Разработка технологической схемы производства стали марки 35Г2

Московский институт стали и сплавов.

кафедра металлургии стали

"Творчество и

самостоятельность"

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

"Металлургия стали и сплавов и новые процессы"

Группа МЭ-91-1

Студент Аникушин С. С.

Преподаватель Клюев М. П.

Задание. Разработать технологическую схему производства стали марки

35Г2 и определить основные технико-экономические показатели

производства.

Исходные данные

Состав чугуна (вес %): С-4.8, Si-0.85, Mn-0.75, P-0.24, S-0.08

Температура чугуна, °С - 1315

Емкость конвертера, т - 300

Оценка __________________

Введение.

После распада СССР в России осталось около 60 % предприятий черной

металлургии. Проблемы, возникшие после распада СССР, в основном волновали

отрасль в 1991 году. В течение 1992 года хозяйственные связи были в целом

восстановлены. Объемы производства и потребления черных металлов в России

стабилизировались к середине 1993 года [2].

Потенциал черной металлургии России определяется производственными

мощностями, позволяющими производить (млн. т. год) [3]:

готовый прокат 67

сталь 94

чугун 61

кокс 34

товарная железная руда 103

По прогнозу Комитета РФ по металлургии, в 1993 году будет произведено

42,8 млн. т готового проката. Но сегодня 50 % проката и 60% стали

производится в России на устаревшем оборудовании. В 1992 году 51,5 % стали

изготавливалось мартеновским способом, 34,5% конвертерным, 14%

электросталеплавильным. По прогнозам Комитета по металлургии, в 1993 году

эти показатели почти не изменятся. К тому же более 76% стали разливается в

слитки, что ведет к перерасходу энэргоресурсов на сумму $210 млн. в год

[2].

В целом наша черная металлургия характеризуется следующими особенностями

[3]:

повышенная материало- и энергоемкость производства;

значительный износ основных производственных фондов, превышающий в

целом по отрасли 50%, а по ряду предприятий 70%, невысокий технический

уровень производства и связанные с этим качество и

конкурентоспособность продукции;

несбалансированность подотраслей и отдельных переделов, особенно из-

за разрыва связей по межотраслевой и внутриотраслевой кооперации сырья

и полуфабрикатов;

крайне неудовлетворительная экологическая обстановка в регионах с

металлургической промышленностью.

Основная масса металлургической продукции в России производится по

несовременной технологии на морально и физически устаревшем оборудовании,

технический уровень которой соответствует шестидесятым годам [3].

Вследствие этого продукция имеет повышенную материало- и энергоемкость.

Распад единого металлургического комплекса особенно остро сказался на

минерально-сырьевой базе. В России отсутствуют месторождения и предприятия

по добыче марганцевых и хромовых руд, основные запасы которых находятся на

Украине и в Казахстане. Недостаточна сырьевая база огнеупорной

промышленности [3].

Из-за большого количества устаревших основных фондов металлургия наносит

значительный ущерб окружающей среде - 400-450 млрд. руб (цены 1992 г.) [3].

Из-за высоких таможенных пошлин, протекционистских мер и высокой

конкуренции практически не поддаются расширению рынки сбыта в Западной

Европе, Северной и Центральной Америке. Высоккая ресурсоемкость

производства при недостаточно высоком уровне качества обусловливают низкую

конкурентоспособность большинства видов готовой продукции и на мировом

рынке может конкурировать только 10-15% готовой металлопродукции:

электротехническая сталь (частично), арматурная сталь, легированный

сортопрокат, рельсы, судовая листовая сталь и некоторые другие, а также

полуфабрикаты (чугун, заготовка для передела, горячекатанные рулоны) [3].

Можно выделить следующие основные технологические направления работ по

модернизации производства [1,3]:

комплексное использование сырья;

более глубокое обогащение руд, максимально возможная переработка

накопленного и образующегося металлического лома с целью снижения

энергетических затрат;

совершенствование структуры сталеплавильного производства путем

замены мартеновских печей на современные сталеплавильные агрегаты с

разливкой стали на МНЛЗ;

минимизация издержек производства, включая транспортные расходы на

перевозку сырья и готовой продукции;

организация производства отдельных видов металлопродукции, снижающих

уделбную металлоемкость национального дохода, включая холоднокатанный

лист, коррозионно-защищенные металлические изделия, холодногнутые

профили и др.;

повышение качества стальной заготовки (содержание химических

элементов в узких пределах, бездефектная поверхность, качественная

макро- и микропродукция.

