Разработка технологии производства сварочной проволоки из стали марки 07Х19Н10Б

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Маркетинговое исследование рынка коррозионностойких марок стали

2. Технология производства сварочной проволоки стали марки 07Х19Н10Б

2.1 Назначение и химический состав стали

2.2 Выплавка стали в электродуговой печи

2.2.1 Подготовка печи к завалке

2.2.2 Подготовка шихтовых материалов, ферросплавов, окислителей и шлакообразующих

2.2.3 Плавление

2.2.4 Окислительный период

2.2.5 Выпуск металла

2.2.6 Внепечная обработка

2.2.7 Порядок введения раскислителей и легирующих

2.3 Прокатный цех №1

2.3.1 Передел металла на стане «1150»

2.3.2 Передел металла на стане «750»

2.3.3 Передел металла на стане «280»

2.4 Термокалибровочный цех

3. Расчет материального баланса

3.1 Шихтовка стали

3.2 Период плавления

3.3 Окислительный период

3.4 Обработка стали в печи-ковше

4. Специальная часть. Влияние ниобия на свойства стали

4.1 Влияние ниобия на критические точки стали

4.2 Влияние ниобия на величину зерна и прокаливаемость стали

4.3 Влияние ниобия на структуру и механические свойства углеродистых и низколегированных сталей

4.4 Влияние ниобия на структуру и механические свойства низкоуглеродистых сталей с 2..30 % Cr

4.5 Влияние ниобия на структуру и механические свойства аустенитных хромоникелевых сталей

5. Расчет себестоимости марки 07Х19Н10Б

6. Охрана труда и техника безопасности

6.1 Защита от шума в черной металлургии

6.2 Безопасность труда в электросталеплавильных цехах

6.3 Бзопасность труда в прокатном производстве

6.4 Пожарная безопасность

6.5 Гражданская оборона

Заключение

Библиографический список

сталь электросталеплавильный проволока технология

Введение

На сегодня в российском секторе производства специальных сталей ситуация складывается неоднозначная: еще недавно эксперты и специалисты были вынуждены констатировать сокращение производства сталей со специальными свойствами. Известно, что Челябинский металлургический комбинат - один из отечественных лидеров по производству сталей со специальными свойствами - ранее выпускал около 300 тысяч тонн коррозионностойкого металла в год. В настоящее время объемы производства на комбинате существенно сократились по причине роста импорта, и в 2006 году комбинат выпустил всего 80 тысяч тонн.

Сегодня потребность нашей страны в коррозионностойком металле оценивается на уровне 280..300 тысяч тонн, и, по мнению специалистов, практически 80 % из всего объема такого металла на рынке покрывается импортными поставками.

Ранее считалось, что потребность в сталях со специальными свойствами испытывают в основном оборонный комплекс страны и такие стратегические отрасли, как авиация, космос, судостроение. Однако сегодня специальные стали становятся все более востребованными в строительстве, легком машиностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности. Это вызвано прежде всего высокой прочностью, износостойкостью и другими особыми свойствами металла, что позволяет создавать конструкции меньшей массы и получать прямую финансовую выгоду, так что в результате использования дорогих специальных сталей может значительно сократиться конечная стоимость изделий по причине меньшей металлоемкости и габаритов и улучшения прочностных характеристик. Учитывая это, многие отечественные производители рассматривают переход на применение специальных сталей как реальный способ продлить срок службы изделия и снизить затраты на его эксплуатацию.

Специальные стали начинают теснить традиционно применяющийся в производстве металл «обычных» марок. Это происходит не только и не столько в высокотехнологичных отраслях: авиа - и ракетостроении, судостроении и других отраслях, где доля потребляемых сталей со специальными свойствами всегда значительна. Выгоду от использования особых свойств высококачественных сталей уже давно оценили и в других сферах промышленного производства. Рыночные тенденции показывают, что в ближайшее время спрос на металл с подобными свойствами, и так немалый, будет расти наряду с конкуренцией между его производителями. Несомненно, что в таких условиях начинающему возрождаться российскому производству высококачественных сталей придется выдержать серьезную конкуренцию: за годы дефицита многие отечественные потребители привыкли к импортной продукции, отличающейся высоким качеством и изготовленной по новейшим технологиям [1,с.76-78].

1. Маркетинговое исследование коррозионностойких марок стали

Рынок коррозионностойкой стали начал кардинально меняться в 70..80 годах прошлого столетия, когда в ряде стран приступили к активному внедрению новых технологических схем. В это время предприятия России продолжали в подавляющем большинстве получать эту сталь методом переплава легированных отходов в дуговых печах с использованием значительной доли безуглеродистого и низкоуглеродистого феррохрома. При этом доля углерода в отечественной коррозионно-стойкой стали оставалась на уровне 0,06..0,12 %. Производить эту сталь с существенно повышенными коррозионностойкими свойствами при снижении содержания углерода до 0.03 % и менее, а главное в необходимом объеме и более экономичным, рациональным способом можно было только путем внедрения новых процессов.

Однако на отечественных предприятиях эти весьма прогрессивные процессы внедряли с трудом и в ограниченных объемах, и с большим опозданием, не смотря на то, что результаты первых лабораторных испытаний появились еще в конце 60 годов, а полупромышленных и промышленных - в начале 70 годов прошлого века. Таким образом, в период так называемой рыночной экономики с производством коррозионностойкой стали Россия вошла, пользуясь далеко не самой передовой технологией.

Количественные и качественные тенденции развития мирового и Российского рынков коррозионностойкой стали за последние годы.

Прежде всего необходимо констатировать существенный и стабильный рост производства и потребления коррозионностойкой стали практически во всех развитых и большей части развивающихся странах, что видно из таблицы 1.

Таблица 1

Производство коррозионностойкой стали в странах мира в 2005..2007 годах

Размеры в миллионах тонн

Страна	2005	2006	2007	2008 (прогноз)
	Всего	Всего	Всего	Всего
США Иран С.Корея	2,223 1,113 1,987	2,401 4,187 2,337	2,380 4,211 2,372	2,570 4,200 2,500
Германия Франция Италия Австрия Словения	1,565 1,025 1,443 0,035 0,094	1,722 0,869 1,553 0,040 0,110	1,600 0,653 1,530 0,042 0,120	1,800 0,440 1,750 0,045 0,130
Бразилия Канада Индия С. Африка Китай	0,509 0,125 1,250 0,643 2,000	0,550 0,045 1,420 0,718 2,802	0,580 1,555 0,720 3,750	0,600 1,750 0,800 4,200

Рост мирового производства коррозионностойкой стали с 1950 по 2007 год показан на рисунке 1.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.1 Рост мирового производства коррозионностойкой стали с 1950 по 2007 год

Видимое потребление коррозионностойкой стали в 2007 году показано на рисунке 1.2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2 Видимое потребление коррозионностойкой стали в 2007 году

Следует особо отметить Китай который в 2006 году потреблял 5,3 млн.т этой стали, что превысило суммарное потребление Японии и США. При этом происходит концентрация производства коррозионностойкой стали и сокращение числа ее основных производителей.

Особенно следует отметить рост производства коррозионностойкой стали в Китае и Индии, которые стремительно выходят на передовые позиции, данные приведены в таблице 2.

