокой ПП25Х10Г10Т или наплавляют проволокой Нп-25ХГ10Т. Твердость наплавочного слоя находится в пределах 240-280НВ. Наплавка поддается механической обработке, слой самоупрочняется до твердости 54-56HRC.
Целесообразно некоторые детали заменяют новыми.
Технологические карты на изготовления (вала и ходового колеса) и их эскизы представлены в приложении Б.
Техническое обслуживание – есть комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности изделия при использовании по назначению, ожиданий, хранений и транспортировки.
В зависимости от объема, продолжительности и периодичности выполнения работы по техническому обслуживанию (ТО) подразделяются на следующие виды:
- ежесменное техническое обслуживание (ЕО-1);
- ежедневное техническое обслуживание (ЕО-2).
Профилактические осмотры при передачи смен выполняет эксплуатационный персонал.
Внутреннее обслуживание выполняет дежурный персонал.
Плановые осмотры выполняют инженерно технический персонал (мастера участка, механики цеха, зам начальник цеха по оборудованию).
Указания по техническому осмотру и проверки работоспособности:
-произвести проверку работы механизма передвижения: редукторов, зубчатых муфт, тормозов – не допускается появление постороннего шума; торможения шлаковоза должно быть плавным, без рывков. Проверку осуществляется на слух, визуально;
- произвести проверку работы механизма подъема скребка: редукторов, муфт – не допускается появление постороннего шума, утечка смазочного материала; проверку осуществлять на слух, визуально;
- произвести проверку щели троллейного тоннеля – не должно иметь повреждений и оторванных элементов; проверку осуществлять визуально.
Техническое обслуживание и ремонт.
Произвести внешний осмотр работающего оборудования: привод передвижения и привод скребка – появление постороннего шума, дребезжания, стука, звона, щелчков не допускается: движение должно быть плавным, равномерным; рельсового пути появление сквозных трещин, участков, залитых жидким металлом, не допускается: перекрытие щели троллейного тоннеля лента не должна иметь повреждений; токоприемного устройства – роликовой подъемник должен быть надежно закреплен к кронштейну.
Произвести очистку оборудования.
Произвести внешний осмотр неработающего оборудования шлаковоза несущих металлоконструкций рамы трещины по сплошному металлу и сворных соединениях не допускаются. Болты надежно закреплены; автосцепки, изломов на корпусе автосцепки, тяговом хомуте не должно быть.
Произвести смазочные работы.
2.5 Монтаж новых подшипников.
Установку новых подшипников начинают с их промывки в горячем масле в специальных ваннах с электро- или пароподогревом про 100°С. После тщательной очистки и промывки керосином детали подшипникового узла насухо вытирают и просушивают. Подшипники не допускают к сборке если обнаружены трещины и сколы(на кольцах, роликах и шариках), коррозия, раковины и шелушения на поверхностях качения, повреждения сепараторов и другие дефекты. Посадочные места проверяют на правельность геометрической формы по конусности и овальности, для чего измеряют микрометром и штихмасом в трех сечениях по длине и по трем диаметрам в каждом сечении. Затем проверяют посадочные поверхности корпусов на соосность: с помощью фальшвала при двух опорах; линейкой, наложенной на наружные кольца подшипников при снятых крышках при трех - четырех опорах; струнной и штихмасом или оптическим методом при многих опорах. На 1 м расстояния между опорами смещение осей расточек посадочных отверстий не должно превышать 0.1 мм.
