Московский Государственный Институт Стали и Сплавов
(Технологический университет)
Кафедра металлургии стали
Курсовая работа
по курсу: металлургия стали
Тема: определение и анализ технико-экономических показателей кислородно-конвертерной плавки с комбинированным дутьем при производстве стали марки 35Г.
Выполнила: студентка гр.МЭ-04-1
Алексеева В.С.
Проверил: профессор Григорьев В.П.
Москва 2007
В данной курсовой работе рассчитаны технико-экономические показатели кислородно-конверторной плавки с комбинированной продувкой для марки стали 35Г. В работе приведены характеристики заданной марки стали. Произведены все текущие расчёты, материальный и тепловой балансы, раскисление и легирование, произведён расчёт калькуляции себестоимости в числовом и в процентном выражении и дан небольшой анализ по калькуляции себестоимости. Выполнение работы включает в себя понимание сути и технологии кислородно-конверторного процесса с комбинированным дутьем.
Содержание
1. Характеристика и служебные свойства стали марки 35Г.. 5
Механические характеристики. 5
2. Общая характеристика технологии кислородно-конвертерной плавки с комбинированной продувкой. 6
Кислородно-конвертерный процесс. 6
Конвертерные процессы с комбинированной продувкой. 8
3.Расчет профиля рабочего пространства. 11
4. Расчёт параметров плавки. 13
4.1 Расчёт материального баланса. 13
Определение расхода извести. 17
Определение количества шлака. 17
Определение расхода газообразного кислорода на окисление элементов шихты.. 18
Определение выхода годной стали. 19
Определение количества газов. 19
4.2 Тепловой баланс плавки и его анализ. 18
Теоретическое введение. Повышение доли лома в шихте. 20
Использование топлива как дополнительного источника тепла. 20
Физическое тепло чугуна Т1. 21
Тепло экзотермических реакций Т2. 21
Тепло, теряемое с газами Т6. 22
Потери тепла от продувки аргоном Т7. 23
4.3 Расчёт легирующих и раскисляющих компонентов. 21
Итоговая контрольная таблица. 26
5. Внепечная обработка металла. 24
Расчет расхода твердой шлаковой смеси (ТШС)27
Обработка металла вакуумом.. 25
Расчет давления в вакууматоре. 26
6.Расчет калькуляции себестоимости стали………………………………………………28
Список использованной литературы.. 30
Темой данной курсовой работы является получение стали.
Сталью называют деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом и другими примесями. Получение железа в чистом виде представляет собой трудоемкий и дорогостоящий процесс. Механические свойства, в частности прочность, чистого железа ниже свойств сплавов железа. В чистом виде железо — материал дорогой, его используют для специальных целей. Обычно в технике и в быту используют сталь. Значение черных металлов вообще и стали в частности в народном хозяйстве огромно. Без использования стали не могли бы развиваться ни горная промышленность, ни транспорт, ни машиностроение, ни сельское хозяйство. За последние 60— 100 лет во много раз увеличилось производство цветных металлов, особенно алюминия, однако доля черных металлов в мировом производстве продолжает оставаться преобладающей и почти неизменной — около 95 % от общего производства металлов. В течение многих лет уровень экономической мощи того или иного государства определялся в первую очередь количеством выплавленной стали. При этом основную массу составляли так называемые рядовые марки стали; доля качественных и высококачественных марок была невелика.
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
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 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.