Курсовая: Технология выплавки нержавеющей стали - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Технология выплавки нержавеющей стали

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1866 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

18 1 Назначение стали, область применения и требования, предъявляемые к ней Для успешного развития современной техники, авиации, атомной энергетики, химической, нефтяной и пищевой промышленности требуется большое количество листа, труб, л опатки паровых турбин, клапаны, болты и т. д., которые по условиям эксплуатации оборудования часто должны комплексно обладать высоким уровнем таких свойств, как коррозионная стойкость в атмосфере воздуха , перегретого пара, в слабокислых и щелочных растворах, прочность, износостойкость, усталостная прочность, жаропрочность. Коррозионно-стойкая (нержавеющая) сталь отличается стойкостью против электрохимической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой, морской). Нержавеющая сталь применяется для изготовления валов, дисков, лопаток компрессоров и газовых турбин, рабочих колёс перекачивающих насосов, крепежа, болты и трубы . Изделия из нержавеющей стали предназначены для работы в агрессивных средах при обычных или высоких температурах, поэтому основным требованием, предъявляемым к нержавеющей стали, является коррозионная стойкость (способность противостоять воздействию агрессивной среды при обычной температуре), а также жаростойкость (сопротивление воздействию газовой среды или пара высоких температур). Жаростойкая сталь, как правило, должна быть и жаропрочной, т.е. противостоять при высокой температуре в течении промежутка времени разрушению и ползучести. Таблица 1.1 Механические свойства и термическая обработка стали марки 12Х13 полуфабрикат Режим технической обработки Механические свойства а Н, Мн/м(кГ*м/см 2 ) НВ Мн/м 2 (кГ/мм 2 ) % Лист Пруток Поковка Пруток поковка Отжиг при 740-780 С Отжиг Закалка с 1000-1050 С в масле или на воздухе и отпуск 700-790 С масло, воздух 392(40) 441(45) 558(60) - 245(25) 412(42) 20 25 20 - 60 60 - - 0,88(9) - 122-187 170-207 2 Влияние легирующих элементов на свойства стали Главное влияние, которое оказывают легирующие элементы на сталь, заключается в значительном повышении её коррозионной стойкости, механических свойств, главным образом предела прочности, предела текучести, твердости и в ряде случаев относительного сужения и ударной вязкости. Особенно благоприятные результаты получаются при легировании стали двумя, тремя, а иногда большим числом легирующих элементов. В качестве легирующих в нержавеющих сталях при меняют хром, никель, марганец, кремний. Легирующие элементы вводят в сталь в виде спла вов с железом (например, феррохром, ферромарганец, ферросилиций) либо с железом и другим каким-либо элементом (например, ферросиликохром), либо в виде одного элемента (никель, металлический хром, метал лический марганец). Феррохром . Хром — основной легирующий элемент для получения стали с особыми химическими свойства ми. Поэтому феррохром при выплавке нержавеющих сталей является одной из главных легирующих добавок. В ряде случаев применяют металлический хром. В ка честве легирующей присадки и в качестве раскислителя нередко применяют ферросиликохром. Ферро никель, как и хром, является основным легирующим элементом при производстве хромоникелевой нержаве ющей стали. Никель, как правило, вводят в завалку на нижний предел заданного состава с учетом содержания его в шихте. Гранулированный и прессованный никель, ферроникель и закись никеля вводят только в завалку на плавках с полным окислением и при выплавке пере плавом с кислородом. Для корректировки химического состава плавки во время кипения и рафинирования применяют только электролитический, огневой (чушко вый) или карбонильный никель. Рисунок 2.1 – Влияние отношения Cr / Ni на магнитную проницаемость стали. Ферромарганец , или металлический марганец, при саживают в период плавления или рафинировки. При выплавке хромоникелевой нержавеющей стали ферро марганец употребляют в небольших количествах и главным образом малоуглеродистый. Ферросилиций . Кремний в количестве до 0,2— 0,3% остается в стали после раскисления и считается посто янной примесью, свыше 0,3— 0,7% он является уже легирующим элементом. Ферросилиций для легирова ния металла кремнием вводят за 10— 20 мин до выпуска. При выплавке нержавеющей стали для легирования металла применяют только 75%-ный ферросилиций. Силикокальций применяют в виде порошка для рас кисления шлака в течение всего периода рафинирова ния. Кусковой силикокальций фракции не более 