Studio di un dispositivo di aggancio e di montaggio di un convertitore AOD

Committente	ERASTEEL www.erasteel.com/fr
Studio/Calcoli	ATI COM
Integratore	ATI COM

Parametri del modello

• Lunghezza: 7303 mm
• Larghezza: 5956 mm
• Altezza: 5974 mm
• Superfici: 575
• Numero di aste: 466
• Solidi: 14
• Nodi: 2342

Modello

Nelle acciaierie, il processo AOD (decarburazione con ossigeno ad argon) consente la raffinazione di acciai inossidabili e acciai legati fusi all'interno di un contenitore specifico: un convertitore.

Struttura

Il convertitore è costituito da un involucro in acciaio refrattario, che supporta forti gradienti di temperatura, e numerosi strati di materiali refrattari forniscono isolamento termico tra il bagno di fusione e l'involucro.

Il convertitore è tenuto su una cinghia/flangia per mezzo di 6 bulloni speciali, che garantiscono un bloccaggio permanente in tutte le direzioni richieste dalle fasi del processo.

Questi bulloni di grandi dimensioni (M64), devono essere inseriti all'interno della cintura tramite piccole asole, quindi sollevati a una distanza adeguata per completare il montaggio. Il cambio regolare del convertitore per la sostituzione di materiali refrattari rende questa attività difficile.

Inoltre, il progetto consiste nello studio di un fissaggio alternativo che non richiede più l'inserimento e la manutenzione manuale dei pesanti perni nella cinghia/flangia. Dopo l'analisi delle proposte del cliente, viene proposta e adottata una soluzione che usa gli assi di rotazione al di fuori della flangia. Mentre il guadagno in termini di ergonomia è significativo (l'accessibilità agli elementi è fortemente migliorata e gli sforzi da fornire diminuiti), le tensioni meccaniche sono aumentate della distanza tra gli elementi di fissaggio.

L'intero involucro esistente è stato quindi modellato nella sua versione originale, sulla quale sono state apportate le modifiche necessarie: aggiunta di piastre, rinforzi, fazzoletti, assali, rettifica di elementi in collisione e posizionamento di accessori periferici.

Una volta completato il modello 3D, all'interno dell'assieme è stata eseguita una rifusione completa nelle superfici mediane per le lamiere e nelle superfici esterne per i solidi, rispetto ad un'esportazione in un file *sat per l'integrazione in RFEM 5.

Integrazione in RFEM 5

Questa prima importazione non era riuscita a causa della modellazione precisa degli strati refrattari, che generava un gran numero di superfici e linee, che erano sovrapposte, sfalsate o assenti. Dopo diversi tentativi di ripulire il modello, peraltro senza successo, è stata presa la decisione di eseguire una nuova esportazione da uno schizzo 3D contenente solo i bordi del modello CAD. Ciò ha comportato una ricostruzione manuale, delicata e noiosa di tutte le superfici in RFEM, per mezzo di modelli quadrangolari e di altri poligoni e superfici definite dal contorno. La modellazione è stata molto complessa, perché il convertitore ha superfici coniche o componenti cilindrici con rilievi e alcuni elementi hanno aperture di geometria complessa su superfici non planari.

Questo passaggio è stato necessario per modellare la distribuzione delle masse di refrattario e di acciaio fuso all'interno del convertitore nel modo più accurato possibile, per tutte le direzioni chiave. Poiché il carico permanente è l'unica sollecitazione applicata al modello, era essenziale che le geometrie rispettassero il più fedelmente possibile la situazione reale.

La seconda complessità invece era quella di modellare l'interazione del convertitore sulla cinghia/flangia simulando un contatto scorrevole con collegamento stretto e dei punti di arresto. Ci sono volute diverse iterazioni per trovare un modello stabile funzionante in modalità non lineare, il che significa più calcoli iterativi e più lunghi rispetto all'approccio lineare.

I risultati ottenuti sono stati utilizzati per verificare l'assemblaggio esistente da un lato e la soluzione proposta dall'altro.

Posizione del progetto

03600 Commentry