Реферат на тему "Технико экономическая характеристика отдельных способов производства стали"




Реферат на тему

текст обсуждение файлы править категориядобавить материалпродать работу




Курсовая на тему Технико экономическая характеристика отдельных способов производства стали

скачать

Найти другие подобные рефераты.

Курсовая *
Размер: 0.77 мб.
Язык: русский
Разместил (а): Катерина
1 2 3 4 5 Следующая страница

добавить материал

Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный университет им.В.Н.Каразина
Геолого-географический факультет
Кафедра социально-экономической географии и регионоведения
Курсовая работа по дисциплине технико-экономические основы производства на тему:
Технико-экономическая характеристика отдельных способов производства стали
 
Выполнила:
студентка ГЦ-22/1                                                                   Сегида Е.Ю.
Проверила:
ст. преподаватель                                                                    Панасенко Л.Г.
 Харьков 2004
 
Содержание
 TOC \o "1-5" \h \z Введение. 2
I.Понятие сталь, ее классификации и применение….………………..……………………..…3
II.Основные способы производства стали ……………...………………………………….….5
  1.Конвертерный способ. 5
  2.Мартеновский способ. 9
  3.Электросталеплавильный способ. .13
   а) выплавка стали в кислых электродуговых печах………………………………….....13
   б) плавка с рафинированием в ковше печным шлаком………………………………....14
    в) плавка стали в индукционной печи…………………………………….……………...14
  4.Разливка стали. PAGEREF _Toc530930818 \h 15
        а) разливка по изложницам...…………………………………………………………......15
        б) способ непрерывной разливки стали……………………………………………….....16
        в) затвердевание и строение стальных слитков……………………………………........17
III.Пути повышения качества стали……………..………………………...………………….18
  1.Обработка жидкого металла вне сталеплавильного агрегата. PAGEREF _Toc530930820 \h 18
  2.Производство стали в вакуумных печах. PAGEREF _Toc530930821 \h 20
   а) производство стали в вакуумных индукционных печах. PAGEREF _Toc530930822 \h 20
   б) производство стали в вакуумных дуговых печах. PAGEREF _Toc530930823 \h 21
  3.Плазменно-дуговая плавка. PAGEREF _Toc530930824 \h 22
     4.Электронно-лучевая плавка……………………………………………………………....23   
     5.Легирование стали………………………………………………………………………...24
IV.Особенности размещения предприятий по производству стали……..………………….26
V.Технико-экономические показатели данных технологических процессов, рыночные      аспекты их применения и перспективы развития…………………………………………….27
VI.Показатели качества продукции данных технологических процессов и форма организации производства как современный уровень развития нашей цивилизации…..…28
Заключение. 29
Список литературы……………………………………………………………………………..30
Введение
 
Металлургическое производство возникло на заре развития человеческого общества. Такие металлы, как железо, медь, серебро, золото, ртуть, олово и свинец, нашли свое применение еще до нашей эры.
 Металлы  относятся к числу наиболее распространенных материалов, кото­рые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши дни трудно найти такую область производства, научно-технической деятельности человека или просто его быта, где металлы не играли бы главенствующей роли как конструкционный материал.
Металлы разделяют на несколько групп: черные, цветные и благородные. К группе черных металлов относятся железо и его сплавы, марганец и хром. К цветным относятся почти все остальные металлы периодической системы Д. И. Менделеева.
Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники. Еще в середине 70х годов прошлого столетия академик Патон Б.Е. назвал двадцатый век  «железным», не согласиться с ним невозможно. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические  материалы находят все большее применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.
Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей.
Современный высокий уровень металлургического производства основан на глубоких теоретических исследованиях, крупных открытиях, сделанных в разных странах мира, и богатом практическом опыте.
Развитие металлургии идет по пути дальнейшего совершенствования  плавки и разливки металла, механизации и автоматизации производства, внедрения новых прогрессивных способов работы, обеспечивающих улучшение технико-экономических показателей плавки и качества готовой продукции.
Украина сегодня занимает 7 место в мире по производству стали.
Способы производства стали и их технико-экономические характеристики,  пути  повышения  качества производимой стали и основные принципы размещения предприятий  по ее  производству я постараюсь раскрыть в этой работе.

 

 

