Мартеновские печи

Содержание

 

Введение	3
1 Основные понятия надежности	5
2 Описание технологической схемы производства	7
3 Анализ структуры и элементов технической системы	9
3.1 Декомпозиция основного элемента мартеновского цеха	9
3.2 Характеристика элементов	10
4 Анализ возможных отказов  технической системы	15
4.1 Взаимодействие и взаимосвязь  основных элементов мартеновской  печи	15
4.2 Возможные отказы технической  системы	16
5 Предварительный анализ  опасностей	21
5.1 Приборы безопасности  мартеновского производства	22
6  Построение дерева  отказов	24
7  Мероприятия по повышению  надежности мартеновской печи	30
Заключение	33

 

 

Введение

 

В настоящее время исследование технических систем на надежность является актуальным вопросом. Надежность является важнейшим технико-экономическим показателем качества любого технического устройства или системы. В связи с этим при широком применении машин и исполнительных механизмов в системах автоматического управления производственными процессами технический уровень производства в большей степени определяется надежностью этих машин и систем.

Общей характеристикой показателей  надёжности является то, что они  имеют вероятностную природу  и характеризуют вероятность  наступления определённого события  или выполнения заданных требований.

Оценки надёжности дают достаточно полное представление о качестве (эффективности) функционирования технического объекта (системы) в определённых условиях эксплуатации – нормальных условиях.

Для сложных  систем  анализ может производиться методом дерева отказов. Он заключается в построении и анализе модели надежности (безопасности), представляющей собой логико-вероятностную модель причинно-следственных связей отказов исследуемой системы с отказами ее элементов и прочими воздействиями. Основными достоинствами метода являются: высокая наглядность представления результатов анализа; возможность выполнять как качественный, так и количественный анализ безопасности системы; возможность  показать в явном виде ненадежные места системы. Недостатки «дерева отказов» состоят в следующем: реализация метода требует значительных затрат средств и времени; дерево отражает только два состояния системы: рабочее и отказавшее; дерево отказов описывает систему в определенный момент времени.

Надежность сложного оборудования зависит в первую очередь от надежности работы его элементов.

Теория надежности машин  и систем развивается относительно недавно и поэтому не может  еще претендовать на законченность. Некоторые вопросы этой теории еще  недостаточно разработаны и нуждаются  в уточнении. Имеющиеся опубликованные неполные статистические данные об уровне надежности различных типов эксплуатируемых  машин и систем в настоящее  время в связи с интенсивным  развитием новых методов проектирования и производства уже недостаточно полно отражают фактическое состояние проблемы надежности, в особенности на фоне совершенствования конструкций, появления новых материалов для них и т.д. Теория надежности машин и систем охватывает широкий круг вопросов, отражающих общую теорию надежности, вопросы проектирования, технологии производства и эксплуатации этих систем. В связи с этим ознакомление с этой проблемой требует знаний в области конкретных изделий и математической подготовки.

Целью курсового проекта  является исследовать техническую  систему на предмет безопасности, на примере, мартеновского отделения сталелитейного производства. Для этого необходимо выполнить следующие задачи:

-Изучение мартеновского отделения сталелитейного производства как технической системы (назначение, строение, взаимосвязь основных  конструктивных элементов, основные технические характеристики)

-Приобретение навыков по системному анализу и декомпозиции мартеновской печи как технической системы

-Выявление возможных повреждений и отказов, при возникновении которых утрачивается работоспособность данной технической системы.

-Разработка мероприятий по достижению надежности технической системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Основные понятия надежности

 

Объект - это предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, производства, эксплуатации, изучения, исследования и испытаний на надежность. Объектами могут быть системы и их элементы, в частности технические изделия, устройства, аппараты, приборы, их составные части, отдельные детали и т.д.

Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Исправность - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией (НТД).

Работоспособность - состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения основных параметров, установленных  НТД.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его применение по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Система - это объект, представляющий собой совокупность элементов, взаимодействующих в ходе выполнения определенного круга задач и взаимосвязанных функционально.

