СОДЕРЖАНИЕ: 

ВВЕДЕНИЕ 2

1. НАЗНАЧЕНИЕ МАРКИ СТАЛИ 3

2. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДСП И ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА. 5

2.1. Общая характеристика электросталеплавильного производства 5

2.2. Плавка стали в ДСП. 5

2.3. Окислительный период. 7

2.4. Восстановительный период плавки. 8

2.5. Порядок легирования. 9

2.6. Одношлаковый процесс. 10

2.7. Применение синтетического шлака. 10

2.8. Обработка металла аргоном. 11

2.9. Применение порошкообразных материалов. 11

3. ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ. 12

3.1. Особенности процессов внепечной обработки. 12

3.2. Агрегат ковш-печь. 13

4. ВНЕПЕЧНОЕ ВАКУУМИРОВАНИЕ СТАЛИ 16

5. ДУГОВАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ 17

5.1. Описание конструкции ДСП 17

5.2. Технологическая схема 18

5.3. Технологические pасчёты 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ВЫВОДЫ) 30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 31

ПРИЛОЖЕНИЯ 
 

 

ВВЕДЕНИЕ

    Электросталеплавильному способу принадлежит ведущая  роль в производстве качественной и  высоколегированной стали. Благодаря  ряду принципиальных особенностей этот способ приспособлен для получения  разнообразного по составу высококачественного  металла с низким содержанием  серы, фосфора, кислорода и других вредных или нежелательных примесей и высоким содержанием легирующих элементов, придающих стали особые свойства – хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, вольфрама, ванадия, титана, циркония и других элементов.

    Преимущества  электроплавки по сравнению с  другими способами сталеплавильного производства связаны с использованием для нагрева металла электрической  энергии. Выделение тепла в электропечах происходит либо в нагреваемом металле, либо в непосредственной близи от его поверхности. Это позволяет  в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать значительную мощность и нагревать металл с большой  скоростью до высоких температур, вводить в печь большие количества легирующих добавок; иметь в печи восстановительную атмосферу и  безокислительные шлаки, что предполагает малый угар легирующих элементов; плавно и точно регулировать температуру  металла; более полно, чем других печах раскислять металл, получая  его с низким содержанием неметаллических  включений; получать сталь с низким содержанием серы. Расход тепла и  изменение температуры металла  при электроплавке относительно легко поддаются контролю и регулированию, что очень важно при автоматизации  производства.

    Электропечь лучше других приспособлена для  переработки металлического лома, причем твердой шихтой может быть занят  весь объем печи, и это не затрудняет процесс расплавления. Металлизованные  окатыши, заменяющие металлический  лом, можно загружать в электропечь  непрерывно при помощи автоматических дозирующих устройств.

    В электропечах можно выплавлять сталь  обширного сортамента. 

 

1. НАЗНАЧЕНИЕ  МАРКИ СТАЛИ

    За  короткой и сухой аббревиатурой  30ХГСА скрывается очень многое. Если говорить в двух словах, то сочетание букв и цифр 30ХГСА означает одну из марок среднелегированной конструкционной стали. В сокращении 30ХГСА скрыта и ледяная ярость истребителя в воздушной атаке, и неумолимый гул бомбардировщика над головой врага, и безмятежный полет гражданского лайнера в мирное время.

    Неспроста акцентируется внимание на самолетах - хотя сейчас конструкционная сталь  30ХГСА применяется в различных областях (таких как машиностроение), изначально сплав 30ХГСА был создан именно для нужд авиации. Кстати, сталь 30ХГСА имеет и другое, более благозвучное название – «хромансиль». Это сокращение, образованное от названий легирующих эту сталь металлов (хром и Manganum - марганец, Silicium - кремний). Строго говоря, сейчас хромансиль – это ряд марок, помимо 30ХГСА это еще, например, такая разновидность как 20ХГСА, 35ХГСА и так далее.

    Хромансиль  или 30ХГСА принадлежит к классу легированной стали, или, если точнее, среднелегированной конструкционной стали. Существуют различные легирующие элементы, и при легировании они могут сочетаться в различных вариациях, а также применяться в определенном процентном соотношении, которое в итоге определяет тип стали. В аббревиатурах легирующие элементы имеют буквенное обозначение, соответственно, в сокращении 30ХГСА Х означает «хром», Г – марганец, С – кремний. Цифра вначале говорит о том, насколько легирована сталь, в случае с 30ХГСА это соотношение в сотых долях процента. Если в составе легированной стали находится до 2,5% легирующих элементов, то такую сталь относят к низколегированной стали, от 2,5 до 10% - к среднелегированной, а ту, где их более 10 процентов – к высоколегированной. Сталь марки 30ХГСА относится, как мы уже упоминали, к среднелегированной. Также стоит отметить и то, что легированную сталь делят по качеству на три категории, и буква «А» на конце аббревиатуры 30ХГСА говорит о том, что 30ХГСА принадлежит к категории высококачественной стали (а, если, например, после легирующих элементов не стоит никакой буквы, то это просто качественная сталь).

    Если  же говорить подробнее о легирующих элементах и о том, как они  влияют на характеристики легированной стали, то касательно стали 30ХГСА можно упомянуть, что, например, хром повышает твердость и устойчивость к коррозии, марганец также увеличивает твердость, и, кроме того, способствует устойчивости к ударным нагрузкам и износоустойчивости, а кремний повышает показатель ударной вязкости и температурный запас вязкости. Хромансиль относится к классу так называемой конструкционной стали, а именно, к легированной конструкционной стали.

    Конструкционная сталь применяется в различных  областях машиностроения, а касательно легированной стали следует отметить, что она относится к специальным  видам стали, так как превосходит  обычную углеродистую сталь. Конструкционная  сталь 30ХГСА применяется, например, в самолетостроении для создании деталей, которые предполагается использовать на ответственных участках, то есть там, где возможна высокая нагрузка и неблагоприятные условия: это крепежные детали, работающие при низких температурах, сварные конструкции, испытывающие знакопеременные нагрузки и так далее. Помимо упомянутых выше авиационных деталей, в машиностроении это также лопатки компрессорных машин, эксплуатируемые при температуре до 400° С, различные валы, оси, различные корпуса обшивки и многое другое. В настоящее время 30ХГСА изготавливается в различных вариантах.

    Если  перечислить выпускаемые в настоящее  время виды продукции из хромансиля, то это, согласно ГОСТ, следующие: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Лист толстый ГОСТ 11269-76. Лист тонкий ГОСТ 11268-76. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки  и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. Трубы ГОСТ 8731-87, ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 21729-76, ГОСТ 13663-68, ГОСТ 9567-75.

    Что касается химического состава, то сталь 30ХГСА содержит в себе легирующие элементы: кремний, марганец, хром (в количестве примерно одного процента), при этом содержание углерода в 30ХГСА равно ~ 0,30 процента, а серы – не более 0,025 %.

    Каковы  же основные преимущества 30ХГСА перед другими марками стали?

    Специалисты в большинстве случае указывают  на то, что 30ХГСА обладает высокой прочностью, отличными показателями касательно ударной вязкости, выносливости. Также 30ХГСА отличается хорошей свариваемостью. При всех своих замечательных свойствах сталь 30ХГСА стоит сравнительно недорого, так как не содержит дефицитных легирующих элементов.

    Недостатком стелей хромансиль является относительно небольшая прокаливаемость (до 25-40 мм) сильная склонность к отпускной  хрупкости I и II рода, склонность к обезуглероживанию (последнему способствует кремний).

 

    

2. ТЕХНОЛОГИЯ  ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В  ДСП И ВНЕПЕЧНАЯ  ОБРАБОТКА.

1. Общая характеристика электросталеплавильного  производства

    В развитии качественной металлургии  основная, ведущая роль отводится  электрометаллургии стали. Электрометаллургия позволяет восстанавливать металлы  из окислов и получать стали и  сплавы различного состава, используя  электрическую энергию в качестве источника тепла.

    При применении электротермических методов  тепло получается непосредственно  в том месте, где оно потребляется в большинстве случаев в нагреваемом  материале. Поэтому исключаются  потери, связанные с процессом  передачи тепла от топлива, сгорающего в обособленном пространстве либо на значительном расстоянии от нагреваемого тела.

    Отпадают  потери энергии на нагрев топлива  до температуры сгорания, снижаются  потери тепла с отходящими газами. Нагрев с помощью электрического тока позволяет осуществить быстрый  подъем температуры и регулировать при этом скорость нагрева. Предел температур, получаемых на практике электрическим  способом, по крайней мере, на 2000° превосходит самые высокие температуры, получаемые при сгорании обычного топлива.

    Получение тепла в самом нагреваемом  теле или в непосредственно соприкасающейся  с ним среде позволяет вести  процессы нагрева при определенной газовой атмосфере и при любом  давлении (повышенном давлении или  вакууме).

2. Плавка  стали в ДСП.

    Плавка  в дуговой печи начинается с заправки печи. Жидкоподвижные нагретые шлаки сильно разъедают футеровку, которая может быть повреждена и при загрузке. Если подина печи во время не будет закрыта слоем жидкого металла и шлака, то она может быть повреждена дугами. Поэтому перед началом плавки производят ремонт – заправку подины. Перед заправкой с поверхности подины удаляют остатки шлака и металла. На поврежденные места подины и откосов – места перехода подины в стены печи – забрасывают сухой магнезитовый порошок, а в случае больших повреждений – порошок с добавкой смолы.