Химический состав, назначение, виды поставки.

Задание.

Разработать технологию выплавки и сифонной разливки стали марки 30ХГСА в 130 т. мартеновской печи.

План выполнения задания.

1. Введение.

1.1. Технический прогресс в сталеплавильном производстве.

2. Технологическая часть.

2.1. Технология выплавки.

2.2. Химический состав, назначение, виды поставки.

2.3. Расчет металлической части шихты.

2.4. Расчет ферросплавов.

2.5. Периоды плавки.

2.6. Технология сифонной разливки.

2.7. Тепловой режим мартеновской печи.

2.8. Приемка печей и их осмотр перед сменой.

3. Организационно-экономическая часть.

3.1. Расчет плановой себестоимости одной тонны стали.

3.2. Техника безопасности.

1. Введение.

Технический прогресс в сталеплавильном производстве сопровождается сменой технологических процессов все более производительными, и созданием агрегатов и машин все более единичной мощности и емкости. Но чем сложнее рабочий металлургический процесс и чем больше производительность, размеры технологических агрегатов и машин, тем более необходима механизация и автоматизация технологических операций.

Первый этап: развитие сталеплавильного производства характеризовался механизацией отдельных операций (например, подачи дутья в печь, загрузки материалов, перевозка жидкого металла). Большую часть работы выполняли вручную.

Второй этап: характеризуется комплексной механизацией всего процесса труда, в результате чего рабочий только управляет машинами и механизмами. Такие условия созданы в современных сталеплавильных цехах, где имеются системы механизации не только основных технологических операций, но и вспомогательных, а также механизированные и не технологические операции.

К механизированным технологическим системам относятся системы взвешивания, дозирования, транспортировки и загрузки сыпучих средств шихтовых материалов.

Механизированы и не технологические операции.

Третий этап: характеризуется автоматизацией контрольных и простейших операций управления. Для этого системы управления агрегатами и машинами оснащают необходимыми приборами. Такие системы существуют практически в каждом современном сталеплавильном цехе.

Многочисленные приборы, собирающие и передающие информацию о ходе технологического процесса: различные средства автоматизации, сигнализирующие о положении механизмов и характеризующие их перемещение.

Четвертый этап: можно охарактеризовать комплексной автоматизацией технологических процессов выплавки стали. Каждая машина должна иметь для своего управления компьютер, а если машина сложная, то систему компьютеров.

Однако внедрение комплексных автоматизированных систем с сталеплавильное производство затруднено из-за смешанного характера этого производства.

2. Технологическая часть.

2.1. Технология выплавки.

Сталь 30ХГСА – 30%; Cr - 1%; Mn – 1%; Si – 1%; Н/Л; В/К; конструкционная

Заменитель - стали: 40ХФА; 35ХМ; 25ХГСА; 35 ХГСА.

Вид поставки – сортовой прокат, в том числе фасонный калиброванный пруток, серебрянка, полоса, поковки и кованные заготовки.

Назначение – различные детали, работающие при температуре до 200°С, ответственные сварные конструкции, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Химический состав, назначение, виды поставки.

Марка стали

Источник

Массовая доля элементов в %

C

Mn

Si

Cr

P S Cu Ni

Не более

30ХГСА ГОСТ 45-43-71 0,28 0,34 0,80 1,10 0,90 1,20 0,80 1,10 0,025 0,025 0,30 0,30

 

Исходные материалы мартеновской плавки.

Шихта делится на металлическую группу и неметаллическую.

Металлическая группа.

Чугун – передельный твердый.

Металлический лом – оборотный, покупной.

Оборотный – отходы металлургического производства (плавка, прокат, металл со шлакоотвалов).

Покупной – отходы обрабатывающей промышленности, амортизационный лом, транспорт, с/х машины, военная техника и т.д.

