Размещено на http://allbest.ru

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Институт открытого дистанционного образования

Кафедра «Техники, технологии и строительства»

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ МАРКИ 08Х13

Юургу - 22.03.02.2022.00000 ОТЧЕТ ПО НИР

Руководитель НИР

К.т.н, доцент

Т.В. Баяндина

Автор проекта:

Студент группы ДО-312

С.К. Белобров

Челябинск 2022

Министерство высшего образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

Учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет (НИУ)»

Институт открытого и дистанционного образования

Кафедра «Техника, технологии и строительство»

Направление 22.03.02 «Металлургия»

ЗАДАНИЕ

На научно-исследовательскую работу

Белоброва Сергея Константиновича

Группа доз-312

Дисциплина «Научно-исследовательская работа - 2»

· Тема работы «Производство стали марки 08Х13 »

· Срок сдачи студентом законченной работы 22 января 2022 год.

· Провести патентно-информационное исследование по теме НИР и составить отчет по НИР.

· Перечень вопросов, подлежащих разработке:

· Описание и назначение стали марки 08Х13

· Технологическая схема производства стали и описание технологии

· Выбор оборудования для выплавки стали

Руководитель НИР, к. Т. Н., доцент Баяндина Т.В.

Студент Белобров С.К.



АННОТАЦИЯ

Белобров С.К. Производство стали марки 08Х13, 2022, доз-312, 25 с, 3 таблицы, 4 рисунка, библиогр. Список - 7 наим.

Целью научно-исследовательской работы является анализ производства стали марки 08Х13.

Всего в пояснительной записке: 3 раздела, 25 страниц, 3 таблицы,4 иллюстрации, список литературных источников.

В работе рассмотрены: описание и назначение стали 08Х13, технологическая схема производства и описание производства стали, выбор оборудования для выплавки стали 08Х13.

Определены оборудование и оптимальная схема получения стали марки 08Х13.

Целью технологической части научно-исследовательской работы является изучение производства стали 08Х13 и выбор оборудования для выплавки стали.

Задачи:

- Обзор и описание назначения стали

- Описание технологической схемы производства стали;

- Выбор оборудования ,необходимого для выплавки стали



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Описание и назначение стали 08Х13

1.1 Описание сплава

1.2 Назначение выплавляемой стали 08Х13

2. Технологическая схема производства и описание технологии

3. Выбор оборудования для выплавки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК



ВВЕДЕНИЕ

Нержавеющая сталь - это сплав железа с хромом. Её антикоррозийные свойства появляются благодаря наличию на поверхности металла слоя оксида хрома. Этот защитный слой очень устойчив и даже после механического или химического повреждения быстро приобретает свой прежний вид и антикоррозийные качества металла остаются без изменений.

Мало какой материал конкурирует с коррозионностойкой сталью, так как область её применения достаточно широка, это машиностроение, строительство, бытовые приборы, электроника и т.д.

Поэтому в научно исследовательской работе объектом исследования выбрана сталь марки 08Х13.

Предметом исследовательской работы является анализ технологии производства стали 08Х13.

По ходу работы выбрана оптимальная технология выплавки и разливки стали марки 08Х13. Рассмотрена технологическая схема производства и ее описание.

В работе уделено внимание выбору оборудованию и типу выплавки стали.

Целями данной работы являются:

- Изучение стали: описание свойств и назначения, технологии выплавки и изучение технологической схемы стали 08Х13;

- Изучение оборудования, применяемого для производства конструкционной стали;

В соответствии с поставленными целями в работе необходимо решить следующие задачи:

- Изучение и описание выбранной для производства марки стали 08Х13;

- Изучение существующей технологической схемы и технологии производства стали;

- Составление технологической карты производства стали 08Х13;

- Выбор оборудования для выплавки и способа выплавки.



1. Описание и назначение стали 08Х13

1.1 Описание стали

Нержавеющая сталь 08Х13 относится к группе ферритных сплавов. Обладает хорошими показателями устойчивости к коррозии, выдерживает высокие температуры.

Сталь 08Х13 производится по госту, который предписывает соблюдение определенных технологий изготовления и химический состав сплава. Установленный регламент в отношении процентного соотношения каждого элемента является неизменным и присутствие каждого соединения влияет на конкретные физико-механические свойства.