Таблица 2

Производство коррозионностойкой стали в мире, Китае и Индии и его рост

Размеры в миллионах тонн

Год	Мировое производство	Китай	Индия
2005 2006	22,9 24,5	2,0 2,8	1,3 1,4
Рост, % 2005 / 2006	7.0	20,0	7,7
2007 2008	26,1 28,3	3,75 4,2	1,6 1,8
Рост, % 2006 / 2007	7,5	75,0	24,0

Если мировое производство этого вида продукции в последние годы возрастало примерно на 7 % в год, то в Китае и Индии - соответственно возрастало на 12 %. В первой половине 2007 года производство коррозионностойкой стали в Китае увеличилось на 50 %, в то время как во всех остальных странах лишь на 2 %. Заметный рост соответствующих производственных мощностей позволил Китаю уже в 2008 году иметь потенциальные возможности выплавлять этой стали 5,51 млн.т и обойти бессменного лидера по этой позиции - Японию.

К сожалению, к разряду стран с весомым вкладом в мировое производство стали специальных марок нельзя отнести Россию. Объем производства стали специального назначения в металлургически развитых странах должен быть не менее 15..18 % общего объема выплавляемого металла. Для России это показатель не превышает 4..5 %.

В настоящее время наиболее весомое слово на рынке коррозионностойкой стали принадлежит предприятиям, где наряду с современной электропечью работают установки АКР, имеется ковш с продувочным узлом для подачи инертного газа, оборудование позволяющее регулировать окислительный потенциал газовой фазы на стадии разливки. Это дает широкие возможности для получения коррозионностойкой стали практически любой марки, включая в технологическую цепочку или все агрегаты или выборочно.

До последнего времени наибольшее применение находит коррозионно-стойкая сталь с содержанием около 18 % Cr, 8..11 % Ni и менее 0,12 % С (предпочтительнее ближе к 0,03% и менее), так называемая сталь 18..10. за рубежом принято название - сталь группы «300».

Эта сталь со структурой аустенита весьма стойка во многих агрессивных средах. Однако высокая стоимость никеля еще в середине прошлого столетия подтолкнула к поиску заменителя, так называемой экономнолегированной коррозионностойкой стали, также относящейся к аустенитному классу. За рубежом такая сталь относится к группе «200». Содержание никеля в стали этих марок существенно ниже, или он полностью заменен на марганец и азот, меньше доля хрома. Нельзя сказать, что данная сталь является полным заменителем 18..10, но потребность в ней весьма существенна.

Следующая группа - безникелевая сталь ферритного класса, за рубежом это группа «400». Как показывает мировой опыт, соотношение между объемами производства стали указанных групп изменяется в пользу «200» и «400», изменение показано на рисунке 3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 Прогноз изменения рынка коррозионностойкой стали различных групп: 1 - в мире; 2 - в России

Соотношение в основном определяется ростом и соотношением цен на основные легирующие материалы - никель, который по образному выражению аналитиков в последние годы превратился из металла «в финансовый инструмент» на Лондонской бирже, молибден, хром, легированные отходы типа Б-26, Б-28.

На рисунке 4 показано изменение цен на никель, молибден, хром.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 Изменение цены на никель, молибден, хром: 1 - молибден; 2 - никель; 3 - хром

На рисунке 4 представлены сведения о рынке продукции из коррозионно-стойкой стали в Европе.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 Европейский рынок:: 1 - сортового проката из коррозионностойкой стали; 2 - проволоки из коррозионностойкой стали

Общая мировая потребность коррозионностойкой стали марки «200» - превышает 9 %, при этом Индия производит более 50 % стали таких марок, опережая Китай, Тайвань, Японию и Бразилию. В Китае потребление хромомарганцевой стали выросло с 5 % в 2003 году до 22 % в 2006 году (более 1,1 млн.т).

Значительное производство стали марок «400» сосредоточено на фирме POSCO Южная Корея которая только для потребления внутри страны собирается увеличить выпуск стали этих марок с 200 тыс.т в 2006 году до 363 тыс.т в 2008 году.

Что можно сказать о рынке коррозионностойкой марки в России? На конец 80 годов объем производства стали этой группы составлял около 1,5 млн.т в 1991 году на долю России приходилось около 750 тыс.т. Последние несколько лет на российских предприятиях выплавляют от 80 до 100 тыс.т коррозионностойкой стали ежегодно.

В первой половине 2007 года видимое потребление коррозионно-стойкой стали в России сократилось на 2,5 % по сравнению с этим же периодом 2006 года и составило 104 тыс.т.

За последние годы рынок коррозионностойкой стали в России был относительно стабильным, с ростом 8..10%, и базировался в основном на импорте холоднокатанного листа, а также продукции с высокой финишной обработкой. Эксперты оценивают потребление России коррозионностойкой стали 220..230 тыс.т.

По итогам 2007 года объем производства коррозионностойкой стали сократился в 41 % по сравнению с этим же периодом 2006 года, в то же время экспорт вырос на 5,2 %. Причины спада - резкое сокращение выпуска плоского проката из коррозионностойкой стали на основном российском производителе - Челябинском металлургическом комбинате. Так, в первой половине 2007 года производство этого проката на ЧМК упало до 3,62 тыс.т по сравнению с 26 тыс.т в первой половине 2006 года.

Российский импорт продукции коррозионностойкой стали составляет около 60 % сортового проката, 20 % труб и 4 % заготовок, что соответствует объемам в первой половине 2007 года. 38,3 тыс.т плоского проката, 10,7 тыс.т сортового проката, 12,7 тыс.т труб.

Крупнейшими поставщиками коррозионностойкой стали являются Outokompu (Финляндия) - 41 %, Acerinox (Испания) - 22 %, Arcelor - 21 %.

Представляет интерес провести сравнение с объемом внутреннего производства: 10,7 тыс. т плоского проката, 20,2 тыс.т сортового проката, 3,4 тыс.т труб.

По мнению экспертов, если потребность в продукции из коррозионно-стойкой стали и будет возрастать в последующие 2..3 года, то ее полностью обеспечит импорт.

Следует отметить, что в России есть целый ряд потенциальных, ранее хорошо известных производителей различной продукции из коррозионно-стойкой стали, кроме ЧМК: «Красный октябрь», «ЗМЗ», «Электросталь», «Серп и молот», «Ижсталь», «Буммаш», «ОМЗ-Спецсталь», но на всех этих предприятиях, к сожалению, устаревшее оборудование и далеко не прогрессивные технологии.

Не смотря на это предприятие ОАО «Красный октябрь» за последние годы существенно увеличило объем производства коррозионностойкой стали.

Такая ситуация сложилась на отечественном рынке коррозионностойкой стали на фоне демпинговых поставок никельсодержащего коррозионностойкого проката из стран ЕС, при том, что Россия в значительной степени снабжает никелем зарубежных производителей. Количество экспортируемого никеля позволяет зарубежным фирмам выплавлять более 15 % аустенитной коррозионностойкой стали, и вряд ли ситуация изменится в обозримом будущем [2,с.2-9].

2. Технология производства сварочной проволоки стали марки 07Х19Н10Б

2.1 Назначение и химический состав стали

Химический состав стали марки 07Х19Н10Б приведен в таблице 2.1[18,с.2].

Таблица 2.1

Химический состав стали марки 07Х19Н10Б Размеры в процентах

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Ti	Cu	Mo	Nb
0,05 0,09	н.б. 0,70	1,50 2,00	н.б. 0,025	н.б. 0,018	18,50 20,50	9,00 10,50	н.б. 0,20	н.б. 0,25	н.б. 0,25	1,20 1,50

Назначение - сварочная проволока применяется для изготовления электродов используемых для сварки изделий из коррозионно-стойких хромо-никелевых сталей, когда к металлу шва предъявляют жесткие требования стойкости и межкристаллитной коррозии.