Понятие «сталь» и ее классификации и применение

Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические  материалы находят все большее применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.
Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей.
Сталями называют сплавы железа  с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. Сталь – важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта и во многих других отраслях народного хозяйства. 
Сталеплавильное производство – это получение стали из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. Сталеплавильное производство является вторым звеном в общем производственном цикле черной металлургии. В современной металлургии основными способами выплавки стали являются кислородно-конвертерный, мартеновский и электросталеплавильный процессы. Соотношение между этими видами сталеплавильного производства меняется.
Сталеплавильный процесс является окислительным процессом, так как сталь получается в результате окисления и удаления большей части примеси чугуна – углерода, кремния, марганца и фосфора. Отличительной особенностью сталеплавильных процессов является наличие окислительной атмосферы. Окисление примесей чугуна и других шихтовых материалов осуществляется кислородом, содержащимся в газах, оксидах железа и марганца. После окисления примесей, из металлического сплава удаляют растворенный в нем кислород, вводят легирующие элементы  и получают сталь заданного химического состава.
Единой мировой классификации сталей нет.  В зависимости от способа производства, химического состава, структуры, назначения и качества стали классифицируют:
По назначению: топочную и котельную, для железнодорожного транспорта (рельсовую, для бандажей железнодорожных колес и т.п.), конструкционную (применяется при изготовлении различных металлоконструкций для строительства зданий, мостов, различных машин и т.п.), шарикоподшипниковую, инструментальную ( для  изготовления различных инструментов, резцов, валков  прокатных станков, деталей кузнечно-штамповочного оборудования и т.п.), рессорно-пружинную, трансформаторную, нержавеющую, орудийную, трубную и др.
По качеству: обыкновенного качества, качественная, и высококачественная. Различия между этими группами заключаются в допускаемом содержании вредных примесей ( в первую очередь серы и фосфора), а также в особых требованиях по содержанию неметаллических включений и т.п. Например, в сталях обыкновенного качества содержание серы и фосфора допускается до 0,055-0,060%, в качественных сталях – не более 0,040-0,045%, в высококачественных – не более 0,020-0,030%.
По химическому составу: углеродистые (низкоуглеродистые содержат до 0.3% углерода;
среднеуглеродистые–от 0.3 до 0.6%; высокоуглеродистые – более 0.6%), легированные (низколегированные–до2.5% легирующих добавок; среднелегированные – 2.5-10%,высоколегированные – более 10%), в том числе хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и т.п.
По характеру застывания стали в изложницах: спокойные, кипящие и полуспокойные. Поведение металла при кристаллизации в изложницах зависит от степени его раскисленности – чем полнее раскислена сталь, тем спокойнее кристаллизуется слиток.
По способу производства:  1) по типу агрегата – конвертерная ( в том числе кислородно-конверторная, бессемеровская, томасовская),  мартеновская, электросталь, сталь электрошлакового переплава и т.д.;
2) по технологии – основная и кислая мартеновская, основная и кислая электросталь, обработанная вакуумом, синтетическими шлаками, продувкой инертными газами и т.п.;
3) по состоянию – в твердом состоянии (губчатое железо – продукт прямого восстановления), в электролитическом – (продукт электролиза железосодержащих материалов), в порошкообразном ( продукт процессов распыления на мельчайшие капли жидкой стали), в тестообразном ( продукт сыродутного, кричного, пудлингового процессов, продукт процесса «Астон-Байерс»),  в жидком, литом (продукт конверторного, мартеновского и т.п. процессов).

Применения в качестве конструкционных материалов.

Некоторые d-элементы широко используются для изготовления конструкционных материалов, главным образом в виде сплавов. Сплав-это смесь (или раствор) какого-либо металла с одним или несколькими другими элементами.
Сплавы, главной составной частью которых служит железо, называются сталями. Выше мы уже говорили, что все стали подразделяются на два типа: углеродистые и легированные.
Углеродистые стали. По содержанию углерода эти стали в свою очередь подразде­ляются на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую стали. Твердость углеродистых сталей возрастает с повышением содержания углерода. Например, низкоуглеродистая сталь является тягучей и ковкой. Ее используют в тех случаях, когда механическая нагрузка не имеет решающего значения. Различные применения углеродистых сталей указаны в таблице. На долю углеродистых сталей приходится до 90% всего объема производства стали.
Тип стали
Содержание углерода, %
Применения
Низкоуглеродистая
0,2
Общее машиностроение: корпуса авто­машин, проволока, трубы, болты и гайки
Среднеуглеродистая
0,3-0,6
Балки и фермы, пружины
Высокоуглеродистая
0,6-1,5
Сверла, ножи, молотки, резцы
 
Легированные стали. Такие стали содержат до 50% примеси одного или нескольких металлов, чаще всего алюминия, хрома, кобальта, молибдена, никеля, титана, воль­фрама и ванадия.
Нержавеющие стали содержат в качестве примесей к железу хром и никель. Эти примеси повышают твердость стали и делают ее устойчивой к коррозии. Последнее свойство обусловлено образованием тонкого слоя оксида хрома (III) на поверхности стали.
Инструментальные стали подразделяются на вольфрамовые и марганцовистые. Добавление этих металлов повышает твердость, прочность и устойчивость при высоких температурах (жаропрочность) стали. Такие стали используются для бурения скважин, изготовления режущих кромок металлообрабатывающих инструментов и тех деталей машин, которые подвергаются большой механической нагрузке.
Кремнистые стали используются для изготовления различного электрооборудования: моторов, электрогенераторов и трансформаторов.

