Перспективные методы производства стали
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
а конструкционные; инструментальные; стали и сплавы с особыми физическими и химическими свойствами.
Конструкционные стали применяют для изготовления ответственных строительных конструкций, деталей различных сложных машин, авиационных моторов, подшипников и других изделий. Эти стали могут быть углеродистыми или легированными. Основными легирующими элементами конструкционных сталей являются хром и никель.
Инструментальные стали применяют для изготовления резцов, фрез, кувалд, калибров и другого режущего, ударно-штампового и мерительного инструмента. Стали этой группы также могут быть углеродистыми (содержание углерода - от 0,7 до 1,2%) или легированными. Важнейшие легирующие элементы инструментальных сталей - хром, марганец, кремний, вольфрам, ванадий.
К сталям и сплавам с особыми физическими свойствами относятся кислотостойкие, нержавеющие, жаропрочные, окалиностойкие, износоустойчивые, электротехнические стали, а также сплавы с высоким электрическим сопротивлением. Для химического состава сталей этой группы характерно низкое содержание углерода и высокое содержание легирующих элементов.
Помимо указанных элементов в стали находятся и растворенные в ней газы - кислород, водород, азот, которые ухудшают свойства стали, что проявляется в склонности к старению, то есть постепенному изменению механических свойств с течением времени (уменьшается пластичность и ударная вязкость с одновременным повышением пределов прочности, текучести и твердости металла).
1.2 Краткая характеристика способов производства стали
Получение стали из чугуна и скрапа происходит путем удаления (окисления) примесей из расплавленных шихтовых материалов. Такие процессы имеют место при производстве стали в мартеновских и двухванных печах; в кислородных конвертерах с верхней, донной и комбинированной продувкой; в дуговых и индукционных печах при плавке с применением кислорода.
Дуплекс-процесс - это процесс производства стали, ведущийся последовательно в двух сталеплавильных агрегатах, позволяющий наиболее эффективно использовать возможности каждого из них. Например, основная мартеновская печь - дуговая печь, конвертер - дуговая печь, основная - кислая мартеновская печь. Особые условия плавки в кислой мартеновской печи требуют очень низкого содержания серы и фосфора в шихте. Однако все дуплекс-процессы имеют наряду с преимуществами и существенные недостатки, выражающиеся в уменьшении производительности сталеплавильных агрегатов и в появлении организационных трудностей синхронизации работы различных сталеплавильных агрегатов.
Совершенствование внепечных способов обработки стали, обработка синтетическими шлаками, вакуумирование, продувка аргоном предопределяют развитие других видов дуплекс-процессов. Электропечь в этих процессах используется только как плавильный агрегат, доводка же металла осуществляется вне печи, в ковшах или реакторах конвертерного типа. Имеет перспективу развития и производство стали методом смешения, когда в одном из сталеплавильных агрегатов расплавляют углеродистый полупродукт, в другом - лигатуру, затем их сливают в один ковш.
В зависимости от назначения сталь производится одним из следующих способов. Стали массового назначения и часть низколегированных выплавляется, как правило, в конвертерах, мартеновских и двухванных печах. Это объясняется высокой производительностью указанных сталеплавильных агрегатов и большой потребностью народного хозяйства в таком металле.
Легированные и высоколегированные стали, в которых содержание легирующих элементов колеблется от нескольких сотых до нескольких десятков процентов, производят в основном в дуговых электропечах. Это объясняется меньшим угаром дорогостоящих легирующих элементов (наличие восстановительного периода), достижением высоких температур и получением более чистого металла по сере, фосфору и газам.
Стали, сплавы с особыми физическими свойствами выплавляют в дуговых сталеплавильных и индукционных печах. Для улучшения свойств этих сталей применяют методы переплава и специальной электрометаллургии, аргонно-кислородное (АОД) и вакуум-кислородное (ВОД) обезуглероживание. [2, с.9]
2. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ
.1 Современное состояние сталеплавильного производства
За последние полтора столетия в производстве стали произошло много изменений. Отошли в прошлое такие способы, как тигельная плавка, пудлинговый процесс и многие другие, которые хотя и обеспечивали получение качественной стали, но были трудоемки, малопроизводительны. Их вытеснили конвертерные и мартеновские способы получения стали. В текущем столетии начали широко применять электрометаллургические способы, позволяющие выпускать наиболее высоколегированные стали. Основным способом выплавки стали в 80-х годах двадцатого века являлся конвертерный, которым выплавляли более 55 % стали; постепенно сокращается доля стали, выплавленной в мартеновских печах (~20 %), и непрерывно возрастала выплавка стали в дуговых электропечах (которая достигла уже 25 %).
Мартеновское производство занимает еще значительное место в общем производстве стали и, кроме России, сохранилось на Украине и в некоторых странах Европы и Азии, %:
Кислородно-конвертерный процесс прошел сложный и долгий путь создания и развития. Потребовалось около 150 лет с момента возникновения идеи до ее применения в промышленности, и, в конце концов, эта идея ока?/p>