Схема производства стали марки 07Х19Н10Б.

Рисунок 1 Схема производства стали марки 07Х19Н10Б

2.2 Выплавка стали в электродуговой печи

Выплавка стали марки 07Х19Н10Б производится в электродуговой сталеплавильной печи переменного тока (ДСП) емкостью 5 т. Методом переплава легированных отходов с применением кислорода.

2.2.1 Подготовка печи к завалке

Оценка состояния печи и печного оборудования.

Выплавка металла должна производиться в печи с хорошим или удовлетворительным состоянием подины, откосов, стен, свода, выпускного отверстия, охлаждающей арматуры, механического и электрического оборудования.

Хорошим следует считать состояние:

- подины, имеющей конфигурацию сегмента сферы с плавным переходом к откосам, без остатков металла и шлака после выпуска металла в ковш;

- стен - без видимых разрушений кладки;

- свода - при наличии монолитной поверхности без выпадения отдельных кирпичей;

- выпускного отверстия - форма и размеры которого обеспечивают выпуск металла и шлака из печи плотной и полной струей;

- охлаждающей арматуры - при наличии свободного прохода воды по системе труб и шлангов и отсутствии течи воды и парения при опрессовке системы.

Удовлетворительным следует считать состояние:

- подины - при наличии на ней отдельных неровностей (ям, выступов) размером не более 100 мм;

- откосов - когда они незначительно повреждены (отдельные углубления имеют глубину до 100 мм) и на подине осталось не более 100 кг жидкого металла;

- стен - при наличии неполного разрушения отдельных кирпичей рабочего ряда кладки (свечение каркаса в этих местах отсутствует);

- свода, желоба, выпускного отверстия, охлаждающей арматуры - аналогично хорошему состоянию.

При неудовлетворительном состоянии элементов и оборудования печи решение о дальнейшей ее эксплуатации должно приниматься старшим мастером печного пролета (заместителем или начальником цеха).

При назначении марки стали для выплавки следует:

- принимать во внимание марку стали предыдущей выплавки и при значительном расхождении последней с выплавляемой по химическому составу, предварительно выплавлять металл промежуточного состава;

- после холодного ремонта следует выплавлять сталь менее ответственного назначения (1-2 плавки), после капитального ремонта - не менее 2 плавок шихтовой заготовки или нелигированной углеродистой стали.

Очистка и заправка печи.

После выпуска металла в ковш необходимо сразу же произвести очистку откосов и подины от остатков шлака и металла, после чего приступить к заправке откосов и подины заправочными материалами.

Заправка откосов и подины, не очищенных от остатков шлака и металла, запрещается.

Для заправки электропечи использовать хромитопереклазовую крупку в смеси с магнезитовым порошком в соотношениях от 1:1 до 3:1. Разрешается применение молотых отходов магнезитохромитового, хромитопериклазового или хромомагнезитового кирпича.

Остатки не удаленного металла необходимо заморозить на заднем откосе печи.

При значительных повреждениях откосов допускается их заправка смесью периклазового порошка и жидкого стекла в соотношении 10:1.

При значительных повреждениях подины слой заправки следует покрыть слоем извести.

Перед заправкой подины, откосов и завалки шихты, при необходимости, следует сделать частичный ремонт стен.

Заправка подины и откосов производится вручную.

Порог рабочего окна заправляют хромитопериклазовой крупкой, получаемой при дроблении хромитопериклазового кирпича.

После выпуска плавки произвести обработку сталевыпускного отверстия со стороны жёлоба ломиком или пневматическим молотком.

Желоб выпускного отверстия засыпают смесью крупного магнезитового порошка (фракцией 5..10 мм) с коксовой пылью в соотношении 5:1 по объему после завалки.

Перед опусканием свода на печь необходимо очистить песочный затвор от посторонних предметов и засыпать песком на 2/3 высоты.

2.2.2 Подготовка шихтовых материалов, ферросплавов, окислителей и шлакообразующих и завалка шихты

В плавильной карте бригадиром (мастером) шихтового пролета должны быть записаны составляющие металлошихты, приготовленной на данную печь и их масса.

Качество металлической шихты, ферросплавов, окислителей, шлакообразующих и заправочных материалов, используемых при выплавке стали, должно соответствовать требованиям нормативно-технической документации. Стальной лом и отходы поступают в шихтовый пролет цеха в контейнерах железнодорожным транспортом из копрового цеха. Не допускается к использованию шихта, загрязнённая цветными металлами.

Шлакообразующие материалы подаются на рабочую площадку раздельно в контейнерах, коробках, мульдах.

Шлакообразующие, применяемые в окислительный период, прокаливаются в нагревательных печах до красна.

Известь на плавку необходимо применять свежеобожённую с размером кусков 20..80 мм. Транспортировка извести в электросталеплавильные цехи должна производиться в плотно закрытых контейнерах, исключающих попадание влаги. Содержание СаО должно быть не менее 88 %, СО₂ - не более 4 %, Н₂О - не более 1,5 %. Известь, пригодная к применению, должна быть использована в течение 12 часов с момента поставки её в цех. Определение пригодности к использованию, контроль за расходованием извести должны производиться контрольным мастером ОТК.

Материалы, используемые для выплавки стали, хранятся в отдельных контейнерах и бункерах. В контейнере или бункере должны находиться материалы только одной марки (сорта) или группы.

Ферросплавы из шихтового пролёта должны подаваться в специальных коробах, мульдах на которых должны быть указаны марка ферросплава и процентное содержание основного легирующего элемента. На каждую емкость снаружи прикрепляется или наносится трафаретом табличка. Таблички должны быть написаны масляной краской и прочно закреплены на емкостях.

Ферросплавы, погруженные из тары в коробах, должны передаваться сталевару вместе с сертификатом качества.

Все присаживаемые в печь (или ковш) легирующие должны быть предварительно взвешены и подготовлены к присадке: уложены в мульду с указанием марки или группы материала.

В состав завалки вводятся:

- отходы выплавляемой или аналогичных марок стали до 70 %, в том числе в виде стружки в количестве не более 10 % или отходов абразивной зачистки нержавеющих сталей - до 120 кг/т;

- низкофосфористые углеродистые или легированные отходы, не содержащие элементы отсутствующие в выплавляемой марки стали;

- углеродистый феррохром ФХ800, чушковый никель Н-3.

Порядок загрузки шихты в корзину:

- на дно корзины дается мелкий лом или стружка;

- тяжелый лом;

- известь 30 кг/т;

- средний лом;

- мелкий лом или стружка.

При окислении в дуговой печи применяется кислород газообразный технический с массовой долей кислорода более 99,5 % и влажностью не более 0,8 %. Давление кислорода в магистрали должно быть от 1,5 до 2,0 МПа.

Для продувки стали в ковше используется аргон газообразный сорт 1 или высший с массовой долей аргона не менее 99,9 %. Давление аргона в магистрали для продувки стали в ковше не менее 0,8 МПа.

2.2.3 Плавление

После завалки шихты перед включением печи сталевар совместно с дежурным персоналом службы механика и электрика обязан осмотреть и проверить исправные действия систем водяного охлаждения, отвода газов из печи, механического и электрического оборудования, о чем делается соответствующая отметка в плавильной карте.

Перед включением печи необходимо проверить состояние (наличие сколов, трещин, качество ниппельных гнезд) и длину электродов. Электроды должны быть без видимых повреждений, а их длина - обеспечивать проведение плавки без наращивания. При необходимости замену электродов или их наращивание производить перед включением печи после завалки шихты или в начале периода плавления.

Расплавление шихты следует вести в соответствии с электрическими режимами, разработанными для каждой печи.

Порог завалочного окна следует заправлять в первой половине плавления, при этом высота заправочных материалов должна обеспечивать уровень жидкого металла и шлака не выше нижнего уровня выпускного отверстия при нормальном (горизонтальном) положении печи.

Выпускное отверстие должно быть заделано в первые 20 минут плавления.

Плавление шихтовых материалов следует проводить на максимальной мощности трансформатора.

В завалку присаживается известь 30..35 кг/т, при подсыпке извести на откосы присадка извести в завалку уменьшается до 15..20 кг/т.

Для ускорения плавления, во избежание перегрева жидкого металла, срыва подины или поломки электродов, шихту периодически сталкивают в середину ванны, поднимая электроды, если это необходимо.

Допускается применение газообразного кислорода при давлении не более 8 кгс/см² после расплавления не менее 80 % шихты в течении 10..15 минут при включенной печи.

После полного расплавления шихты и перемешивания металла отбирается проба металла на химический анализ.

Периодом плавления считается продолжительность времени от момента включения печи после завалки до момента получения содержания углерода и других элементов, удовлетворяющих требованиям проведения следующего периода плавки.

2.2.4 Окислительный период

Началом окислительного периода считается время начала продувки металлической ванны кислородом.

Продувку металла кислородом следует начинать при содержании углерода по расплавлению шихты, обеспечивающим его окисление за время продувки не менее 0,20 % - при содержании хрома более 6,0 %.

Давление кислорода во время продувки металла должно быть не менее 7кгс/см².

В окислительный период шлак должен обновляться присадками извести и быть пенистым, жидкоподвижным и самотеком сходить через порог рабочего окна.

Скорость окисления углерода, а следовательно, и длительность данной стадии, определяются интенсивностью подачи кислорода в ванну и существенно меняются с увеличением интенсивности продувки.

После доведения содержания углерода в металле до 0,10..0,20 %, печь отключают и продувку кислородом продолжают при выключенной печи до содержания углерода, обеспечивающего нормальное проведение восстановительного периода.

Вторую пробу на химанализ следует отобрать во время продувки сразу при появлении пламени в печи - момент загорания углерода.

Для заданной марки стали массовая доля углерода по окончании окислительного периода должна быть не менее 0,03 %.

Отбор проб металла после продувки кислородом следует производить не ранее чем через 5 минут после окончания продувки.

По окончании окисления шлак из печи не удаляется, после отбора пробы в печь дают отходы выплавляемой или близкой по химсоставу марок стали из расчета до 200 кг/т, кусковой алюминий на штанге, ферросилиций, феррохром и другие ферросплавы.

2.2.5 Выпуск металла

Перед разделкой выпускного отверстия поверхность желоба должна быть очищена от заправочных материалов, мусора. Перед окончательной пробивкой отверстия необходимо все материалы, применяемые для его заделки, убрать из желоба.

Ковш под плавку подается очищенный от остатков металла и шлака, допускается наличие шлакового гарнисажа в районе шлакового пояса, выступающего во внутрь ковша не более чем на 100 мм.

Ковш должен иметь температуру внутренней поверхности футеровки не ниже 900°С. Контроль температуры производится на стенке ковша на расстоянии от 0,5 до 1,0 метра от днища, не более чем за 10 минут до начала выпуска металла из печи.

Выпуск металла в ковш производится со шлаком короткой неразбрызгивающейся и непрерывной струей, при этом струя металла не должна попадать на противоположный борт ковша.

В ковше отбирается проба металла на химический анализ и измеряется температура, которая должна быть в пределах 1540..1580^оС.

2.2.6 Внепечная обработка

Из дуговой печи металл сливают в установленный на тележке ковш-печь. Ковш, установленный на ковшевозе, взвешивают. После взвешивания к ковшу подсоединяют аргон для продувки и воду для охлаждения ковша, затем ковш переводят на стенд дугового нагрева, оборудованный тремя графитовыми электродами.

Раскисление шлака, для лучшего усвоения легирующих из окислов и создания восстановительной атмосферы, проводится присадкой извести на шлак из расчета 10..20 кг/т и раскислительной смеси из расчета: 5..7 кг/т порошка ферросилиция и 1..2 кг/т порошка алюминия.

После получения жидкоподвижного шлака отбирается проба металла на химанализ и измеряется температура металла.

После раскисления проводится предварительное легирование, в металл вводится на средний предел ферромарганец, феррохром, ферросилиций, феррониобий. Никель дается на средний предел перед выпуском на дно ковша.

После присадки указанных материалов производится кратковременное включение печи на высокой ступени напряжения и не раньше чем через 10 минут отбирается проба металла на химанализ.

По результатам химического анализа производится доводка по химическому составу.

Продолжительность доводки не должна превышать 40 минут от включения печи.

Окончательная корректировка металла по химсоставу, если это необходимо, проводится порошковой проволокой соответствующих ферросплавов.

Температура металла перед выпуском плавки должна находиться в пределах 1590 ± 15°С.

После введения легирующих и раскислителей производится продувка металла аргоном в течении пяти минут, отбирается проба металла и измеряется температура.

Разливка металла из печи-ковша в изложницы производится сифонным способом, с получением слитков массой 1 тонна.

2.2.7 Порядок введения раскислителей и легирующих

Для легирования и раскисления и металла применяются ферросплавы, лигатуры и чистые элементы в виде крупных размером не менее 30 мм и мелких размером не более 30 мм кусков, порошков.

Мастер, ведущий плавку, должен располагать точным химическим составом используемых материалов.

Марганец - легирование расплава можно производить кусковым ферромарганцем, присаживая его в восстановительный период или при выпуске нераскисленного металла из печи. Ферромарганец присаживаем на средний предел.

Хром - для легирования применяется феррохром кусковой. Дается в завалку или после продувки металла кислородом и в восстановительный период в предварительно раскисленный металл.

Кремний - легирование предварительно раскисленного металла, осуществляется ферросилицием. Порошок ферросилиция присаживается вдуванием в печь-ковш в конце восстановительного периода для более полного раскисления шлака и корректировки состава металла. Допускается использование кускового ферросилиция для раскисления шлака после продувки металла кислородом.

Алюминий - для окончательного раскисления металла, вводится с помощью трайб-аппарата алюминиевая проволока с удельным расходом 1 кг/т, или присаживается кусковой алюминий закрепленный на рукоятках.

Углерод - в виде присадок порошка кокса для раскисления шлака и для лучшего усвоения легирующих из окислов и создания восстановительной атмосферы (массовый расход до 0,5 кг/т).

Никель вводиться в печь-ковш в восстановительный период перед выпуском металла на дно ковша. Никель присаживается из расчёта на средний предел.

Ниобий - легирование предварительно раскисленного металла, осуществляется феррониобием. Кусковой феррониобий присаживается в металл после раскисления шлака. [3,с.4-79]

2.3 Прокатный цех № 1

2.3.1 Передел металла на стане «1150»

Нагрев слитков производится в двух методических, двухрядных, трехзонных печах стана «1150». Перед посадкой слитки должны быть зачищены, зачистка слитков производится на автоматических наждаках, в сталеплавильном цехе с полным удалением дефектов.

Температура нагрева методической печи:

- томильная зона 1250..1300^оС;

- сварочная 1180..1250^оС.

Перед посадкой в методическую печь слитки, имеющие температуру поверхности менее 0^оС должны подогреваться паром в специально оборудованных ямах в течении не менее 16 часов до температуры поверхности не менее 0^оС.

Слитки, нагретые в методической печи, должны передаваться на колодцы для дальнейшего нагрева под прокатку в следующих случаях:

- при выявлении на поверхности заготовки рванин при прокатке одного из слитков плавки, нагретой в печи;

- при неудовлетворительном (недостаточном, неравномерном) нагреве слитков в печи.

На стане «1150», состоящем из одной клети реверсивное доу, производится прокатка слитков массой 2,7 тонны на передельные блюмсы квадратного сечения со стороной 200 мм.

После прокатки металла раскаты должны разрезаться на блюмсы 2,8..3,0 м.

Охлаждение заготовок после прокатки на стане «1150» производится на воздухе рядами в штабелях. В один ряд должны укладываться не менее двух пакетов заготовок, массой до 5 тонн каждый [4].

Охлаждение должно производиться до температуры, не более 400^оС.

2.3.2 Передел металла на стане «750»

Нагрев заготовок, со стана «1150» размером 200200 мм, длиной 2,8..3,0 метра производится в методической четырехзонной печи стана «750».

Температура нагрева методической печи:

- томильная зона 1200..1250^оС;

- первая сварочная 1200..1250^оС;

- вторая сварочная 1220..1250^оС;

- методическая 800^оС.

Стан «750» состоящий из двух клетей предназначен для прокатки горячекатаных и кованых квадратных блюмсов (заготовок).

Прокатка кованых квадратных заготовок размером 200200 мм, длиной

2,8..3,0 метра на передельную заготовку профилеразмером 85 мм производится в клети № 2 стана «750».

Охлаждение заготовок после прокатки на стане «750» производится на воздухе рядами в штабелях.

Для контроля макроструктуры от заготовки с литером «А» профилеразмером квадрат 8585 мм отбирается одна проба длиной 30 мм [4].

2.3.3 Передел металла на стане «280»

Нагрев квадратных заготовок размером 8585 мм, длиной 1,1..2,0 м. производится в методической четырехзонной печи стана «280».

Температура нагрева методической печи:

- томильная зона 1200..1250^оС;

- нижняя зона 1200..1250^оС;

- верхняя зона 1100..1150^оС.

Технологическая температура нагрева заготовки определяется температурой томильной зоны.

На стане «280» производится прокатка квадратных заготовок размером 8585 мм, длиной 1,1..2,0 метров на прутки диаметром 9 мм, прутки сматываются в мотки, комплектуются в бунты (включающие не более 12 мотков).

Охлаждение бунтов после прокатки на стане «280» производится на воздухе [4].

2.4 Термокалибровочный цех

Термообработка бунтов подката и калиброванной проволоки проводится в высокотемпературной печи № 19 по режиму:

- нагрев - до 1050..1100^оС;

- выдержка - 1,5 часа;

- охлаждение в воде (закалка).

Время от момента выкатывания поддона с бунтами из печи, до погружения их в закалочную ванну не должно превышать 60..80 секунд.

Для закалки должна применятся вода, температура которой перед погружением поддона с бунтами не должна превышать 60^оС.

Продолжительность охлаждения бунтов в воде - не менее 60 секунд.

После термообработки в высокотемпературной печи № 19 проводится щелочно-кислотное травление.

При обработке бунтов в щелочной ванне температура расплава должна быть 400..420 ⁰С, продолжительность выдержки - 10..20 минут.

Холодное волочение проволоки на окончательный диаметр 5 мм проводится по схеме:

Рисунок 2 Схема холодного волочения проволоки:

1 - => - обточка подката;

2 - (+) - рекристаллизационный отжиг;

3 - - волочение;

4 - (0) - щелочно-кислотное травление

Обточка проволоки проводится на обдирочных станках.

Волочение проволоки проводится на волочильных барабанах ВСМ 1/650.

В качестве технологической смазки используется смазка на основе мыльного порошка [5].

3. Расчет материального баланса

3.1 Шихтовка стали

Химический состав марки стали 07Х19Н10Б представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Химический состав стали марки 07Х19Н10Б

Размеры в процентах

C	Mn	Si	P	S	Cr	Mo	Cu	Ni	Ti	Nb
0,05	1,50	н.б	н.б	н.б	18,50	н.б	н.б	9,00	н.б	1,20
0,09	2,00	0,70	0,025	0,018	20,50	0,25	0,25	10,50	0,20	1,50

Перед завалкой производится полный расчет шихты. Расчет ведем на 5000 кг шихты.

В завалку даём отходы групп Б48, Б47, Б27, Б26. Сталь марки 07Х19Н10Б входит в группу Б 48.

Следовательно, шихта для выплавки заданной марки стали может быть составлена из материалов, химический состав которых представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Химический состав отходов и легирующих используемый в завалку

Размеры в процентах

Группа отходов	Содержание элементов
	С	Mn	Si	P	S	Cr	W	Mo
Б48	0,06	1,80	0,60	0,02	0,02	18,00	0,04	0,08
Б47	0,06	1,70	0,40	0,02	0,01	22,50	0,04	0,12
Б27	0,08	0,80	0,70	0,02	0,01	16,00	0,04	0,14
Б26	0,06	1,80	0,40	0,02	0,01	19,00	0,05	0,13
Кокс	88,00	-	6,12	-	1,00	-	-	-
ФХ800	8,00	-	2,00	0,03	0,06	65,00	-	-

Таблица 3.2

Химический состав отходов и легирующих используемый в завалку и цена

Размеры в процентах

Группа отходов	Содержание элементов	Цена т/руб.
	Cu	Ni	V	Ti	Al	Nb	Fe
Б48	0,15	12,00	0,03	0,20	0,03	1,50	65,48	38240
Б47	0,15	5,50	0,02	0,15	0,02	-	69,31	41880
Б27	0,15	7,00	0,04	0,15	0,20	-	74,67	51910
Б26	0,15	10,00	0,03	0,10	0,10	-	68,16	38050
Кокс	-	-	-	-	2,44	-	2,44	542
ФХ800	-	-	-	-	-	-	24,91	49000

Содержание компонентов в шихте представлено в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Содержание компонентов в шихте

Размеры в килограммах

Материал	Масса	С	Mn	Si	P	S	Cr	W
Б48	1750,000	1,050	31,500	10,500	0,280	0,263	315,000	0,700
Б47	900,000	0,540	15,300	3,600	0,162	0,090	202,500	0,360
Б27	920,000	0,736	7,360	6,440	0,166	0,110	147,200	0,368
Б26	1390,000	0,834	25,020	5,560	0,209	0,139	264,100	0,695
Кокс	40,000	35,200	-	2,448	-	0,400	-	-
ФХ800	50,000	4,000	-	1,000	0,015	0,030	32,500	-
кг	5050,000	42,360	79,180	29,548	0,831	1,032	961,300	2,123
%	100	0,839	1,568	0,585	0,016	0,020	19,036	0,042
на охл, кг	250,000	0,150	4,500	1,500	0,040	0,038	45,000	0,100
кг	5300,000	42,510	83,680	31,048	0,871	1,069	1006,300	2,223
%	100	0,802	1,579	0,586	0,016	0,020	18,987	0,042

Таблица 3.3

Содержание компонентов в шихте

Размеры в килограммах

Материал	Mo	Cu	Ni	V	Ti	Al	Nb	Fe
Б48	1,400	2,625	210,000	0,525	3,500	0,525	26,250	1145,883
Б47	1,080	1,350	49,500	0,180	1,350	0,180	0,000	623,808
Б27	1,288	1,380	64,400	0,368	1,380	1,840	0,000	686,964
Б26	1,807	2,085	139,000	0,417	1,390	1,390	0,000	947,355
Кокс	-	-	-	-	-	0,976	-	0,976
ФХ800	-	-	-	-	-	-	-	12,455
кг	5,575	7,440	462,900	1,490	7,620	4,911	26,250	3417,440
%	0,110	0,147	9,166	0,030	0,151	0,097	0,520	67,672
на охл, кг	0,200	0,375	30,000	0,075	0,500	0,075	3,750	163,698
кг	5,775	7,815	492,900	1,565	8,120	4,986	30,000	3581,138
%	0,109	0,147	9,300	0,030	0,153	0,094	0,566	67,569

Состав легирующих, шлакообразующих, огнеупорных и других материалов, использующийся в процессе выплавки заданной марки стали представлен в таблице 3.4 и 3.5.

Таблица 3.4

Состав шлакообразующих и огнеупорных материалов

Размеры в процентах

Материал	CaО	SiO2	MgO	Cr2O3	Al2O3	Fe2O3	CaF2	P2O5	FeO	S	П.п.п.
Известь	88,000	1,300	2,000	-	0,800	0,200	-	-	-	-	7,700
Плавиковый шпат	0,500	3,600	-	-	0,200	1,500	94,000	-	-	-	0,200
Магнезит	1,000	3,000	93,000	-	1,000	2,000	-	-	-	-	-
Магнезито-хромит	2,000	6,500	66,000	10,000	4,000	11,500	-	-	-	-	-
Электрод	0,118	0,565	-	-	0,317	-	-	-	-	-	[C]-99,0

Таблица 3.5

Химический состав легирующих и раскислителей

Размеры в процентах

Марка	Si	C	P	S	Al	Mn	Cr	Ni	Nb	Fe
ФС65	65,00	-	0,05	0,02	2,50	0,40	0,40	-	-	31,630
Х99	0,20	0,03	0,02	0,02	-	-	99,00	97,90	-	0,730
FeNb	2,00	0,10	0,08	0,08	0,80	-	-	-	65,0	1,970
ФМн90	1,80	0,50	0,04	0,02	-	90,00	-	-	-	31,940
АВ97	0,015	-	-	-	99,97	-	-	-	-	7,640

3.2 Период плавления

Окисление элементов. Расчет поступивших в шлак продуктов окисления металлического расплава производим на основании данных по угару элементов и составляем таблицу угаров для данной марки стали в период плавления для всех элементов, входящих в таблицу 3.6.

Таблица 3.6

Угары элементов при выплавке стали в ДСП в период плавления

Размеры в процентах

Угар	С	Mn	Si	P	S	Cr	W	Mo	Cu	Ni	Ti	Al	Nb	Fe
Общий	20	70	100	0	0	20	0	0	0	1,5	100	100	0	2
В шлак	0	80	80	0	0	80	0	0	0	0	100	100	0	20
В улет	100	20	20	0	0	20	0	0	0	100	0	0	0	80

Окисление элементов и ожидаемый химический состав металла по расплавлению шихты представлены в таблице 3.7.

Расчет величин на примере углерода [6,с.8]:

Угар элемента:

Масса элемента в расплаве:

(кг)

Содержание элемента в расплаве:

Углерод:

Образуется СО:

(кг)

Потребуется кислорода на окисление углерода:

(кг).

Таблица 3.7

Химический состав металла по расплавлению шихты

Элемент	Исходное содержание, кг	Угар элемента, кг	Масса элемента в расплаве, кг	Содержание элемента в расплаве, %
С	42,360	8,472	33,888	0,714
Si	29,548	29,548	-	-
Mn	79,180	55,426	23,754	0,501
P	0,831	-	0,831	0,016
S	1,032	-	1,032	0,022
Cr	961,300	124,969	836,331	17,630
Ni	462,900	6,944	455,957	9,612
Ti	7,620	7,620	-	-
W	2,123	-	2,123	0,045
Mo	5,575	-	5,575	0,118
V	1,490	-	1,490	0,031
Cu	7,440	-	7,440	0,157
Al	4,911	4,911	0,000	-
Nb	26,250	-	26,250	0,553
Fe	3417,440	68,349	3349,091	70,600
Всего	5050,000	306,238	4743,762	100,000

Окислится 100 % от исходного содержания, весь оксид кремния перейдет в шлак.

Образуется SiO[6,с.8]: (кг)

На окисление Si потребуется кислорода 63,317 - 29,548 = 33,769 (кг)

Окислится 70 % Mn; из этого количества 20 % теряется с газами, а 80 % переходит в шлак. Всего окислится Mn (кг)

В шлак перейдёт - 34,240 кг, теряется с газами - 11,085 кг.

Образуется MnO (кг)

С газами теряется MnO - 14,310 кг, в шлак переходит MnO - 47,240 кг.

Потребуется кислорода на окисление Mn 16,124 кг.

Принимаем, что в период плавления сера из шихты не удаляется.

В период плавления окислится 13 % хрома от исходного; из этого количества 20 % теряется с газами, а 80 % переходит в шлак.

Всего окислится Cr 961,300 х 0,130 = 124,969 (кг).

Теряется с газами 124,969 х 0,2= 24,994 (кг), переходит в шлак 124 х 0,8 = 99,975 (кг).

Образуется Cr₂O₃: (кг)

С газами теряется Cr₂O₃ (кг)

Переходит в шлак Cr₂O₃ (кг)

Потребуется кислорода на окисление Cr (кг)

Останется Cr в металле: 961,300 - 124,969 = 836,331 (кг).

Принимаем, что в период плавления никель испаряется в зоне электрических дуг 1,5 %, тогда уносится печными газами (кг)

Останется Ni в печи 426,900 - 6,944 = 455,957 (кг).

Считаем, что в период плавления окисляется 100 % титана, имеющегося в шихте. Оксид титана полностью переходит в шлак.

Образуется TiO₂ (кг)

Потребуется кислорода для окисления Ti (кг).

В период плавления угар алюминия составляет 100 %.

При этом образуется глинозёма Al₂O₃: (кг)

Потребуется кислорода на окисление Al (кг).

Считаем, что в период плавления окисляется 2 % железа, 80 % окислившегося железа теряется с газами, а 20 % переходит в шлак.

Тогда окислится Fe (кг), теряется с газами -(кг), переходит в шлак -(кг).

Образуется FeO (кг)

С газами теряется FeO (кг), переходит в шлак FeO (кг).

Потребуется кислорода на окисление Fe (кг), останется Fe в метле: 3417,440 - 68,349 = 3349,091 (кг).

Фосфор в период плавления не окисляется.

Баланс кислорода в период плавления, кг: на окисление С - 11,296; на окисление Si - 33,769; на окисление Mn - 16,124; на окисление Cr - 57,678; на окисление Ti - 5,080; на окисление Al - 4,365; на окисление Fe - 19,528; на окисление электродов - 34,663.

Всего - 182,504 кг.

Шлакообразование. Шлак периода плавления образуется из извести, агломерата, составляющих разрушающейся футеровки ванны, стен и свода печи, оксидов, полученных при окислении компонентов металлической шихты.