Основные способы производства стали

Шлаки сталеплавильных процессов.
Роль шлаков в процессе производства стали исключительно велика. Шлаковый режим, определяемый количеством и составами шлака, оказывает большое влияние на качество готовой стали, стойкость футеровки и производительность сталеплавильного агрегата. Шлак образуется в результате окисления составляющих части шихты, из оксидов футеровки печи, флюсов и руды. По свойствам шлакообразующие компоненты можно разделить на кислотные (SiO2; P2O5; TiO2; и др.), основные (CaO; MgO; FeO; MnO и др.) и амфотерные (Al2O3; Fe2O3; Cr2O3; и др.) оксиды. Важнейшими компонентами шлака, оказывающими основное влияние на его свойства, являются оксиды SiO2 и CaO.
Шлак выполняет несколько важных функций в процессе выплавки стали:
1.      Связывает все оксиды (кроме СО), образующиеся в процессе окисления примесей чугуна. Удаление таких примесей, как кремний, фосфор и сера, происходит только после их окисления и обязательного перехода в виде оксидов из металла в шлак. В связи с этим шлак должен быть надлежащим образом подготовлен для усвоения и удержания оксидов примесей;
2.      Во многих сталеплавильных процессах служит передатчиком кислорода из печной атмосферы к жидкому металлу;
3.      В мартеновских и дуговых сталеплавильных печах через шлак происходит передача тепла металлу;
4.      Защищает металл от насыщения газами, содержащимися в атмосфере печи.
Изменяя состав шлака, можно отчищать металл от таких вредных примесей, как фосфор и сера, а также регулировать по ходу плавки содержание в металле марганца, хрома и некоторых других элементов.
Для того, чтобы шлак мог успешно выполнять свои функции, он должен в различные периоды сталеплавильного процесса иметь определенный химический состав и необходимую текучесть (величина обратная вязкости). Эти условия достигаются использованием в качестве шихтовых материалов плавки расчетных количеств шлакообразующих — известняка, извести, плавикового шпата, боксита и др.  

Конвертерный способ

Производство стали в кислородных конвертерах
 Кислородно-конвертерный процесс представляет собой один из видов передела жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путем продувки чугуна в конвертере технически чистым кислородом, подаваемым через фурму, которая вводится в металл сверху. Количество воздуха необходимого для переработки 1 т чугуна, составляет 350 кубометров.
Впервые кислородно-конвертерный процесс в промышленном масштабе был осуществлен в Австрии в 1952 - 1953 гг. на заводах в городах Линце и Донавице (за рубежом этот процесс получил название ЛД по первым буквам городов, в нашей стране - кислородно-конвертерного).
В настоящее время работают конвертеры емкостью от 20 до 450 т, продолжительность плавки в которых составляет 30 - 50 мин.
 
Кислородный конвертер (рис. 1) представляет собой сосуд 1  грушевидной формы из стального листа, футерованный внутри  основным кирпичом 2. Рабочее положение конвертера вертикальное.  Кислород подается в него под давлением 0,8...1 МПа с помощью  водоохлаждаемой фурмы 3, вводимой в конвертер через горловину 4 и располагаемой над уровнем жидкого металла на расстоянии  0,3...0,8 м.
Конвертеры изготовляют емкостью 100...350 т жидкого чугуна. Общий расход технического кислорода на получение 1 т стали, составляет 50...60 м3.
Материалами для получения стали в кислородном конвертере служат жидкий передельный чугун и стальной лом. Для наводки шлака в конвертер добавляют железную руду и известь, а для его разжижения — боксит и плавиковый шпат.
Перед началом работы конвертер поворачивают на цапфах 5 вокруг горизонтальной оси и с помощью завалочной машины загружают до 30 % металлолома, затем заливают жидкий чугун при температуре 1250...1400 °С, возвращают конвертер в исходное вертикальное положение, вводят кислородную фурму, подают кислород и добавляют шлакообразующие материалы.
Изменение металла по ходу плавки показано (на рис. 2). При продувке происходит окисление углерода и других примесей как непосредственно кислородом дутья, так и оксидом железа FeO. Одновременно образуется активный шлак с необходимым содержанием СаО, благодаря чему происходит удаление серы и фосфора с образованием устойчивых соединений P2O5- ЗСаО и CaS в шлаке.
В момент, когда содержание углерода достигает заданного для выплавляемой марки стали, подачу кислорода прекращают, конвертер поворачивают и выливают вначале сталь, а затем — шлак.
Для уменьшения содержания кислорода сталь при выпуске из конвертера раскисляют, т. е. вводят в нее элементы с большим, чем у железа, сродством к. кислороду (Si, Mn, A1). Взаимодействуя с оксидом железа FeO, они образуют нерастворимые оксиды МпО, SiO2, А1203, переходящие в шлак.
Производительность кислородного конвертера емкостью 300 т достигает 400...500 т/ч, в то время как производительность мартеновских и электропечей не превышает 80 т/ч. Благодаря высокой  производительности и малой металлоемкости кислородно-конвертерный способ становится основным способом производства стали.
                 
1 2 3 4 5 Следующая страница


Технико экономическая характеристика отдельных способов производства стали

Скачать курсовую работу бесплатно


Постоянный url этой страницы:
http://referatnatemu.com/624



вверх страницы

Рейтинг@Mail.ru
Copyright © 2010-2015 referatnatemu.com