КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Производство стали и ее характеристика
Получение чугуна ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ СТАЛЬНЫХ ВОДОГАЗОПРОВОДНЫХ И ЕЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
Трубы для деталей водопроводных и газопроводных конструкций изготовляют из сталей В свою очередь сталь получают из чугуна, а сам чугун состоит из различных компонентов. Для простоты и удобства я опишу технологию производства по пунктам и в строго определенном порядке.
Чугун является основным сырьем для производства стали. Около 90 % его переделывают на сталь. Чугун – хрупкий материал, т.к. в нем содержится много углерода и поэтому изделия из него получают только методом литья. Для производства чугуна используют шихту (смесь сырьевых материалов, взятых в определенном количестве). Для получения шихты используют: - железные руды (магнитный, бурый, красный и шпатовый железняк) – используют для получения железа; - топливо (кокс) – используют для создания требуемой температуры, должно обладать высокой теплотворной способностью, пористостью, прочностью, небольшой зольностью, минимальным содержанием серы, кроме того оно должно иметь низкую влажность и максимальное содержание углерода; - флюсы – служат для понижения температуры плавления пустой породы. Чугун получают в доменных печах. Стадии получения чугуна: 1. Горение кокса. 2. Восстановление железа: а) косвенное восстановление железа; б) прямое восстановление железа; в) науглероживание железа. 3. Восстановление кремния, марганца, фосфора. 4. Удаление серы. Таким образом продуктами доменного производства являются: - чугун; - шлак; - доменный газ.
Состав шихты для сталеплавильного производства: 1) чугун: жидкий и твердом виде (чушковый чугун);
2) стальной и чугунный лом (скрап); 3) железная руда; 4) отходы собственного производства; 5) флюсы (известь, карбонат кальция, доломит); 6) топливо: газообразное, жидкое (мазут, смола),твердое (каменноугольная пыль), электроэнергия; 7) окислители. Стадии производства стали: 1) перенос кислорода из окислительной атмосферы в металл; 2) окисление углерода – основная реакция сталеплавильного производства; 3) окисление и восстановление примесей (кремния, марганца, фосфора); 4) удаление серы; 5) раскисление стали: для этого вводят раскислители. Сталь, используемая для производства труб водогазопроводных соответствует ГОСТ 380-94 (01.01.2007г.) «Сталь углеродистая обыкновенного качества» и ГОСТ 1050-88 (01.01.1991г.) «Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия». Из всего объема производства до 90 % составляет углеродистая сталь. Углеродистой сталью называют сплавы железа и углерода, не содержащих никаких специально введенных добавок (легирующих элементов). Постоянные примеси: сера и фосфор, марганец и кремний. В различных марках углеродистой стали содержание самого углерода находится в пределах 0,06 – 1,35 %. Изменение содержания углерода сильно изменяет все свойства стали, и поэтому по количественному содержанию углерода стали подразделяют на: - конструкционную (< 0,8 % углерода); - инструментальную (> 0,8 % углерода). Конструкционной называют сталь, пригодную для изготовления различных деталей машин и конструкций. Она должна обладать комплексом высоких механических свойств, т.е. должна быть достаточно прочной и пластичной, должна иметь высокие технологические свойства, т.е. хорошо обрабатываться давлением, хорошо отливаться, хорошо свариваться, т.к. из нее изготавливают изделия сложной формы.
Конструкционная сталь употребляется в очень больших количествах, поэтому желательно, чтобы она была дешевой как по составу, так и по способу производства. В зависимости от количества углерода конструкционную сталь делят на 2 вида: 1) сталь обыкновенного качества; 2) качественная сталь. Сталь углеродистая конструкционная обыкновенного качества выпускается горяче- и холоднокатаной в виде заготовок с установок непрерывной разливки (в виде труб, лент, проволоки). Ее изготавливают кислородно-конверторным и мартеновским способами. Сталь углеродистая качественная конструкционная отличается от стали обыкновенного качества более узким пределом содержания углерода и меньшим содержанием вредных примесей. Ее изготавливают мартеновским способом и выплавкой в электропечах. Дадим характеристику каждому способу производства углеродистой стали. Кислородно-конверторный способ производства. Сущность заключается в том, что через жидкий металл пропускают воздух, кислород которого соединяется с примесями и уводит их в шлак и в отходящие газы, очищая тем самым металл. Достоинства способа: - простота; - дешевизна; - отсутствие расхода топлива; - высокая прочность. Недостатки: - использование жидкого чугуна; - ограничения состава чугуна; - количество используемого стального и железного лома невелико; - выход годного метала приблизительно 90 %; - сталь низкого качества, т.к. при пропускании воздуха расплавленный металл обогащается азотом, который придает стали хрупкость, температура недостаточна для окисления всех примесей, и в стали содержится большое количество кислорода в виде оксида железа. Мартеновский способ производства. В зависимости от состава шихты различают скрап-процесс и скрап-рудный процесс плавки. При скрап-процессе в печь загружают скрап и чушковый чугун. При скрап-рудном процессе в печь заливают жидкий чугун, добавляют руду и скрап. Процессы выплавки в мартеновских печах делятся на кислые и основные. Характерные особенности кислого процесса: печь футеруется кислым огнеупорным кирпичом, используется шихта с малым содержанием серы и фосфора, удаление которых в кислых печах затруднено. При основном процессе плавки футеровка печи выполняется из магнезиального или доменного кирпича, для удаления серы или фосфора в шихту вводят известняк.
В период загрузки и плавления шихты происходит окисление примесей за счет кислорода, содержащегося в печных газах и руде, а после после образование шлака – содержится в оксиде железа, растворенном в шлаке. Окисление примесей идет по тем же реакциям, что и при конвертерном процессе. Известняк переводит в шлак серу и фосфор. Важным моментом плавки является период «кипения» – выделения образующегося оксида углерода в виде пузырьков. Металл при этом перемешивается, выдерживается его температура (приблизительно 1800 С0) и химический состав, удаляются газы, всплывают неметаллические включения. По достижение требуемого содержания углерода в кипящем металле, что определяется путем быстрого анализа отбираемых проб, приступают к последней стадии плавки – доводке и раскислению металла. Достоинства: - средняя энергоемкость. Недостатки: - большое загрязнение окружающей среды; - среднее качество; - средняя производительность. Выплавка в электропечах. При данном способе производства применяют более высокие температуры (> 2000 С0), что позволяет лучше удалять вредные примеси, значительно снижается угар железа и легкоокисляющихся специальных добавок, т.к. процесс ведется с наименьшим доступом воздуха. Также при данном способе производства получают очень плотный металл, т.к. в более жидком металле газы легко выделяются наружу. Достоинства способа: - простота и точность регулирования температуры в процессе плавки и к моменту ее разливки, что важно для процессов первичной кристаллизации; - получение высококачественной стали вне зависимости от качества исходных шихтовых материалов, т.к. состав корректируется во время плавки специальными добавками. Сравнительная характеристика способов производства стали приведена в таблице 4.1.
Табл. 4.1.
Табл. 4.1 (продолжение). Описанные методы получения углеродистой стали являются основными.
Дата добавления: 2015-06-27; Просмотров: 679; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |