Любая помощь студенту и школьнику!


Жми! Коллекция готовых работ

Главная | Мой профиль | Выход | RSS

Поиск

Мини-чат

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Форма входа

Логин:
Пароль:

Дипломная работа "Технология выплавки стали, микролегированной азотом и ванадием в условиях электрос

Дипломная работа "Технология выплавки стали, микролегированной азотом и ванадием в условиях электросталеплавильного цеха" (1000 руб.)

Аннотация 

В данной работе разработана технология выплавки стали, микролегированной азотом и ванадием в условиях электросталеплавильного цеха, технология внепечной обработки стали и разливки с целью получения необходимых свойств стали.

Проведён анализ металловедческих исследований с целью выявления влияния азота на свойства стали.

Проведены расчёты технологических параметров по предложенной технологии для марки 16Г2АФ.

В экономической части дипломной работы рассчитаны основные

технико-экономические показателей выплавляемой стали: себестоимость продукции, рентабельность, а так же  прибыль от реализации продукции.

В разделе безопасность жизнедеятельности выявлены наиболее опасные и вредные производственные факторы и предложены меры по их устранению.

В разделе охраны окружающей природной определен состав выбросов при производстве стали в условиях электросталеплавильного цеха, Мероприятия по снижению пылегазовых выбросов, влияние на здоровье человека загрязняющих веществ.

Дипломная работа выполнена на 103 страницах, содержит 29 таблиц,          10 рисунков, список использованных источников из 22 наименований.

 

Содержание

 

Введение

7

1. Аналитический обзор литературы

9

1.1 Влияние азота на механические и технологические свойства металлопродукции

 

9

1.2 Микролегирование стали

12

1.3 Механизм карбонитридного упрочнения

15

1.4 Влияние микролегирования на механические свойства конструкционных сталей

 

21

1.5  Кинетика и термодинамика растворения азота в расплавах на основе железа

 

25

1.6 Поведение азота при выплавке стали в ДСП

32

2.  Разработка технологии выплавки, внепечной обработки и разливки стали в условиях электросталеплавильного цеха

 

36

2.1 Технологическая схема производства стали 16Г2АФ

36

2.2 Технология выплавки стали 16Г2АФ в ДСП

36

2.3 Легирование и раскисление полупродукта в ковше.

53

2.4 Десульфурация стали

58

            2.4.1 Расчёт десульфурации стали

59

2.5 Обработка жидкой стали в ковше азотом

64

2.6 Разливка готовой  стали на МНЛЗ.

68

3 Экономическая часть

70

3.1 Производственная мощность

70

3.2 Режим работы цеха и график выходов

72

3.3 Экономика производства

75

3.3.1 Расчёт производительности труда

75

3.3.2 Калькуляция себестоимости стали.

76

3.3.3 Расчет выручки от реализации продукции

80

3.3.4 Расчет рентабельности продукции

81

4 Безопасность жизнедеятельности

83

4.1 Объемно–планировочные решения зданий и сооружений цеха

 

83

4. 2 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов

 

84

4.3Решение по производственной санитарии

85

4.3.1 Требования к микроклимату помещения

85

4.3.2 Производственное освещение

86

4.3.3 Санитарно–бытовые помещения

88

4.4 Разработка мер защиты от опасных и вредных                производственных факторов

 

88

4.5 Меры по предотвращению взрывов и пожаров

89

4.6 Инженерная разработка вытяжного зонта

91

5 Охрана окружающей природной среды

95

5.1 Экологическая характеристика электросталеплавильного цеха ОАО «Узметкомбинат»

 

95

5.2 Влияние на здоровье человека загрязняющих веществ

97

5.3 Мероприятия по снижению валовых выбросов

97

5.3.1 Характеристика газоотводящего тракта ДСП

97

5.3.2 Мероприятия по снижению пылегазовых выбросов

98

Заключение

100

Список использованных источников

102

 

Введение

Настоящий период развития металлургии характеризуется возросшими требованиями новых отраслей техники к качеству многих марок стали. Требования к механическим, технологическим и потребительским свойствам металлопродукции вызывают необходимость более жесткого контроля  состава, микроструктуры стали, управления и технологии производства на всех стадиях передела.

Требования к качеству и свойствам стали, а так же дороговизна и ограниченные запасы никеля и марганца, заставляют искать более дешевые методы легирования стали. Использование  азота в качестве легирующего элемента, позволило отчасти решить данную задачу.                                        

В настоящей работе проведён анализ металловедческих исследований с целью     выявления      влияния      азота     на     свойства   стали  и    на  основе

физико-химических исследований, использования последних достижений металлургической науки предложена технология комплексного воздействия на металлический расплав в электросталеплавильных агрегатах с целью получения необходимых физических и механических свойств.

Как уже говорилось выше, азот, являясь активным аустенитообразующим элементом, может использоваться заменителем никеля в аустенитных нержавеющих сталях. При этом увеличение содержания азота сопровождается существенным повышением как прочности, так и коррозионной стойкости материала.

Вопросом влияния азота на свойства сталей, его растворимости и поведения в металле уделялось много внимания, как в России, так и за рубежом. В настоящее время в промышленности используется более 200 марок сталей, легированных азотом.

Практический интерес представляет собой производство низколегированных марок стали, микролегированной азотом в сочетании с добавкой нитридообразующих элементов, таких как, ванадий, титан, ниобий и других. Микролегирование позволяет, не меняя технологию выплавки стали, в широких пределах в зависимости от заказа варьировать уровень механических свойств металлопродукции. Кроме того, применение сильных нитридообразующих элементов позволяет связать значительную часть растворенного азота, в результате чего существенно снизить склонность металла к старению.

