Выплавка стали

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.

2.2.1. 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.

2.1.2. Расчет металлической части шихты.

Сталь 30ХГСА

Печь – 130 т.

Углерод на выпуске – 0,3 % согласно инструкции ТИ1-86 для 130т. печей запас по углероду составит:

0,30 + 0,45 = 0,75% С

Принимаем угар 50%, тогда в завалке углерода должно быть:

0,75 – 50%

х = =1,5%

 х - 100%

Углерода в завалке должно быть 1,5 %.

Содержание углерода в чугуне принимаем равным 4%, содержание углерода в стальной шихте – 0,20 %

х – количество чугуна

(130 -х) – количество стальной шихты

4х + 0,20· (130 -х) = 130·1,5

4х + 26 – 0,2х = 195

3,8х = 169

х = 44

130 – 44 = 86

Стальной лом – 43 т.

Пакеты – 22 т.

Стружка – 21 т.

Количество извести не менее 40 кг на 1 т.

130т. · 0,04т. = 5,2 т. извести.

2.1.3. 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