Состав стали включает следующие компоненты:

· Углерод - 0,08%;

· Хром - 14%;

· Марганец- 0,8%;

· Никель - 0,6%;

· Фосфор - 0,03%;

· Сера - 0,025%;

· Кремний - 0,8%;

Основа сплава - железо, а добавление легирующих соединений улучшает показатели прочности и коррозионной стойкости. [1]

Сталь 08Х13 - универсальная и широко используемая наравне с 12Х18Н10Т и AISI 304, но имеет немного большую прочность; свариваемость - хорошая, но из-за отсутствия титана сварочный шов (кроме контактной сварки) подвержен межкристаллитной коррозии.

Сталь используется более широко при необходимости в последующей термической обработке (закалке) и холодной деформации, в качестве деталей печной арматуры, теплообменников, муфелей, роторов, патрубков и коллекторов выхлопных систем, электродов искровых зажигательных свечей и проч.; слабомагнитна, в термообработанном состоянии практически немагнитна; хорошая сопротивляемость атмосферной и межкристаллитной коррозии в совокупности с жаростойкостью, стабильностью, прочностью, легкостью обработки, возможностью использования в широком диапазоне температур сделали эту марку стали одной из самых производимых и используемых в различных отраслях промышленности, в том числе для изготовления деталей машин и аппаратов продовольственного и торгового машиностроения, товаров народного потребления не подвергаемых сварке (кроме точечной) проволока стали марки 12Х18Н9 используется для изготовления сварных нержавеющих сеток по ТУ 1276-001-38279335-2012, тканых сеток по ГОСТ 3826-82, плетеных транспортерных сеток ТУ 25.93.13-001-15878725-2018, тканых сеток по ТУ 1276-003-38279335-2013, тканых сеток из рифленой проволоки по ТУ 1276-002-38279335-2013 и др.

Сталь по госту применяется в сварных конструкциях, которые подвержены влиянию кислотосодержащих сред и атмосферным факторам разной интенсивности. Помимо этого, сплав можно встретить в качестве компонентов емкостного и теплообменного оборудования. Высокий рабочий диапазон температур дает возможность использовать данный материал для производства деталей криогенной техники. [2]

Одна из основных областей использования - производство труб и соединительных элементов для трубопроводных систем разного назначения. Сплав пользуется повышенной востребованностью в нефтяной и химической промышленности, так как большая часть оборудования на таких предприятиях состоит из трубопроводов. Металлические трубы служат для передачи рабочих сред и отвода различных химических компонентов, которые могут быть довольно агрессивными по отношению к металлу. Данная сталь показывает высокие результаты прочности при одновременном воздействии высокой температуры и кислой среды, сохраняя структуру и прочность поверхность. Даже резкие перепады температур или ударные нагрузки не вызывают трещин, что также относят к преимуществам данного сплава.Металл хорошо поддается сварке, но для получения ровного и герметичного шва необходимо следовать определенным рекомендациям. Состав сплава может содержать разное процентное соотношение железа, и выбор метода сварки зависит от этого фактора. Например, некоторые варианты хорошо поддаются сварке без предварительного нагрева поверхности, в других случаях необходимо провести отжиг ил подогрев покрытия до 300 градусов. [3]

Рекомендуемая рабочая температура: от -196°C до 800°С с весьма длительным сроком службы, при наличии агрессивных сред до +350°С; температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде: 850°С; согласно ГОСТ 5632-72 сталь классифицируется как жаростойкая

Сетка и проволока из нержавеющей стали марки 12Х18Н9 обладает хорошей сопротивляемостью к атмосферной и межкристаллитной коррозии в том числе в среде насыщенного пара, при эксплуатации в условиях высоких и низких температур и в агрессивных средах, в растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей, в морской воде; сталь марки 08Х13 рекомендована гостом 5632-72 к применению как коррозионностойкая и жаростойкая; применяется в средах с большой агрессивностью; сталь марки 08Х13 неустойчива в серосодержащих средах

Сталь производится методом выплавки, а для повышения твердости проводится закалка заготовок. Так как основная сфера применения - изготовление металлических деталей, то сортамент представлен следующими продуктами:

· Пруток (ГОСТ 5949-75);

· Лист (ГОСТ 7350-77);

· Лента (ГОСТ 4986-79);

· Проволока (ГОСТ 18143-72);

· Труба (ГОСТ 9940-81).



1.2 Характеристики и свойства

Сталь СВ 08Х13 имеет следующие особенности:

· Высокая технологичность;

· Коррозионная стойкость;

· Механическая прочность;

· Химическая инертность.

Металл легко поддается горячей деформации, что делает возможным изготовление деталей сложной формы и конфигурации. Нагрев заготовок разрешен до предела в 1270 градусов по Цельсию, и скорость охлаждения может быть различной. Помимо термического воздействия, сталь хорошо переносит холодную пластичную деформацию и закалку. Повышение прочности металлических изделий достигается благодаря отжигу при температуре в 900 градусов. [5]

Таблица 1.

Механические свойства и термическая обработка стали марки 08Х13

Отличительная особенность стали 08х13 заключается в высокой степени свариваемости. Для соединения отдельных элементов можно использовать различные методы сварки и сварное оборудование.

Так как сортамент стали представлен разными категориями, то и технологии обработки каждого вида продукции зависят от набора нужных качеств. Например, закалка прутков производится при температуре до 1100 градусов по Цельсию, а охлаждение заготовок производится на открытом воздухе. Если же необходимо повысить прочностные характеристики листов, то температура закалки достигает 1120 градусов и зависит от толщины заготовки. Охлаждаются стальные листы в воде, а после этого поверхность металла может быть подвергнута шлифовке. [4]

1.3 Назначение стали

Применяется для изготовления деталей, эксплуатируемых в слабоагрессивной среде: клапанов, болтов, лопаток паровых турбин.

Сталь 08Х13 применяют в качестве коррозионностойкого конструкционного материала, в том числе, сварных деталей и изделий с заданными требованиями по пластичности и ударной вязкости. Обладает сопротивляемостью к слабоагрессивным средам. Применяется как жаростойкий (окалиностойкий) материал для работы при температурах до 750-800 єс. [5]

Таблица 2.

Примерное назначение стали 08X13 (ГОСТ 5632-2014)

Назначение	Рекомендуемая температура применения, °С	Срок службы	Температура начала интенсивного окалинообразования в воздушной среде, °С
Лопатки паровых турбин, клапаны, болты и трубы	650	Ограниченный	750



2 Описание технологий выплавки стали 08Х13 и технологическая схема выплавки

При выплавке в дуговых печах стали 08Х13 используют разные методы:

Выплавка нержавеющей стали методом полного окисления

Первоначальный технологический процесс выплавки стали 08Х13 был аналогичен процессу плавок прочих легированных марок сталей. Он предусматривал проведение полного окисления примесей и рафинирования ванны под белым шлаком. Основные положения этой технологии были разработаны в довоенное время для плавки стали в небольших печах (5--6-т). Шихту составляли из чистого углеродистого лома, никеля и передельного чугуна из расчета получения в первой пробе 0,7-- 0,8% С, 0,6--0,7% Мn и 13,0--14,0% Ni. Окислительный период проводили до получения в металле не более 0,04--0,05%, после чего шлак начисто скачивали.[2] Содержание марганца в процессе кипения ванны поддерживалось не менее 0,20% систематическими присадками ферромарганца. Общая продолжительность окислительного периода составляла около 2 ч. После скачивания шлака давали металлический марганец, сухой речной песок для образования под электродами тонкой пленки шлака для предохранения металла от науглероживания, а затем известь и плавиковый шпат. Через 8--10 мин от включения печи давали около 1 кг/т А1, после 30--40 мин жидкоподвижный шлак раскисленым 75%-ным ферросилицием до получения го металла. Кокс в период рафинирования безуглеродистым феррохром марки ФХ 005 в несколько приемов в хорошо нагретый металл. Расплавление феррохрома длилось 1,5--2 ч. После расплавления феррохрома продолжали раскисление ванны молотым ферросилицием до получения светлого рассыпающегося в порошок шлака.[1]

Основным недостатком этого метода была необходимость сильного нагрева металла перед присадкой феррохрома, а затем продолжительное плавление его и вновь нагревание ванны до необходимой при выпуске температуры. Это приводило к сильному износу футеровки печи и особенно

Свода, который в то время выкладывался только из динасового кирпича и на плавке сильно оплавлялся.

Оплавление свода сказывалось на шлаках, они становились кислыми, что требовало больших присадок извести. Образовывалось большое количество шлака, что в свою очередь затягивало расплавление феррохрома и расстраивало нормальный ход рафинирования.

Чрезмерно большое количество присаживаемой во время рафинирования извести способствовало поглощению металлом водорода. В результате сталь получалась насыщенной газом, слитки были свищеватыми и не всегда могли быть пригодными для дальнейшего передела Были случаи, когда на плавке происходило проедание металлом подины или откосов и печь аварийно выходила из строя. Вследствие этих недостатков выплавка стали 08Х13 с полным окислением не нашла широкого распространения[2].

Выплавка нержавеющей стали методом частичного окисления

Желание избежать длительного периода окисления привело к разработке метода частичного окисления. Сущность метода состоит в изготовлении низкоуглеродистого мягкого железа в самой электропечи в процессе плавки. Для этого в качестве шихты использовали низкоуглеродистое железо, содержащее 0,10--0,15% С[2].

Завалку начинали с загрузкой на подину извести (1,5--2% от массы шихты), поверх которой заваливали никель и шихтовое углеродистое железо.

За 15--20 мин до полного расплавления давали порцию железной руды (1,5--2% от массы шихты) и отбирали пробу металла на углерод. После полного расплавления давали еще одну-две порции руды в зависимости от содержания углерода. По достижении содержания 0,03--0,04% С окислительный шлак скачивали начисто. Далее плавку вели под глиноземистым или известковым шлаком. Выбор характера шлака зависел от содержания серы в исходной шихте и от требований к содержанию серы в готовой стали. Металл раскисляли 75%-ным ферросилицием через 25--30 мин от начала рафинирования. В хорошо нагретый и раскисленный металл давали подогретый до 800--900° С феррохром марки ФХ005 в два-три приема. Через 1--1,5 ч от конца дачи феррохрома при достижении нужной температуры скачивали около 75% шлака. Средняя продолжительность плавки составляла 6 часов.[3]

Метод частичного окисления давал возможность получать нержавеющую сталь в 95% всех плавок с содержанием углерода в готовом металле не выше 0,12%. Металл получался вполне удовлетворительного качества. Угар хрома был минимальным и составлял всего 2--4%.

В течение примерно двух лет метод частичного окисления был основным методом производства нержавеющей стали. Были выполнены сотни плавок. Вначале метод не подвергался изменениям и осваивался таким, каким он был разработан при проведении опытных плавок. .[4]

Через некоторое время в изложенную выше технологию внесены были изменения: 1) большая часть мягкого железа была заменена отходами хромоникелевых сталей с низким содержанием углерода; 2) масса плавки была повышена; 3) после скачивания окислительного шлака в металл добавляли 10--12% нагретых до красна отходов стали 08Х13 для экономии легирующих материалов.[3]

Выплавка нержавеющей стали методом сплавления

Метод сплавления был разработан в 1947--1948 гг. Он был одним из вариантов, позволяющих выплавлять нержавеющую сталь в больших 30-т электропечах. Главным отличием его было то, что в качестве основного шихтового материала использовали предварительно выплавленное в электропечах и прокатанное на блюмы мягкое железо, содержащее не более 0,05% С; 0,010% Р и 0.020% S.При организации выплавки нержавеющей стали методом сплавления были опробованы три варианта завалки и расплавления. Переход от одного варианта к другому обусловливался величиной получаемых по расплавлении содержаний углерода.[5]

В первом варианте расположение материалов было следующее: на подину печи давали известь и плавиковый шпат, затем в центр печи заваливали мульдой никель и мягкое железо; по откосам укладывали феррохром марки ФХ006. В первой же плавке содержание углерода по расплавлении всей шихты оказалось 0,19% при расчетном 0,07%. Рост содержания углерода можно объяснить науглероживающим влиянием электродов, качество которых в то время было еще низким.

Для устранения этого явления было решено дать в завалку хромистую руду, а во время плавления присаживать небольшими порциями железную руду. Завалку в этом варианте располагали так: на подину давали 400--500 кг извести, 200--250 кг плавикового шпата и 100 кг кварцевого песка. Затем заваливали никель, а на него 400 кг хромистой руды. Далее укладывали блюмы мягкого железа и по откосам печи феррохром. Во время расплавления в образовавшиеся колодцы под электроды давали порциями по 7--15 кг железную руду в количестве 600--700 кг на плавку. В плавках, выплавленных по этому методу,содержание углерода по расплавлении получилось 0,11--0,12%. Это содержание углерода удавалось удержать до выпуска металла из печи. Однако в ходе плавок было установлено, что хромистая руда играет незначительную роль в окислении углерода ванны и сохранении в ней хрома.

Переход хромистой руды в шлак по расплавлении ванны приводил к высокому содержанию окислов хрома в нем, что сильно затрудняло ведение плавки. Поэтому в дальнейшем был применен третий вариант, заключавшийся в том, что и в завалку, ив период расплавления давали железную руду.

Порядок завалки шихтовых материалов был следующий: на подину давали 400 кг извести, 200 кг плавикового шпата, 100 кг кварцевого песка. Затем заваливали весь никель, поверх которого загружали 4--5 т мягкого

Железа. Далее присаживали железную руду в количестве 1500 кг под каждый электрод по одной мульде. Поверх руды загружали остальную часть мягкого железа, а по откосам укладывали феррохром марки ФХ004.[2]

Этот метод обеспечил получение стали с содержанием углерода до 0,12% в 89% плавок. Ввиду того что в завалку и во время плавления давали железную руду, значительно повысился угар хрома, который колебался в пределах 15 -- 20%, а на некоторых плавках доходил до 24%. Раскисление шлака молотым ферросилицием несколько уменьшало угар, но все же он оставался высоким. Это является одной из причин того, что от метода сплавления перешли к другому, более экономичному.

Таким образом, метод сплавления по третьему варианту на определенном этапе освоения выплавки нержавеющей стали позволил получить металл с необходимым содержанием углерода и удовлетворительного качества. Средняя продолжительность плавки -- 6 ч 40 мин.

Выплавка нержавеющей стали методом смешения

Сущность этого метода заключается в том, что водной электропечи выплавляют мягкое железо с никелем, а в другой сплавляют отходы нержавеющей стали 08Х13 или при их отсутствии мягкое железо с феррохромом. Затем обе плавки смешивают в одном ковше[2].

Технология этого метода была разработана и осуществлена на уральском заводе. Электропечи, выплавляющие равные части плавки, были условно названы Л и Б. В печи А выплавляли хромистую часть плавки, а в печи Б никелевую. Расчет шихты производили таким образом, чтобы феррохром и никель, загружаемые в разные печи, обеспечили необходимый состав металла после смешения. При расчете учитывали угар хрома 5%, титана 50%; усвояемость никеля брали 97%. После доводки шлака металл раскисляли порошком 75%-пого ферросилиция до спокойной пробы в стаканчике. Далее брали пробы на химический анализ и производили тщательную соответствующую корректировку.[6]

При совпадений фактических содержаний элементов с расчетными плавку подготавливали к выпуску. Такой порядок выпуска плавок гарантировал надлежащее смешение металла и его однородность. Следует отметить, что в период освоения этой технологии были трудности с обеспечением в готовом металле необходимого содержания углерода.[7]

Проанализировав известные способы выплавки нержавеющей стали марки 08Х13, отметим, что каждый из рассмотренных способов имеет как преимущества, так и недостатки. Поэтому в России проводят

Выплавку нержавеющей стали марки 08Х13 в электродуговой печи методом частичного окисления. Этот способ хорошо зарекомендовал себя, как простой в организации технологии производства сданной марки стали и, сравнительно, дешёвый.

2.1 Технологическая схема плавки стали 08Х13

Технологическаяя схема плавки стали 08Х13

3. Выбор оборудования для выплавки стали 08Х13

ДСП

Плавка стали 08Х13 проводится в печи, работающей на переменном токе. Механическое оборудование ДСП включает корпус, свод, опорную конструкцию, механизм наклона, электродержатель, механизм передвижения электродов, вспомогательные механизмы и устройства, систему удаления и очистки газов.

Корпус включает днище, кожух, песчаный затвор, рабочее окно, выпускное отверстие. Кожух имеет цилиндрическую форму со сферическим днищем. Кожух состоит из двух частей. Нижнюю его часть, являющуюся опорой кладки пода, делают, как и на обычных печах из стальных листов. Верхнюю часть (выше порога рабочего окна), являющуюся опорой стеновых водоохлаждаемых панелей, выполняют в виде решетчатого каркаса.

Загрузка металлошихты производится сверху. Печь имеет эксцентрическое выпускное отверстие, которое для удобства обслуживания выносят за периметр корпуса, в футеровку выступа ванны, что и определило название печи с эркерным выпуском металла. В дне эркера помещено сталевыпускное отверстие; дно с отверстием расположено на такой высоте, что для слива металла достаточен наклон печи на 10-12є. Стены эркера выложены из магнезитового кирпича, сверху эркер закрыт съемным трубчатым водоохлаждаемым сводиком, при снятии которого обеспечивается доступ к выпускному отверстию. [8]

Свод, закрывающий рабочее пространство, устанавливают на корпус. Свод имеет несколько отверстий разного диаметра для ввода графитированных электродов, ТКГ, а также для организованного отвода печных газов. Он также предназначен для крепления водоохлаждаемых панелей. Водоохлаждаемый свод выполняют комбинированным, т.е. Периферийную часть делают водоохлаждаемой из металла, а центральную, через которую проходят электроды, из огнеупорного кирпича, чтобы предотвратить возможное короткое замыкание между электродам и металлической водоохлаждаемой частью свода. Обычно периферийная охлаждаемая часть занимает ? 80% поверхности свода, а центральная часть из огнеупоров - ? 20%.

Электродержатель служит для крепления графитированного электрода, создавая необходимую силу трения для уравновешивания силы тяжести электрода и для подвода к нему электрического тока. Электродержатель состоит из корпуса и механизма зажима электрода.

Механизм передвижения электродов имеет исключительно важное значение для работы дуговых печей, т.к. С его помощью поддерживают

Заданную длину дуги, что в свою очередь определяет качество автоматического регулирования электричнского режима плавки в виде подаваемой в печь активной мощности, характеризуемого коэффициентами мощности л и электрического к.п.д. З.

Рекомендуемая скорость подъема электродов 2,5….6 м/мин для быстрой ликвидации возможного короткого замыкания, особенно при расплавлении твердой металлошихты; скорость спуска 1….2 м/мин.

Вертикальное расположение сводовых ТКГ позволяет путем поворота вокруг оси и вертикального перемещения изменять положение факела в рабочем пространстве как в тангенциальном направлении, так и по высоте, последовательно вовлекая в процесс интенсивного конвективного нагрева новые относительно холодные слои металлошихты. Такое расширение технологических возможностей позволяет в качестве сводовых ТКГ применять длиннофакельные горелки большой мощности с внешним смешением струй топлива и кислорода, подаваемых под углом к горизонтали 20є через отдельные сопла, расположенные на двух уровнях на боковой поверхности горелки.

Подина состоит из двух основных слоев: верхнего - рабочего набивного слоя, образующего прочную и плотную чашу для жидкого металла и шлака, и нижнего слоя - кирпичной кладки.

Верхняя часть кирпичной кладки должна обладать высокими огнеупорностью и механической прочностью, чтобы образовать прочное основание для набивного слоя. К нижней части кирпичной кладки, прилегающей к кожуху печи, предъявляются меньшие требования в отношении огнеупорности и механической прочности, но от него требуется более низкая теплопроводность.

Для тепловой изоляции днище кожуха покрывают листом асбестового картона, насыпают выравнивающий слой шамотного порошка, на который укладывают шамотный кирпич.

Огнеупорный слой подины состоит из нескольких рядов прямого периклазового кирпича. Кирпичи каждого последующего ряда кладки смещают на 45є, чтобы перекрыть вертикальные швы. Швы кладки заполняют просеянным периклазовым порошком. [6]

Такие меры предотвращают выход жидкого металла сквозь кладку подины. Рабочий слой подины набирают из сухого периклазового порошка. Внутри решетчатого каркаса стен по всему его периметру закреплены водоохлаждаемые панели; каждая из них имеет самостоятельный подвод и отвод воды.

Техническая характеристика дуговой сталеплавильной печи типа ДСП:

Мощность трансформатора , МВ•А 32

Вторичное напряжение ,В 465-169

Максимальный ток , ка 47,7

Диаметр, мм:

Электрода 500

Распада электродов 1600

Рабочего пространства на уровне откосов 4560

Кожуха 5800

Глубина ванны от порога рабочего окна ,мм 890

Высота до пят свода ,мм 2015

Удельный расход электроэнергии ,квт•ч/т 425

Расход охлаждающей воды, мі/ч 40

Обработка стали АКОС

Рис. 1. Схема комплексной обработки стали (АКОС).

1 - пневмонасосы; 2,3 - установка для продувки и для нагрева металла соотвественно; 4 - трансформаторная; 5 - водоохлаждаемая крышка; 6 - сталеразливочный ковш; 7 - сталевоз.

Использование современного комплекса средств внепечной обработки дает возможность обеспечить:

- получение стали точно заданного химического состава, высокой чистоты по неметаллическим включениям при раскислении алюминием;

- модификацию включений и улучшение разливаемости стали, глубокораскисленной алюминием;

- уменьшение содержания водорода;

- высокое качество макроструктуры литой заготовки и проката;

- снижение себестоимости в результате повышения производительности основных агрегатов и уменьшения расхода электроэнергии.

При обработке стали на АКОС можно выделить две стадии нагрева. На первой стадии происходит выравнивание температуры металла по объему ковша, нагрев поверхностных слоев футеровки ковша и электродов, расплавление шлакообразующих и легирующих материалов; на второй стадии - собственно нагрев стали до заданной температуры.

Внепечная обработка стали 08Х13 проводится на агрегате комплексной обработки стали (АКОС). Процесс включает перемешивание путем продувки металла аргоном в ковше, дуговой подогрев. Процесс обеспечивает не только получение металла заданного химического состава и температуры, но и снижение количества неметаллических включений в результате удаления серы и кислорода, что привело к значительному улучшению механических свойств.

Основными элементами установки являются: свод с приводом подъема; электродержатели с приводами перемещения; шахта с системой направляющих роликов; вторичный токопровод; трансформатор установки «печь-ковш»; регулятор мощности; система газоудаления и очистки; бункера для шлакообразующих с системой взвешивания и дозирования; устройство для подачи алюминиевой проволоки (трайб-аппарат); устройство для вдувания в металл порошкообразных материалов; устройство для продувки металла инертным газом; устройство для взятия пробы и измерения температуры.

Нагрев стали производится с использованием трехфазного трансформатора.

Первичное напряжение/частота, кв/Гц 110/50

Полная мощность трансформатора (ном/макс), МВ•А 20/24

Вторичное напряжение, В 360-240

Максимальная скорость нагрева металла, єс/мин 4

Удельный расход электроэнергии, квт•ч/т 30

На АКОС используются графитированные электроды диаметром 457 мм. Для охлаждения элементов применяется вода общего для цеха оборотного цикла водоснабжения со стабильными параметрами по химическому составу, давлению и температуре.

Для предупреждения загрязнения атмосферы агрегат имеет собственную газоочистку.

Рис.2 Современная высокомощная печь.

1-механизм наклона печи; 2 - фиксатор; 3 - насосно-аккумуляторная станция; 4 - механизм поворота портала; 5 - механизм перемещения электродов; 6 - печной трансформатор; - вторичный токопровод; 8 - электродержатель; 9 -графитированный электрод; 10 - свод водоохлаждаемый; 11 - механизм подъема свода; 12 - портал; 13 - патрубок газоотсоса сводовый; 14 - стеновые водоохлаждаемые панели; 15 - корпус печи; 16 - люлька; 17 - сливной насос; 18 -фундаментная балка; 19 - фундамент.

Рис.3 - Аппаратурно-технологическая схема производства стали.

I - дуговая печь; 2 - бортовой автомобиль; 3 - контейнер для электродов; 4 - мостовой кран общего назначения 20/5т; 5 -передаточная телемска; 6 -- электрод; 7 -- печная корзина грейферного типа; 8 -- телемска со взвешивающим устройством; 9 - завалочный кран; 10 - центробежная заправочная машина; 11 - двухкамерная нагревательная печь; 12 -мульдозавалочная машина; J3 -устройство для монтажа шиберных затворов; 14 - стенд для сушки разливочных ковшей; 15 --разливочный ковш; 16-- МНЛЗ; 17--мостовой разливочный кран

МНЛЗ

Сущность процесса непрерывной разливки стали состоит в получении непрерывнолитого слитка (заготовки) при непрерывной заливке жидкого металла в специальные формы (кристаллизаторы) с постоянным перемещением кристаллизующейся заготовки относительно зоны заливки.

Современная МНЛЗ представляет собой сложный комплекс технологического оборудования и состоит из: сталеразливочного стенда, промежуточного ковша, устройства для перемещения и подъ?ма промежуточного ковша, кристаллизатора, механизма качания кристаллизатора, затравки и механизмов для е? введения и отделения, поддерживающих устройств зоны вторичного охлаждения, системы вторичного охлаждения заготовки, тянуще-правильного устройства, устройств для разделения заготовки на мерные части, систем гидравлики, смазки и охлаждения, электрооборудования, устройств электромагнитного перемешивания, средств контроля и автоматизации[6]

На рисунке 4 представлена конструкция одноручьевой криволинейной МНЛЗ с вертикальным кристаллизатором [6].

Рисунок 4 - Схема машины непрерывного литья заготовок

Рис. 4. МНЛЗ

1 - сталеразливочный стенд; 2 -тележка промежуточного ковша; 3 - промежуточный ковш; 4 - кристаллизатор; 5 -механизм качания кристаллизатора; 6,7,8,10,11 - различные секции роликовой проводки; 9 - направляющие для смены секций; 12 - механизм отсоединения затравки; 13 - машина для ввода затравки; 14 - фундаментные балки с фиксированными и плавающими опорами.

В таблице 3 представлены технические характеристики данной машины.

Таблица 3- Общие характеристики МНЛЗ

нержавеющая сталь конструкционная технология выплавка



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сталь 08Х13 применяют в качестве коррозионностойкого конструкционного материала, в том числе, сварных деталей и изделий с заданными требованиями по пластичности и ударной вязкости. Обладает сопротивляемостью к слабоагрессивным средам. Применяется как жаростойкий (окалиностойкий) материал для работы при температурах до 750-800 єс.Сталь марки 08Х13 определяется, как высоколегированная коррозионностойкая жаропрочная сталь ферритной группы. В этом определении - все основные достоинства и преимущества данного сплава. Сталь 08Х13 характеризуется высокой степенью стойкости к образованию коррозии в самых необычных условиях эксплуатации изделий из нее.

В работе приведен способ производства стали и рассмотрены особенности технологической схемы выплавки и описание технологии выплавки стали 08Х13. Проведён анализ технологии выплавки стали. Рассмотрена технология выплавки данной марки стали по схеме.

Подобрано оборудования для выплавки стали ,которое наиболее подходящее для стали 08Х13.

В работе осветили предмет (анализ производства стали) и объект исследования (сталь 08Х13).

На основании изложенного поставленные задачи решены, а цель исследования достигнута.

По итогам работы можно сделать вывод о том, что продукция стали 08Х13 прочно занимает свою нишу на отечественном рынке. Особенности, присущие марке 08Х13, обусловлены особым составом сплава, а также техникой, используемой для ее получения.

В результате проделанной работы можно сделать вывод о том насколько процесс производства продукции является сложным, наукоёмким и затратным.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Рябов, А.В. Современные способы выплавки стали в дуговых печах: Учебное пособие / И.В. Чуманов, М.В. Шишимиров. - Челябинск: Изд-во юургу, 2007. - 188с.

2 Дюдкин, Д.А. Производство стали на агрегате ковш - печь / С.Ю.Бать, С.Е.Гринберг, С.Н. Маринцев - Донецк: ООО «Юго - Восток, Лтд», 2003. - 300с.

3 Кудрин, В.А. Внепечная обработка чугуна и стали - М.: Металлургия, 2001. - 336с.

4 Технологическая инструкция по разливке стали на МНЛЗ. ПАО «АМЗ»., 2005. - 72с.

5 Чуманов, И.В. Внепечная обработка стали: Учебное пособие /И.В. Чуманов, А.В.Рябов - Челябинск: Изд-во юургу, 2002. - 43с.

6 Очагова, И.Г. Новости чёрной металлургии за рубежём /И.Г. Очагова, С.З.Афонин - выпуск №6 (48) 2005. - 116с.

7 Металлургия стали: Учебник для вузов / В. И. Явойский, Ю.В. Кряковский, В. П. Григорьев и др. - М.: Металлургия, 1983. - 584 с.

Размещено на Allbest.ru

...