Development of a welded structure and a technology for manufacturing a smoke valve casing ID 2000 for use in a blast furnace

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The aim of this work is to develop a welded structure and a technology for manufacturing a smoke valve casing ID 2000 for use in a blast furnace to substitute the previously used cast design from 35L steel. The proposed large-size structure (3742 x 3020 x 3275 mm) should provide a strong and tight connection of three thick-walled (to 40 mm) rolled shells. The development of the structure and its elements was carried out using three-dimensional modelling in the Compass-3d software. The joining zones of the shells are designed as bent transition elements with a double curvature. It was found that the use of technological allowances when bending the cylindrical shells of sectors makes it possible to obtain parts with the required accuracy (a deviation in diameter not higher than 5 mm). The rolling of the shells having a complex curved line of joining can be performed on a rectangular workpiece. A curved joining line with the sections having a length of 150-170 mm and cross-connections of 50-70 mm is cut out on the workpiece using a computerized flame-cutting machine. It was shown that the removal of the cross-connections by manual gas cutting and preparation of edges for welding can be performed only after rolling and welding of the straight joint of the shell. Techniques for fitting the double-curved segments during assembling using special hydraulic struts were elaborated. These techniques were used to develop a technology for manufacturing a welded casing structure. Due to the optimization of the casing design, its weight was reduced by 5.5% compared to that produced by casting. Using the developed technology, two valves were manufactured to replace obsolete valves at the largest blast furnace (5500 m3) in Europe "Severyanka", PJSC Severstal. The described technical solutions provided a significant reduction in the labour intensity of manufacturing the presented structure, at the same time as ensuring its high quality and optimized weight compared to that produced by casting.

Sobre autores

A. Pyatovsky

Irkutsk Heavy Machinery Plant - Engineering LLC

Email: pyatovskii_a@mail.ru

V. Broido

Irkutsk National Research Technical University

Email: broidolv@gmail.com

Bibliografia

  1. Щиренко Н.С. Механическое оборудование доменных цехов. М.: Изд-во «Металлургиздат», 1962. 525 с.
  2. Рыжков Н.И. Производство сварных конструкций в тяжелом машиностроении: организация и технология: 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во «Машиностроение», 1980. 376 с.
  3. Liu Yun Qiang, Lv Yong. Study on the Welding of Feeder Hopper and Cylinder Instead of Casting Process // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 599-601. Р. 486-488. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.599-601.486
  4. Схиртладзе А.Г. Определение целесообразности замены цельнолитых крупногабаритных заготовок сварно-литыми // Технология металлов. 2007. № 1. С. 18-22.
  5. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций. М.: Изд-во «Высшая школа», 1971.760 с.
  6. Giarratani F., Gruver G., Jackson R. Clusters, agglomeration, and economic development potential: empirical evidence based on the advent of slab casting by U.S. steel minimills // Economic Development Quarterly. 2007. Vol. 21. No. 2. Р. 148-164. https://doi.org/10.1177/0891242406298833
  7. Патон Б.Е. Современные направления исследований и разработок в области сварки и прочности конструкций // Автоматическая сварка. 2003. № 10-11. С. 7-13.
  8. Литвинов А.П., Дерломенко В.В. Свариваемость и работоспособность сварных соединений // Автоматическая сварка. 2009. № 9. С. 50-56.
  9. Delkhosh E., Khurshid M., Barsoum I., Barsoum Z. Fracture mechanics and fatigue life assessment of box-shaped welded structures: FEM analysis and parametric design // Welding in the World. 2020. Vol. 64. No. 9. P. 1535-1551. https://doi.org/10.1007/s40194-020-00945-9
  10. Bull J.W., Woodford C.H., Christie W.C., Neau E., James M.N. The low stress design of welded plates using the self-designing structures approach // Computers & Structures. 2000. Vol. 78. No. 1-3. Р. 487-496.
  11. Стеклов О.И., Антонов А.А., Севостьянов С.П. Обеспечение целостности сварных конструкций и сооружений при их длительной эксплуатации с применением реновационных технологий // Автоматическая сварка. 2014. № 6-7. С. 7-12.
  12. Чутов Е.И., Иванцов Н.В. Совершенствование сварных конструкций применением литых заготовок // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016. Т. 1. № 12. С. 452-453.
  13. Гончаров Н.Г., Колесников О.И., Юшин А.А., Гриднев С.М., Временко А.В., Финатов Д.Н.. Использование велдолетов в качестве тройниковых соединений при строительстве, реконструкции и ремонте трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. № 3. С. 60-64.
  14. Nega Hailemariam Fisseha, Hui Yang, Ying Gao. Weld design of vehicle bodies and analysis of welded butt and t-joints using Simufact // International Journal of Science and Research. 2015. Vol. 4. Iss. 7. Р. 420-427.
  15. Sulaiman M.S., Manurung Yu.H.P., Haruman E., Bin Abdul Rahim M.R., Redza M.R., Lidam R.N.Ak., et al. Simulation and experimental study on distortion of butt and t-joints using weld planner // Journal of Mechanical Science and Technology. 2011. Vol. 25. Iss. 10. Р. 26412646. https://doi.org/10.1007/s12206-011-0701-8
  16. Москвичев В.В. Ресурсное проектирование и безопасность крупногабаритных сварных конструкций // Сварка в России - 2019: современное состояние и перспективы: тезисы докладов Международной конференции, посвященной 100-летию Б.Е. Патона (г. Томск, 3-7 сентября 2019). Томск: Изд-во ИФПМ СО РАН, 2019. С. 209.
  17. Бройдо В.Л., Блохнин В.А. Технология изготовления корпуса дымового клапана Ду 2000 доменной печи // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): матер. VI Всерос. науч.- техн. конф. с междунар. участием (г. Иркутск, 25-27 апреля, 2016 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. С. 273-280.
  18. Фетисов В.П. Оценка пластичности при деформации углеродистой стали // Литье и металлургия. 2019. № 3. С. 85-88. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2019-3-85-88
  19. Винокуров В.А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.
  20. Вовчук И.П., Шишватова О.В. Конструкторскотехнологическое решение получения литой заготовки с удовлетворительной свариваемостью // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016. Т. 1. № 12. С. 422-424.
  21. Лоза А.В., Чигарев В.В., Шишкин В.В. Повышение качества стальных лито-сварных конструкций // Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2016. № 33. С. 107-113.
  22. Новокрещенов С.А. Пути улучшения качества сварных соединений // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2018. Т. 7. № 7. С. 152-156.
  23. Ющенко К.А. Свариваемость и перспективные процессы сварки материалов // Автоматическая сварка. 2004. № 9. С. 39-44.
  24. Радченко М.В., Радченко В.Г. Специфика производства сварных изделий и конструкций: монография: в 2 ч. Ч. 2. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. 204 с.
  25. Слепцов О.И., Сивцев М.Н., Слепцов Г.Н., Харбин Н.Н., Эверстов М.М. Разработка ремонтно-сварочных технологий для восстановления узлов горнодобывающей техники в условиях естественно низких температур // Сварка и диагностика. 2019. № 1. С. 28-31.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).