Металлический лом по химическому составу делят на углеродистый и легированный. По ГОСТ 2787-85 лом черных металлов делят на два вида:

стальной;

чугунный;

на две категории: легированный, не легированный;

на два класса: тяжеловесный, легковесный.

Неметаллическая группа.

Флюсы – не металлические материалы, обеспечивающие в процессе выплавки получение шлака необходимого состава и свойств. По ГОСТ 1387-91.

Флюсы делят на:

широко образующие – известняк, известь;

шлакоразжижающие – бокситы, шамотный бой, плавиковый шпат, окалина.

Окислители:

Твердые – железная руда, агломерат, окалина, сварочный шлак.

Газообразные – воздух, кислород.

Расчет ферросплавов.

Предварительно раскисление в печи (ТН1-86) проводят ФСХ33 из расчета введения 0,30% Si без учета угара.

ФСХ33 =                                      =1114 кг

Какое количество Si остается при угаре 90%

0,3 – 100%

                  х =               = 0,03 %

 х - 10%

Легирование Mn производим в ковше CMn₁₇ Mn – 70%, Si – 18%

Среднее содержание Mn в марке 30ХГСА

е =                   = 0,95%

Остаточный Mn в ванне 0,10 %, Тогда необходимо добавить на 0,85 %

CMn₁₇ =                           = 1661 кг

CMn₁₇ внесет 0,23%

1661 – 100%

                  х =               = 299 кг

 х - 18%

ФСХ33 внесет Cr

1114 – 100%

                  х = 0,29 - остаточный

 х - 40%

 

в ванне с учетом угара по Cr – 15%.

Остаточный Cr в ванне 0,25%

Средний Cr по марке:

е = (0,8 +1,10)/2 = 0,95 – 0,25 – 0,29 = 0,41 %

ФХ800 =                                = 896 кг

Легирование Si в ковше ФС75.

Среднее содержание Si в марке:

(0,9 +1,20)/2 = 1,05 %

ФСХ33 внес Si – 0,03%, CMn₁₇ – 0,23%

Необходимо 1,05 – 0,26 = 0,79 %

ФС75 =                                = 1611 кг

Количество Al для раскисления в ковше берется из расчета 500 г/т по ТИ1-86

130·0,5 = 65 кг алюминия

Периоды плавки.

Заправка печи.

Допускается совмещение заправки откосов задней стенки с выпуском плавки. При этом загущение шлака заправочными материалами или за счет снижения тепловой нагрузки не допускается.

Завалка.

Порядок завалки материалов в печь должен обеспечить равномерное плавление, активный процесс шлакообразования, нормальное расплавление по углероду, сохранность рабочего пространства и подины печи. Устанавливается следующая последовательность завалки материалов в печь: под низ загружается стружка или легковесный лом, после завалки 20-25 % шихты, запускается известь или известняк. Завалка чугуна производится после завалки извести или известняка вперемешку с шихтой. Допускается заваливать чугун после загрузки всей шихты.

Не допускается завалка извести непосредственно вплотную к кладке ванны во избежание заращивания, аналогично и чугуна – во избежание разъедания.

Плавление.

Началом периода плавления считается момент окончания завалки шихтовых материалов. В процессе плавления рекомендуется производить растаскивание скоплений не расплавившейся шихты с целью сокращения периода плавления. В конце плавления берется предварительная проба металла, по результатам которой принимается решение о дальнейшем ведении плавления.

И легирование стали.

Выпуск стали производится не ранее, чем через 5 минут после присадки в печь ферросплавов для раскисления предварительного и легирования. Окончательное раскисление стали производится в ковше во время выпуска путем присадки подогретого алюминия на дно ковша, или с первыми порциями металла. Введение ферросплавов в ковш производится из навесного бункера, начиная с момента наполнения ковша, на ¼ его высоты, и заканчивается при наполнении ковша на 2/3 его высоты, но не позднее появления шлаков. Размер кусков, применяемых ферросплавов, должен быть не более 100 мм. Применение пылевидной фракции запрещено.

Десульфурация металла.

Сера, так же как и фосфор, является вредной примесью в стали и вносится в металл шихтовыми материалами и некоторыми видами топлива. Содержание серы в стали допускается от 0,005 до 0,06%.

Сера обладает высокой химической активностью и образует сернистые соединения – сульфиды. Сернистые соединения ухудшают многие важные характеристики служебных свойств металлов и сплавов, усиливают склонность к образованию горячих трещин при прокате и сварке. В то же время серу специально вводят в автоматные стали с повышенным содержанием марганца для получения хорошей обрабатываемости режущими инструментами этой стали.

Учитывая вредные действия серы на качество стали, кроме автоматной, металлурги стремятся как можно больше её удалить из металла во время плавки.

Сера обладает большой поверхностной активностью, поэтому процесс десульфурации осуществляется главным образом на поверхности раздела металл – шлак. Для термодинамического анализа металлической ванны может быть принята следующая схематическая реакция:

(CaO) + [ FeS ] → (CaS) + (FeO)

Успешно протекает процесс десульфурации металлической ванны при наличии достаточно-основного и жидкоподвижного шлака. Чем выше основность шлака, тем больше, при прочих равных условиях, он может удерживать в своем составе серы, и тем выше должны быть показатели десульфурации.

Когда повышение основности шлака не сопровождается снижением его вязкости, концентрация серы в шлаке не увеличивается и показатели десульфурации начинают ухудшаться.

2.2. Технология сифонной разливки.

При сифонной разливке металл из сталеразливочного ковша направляется в центровой литник, после чего поступает по сифонным трубкам в изложницы. Одновременно из одной центровой могут наполняться от 2 до 64 изложниц, размещенных на чугунных поддонах.

Требования безопасности во время работы.

Период плавления.

Сталевар и подручные, наблюдающие за ходом плавления, должны соблюдать осторожность, особенно в момент перекидки клапанов, т.к может быть выброс пламени через гляделки теплотности печи, что может причинить ожоги.

В период плавления подручные сталевара подготавливают все необходимое для кипения материалы.

Период кипения.

При необходимости в период кипения производится замена шлаковой части. Порог среднего окна при этом тщательно заправляется, а люк закрывается.

В случае аварийного состояния печи мастер и старший сменный мастер обязаны принять меры к выпуску металла из печи, не считаясь с химанализом и заданной маркой стали, а также принять все необходимые меры по охране труда для аварийного выпуска металла.

Подготовка к выпуску и выпуск металла.

Перед разделкой сталевыпускного отверстия первый подручный сталевара обязан проверить:

- подготовленность сталевыпускного желоба, его просушенность;

- наличие шлаковой чашки под желобом;

- наличие и исправность инструмента для разделки отверстия;

- наличие и исправность кислородного шланга и трубки для прожигания отверстия;

- наличие сухих материалов для дачи в ковш.

Разделка сталевыпускного отверстия печи производится первым подручным сталевара только по команде плавильного мастера и при наличии под желобом подготовленного к приему ковша.

Разделка отверстия производится ломиком, при этом необходимо остерегаться внезапного выброса металла и газов. Подручные сталевара, разделывающие отверстия, должны находиться по сторонам желоба, не находясь в выпускном желобе и на его борту. При разделке загоревшего отверстия применяется остро заточенный ломик и кувалда.

Задание.

Разработать технологию выплавки и сифонной разливки стали марки 30ХГСА в 130 т. мартеновской печи.

План выполнения задания.

1. Введение.

1.1. Технический прогресс в сталеплавильном производстве.

2. Технологическая часть.

2.1. Технология выплавки.

2.2. Химический состав, назначение, виды поставки.

2.3. Расчет металлической части шихты.

2.4. Расчет ферросплавов.

2.5. Периоды плавки.

2.6. Технология сифонной разливки.

2.7. Тепловой режим мартеновской печи.

