Курсовая работа: Определение и анализ технико-экономических показателей кислородно-конвертерной плавки с комбинир
Настоящий период развития металлургии характеризуется коренным изменением как масштабов производства качественной и высококачественной стали и доли ее в общем производстве, так и методов ее получения. Это связано с рядом обстоятельств:
1) для производства стали требуются: добыча и обогащение железной руды, добыча угля и получение из него кокса, добыча добавочных материалов, сооружение металлургических заводов, что связано с огромными и все возрастающими (в связи с истощением запасов богатых руд и дефицитом коксующихся углей) затратами материальных, энергетических и трудовых ресурсов;
2) развитие техники позволяет непрерывно повышать эффективность металлургического производства, т.е. из того же количества руды и угля получать все большее количество металлоизделий;
3) непрерывное и осуществляемое все возрастающими темпами перевооружение промышленности связано с выводом из строя устаревшего оборудования и соответственно с получением большого количества металлолома; металлолом (а не железная руда) все в большей мере становится основным сырьем для производства стали (это относится прежде всего к развитым в промышленном отношении странам — странам с большой "металлоемкостью" народного хозяйства);
4) высокие требования к качеству стали привели к разработке новых технологий, что существенно изменило в последние годы положение дел в сталеплавильной промышленности. Требования новых отраслей техники к качеству многих марок стали резко возросли 20—30 лет тому назад и продолжают возрастать. Это привело к увеличению масштабов производства стали и сплавов, содержащих ничтожно малое количество газов, неметаллических включений и других нежелательных примесей, однородных по свойствам. Были разработаны новые способы обработки металла как в самом агрегате, так и вне его. Возможность получения стали с гарантированно низким содержанием вредных примесей при минимальном развитии ликвации обеспечивает возможность роста промышленного производства без увеличения количества выплавляемой стали.
Все это вместе взятое явилось причиной новой ситуации в промышленности, при которой масштабы выплавки стали уже не характеризуют промышленную мощь. Главными становятся высокое качество, чистота и надежность металлопродукции.
Существуют 3 основных способа получения стали – конвертерный, мартеновский и электроплавильный. В данной работе рассмотрен первый способ, как самый распространённый при переработке чугуна в сталь.
1. Характеристика и служебные свойства стали марки 35Г
Общие сведения
Назначение: тяги, оси, серьги, траверсы, рычаги, муфты, валы, звездочки, цилиндры, диски, шпиндели, соединительные муфты паровых турбин, болты, гайки, винты и другие детали, к которым предъявляются требования невысокой прочности. Шестерни, валы, цапфы, шпильки, гайки, и различные другие детали, работающие при температуре до 450-500°С.
Химический состав
| Химический элемент | % |
| Кремний (Si) | 0,17-0,37 |
| Марганец (Mn) | 0,7-1,00 |
| Медь (Cu), не более | 0,30 |
| Никель (Ni), не более | 0,30 |
| Сера (S), не более | 0,035 |
| Углерод (C) | 0,32-0,4 |
| Фосфор (P), не более | 0,025 |
| Хром (Cr) | 0,30 |
Плотность: 7800 кг/м.куб
Модуль упругости: E=н/д МПа
Модуль сдвига: G=н/д МПа
KVmet0.850
Xmat: 0.100
Kshl: 0.900
Температура ковки: Начала 1250, конца 800.
| Механические характеристики | ||||||
| Состояние | Сигма-В, МПа | Сигма-Т, МПа | Кси, % | Дельта, % | НВ | Доп. |
| Нормализация 850-870 гр. Отпуск 600-630 гр | 660 | 310 | 40 | 16 | 207 | |
Твердость материала 35Г после отжига:HB 10 -1 = 207 МПа
Технологические свойства материала 35Г .
| Флокеночувствительность: | малочувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | малосклонна. |
2. Общая характеристика технологии кислородно-конвертерной плавки с комбинированной продувкой
Кислородно-конвертерный процесс
Кислородно-конвертерный процесс — это выплавка стали из жидкого чугуна с добавкой лома в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму.
Быстрое развитие кислородно-конвертерного процесса объясняется тем, что он обладает рядом преимуществ по сравнению с мартеновским и электросталеплавильным процессами. Основные преимущества:
· более высокая производительность одного работающего сталеплавильного агрегата (часовая производительность мартеновских и электродуговых печей не превышает 100 т/ч, а у большегрузных конвертеров достигает 400—500 т/ч);
· более низкие капитальные затраты, т. е. затраты на сооружение цеха, что объясняется простотой устройства конвертера и возможностью установки в цехе меньшего числа плавильных агрегатов;
· меньше расходы по переделу, в число которых входит стоимость электроэнергии, топлива, огнеупоров, сменного оборудования, зарплаты и др.;
· процесс более удобен для автоматизации управления ходом плавки.
Благодаря использованию для продувки чистого кислорода, кислородно-конвертерная сталь содержит азота не более, чем мартеновская и по качеству не уступает мартеновской. Тепла, которое выделяется при окислении составляющих чугуна с избытком хватает для нагрева стали до температуры выпуска. Имеющийся всегда избыток тепла позволяет перерабатывать в конвертере значительное количество лома (до 25 % от массы шихты). Это считается существенным достоинством процесса, так как из-за меньшей стоимости лома по сравнению со стоимостью чугуна, снижается себестоимость выплавляемой стали.
За рубежом кислородно-конвертерный процесс получил название процесса ЛД.
Конвертерные процессы с комбинированной продувкой
Комбинированная продувка, т.е. продувка кислородом через фурму сверху в сочетании с подачей нейтральных газов через днище снизу получает все более широкое распространение. Широкое распространение сравнительно недавно возникшего способа продувки объясняется тем, что в рамках одной технологии одновременно реализуются основные преимущества как верхней, так и донной продувки.
Основные достоинства комбинированной продувки при подаче нейтральных газов через дно в сравнении с верхней продувкой:
- уменьшение вспенивания ванны и отсутствие выбросов;