50 мм разрешается присаживать в шлак при выплавке нержа веющих сталей с повышенным кремнием и в ковш под струю металла при выплавке сталей различного назна чения. Алюминий для окончательного раскисления вводят в металл за 2 — 3 мин до выпуска. Куски алюминия на шомполе погружают как можно глубже в металл и вы держивают там в спокойном состоянии до полного рас творения. Раскисление стали алюминием можно производить и в ковше. В этом случае куски алюминия с отверстия ми по центру насаживают на шомполы диаметром 25 мм; шомполы с алюминием до выпуска плавки за крепляют на борту так, чтобы нижний кусок был на расстоянии не более 0,5 м от дна ковша. Алюминий применяют для окончательного раскисления металла почти всех марок, кроме легированных титаном. Для раскисления сталей обычно применяют алюминий, со держащий до 8% примесей, а для легирования— алю миний, содержащий не менее 98% А1. Медь повышает пластичность стали в холодном состоянии, сопротивляемость стали атмосферной коррозии. При 0,3% меди в стали образуются участки сплава с низкой температурой плавления. Этот сплав отлагается по границам зёрен и вызывают красноломкость металла при ковке и прокатке. Сера вызывает красноломкость стали, понижает механические свойства, увеличивает склонность к ржавлению и истиранию, снижает способность стали к глубокой вытяжке (штамповке). Фосфор вызывает хладноломкость стали, но также повышает коррозионную стойкость стали. 3 Обзор существующих способов производства стали В настоящее время нержавеющую сталь марки 12Х13 выплавляют главным образом в электродуговых печах с основной футеровкой. При выплавке в дуговых печах используют разные методы: Выплавка нержавеющей стали методом полного окисления Первоначальный технологический процесс выплавки стали 12Х13 был аналогичен процессу плавок прочих легированных марок сталей. Он предусматривал прове дение полного окисления примесей и рафинирования ванны под белым шлаком. Основные положения этой технологии были разработаны в довоенное время для плавк и стали в небольших печах (5— 6-т ). Шихту состав ляли из чистого углеродистого лома, никеля и передель ного чугуна из расчета получения в перво й пробе 0,7— 0,8% С, 0,6— 0,7% М n и 13,0— 14,0% Ni . Окислительный период проводили до получения в металле не более 0,04— 0,05%, п осле чего шлак начисто скачивали. Со держание марганца в процессе кипения ванны поддер живалось не менее 0,20% систематическими присадками ферромарганца. Общая продолжительность окислитель ного п ериода 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 раскислен ым 75%-ным ферросилицием до получения го металла. Кокс в период рафинирования б езуглер одистым феррохром марки ФХ 005 в несколько приемов в хорошо нагретый металл. Рас плавление феррохрома длилось 1,5— 2 ч. После расплав ления феррохрома продолжали раскисление ванны мо лотым ферросилицием до получения светлого рассыпа ющегося в порошок шлака. Основным недостат ком этого метода была необходимость сильного нагрева металла перед присадкой феррохрома, а затем продол жительное 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 стано вились кислыми, что требовало больших присадок из вести. 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 поглоще нию металлом водорода. В результате сталь получалась насыщенной газом, слитки были свищеватыми и не всег да 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 12Х13 (с 1962 г 12Х13 по ГОСТу 5632— 61) с пол ным окислением не нашла широкого распространения . Выплавка нержавеющей стали методом частичного окисления Желание избежать длительного периода окисления привело к разработке метода частичного окисления. Сущ ность метода состоит в изготов лении низкоуглероди стого мягкого железа в самой электропечи в процессе плавки. Для этого в качестве шихты использовали низкоуглеро дистое железо, содержащее 0,10— 0,15% С. 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 по лного расплавления давали порцию железной руды (1,5— 2% от массы шихты) и отби рали пробу металла на углерод. После полного расплавлеиия 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 фер росилицием через 25— 30 мин от начала рафинирования. В хорошо нагретый и раскисленный металл давали по догретый 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. Метод частичного окисления давал возможность по лучать нержавеющую сталь в 95% всех плавок с содер жанием углерода в готовом металле не выше 0,12%. Ме талл получался вполне удовлетворительного качества. Угар хр ома был минимальным и составлял всего 2— 4%. В течение примерно двух лет метод частичного окис ления был основным методом производства нержавею щей стали. Были выполнены сотни плавок. Вначале метод не подвергался изменениям и осваивался таким, каким он был разработан при проведении опытных плавок. Че рез некоторое время в изложенную выше технологию вне сены были изменения: 1) большая часть мягкого железа была заменена отходами хромоник елевых сталей с низ ким содержанием углерода; 2) масса плавки была повы шена; 3) после скачивания окислительного шлака в ме талл добавляли 10— 12% нагретых до красна отходов стали 1 2Х13 для экономии легирующих материалов. 