1. Аналитический обзор литературы 

1.1 Влияние азота на механические и технологические свойства металлопродукции 

Влияние азота на свойства стали могут быть как положительными, так и отрицательными

Отрицательное  влияние азота особенно заметно для малоуглеродистых сталей, которые должны иметь высокие пластические свойства.

На  рисунке 1 и 2 представлены диаграммы растворения азота в железе. При рассмотрении диаграмм, видно, что растворимость азота в объемноцентрированном α - Fе значительно ниже, чем в  гранецентрированном γ - Fе. Азотистый аустенит γ - Fе устойчив и в практических условиях превращение γ → а в зависимости от скорости охлаждения может быть перемещено в область температур значительно более низких, чем соответствующая равно­весию этих фаз. При понижении температуры феррита из него выделяется вследствие уменьшения растворимости азота мелкодисперсная фаза нитридов Fе4N и при < 200° С - Fe16N2. При отсутствии в стали элементов, образующих нитриды при высокой температуре (Ti, Al, Zr, V), после образования δ - Fe начинается выделение азота из раствора в виде включений нитридов железа (Fe2N, Fe4N, Fe8N) [1]. Это выделение может продолжаться длительное время после охлаждения и, так как оно происходит в основном при низкой температуре, выделившиеся включения дисперсны (размером порядка 10-3 мкм). Дисперсные включения нитридов железа располагаются по кристаллографическим плоскостям и, препятствуя перемещению дислокаций, вызывая охрупчивание металла. Результатом этого является снижение ударной вязкости и относительного сужения, при одновременном повышении твердости и прочности. Данный процесс называется старением стали. Следовательно,  стали с высоким содержанием азота [(6 - 8) × 10-3 %] недопустимы в  стали, служащих при отрицательных температурах, в листовом металле, используемом для глубокой вытяжки, а также в котельно - топочном металле и в изделиях, служащих при повышенных температурах. Старение может быть ускорено искусственно, если закаленное железо или сталь подвергнуть холодной пластической деформации, увеличивающей скорость распада твердого раствора и выделения нитридов железа.

 Рисунок 1 - Участок диаграммы системы Fe-N  [1] 

Рисунок 2 - Растворимость азота в железе в зависимости от температуры [1] 

В качестве положительного влияния азота, можно выделить присутствие азота в виде внедрения, а не форме нитридов. Азот, присутствующий в стали в виде раствора внедрения, существенно сильнее, чем углерод, упрочняет сталь при одновременном повышении пластичности, повышает ее износостойкость и стойкость против коррозионного растрескивания.

Для введения в сталь растворимого азота специально производят азотированные металлические марганец и хром или азотированные ферросплавы - ферромарганец, феррохром, некоторые комплексные сплавы. Их производство традиционными способами отличается большой длительностью технологического цикла, большими энергетическими затратами и низким содержанием азота (не более 8 %). 

Присадка в сталь элементов, связывающих азот в нитриды при высоких температурах, устраняет склонность стали к старению. Такими элементами являются следующие:

1) алюминий, образующий нитриды в основном во время затвердевания и в твердом металле до температуры превращения γ - Fe в δ - Fe;

2) ванадий и цирконий, образующие нитриды во время кристаллизации;

3) титан, образующий нитриды в жидкой стали и во время кристаллизации.

Наибольшее применение получил алюминий, широко применяемый и в качестве раскислителя. При обычных концентрациях азота и алюминия в твердом металле образуются нитриды. Но включения этих нитридов, выделяясь при более высокой температуре, имеют на два - три порядка большие размеры, чем включения нитридов железа, поэтому они не оказывают такого влияния на движение дислокаций и не вызывают старение.

Следовательно, спокойная сталь, раскисленная алюминием, не склонна к старению. Однако и в стали, раскисленной алюминием, может наблюдаться понижение ударной вязкости. Это проявляется при высоком содержании азота и алюминия (например, 0,01 % N и 0,2 % А1), когда в металле образуется межзеренный излом, проходящий по границам зерен первичного аустенита. Образование такого излома вызвано ослаблением связи между зернами вследствие выделения по их границам включений нитрида алюминия, и оно свидетельствует об ухудшении свойств металла.

Из вышеизложенного следует, что избыточное содержание азота в стали приводит к понижению предела текучести и временного сопротивления, к тому же он является основной причиной старения малоуглеродистых сталей. В стали, производимой в электропечах, содержится 0,008 - 0,012 % азота. Поскольку азот является трудноудалимой примесью, его отрицательное влияние можно нейтрализовать путём введения нитридообразующего элемента для получения высокопрочных нитридов. При этом достигается в первую очередь повышение вязких свойств сталей. 

1.2 Микролегирование стали 

Легированной называют такую сталь, в составе которой помимо обычных примесей содержатся легирующие элементы.  Выплавка легированной стали может быть и без легирующих элементов, в том случае, когда  в качестве шихтовых материалов используется к примеру, чугун, полученный из руд, содержащих легирующие примеси.

Легирующие элементы  вводят в металл либо  в виде чистых мате­риалов (бруски никеля, меди, алюми­ния, графитовый порошок и т.д.), либо в виде сплавов с железом (ферромарганец, ферросилиций, феррофосфор, феррованадий и т. п.). Усвоение легирующего элемента, введенного в виде сплава с железом, несколько выше, однако необходимо учитывать, что при этом возрас­тает масса вводимых в металл холодных материалов.


Нужен полный текст этой работы? Напиши заявку cendomzn@yandex.ru

Календарь

«  Сентябрь 2020  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930

Рекомендуем:

  • Центральный Дом Знаний
  • Биржа нового фриланса