Элемент системы - объект, представляющий собой простейшую часть системы, отдельные части которого, не представляют самостоятельного интереса в рамках конкретного рассмотрения.

Безотказность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособлении к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказа, повреждений и поддержанию, и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неисправное состояние - состояние объекта, при котором он не соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неработоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Дефект - каждое отдельное несоответствие объекта установленным требованиям.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Техническое обслуживание - комплекс операций или операция по поддержанию работоспособного или исправного состояния объекта при использовании по назначению, ожиданию, хранении и транспортировке.

Восстановление   работоспособного    состояния    объекта - операция   по определению места и характера отказа, замены, регулирования и контроля технического состояния элементов объекта и заключительных операций контроля по работоспособности объекта в целом.

Обслуживаемый объект - объект, для которого проведение технических обслуживаний предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Необслуживаемый объект - объект, для которого проведение технических обслуживаний не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Восстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Невосстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Ремонтируемый объект - объект, для которого проведение ремонтов предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Неремонтируемый объект - объект, для которого проведение ремонтов не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

 

 

2 Описание технологической схемы производства

 

Мартеновская печь по устройству и принципу работы является пламенной отражательной регенеративной печью. В плавильном пространстве сжигается газообразное топливо или мазут. Высокая температура для получения стали в расплавленном состоянии обеспечивается регенерацией тепла печных газов.

 

 

 

1 - расплавленный  металл; 2 - расплавленный шлак; 3 - свод; 4 - под; 5 - задняя стенка- 6 - передняя стенка; 7- загрузочные окна. 8 - выпускная летка для металла и шлака; 9 - огнеупорный материал; 10 - воздушный регенератор: 11 - газовый регенератор; 12 - рабочий уровень площадки; 13 и 13' - каналы для подвода воздуха и отвода продуктов горения; 14 и 14' - каналы для подвода газа и отвода продуктов горения, 15 - перекидные клапаны; 16 - головка; 17 - дымовой канал; 18 - тележка для шлака; 19 - водоохлаждаемые кислородные фурмы

 

Рисунок 1 - Схема устройства мартеновской печи

 

Поперечный разрез мартеновского  цеха показан на рисунке 2. Металл из печи через отверстие 5 выпускают по желобу в разливочные ковши 4. Загрузка печей производится специальным  крановыми или напольными завалочными машинами 10. Материалы подаются в печь металлическими ящиками-мульдами 7. Доставляются материалы с шихтового двора на рабочую площадку вагонетками 8. Готовая сталь краном разливается из ковшей в изложницы 2. Изложницы устанавливаются на тележках или в специально оборудованных канавах.

 

Рисунок 2 - Поперечный разрез мартеновского цеха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Анализ структуры и  элементов технической системы

 

 

Техническая система - это  совокупность упорядоченно взаимодействующих  элементов, обладающая свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных  элементов и предназначенная  для выполнения определенных полезных функций.

Таким образом, техническая система  имеет 4 главных (фундаментальных) признака:

- функциональность (системы созданы для каких-то целей, то есть выполняют полезные функции);

- целостность (системы состоят из частей, элементов, то есть имеют структуру);

- организация (элементы системы имеют связи друг с другом, соединены определенным образом, организованы в пространстве и времени);

- системное качество (каждая система в целом обладает каким-то особым качеством, неравным простой сумме свойств составляющих ее элементов, иначе пропадает смысл в создании системы - цельной, функционирующей, организованной).

 

 

3.1 Декомпозиция основного  элемента мартеновского цеха

 

Таблица 1 - Классификация элементов технической системы

Элемент технической системы	Классификация
	Основной	Вспомогательный
1	2	3
Регенератор воздушный	+
Регенератор газовый	+
Шлаковик	+
Рабочее пространство печи	+
Подина печи		+
Головки печи	+
Перекидные клапаны	+
Свод печи		+
Загрузочные окна		+
Выпускная летка для металла и шлака		+
Каналы для подвода воздуха и отвода продуктов горения	+
Каналы для подвода газа и отвода продуктов горения	+
Дымовой канал		+
Тележка для шлака		+
Водоохлаждаемые кислородные фурмы		+