Состав шлакообразующих и огнеупорных материалов приведен в таблице 3.4:

Расчёт компонентов, вносимых известью в шлак:

СаО - (кг); SiO₂ - (кг);

MgO - (кг); Al₂O₃ - (кг);

Fe₂O₃ - (кг)

В пересчёте на FeO: (кг)

Выделяется в атмосферу за счёт потерь при прокаливании [6, с.11]:

кг .

Расчёт составляющих, поступивших в шлак из футеровки ванны ДСП.

Расход магнезитового порошка при не механизированной заправке равен [6, с.11]:

(кг)

СаО - (кг); SiO₂ - (кг);

MgO - (кг); Al₂O₃ - (кг);

Fe₂O₃ - (кг);

В пересчете на FeO:

Расчёт составляющих, поступивших в шлак из футеровки стен и свода [6, с.12]:

Примем суммарный расход магнезитохромитовых огнеупоров 1,5 кг/т стали, или 1,5 х 7,2 = 11б250 (кг) на всю садку.

Тогда разрушающаяся магнезитохромитовая футеровка внесёт в шлак, кг:

СаО - (кг); SiO₂ - (кг);

MgO - (кг); Al₂O₃ - (кг);

Cr₂O₃ - (кг); Fe₂O₃ - (кг)

В пересчете на FeO: (кг).

Поступление в шлак золы электродов. Принимаем, что за время плавки расходуется 4 кг/т электродов, или 20,200 кг.

Окислится C (кг), 70 % окислится до СО, а до СО 30 %.

СО - (кг); СО - (кг);

О- 32,663 - 19,998 х 0,7 = 18,665 (кг); О- 21,998 - 19,998 = 15,998 (кг);

СаO - (кг); SiO₂ - (кг);

Al₂O₃ - (кг).

Произведенные расчёты позволяют рассчитать количество и состав печного шлака в конце периода плавления. Эти расчеты приведены ниже в таблице 3.8.

Таблица 3.8

Количество и состав печного шлака в конце периода плавления

Размеры в килограммах

Источник поступления	SiO2	CaO	MnO	УFeO	Cr2O3	Al2O3	MgO	TiO	У
Известь	1,970	133,320	-	0,273	-	1,212	3,030	-	139,804
Футеровка ванны	0,889	0,296	-	0,533	-	0,296	27,564	-	29,579
Футеровка стен и свода	0,731	0,225	-	1,164	-	0,450	7,425	-	9,996
Оксиды из Ме ванны	63,317	-	57,240	17,575	146,118	9,276	-	12,700	306,226
Электрод	0,114	0,024	-	-	-	0,064	-	-	0,202
Всего	66,907	133,841	57,240	19,546	146,118	11,235	38,019	12,700	485,807
Всего, %	14,062	28,129	9,928	4,108	30,709	2,361	7,990	2,669	100,000

Таблица 3.9

Баланс металла периода плавления

Размеры в килограммах

Элемент	Поступило с шихтой	Перешло в шлак	Потери с газами	Содержится в металле	Содержится в металле, %
С	42,360	-	8,472	33,888	0,714
Si	29,548	29,548	-	-	-
Mn	79,180	34,240	11,085	23,754	0,501
P	0,831	-	-	0,831	0,016
S	1,032	-	-	1,032	0,022
Cr	961,300	99,975	24,994	836,331	17,630
Ni	462,900	-	6,944	455,957	9,612
Ti	7,620	7,620	-	-	-
W	2,123	-	-	2,123	0,045
Mo	5,575	-	-	5,575	0,118
V	1,490	-	-	1,490	0,031
Cu	7,440	-	-	7,440	0,157
Al	4,911	9,276	-	-	-
Nb	26,250	-	-	26,250	0,553
Fe	3417,440	13,670	54,679	3349,091	70,600
Всего:	5050,000	194,329	106,174	4743,762	100,000

Таблица 3.10

Суммарный материальный баланс периода плавления

Размеры в килограммах

Израсходовано:	Получено:
Шихты - 5050,000, из нее:	Металла - 4743,762
отходы Б48 - 1750,000;	Шлака - 484,807
отходы Б47 - 9000,000;	Пыли - 128,085, в том числе:
отходы Б27 - 930,000;	MnO - 14,310;
отходы Б26 - 1390,000;	Cr2O3- 36,529;
кокс 30,000;	Ni - 6,944;
ФХ800 50,000.	FeO - 70,302;
Футеровка ДСП: в том числе:	Газов - 93,455, в том числе:
магнезита - 29,638;	СО - 52,431;
магнезитохромита - 11,250;	СО2 - 33,663;
злектродов 20,200.	N2 - 0,669;
Извести - 151,500	Всего: 5451,109.
газообразного - 133,831;
воздуха - 56,000.
Всего: 5452,420

Невязка: или %.

3.3 Окислительный период

Окисление элементов и шлакообразование.

Составляем таблицу угаров 3.10.

Таблица 3.10

Угар элементов в ДСП в окислительный период

Размеры в процентах

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Ti	W	Al	Mo	Cu	Nb	Fe
ДС	100	70	0	0	15	0	100	0	100	0	0	0	1,5
0	100	80	0	0	80	0	100	0	100	0	0	0	30
100	0	20	0	0	20	0	0	0	0	0	0	0	70

Окисление элементов и ожидаемый химический состав металла в конце окислительного периода представлены в таблице 3.11.

Таблица 3.11

Химический состав металла в конце окислительного периода

Размеры в килограммах

Элемент	Исходное содержание	Угар элемента	Масса элемента в расплаве	Содержание элемента в расплаве
С	33,888	31,042	2,846	0,063
Si	-	-	-	-
Mn	23,754	16,628	7,126	0,158
P	0,831	-	0,831	0,016
S	1,032	-	1,032	0,023
Cr	836,331	125,450	710,881	15,726
Ni	455,957	-	455,957	10,087
Ti	-	-	-	-
W	2,123	-	2,123	0,047
Mo	5,575	-	5,575	0,123
V	1,490	-	1,490	0,033
Cu	7,440	-	7,440	0,165
Al	-	-	-	-
Nb	26,250	-	26,250	0,581
Fe	3349,091	50,236	3298,855	72,977
Всего:	4743,762	223,356	4520,406	100,000

Определяем массу окислившегося углерода m_ДC [6, с.22]:

(кг)

Углерод. При окислении углерода образуется оксида углерода СО [6, с.22]:

Потребуется кислорода 72,431 - 31,042 = 41,389 (кг).

Марганец. Принимаем, что в окислительный период теряется 70 % марганца, из этого количества 20 % теряется с газами, а 80 % переходит в шлак.

Образуется MnO (кг).

Испарится MnO (кг), из них Mn: (кг)

В шлак переходит MnO (кг),из них Mn (кг).

Потребуется кислорода на окисление Mn (кг).

Принимаем, что фосфор, сера из металла во время продувки не удаляются.

Хром. Образуется Cr₂O₃ (кг).

Испарится (кг), из них Cr: (кг).

В шлак переходит Cr₂O₃: (кг),

из них 125,450 - 6б272 = 119б177 ( кг).

Потребуется кислорода на окисление всего Cr (кг).

Молибден, медь, вольфрам, ванадий, никель. Принимаем, что они из металла во время продувки не удаляются.

Железо. Образуется FeO: (кг)

Испарится FeO: (кг), из них Fe: (кг).

Переходит FeO в шлак: (кг), из них

Fe - 50,236 - 35б165 = 15,071 (кг).

Потребуется кислорода на окисление Fe: (кг).

Добавляем 10 кг/т извести, то есть 10 х 4520,406 :1000 = 45,204 кг. Данное количество извести внесет, кг: CaO - 39,780; SiO₂ - 0,588; MgO - 0,904; A₂lO₃ - 0,362; Fe₂O₃ - 0,090, в пересчете на FeO - 0,081.

Выделяется в атмосферу СО₂ за счет потерь при прокаливании 3,481 кг.

Металл. В конце окислительного периода в печи остается следующее количество металла (с учетом угаров элементов) - 4520,406 кг, содержание углерода в металле составит 0,063 %.

После достижения необходимого содержания углерода подачу кислорода прекращают.

Дальнейшее ведение плавки включает в себя подвалку охладителей, вносим отходы группы Б 48 в количестве 250 кг.

Определяем содержание кислорода в металле [6, с.24]:

[O]

Определяем содержание кислорода в металле, которое пошло на насыщение металла, используя пропорцию [6, с.24]:

х = 0,588 (кг)

Для определения расхода технического кислорода составляем баланс, кг: на окисление С - 41,389; Mn - 4,837; Cr - 57,900; Fe - 14,353; на насыщение металла - 0,588.

Всего: 119,067 кг.

Примерно 10 % элементов окисляются кислородом FeO, а остальные 90 % - газообразным кислородом, вдуваемым в жидкий металл. FeO идет на окисление углерода, марганца, хрома и на насыщение металла.

Следовательно FeO внесет:

(кг),

а газообразный кислород внесет:

119,067 - 4,471 = 114,596 (кг).

(FeO) окисляет по следующей реакции [19, с.24]:

у(FeO) + х [i] = (i_хО_у) + уFe_ж

На это расходуется FeO:

(кг).

В металл переходит железо в количестве 20,120 - 4,471 = 15,649 (кг).

Продолжительность окислительного периода в 5 - тонной печи составит 10 минут; за это время усвоится кислорода:

20 Ч 5,6 Ч 0,167 = 18б704 (кг)

Следовательно, необходимо внести кислорода:

114,596 - 18,704 = 95,892 (кг)

Определение количества и состава газов в окислительный период.

Печная атмосфера. Общая масса кислорода, усвоенного из воздуха 18,704 кг.

Объем кислорода в воздухе:

Количество сопутствующего азота находим из условия, что объемное содержание кислорода в воздухе равно 23 %, тогда [6, с.25]:

V_N2

Массовое содержание кислорода в воздухе 23 %, тогда

Тогда объем и масса воздуха, соответственно 62,347 м³ и 81,322 кг.

Влажность атмосферного воздуха [6, с.25]:

V_N

Следовательно масса влаги

При этом образуется водород и углекислый газ в количестве [6, с.25]:

Для этого необходима окись углерода в количестве [6, с.25]:

Технический кислород. Общая масса кислорода, 95,892 кг. Для того, чтобы внести такое количество кислорода необходимо израсходовать в окислительный период технического кислорода, при 95 % - ном усвоении [6, с.26]:

Количество неусвоенного кислорода 5,072 кг.

Количество сопутствующего азота при его содержании в техническом кислороде 0,5 % равно 0,507 кг.

Неусвоенный кислород вступит в реакцию с окисью углерода, а в результате образуется углекислый газ в количестве [6, с.26]:

Для этого потребуется угарный газ в количестве:

13,949 - 5,072 = 8,877 (кг)

На основании полученных данных определяем количество и состав печного шлака в конце окислительного периода и составляем баланс металла окислительного периода в таблицах 3.12, 3.13.

Таблица 3.12

Масса и состав шлака в конце окислительного периода

Размеры в килограммах

Источник оступления	SiO2	CaO	MnO	УFeO	Cr2O3	Al2O3

Подобные документы

• Маршрутная технология производства стальной углеродистой пружинной проволоки 2 класса из марки 70

  Процесс изготовления и применение проволоки стальной, углеродистой, пружинной 2 класса, ГОСТ9389–75. Механические свойства стали 70. Патентирование катанки. Подготовка поверхности металла к волочению. Испытание и контроль качества проволоки. Виды брака.
  
  презентация [634,0 K], добавлен 11.02.2014
  

• Сварка углеродистых, низколегированных и теплоустойчивых сталей

  Общие сведения об электрической сварке плавлением. Механические свойства металла шва и сварного соединения. Типичная форма углового шва при сварке под флюсом стали. Особенности технологии сварки низколегированных низкоуглеродистых сталей, ее режим.
  
  реферат [482,7 K], добавлен 21.10.2016
  

• Технология выплавки углеродистых марок стали на болоте в ДСП-100И7в условиях ЭСПЦ-6 ОАО "ЧМК"

  Технология выплавки углеродистых марок стали на "болоте" в ДСП-100И7. Материалы, применяемые при выплавке стали. Роль мастера в организации производства. Расчет калькуляции себестоимости выплавки 1 т стали. Экономическая эффективность работы цеха.
  
  курсовая работа [638,9 K], добавлен 24.10.2012
  

• Технология производства металлических электродов

  Изучение технологии изготовления электродов. Складирование материалов электродного покрытия и проволоки. Дробление и размол ферросплавов. Сортировка, взвешивание и упаковка готовых электродов. Виды сварочных электродов. Изготовление сварочной проволоки.
  
  контрольная работа [1,8 M], добавлен 05.06.2010
  

• Безуглеродистые коррозионностойкие стали на Fe-Cr-Ni основе с некоторым варьированием дополнительных легирующих элементов

  Особенности легирования коррозионностойких аустенитных сталей. Аустенитные стали с карбидным и интерметаллидным упрочнением. Аустенитные стали, содержащие азот. Разработка и исследование новых безуглеродистых коррозионностойких сталей на Fe-Cr-Ni основе.
  
  дипломная работа [13,0 M], добавлен 25.04.2012
  

• Сварка порошковой проволокой

  Сущность способа сварки порошковой проволокой. Состав, структура и свойства основного и присадочного материала. Механические свойства стали Ст3Гпс. Химический состав сварочной проволоки ПП-АН17. Технологические характеристики полуавтомата А-765.
  
  курсовая работа [2,0 M], добавлен 08.02.2013
  

• Упрочнение низколегированной стали

  Механизмы упрочнения низколегированной стали марки HC420LA. Дисперсионное твердение. Технология производства. Механические свойства высокопрочной низколегированной стали исследуемой марки. Рекомендованный химический состав. Параметры и свойства стали.
  
  контрольная работа [857,4 K], добавлен 16.08.2014
  

• Классификация, маркировка, области применения углеродистых сталей

  Свойства стали, ее получение и области применения. Классификация углеродистых сталей в зависимости от назначения, структуры, содержания углерода, качества. Качественные конструкционные углеродистые стали, их химический состав и механические свойства.
  
  контрольная работа [999,9 K], добавлен 17.08.2009
  

• Влияние основных легирующих элементов на свойства малоуглеродистых и низколегированных сталей

  Классификация, свойства, применение, маркировка углеродистых и легированных сталей. Влияние углерода и примесей на их свойства. Термическая обработка сплава 30ХГСА. Измерение твёрдости методом Роквелла. Влияние легирующих элементов на рост зерна стали.
  
  дипломная работа [761,3 K], добавлен 09.07.2015
  

• Свойства легированных сталей. Испытание на твёрдость по Бринеллю

  Принципы обозначения стандартных марок легированных сталей, их механические свойства. Влияние вредных примесей, величины зерна на свойства. Виды закалки, структура сплава после нее. Понятие свариваемости стали. Коррозионные повреждения нержавеющей стали.
  
  курсовая работа [5,1 M], добавлен 18.03.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам