Баюл К. В. Розвиток наукових основ створення валкових пресів з розширеними технологічними можливостями та збільшеним ресурсом експлуатації

Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми створення валкових пресів з широкими технологічними можливостями та збільшеним ресурсом експлуатації для брикетування дрібнофракційних сировинних матеріалів в металургійній та суміжних галузях промисловості. Вперше встановлено взаємозв'язки та отримано аналітичні залежності величини зносу валків з параметрами брикетування. Розроблено новий метод прогнозної оцінки параметрів брикетування при різному ступеню зносу бандажів. Використання запропонованого методу дозволить підвищити ресурс експлуатації бандажів валкових пресів. Вперше встановлено взаємозв'язки між напруженнями в ущільнюваній шихті і пружною післядією з урахуванням конфігурації пресуючих поверхонь. Розроблено експериментально-аналітичний метод та математичну модель визначення величини і оцінки впливу пружної післядії на якість брикетів. Використання методу дозволяє визначати раціональні геометричні параметри формуючих елементів та моделювати нові типи їх модифікації. На основі трансформованого методу аналізу ієрархій розроблено метод та математичну модель для вибору раціональної конфігурації пресуючих поверхонь валків, які враховують зв'язки геометричних параметрів формуючих елементів з характеристиками процесу брикетування і показниками експлуатації бандажів. Розвинені уявлення про вплив швидкості пресування шихти в осередку валкового преса на енергосилові параметри процесу брикетування. Встановлено закономірність опору шихти стисканню, яка в загальному випадку описується рівнянням p=kn·a·Kyb, де kn – поправочний коефіцієнт, який враховує вплив швидкості пресування. Отримані з урахуванням розрахованого поправочного коефіцієнту криві ущільнення, що є інтегральними відображеннями властивостей шихти, дозволяють для обраної швидкості пресування (частоти обертання валків) оцінити величину тиску, що розвивається в осередку деформації і, відповідно, максимально можливий коефіцієнт ущільнення. Отримали подальший розвиток теоретичні уявлення про взаємозв’язок конструктивних параметрів шнекового підпресовника з параметрами процесу брикетування у валковому пресі. Запропоновано математичну модель визначення раціональних конструктивних і енергосилових параметрів шнекового підпресовника, яка враховує фізико-механічні властивості шихти, що брикетується, режими роботи валкового преса та дозволяє обґрунтувати умови застосування підпресовника. Розроблено основні положення створення конструкцій валкових пресів на базі структурно-параметричного синтезу та аналізу. Запропонована ієрархічна структура декомпозиції валкових пресів, яка заснована на класифікації їх компонувальних і конструктивних рішень за модульним принципом. Розроблено алгоритм структурно-параметричного синтезу і спосіб його реалізації до пошуку раціональної конструкції валкових пресів. Впроваджено: технічна документація та рекомендації щодо виготовлення вдосконалених конструкцій валкових пресів (ДП «/Експериментально-виробниче підприємство Інституту чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України за участю підприємств-партнерів); технології брикетування карбіду кремнію та вдосконаленої конструкції валків преса (ТОВ «П'ятихатський завод металургійних сумішей»); експериментально-промислового шнекового підпресовника валкового преса для брикетування вуглецевих енергетично цінних дрібнофракційних матеріалів (ТОВ «Промбрикет»); рекомендацій щодо вдосконалення конструкції шнекового підпресовника та лінії приводу преса (ТОВ «Біогумос»); технології виробництва ущільненого продукту з дрібнофракційних та пиловидних залізовмісних вторинних матеріалів (ПАО «ММК Ілліча», ПАО «Азовсталь»).