В относительно краткосрочной (10-20 лет) перспективе наиболее

предпочтительными будут конвертерный и электросталеплавильный процессы [1].

В переходный период часть стали будет выплавляться в мартеновских печах.

Здесь возможны два параллельно идущих процесса: реконструкция мартеновских

печей в прямоточные агрегаты и возврат к классическому мартеновскому

процессу без использования кислорода или с весьма ограниченным его

применением. При этом длительной перспективы эти процессы не имеют. Идут

попытки поиска решений вписать в существующие здания мартеновских цехов

конвертеры и электропечи при их соответствии самым современным требованиям,

а также разработать новый конкурентоспособный сталеплавильный агрегат

(например уже функционирующая в США технологическая схема типа: плавильный

агрегат - установка внепечной обработки - установка получения заготовки

малого сечения - прокатный стан) [1].

Комитет по металлургии подготовил проект "Национальной программы

технического перевооружения и развития металлургии России". В течение 1993-

2000 гг. проектом предусмотрена ликвидация мартеновского производства с

заменой его конвертерным и электросталеплавильном на заводах в Челябинске,

Магнитогорске, Новокузнецке и в Нижнем Тагиле. На других предприятиях будет

происходить частичная замена оборудования, что должно увеличить долю

производства конвертерной стали к 2000 году до 52% [2].

Все сталеплавильное оборудование, включая конвертеры,

электросталеплавильные печи, установки внепечной обработки стали и машины

неприрывного литья заготовок, намечается изготовить на отечественных

машиностроительных предприятиях и заводах ВПК. По импорту предполагается

приобрести лишь электронную и гидравлическую аппаратуру для

автоматизированных систем [2].

Ввыполнение национальной программы облегчит создание отраслевого банка,

который уже получил лицензию и приступает к работе. Однако не решены еще

многие финансовые проблемы отрасли. Предприятия требуют индексировать

оборотные средства и просят изменить установленный Минфином порядок

выделения бюджетных средств по фактическому освоению капитальных вложений,

который противоречит существующему порядку предоплаты счетов за материалы,

ресурсы и услуги [2].

Серьезной проблемой остаются недостатки службы сертификации и

стандартизации, а также неэффективное функционирование таможенного контроля

и портовых хозяйств (в конце 1992 года более миллиона тонн металлопродукции

скопилось в портах или брошено на подходах к ним) [2].

За первое полугодие 1993 года инвестиции в отрасль составили 242 млрд.

рублей, ожидается, что к концу года они увеличатся до 510 млрд. рублей. В

1992 году они составили 61,7 млрд. рублей [2].

Предприятия уже не ждут помощи из госбюджета, а обеспечивают себя сами,

используя прибыль, коммерческие и льготные кредиты. Однако мощности по

производству проката и труб в 1992 году были загружены всего на 72

процента. Поэтому большую роль для отрасли играют инвестиции в

машиностроительный, нефте-газовый и военно-промышленный комплексы,

поскольку это обеспечивает спрос на продукцию [2].

Существенным является тот факт, что 75% средств на выполнение

национальной программы у производителей есть (69,9% - свои средства, 5,1% -

иносранные инвестиции и коммерческие кредиты). Единственной просьбой к

государству остается просьба об отсрочке по платежам таможенных пошлин. Это

связано со спецификой пуска нового оборудования , для подготовки которого

требуется около года. За счет такой отсрочки отрасль будет иметь

недостающие 25% средств на выполнение национальной программы [2].

Но все эти планы и ожидания могут быть перечеркнуты при введении

свободных цен на энергоносители. Как показывают расчеты Комитета РФ по

металлургии, повышение цен на уголь и энергоносители более чем в три раза

приведет к серьезному кризису не только в черной металлургии, но и во

мгногих отраслях [2].

В 1992 году приватизацией было охвачено большинствао предприятий отрасли

(171 отчитавшееся из 221). Около 70% предприятий (92 из 221) выбрали второй

ее вариант (51% акций принадлежит персоналу). Остается пока не достигнутой

главная цель приватизации: она не способствует стабилизации производства и

не обеспечивает роста производителбности труда. В Комитете РФ по

металлургии считают, что существующее законодательство не дает возможности

органам федеральной исполнительной власти оказывать влияние на процессы

акционирования подведомственных предприятий. Основным средством

государственного влияния комитет видит сохранение в федеральной

собственности на 3 года контрольного пакета акций и выпуск при эмиссии

акций этих предприятий "Золотой акции". При этом комитет намерен

представлять интересы государства по акциям, закрепленным в федеральной

собственности [2].

Разработка технологической схемы производства стали марки 35Г2.

1. Характеристика марки стали 35Г2 [7].

Химический состав.

| С | Si | Mn | P | S | Cu | Cr | Ni |

|0,31-0,3|0,17-0,3|1,4-1,8|Ј0,035 |Ј0,035 |Ј0,30 |Ј0,30 |Ј0,30 |

|9 |7 | | | | | | |

Назначение - валы, полуоси, цапфы, рычаги сцепления, вилки, фланцы,

коленчатые валы, шатуны, болты, кольца, кожухи, шестерни и другие детали,

применяемые в различных отраслях машиностроения, к которым предъявляются

требования повышенной износостойкости.

Технологические свойства:

Температура ковки, °C: начала 1200, конца 800.

Свариваемость - РДС, необходимый подогрев и последующая термообработка,

КТС, требуется последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием - при HB 156-207 Ku тв.спл.=0,85,

Кu б.ст.=0,65

Флокеночувствительность - чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости - склонна.

2. Анализ состава чугуна, внедоменная обработка чугуна, определение расхода

реагентов на обработку.

Химический состав чугуна:

| С | Si | Mn | S | P |

| 4,8 | 0,85 | 0,75 | 0,08| 0,24 |

| | | | | |

Содержание примесей в целом соответствует оптимальному, за исключением

серы, содержание которой в чугуне составляет 0,08% и является недопустимым,

т. к. невозможно тогда получить сталь с содержанием серы менее 0,035%. С

целью уменьшения содержания серы в чугуне проводится внедоменная

десульфурация порошкообразной известью в потоке природного газа в ковшах

миксерного типа.

Десульфурация чугуна известью.

[S]н=0,08

[S]к=0,03

Tч=1315°С

[S]к=0,005+4,05[S]н/2,2q+0,23(S)изв.

[S]изв.=0,022

q=4,05[S]н/{2,2([S]к-0,005-0,23(S)изв.)}

q=4,05*0,08/2,2(0,03-0,005-0,23*0,022)=7,39 кг/т чуг

3. Определение максимально возможной доли лома.

Приход тепла

1) Qчуг.физ.=100[0,745*1200+217+0,88(1290-1200)]=119020 кДж

2) DС=4,8-0,905*0,3=4,528

DSi=0,85

DMn=0,75-0,905*0,1=0,66

DP=0,24-0,905*0,02=0,222

Qчуг.хим.=14786*4,528+28160*0,85+7000*0,66+29606*0,222=102079 кДж

3) Gшл.=100[(1+3)*2,14*0,85+1,29*0,66+2,29*0,222+1]/(100-10)=10,71 кДж

Q еFeO=4225*0,01*10*10,71=4525 кДж

4) Q Fe дым=5100*1,5=7650 кДж

Qприх.=233274 кДж

Расход тепла

1) Qст.физ.=90,3[0,7*1500+276+0,84(1539-80*0,3+100-1500)]=128400 кДж

2) Qшл.физ.=10,17(1,25*1615+210)=22666,4 кДж

3) Qгаз.физ.=0,9*4,528*1500*1,176*28/12+0,1*4,528*1500*1,892*44/12=20204

кДж

4) Qдым=(1,23*1500+210)*2,14=4398 кДж

5) Qпот.=(128400+22666+20204+4398)*3/97=5433 кДж

Страницы: 1, 2