Современное состояние и перспективы развития производства электростали в Украине

РЕФЕРАТ

Данная курсовая работа содержит 25 страницы машинописного текста, 4 таблицы, 3 рисунка.

Данная курсовая работа состоит из введения и 2 разделов, списка используемой литературы.

Ключевые слова и  сокращения: ПЕЧЬ ДСП , ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПЛАВКИ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ, 30ХГС, ТЕХНОЛОГИЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

В первой части приведен анализ современного состояния производства стали в Украине и основные свойства стали марки 30 ХГС. 

Во второй части приведено  обоснование и приведена технология плавки и внепечной обработке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  СОДЕРЖАНИЕ                                                     стр

ВВЕДЕНИЕ 1. Современное состояние  и перспективы развития производства  электростали в Украине 1.1 Свойства и назначение стали 1.2 Влияние водорода, азота, кислорода и серы на качество конструкционных сталей 1.3 Влияние легирующих элементов на свойства стали 2. Теоретические основы технологии  кислого процесса в дуговых печах 2.1 Шихтовые материалы для кислой плавки 2.2 Период плавления 2.3 Восстановительный период 2.4 Технологическая схема выплавки и внепечной обработке стали марки 30 ХГС Выводы Литература

5   7 10   13 15   16 17 17 19   21 23 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Электрометаллургия стали  зародилась как отрасль науки и техники в конце XIX-го столетия и с тех пор постоянно совершенствуется и развивается в теоретическом, технологическом и конструктивном направлениях. Особенно бурное развитие электрометаллургия получила во второй половине XX-го века.

В сталеплавильном производстве в последние десятилетия наиболее ускоренно развивается электроплавка: введены в строй дуговые электропечи нового поколения с донным выпуском стали, с водоохлаждаемыми стенами и сводом, двухкорпусные печи, печи с шахтным подогревом лома, с увеличенной высотой кожуха; получило широкое распространение применение кислорода и аргона, альтернативных источников энергии в виде топливно-кислородных горелок; увеличена удельная электрическая мощность дугового разряда- дуга постоянного тока, плазменная дуга, дуга с полым электродом, дуга, горящая во вспененном шлаке. Широкое распространение получила технология высшего уровня электроплавки стали дуплекс процессом: дуговая сталеплавильная печь- агрегат комплексной обработки стали.

Разработаны и внедрены в производство наукоемкие специальные процессы рафинирования стали методами электрошлакового, вакуумдугового, плазменного переплава, вакууминдукционная и электроннолучевая плавка.

Внедрены новые технологии внепечной обработки стали, широкое  применение получили агрегаты внепечной обработки в вакууме и обычной атмосферой. Неотъемлемой частью технологии электроплавки стали становится установка «печь-ковш», совершенствуется его конструктивное и аппаратурное оформление.

Разрабатываются и внедряются технологии разливки высококачественных и специальных сталей на машине непрерывного литья заготовок, совершенствуется конструктивное оформление непрерывной разливки стали. Получают реальное воплощение в жизнь литейно-прокатные комплексы.

В связи с последними достижениями в науке развитие ОАО «ДМЗ им.Петровского» возможно при использовании внепечной обработки стали на установке «печь-ковш», что даст новый качественный уровень производимой продукции.

Также бурное развитие получают автоматические системы управления технологическими процессами с использованием ЭВМ.

Особый прогресс при  электроплавке стали, отмечен в области охраны окружающей среды, создания малоотходных технологий, использования техногенных отходов в собственном и смежном производствах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Современное  состояние и перспективы развития  производства электростали в  Украине

 

 

В течение последнего десятилетия горно-металлургический комплекс Украины обеспечивает производство около 27% валового внутреннего продукта и свыше 40% валютных поступлений.

Напомним, что современное  состояние рынка за 2010г. По данным мировой ассоциации производства стали (WSA) объемом выплавки стали 66 государств составил 1414 млн. т. Что на 15,9% больше чем в 2009г. Среди основных 10 топ производителей на 1-ом месте Китай (626,7 млн.т.) на 2-ом Япония(109,6 млн.т.) и на 3-м США (80,6 млн.т.), а Украина занимает 8-е место (43,6 млн.т.). Таким образом Украина входит в топ 10 стран с максимальным производством стали. По объемам  внешней торговли металлопродукции Украина занимает третье место в рейтинге первой десятки мировых производителей и экспортеров стальной продукции[1].

В Украине наибольших показателей производство металлопродукции достигло в 1988 году. Потом в период с 1990 года по 1994 год состоялось значительное уменьшение объемов производства и внутреннего потребления металлопродукции. Период 1994-1998 годов характеризовался низким, но стабильным уровнем производства, после чего с 1998 по 2007 годы объемы производства опять выросли к уровню 80-85% от показателей 90-х лет.

По итогам работы за 2007 рок индекс производства основных видов  металлопродукции ГМК Украины находится  на уровне 108,3% относительно 2006 года, который  полностью отвечает мировым показателям (при индексе роста промышленного  производства в целом по Украине 110,2%). Выросли также экономические показатели работы отрасли, в частности, рентабельность металлургических предприятий в 2007 году составила 18% в сравнении с 14% в 2006 году.

Следует отметить, что по состоянию  на 2010г. Общее мировое производительские мощности по производству стали состовляли 1,865 млрд.т., при том реальное производство стали составило 1414 млн.т.

          Ниже приведены объемы производства  в металлургии Украины за 2008-2010 года (рис 1.1).

 

Рисунок 1.1 - Объемы производства в металлургии Украины за 2008-2010 года

Использование сталелитейных  мощностей в Украине составляет 60%.

В данный период времени  в Украине структура производства стали делится таким образом  рисунок 1.2

 

Рисунок 1.2 - Структура по способам производства стали в Украине

 

Но при любом процессе как ККП и ЭСП получить сразу  нужную марку стали очень сложно. По этому используют внепечную обработку  стали и доводку до нужного  состава в соответствии с ГОСТом.

На ПАО «Евраз ДМЗ им. Петровскокого» применяют комплексную обработку стали, продувка инертным газом и присадкой порошковой SiCa проволокой . Это обеспечивает  хорошее удаление серы и неметаллических включений. Так как сталь выплавляют на слитки, этой технология не дорогая и быстро окупает себя.

Поэтому считаем что  какой бы не использовали процесс  выплавки ККП и ЭСП, в любом  случае будут использовать  разные методы внепечной обработки для  получения нужного состава стали.

Самым ожидаемым событием в ГМК в 2012 году состоялся пуск электросталеплавильного завода «Интерпайп Сталь» - фактически первого метзавода в Украине за период независимости, возведенного с нуля. Рассчитывается производить на нем 1,32 млн. т трубной и колесной заготовки в год. Себестоимость заготовки на «Интерпайп Стали» должна заметна быть ниже, так как потребность в газе всего 17 куб. м/т. Кроме того новый завод намного экологичней своего предшественника. Объем вредных выбросов «Интерпайп Стали» в атмосферу уменьшится в 2,5 раза[2].

Таким образом, ближайшей  задачей других металлургических предприятий Украины можно считать повышение технологического уровня в производстве стали, что обеспечит конкурентно способное качество металлопродукции и доведение производства до международной сертификации в соответствии с требованиями стандартов серии ISO 9001 и ISO 9002.

Вместе с тем, отмечая  позитивные изменения в работе отрасли, связанные главным образом с  существенным увеличением объемов  производства за счет роста спроса на металлопродукцию.

 

1.1 Свойства и назначение стали

 

Назначение стали 30ХГС - различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса  обшивки, лопатки компрессорных  машин, работающие при температурах до 200°С, рычаги, толкатели, ответственные  сварные конструкции, работающие при  знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах[3].

Выбор марки стали, обусловлен тем, что из легированных сталей, которые  выплавляются в условиях ПАО «Евраз ДМЗ им. Петровского».марка 30ХГС  является наиболее массовой и составляет более 50% от всей выплавляемой легированной стали.

Сталь 30ХГС имеет состав(ГОСТ 4543-71) [4]:

С=0,28-0,34%;

Si=0,90-1,20%;

Mn=0,80-1,10%;

Cr=0,80-1,10%;

P,S= не более 0,025%;

Сu,Ni= не более 0,025%.

Технологические свойства.

Температура ковки, °С: начала 1240, конца 800. сечения до 50мм охлаждаются на воздухе, 51-100мм- в ящиках.

Свариваемость – ограниченно  свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС, или термообработка. КТС без ограничений.

Обрабатываемость резанием - в горячекатаном состоянии при  НВ 207-217 и δ_В =710 МПа, К_{v б.ст}=0,75, К_{v тв.спл}=0,85.

Флокеночувствительность- чувствительна.

Склонность к отпускной  хрупкости- склонна.

 

Таблица 1.1 - Температура  критических точек, ºС

Ac1	Ac3(Acm)	Ar3(Arcm)	Ar1	Мn
760	830	705	670	352

 

Таблица 1.2 - Ударная вязкость, KCU, Дж/см²

Состояние поставки, термообработка	+20	-20	-40	-60	-80
Закалка 880 С, масло. Отпуск 580-600 С. бв = 1000 МПа.	69	55	41	35	23

 

Таблица 1.3 - Предел выносливости

s-1, МПа	t-1, МПа	n	sB, МПа	Термообработка, состояние стали
490	1666	1Е+7	1670
372	882	1Е+7	880
470		1Е+6	1080
696				Закалка 870 С. Отпуск 200 С
637				Закалка 870 С. Отпуск 400 С

 

Таблица 1.4 - Физические свойства

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	215	211	203	196	184	173	164	143	125
Плотность, pn, кг/см3	7850	7830	7800	7760	7730	7700	7670
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)	38	38	37	37	36	34	33	31	30
Уд. электросопротивление (p, НОм · м)	210
Температура испытания, °С	20- 100	20- 200	20- 300	20- 400	20- 500	20- 600	20- 700	20- 800	20- 900	20- 1000
Коэффициент линейного  расширения (a, 10-6 1/°С)	11.7	12.3	12.9	13.4	13.7	14.0	14.3	12.9
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))	496	504	512	533	554	584	622	693