2.8. Приемка печей и их осмотр перед сменой.

3. Организационно-экономическая часть.

3.1. Расчет плановой себестоимости одной тонны стали.

3.2. Техника безопасности.

1. Введение.

Технический прогресс в сталеплавильном производстве сопровождается сменой технологических процессов все более производительными, и созданием агрегатов и машин все более единичной мощности и емкости. Но чем сложнее рабочий металлургический процесс и чем больше производительность, размеры технологических агрегатов и машин, тем более необходима механизация и автоматизация технологических операций.

Первый этап: развитие сталеплавильного производства характеризовался механизацией отдельных операций (например, подачи дутья в печь, загрузки материалов, перевозка жидкого металла). Большую часть работы выполняли вручную.

Второй этап: характеризуется комплексной механизацией всего процесса труда, в результате чего рабочий только управляет машинами и механизмами. Такие условия созданы в современных сталеплавильных цехах, где имеются системы механизации не только основных технологических операций, но и вспомогательных, а также механизированные и не технологические операции.

К механизированным технологическим системам относятся системы взвешивания, дозирования, транспортировки и загрузки сыпучих средств шихтовых материалов.

Механизированы и не технологические операции.

Третий этап: характеризуется автоматизацией контрольных и простейших операций управления. Для этого системы управления агрегатами и машинами оснащают необходимыми приборами. Такие системы существуют практически в каждом современном сталеплавильном цехе.

Многочисленные приборы, собирающие и передающие информацию о ходе технологического процесса: различные средства автоматизации, сигнализирующие о положении механизмов и характеризующие их перемещение.

Четвертый этап: можно охарактеризовать комплексной автоматизацией технологических процессов выплавки стали. Каждая машина должна иметь для своего управления компьютер, а если машина сложная, то систему компьютеров.

Однако внедрение комплексных автоматизированных систем с сталеплавильное производство затруднено из-за смешанного характера этого производства.

2. Технологическая часть.

2.1. Технология выплавки.

Сталь 30ХГСА – 30%; Cr - 1%; Mn – 1%; Si – 1%; Н/Л; В/К; конструкционная

Заменитель - стали: 40ХФА; 35ХМ; 25ХГСА; 35 ХГСА.

Вид поставки – сортовой прокат, в том числе фасонный калиброванный пруток, серебрянка, полоса, поковки и кованные заготовки.

Назначение – различные детали, работающие при температуре до 200°С, ответственные сварные конструкции, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Химический состав, назначение, виды поставки.

Марка стали

Источник

Массовая доля элементов в %

C

Mn

Si

Cr

P S Cu Ni

Не более

30ХГСА ГОСТ 45-43-71 0,28 0,34 0,80 1,10 0,90 1,20 0,80 1,10 0,025 0,025 0,30 0,30

 

Исходные материалы мартеновской плавки.

Шихта делится на металлическую группу и неметаллическую.

Металлическая группа.

Чугун – передельный твердый.

Металлический лом – оборотный, покупной.

Оборотный – отходы металлургического производства (плавка, прокат, металл со шлакоотвалов).

Покупной – отходы обрабатывающей промышленности, амортизационный лом, транспорт, с/х машины, военная техника и т.д.

Металлический лом по химическому составу делят на углеродистый и легированный. По ГОСТ 2787-85 лом черных металлов делят на два вида:

стальной;

чугунный;

на две категории: легированный, не легированный;

на два класса: тяжеловесный, легковесный.

Неметаллическая группа.

Флюсы – не металлические материалы, обеспечивающие в процессе выплавки получение шлака необходимого состава и свойств. По ГОСТ 1387-91.

Флюсы делят на:

широко образующие – известняк, известь;

шлакоразжижающие – бокситы, шамотный бой, плавиковый шпат, окалина.

Окислители:

Твердые – железная руда, агломерат, окалина, сварочный шлак.

Газообразные – воздух, кислород.