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. Глав ным отличием его было то, что в качестве основного ших тового материала использовали предварительно выплав ленное 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 ме тодом сплавления были опробованы три варианта завал ки и расплавления. Переход от одного варианта к друго му обусловливался величиной получаемых по расплавле нии содержаний углерода. 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 рас четном 0,07%. Рост содержания углерода можно объяс нить 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 приса живать 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 количест ве 600— 700 кг на п лавку. В плавках, выплавленных п о этому методу, содержание углерода по расплавлении по лучилось 0,11— 0,12%. Это содержание углерода удава лось удержать до выпуска металла из печи. Однако в хо де плавок было установлено, что хромистая руда играет незначительную роль в окислении углерода ванны и со хранении в ней хрома. Переход хромистой руды в шлак по расплавлении ван ны приводил к высокому содержанию окислов хрома в нем, что сильно затрудняло ведение плавки. Поэтому в дальнейшем был применен третий вариант, заключав шийся в том, что и в завалку, ив период расплавления да вали железную руду. Порядок завалки шихтовых материалов был следую щий: на подину давали 400 кг извести, 200 кг плавико вого шпата, 100 кг кварцевого песка. Затем заваливали весь никель, поверх которого загружали 4— 5 т мягкого железа. Далее присаживали железную руду в количест ве 1500 кг под каждый электрод по одной мульде. По верх руды загружали остальную часть мягкого железа, а по откосам укладывали феррохром марки ФХ004. Этот метод обеспечил получение стали с содержанием углерода до 0,12% в 89% плавок. Ввиду того что в за валку и во время плавления давали железную руду, зна чительно повысился угар хрома, который колебался в пределах 15 — 20%, а на некоторых плавках доходил до 24%. Раскисление шлака молотым ферросилицием не сколько уменьшало угар, но все же он оставался высо ким. Это является одной из причин того, что от метода сплавления перешли к другому, более экономичному. Таким образом, метод сплавления по третьему вари анту на определенном этапе освоения выплавки нержа веющей 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 вод ной электропечи выплавляют мягкое железо с никелем, а в другой сплавляют отходы нержавеющей стали 12Х13 или при их отсутствии мягкое железо с ферро хромом. Затем обе плавки смешивают в одном ковше. Технология этого метода была разработана и осуще ствлена на уральском заводе. Электропечи, выплавляю щие 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%; ус вояемость никеля брали 97%. Завалка в печах А ц Б составляла 14— 15 т. После до водки шлака металл раскисля ли порошком 75%-пого ферросилиция до спокойной про бы в стаканчике. Далее брали пробы на химический ана-1из и производили тщательную соответствующую кор ректировку. При совпадений фактических содержаний элементов с расчетными плавку подготавливали к выпуску. Первой выпускали в ковш плавку из печи А, а на нее плавку из печи Б. Такой порядок выпуска плавок гарантировал надлежащее смешение металла и его однородность. Сле дует отметить, что в период освоения этой технологии были трудности с обеспечением в готовом металле необ ходимого содержания углерода. Проанализировав известные способы выплавки нержавеющей стали марки 12Х13, отметим, что каждый из рассмотренных способов имеет как преимущества, так и недостатки. Поэтому целесообразно проводить выплавку нержавеющей стали марки 12Х13 в электродуговой печи методом частичного окисления. Этот способ хорошо зарекомендовал себя, как простой в организации технологии производства сданной марки стали и, сравнительно, дешёвый.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Август - время, когда люди, с которыми ты полгода обсуждал мировые проблемы, вдруг пишут, что завтра едут с мамой покупать школьную форму.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru