Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Марта 2011 в 20:20, курсовая работа
В данной курсовой работе рассчитаны технико-экономические показатели кислородно-конверторной плавки с комбинированной продувкой для марки стали 35Г. В работе приведены характеристики заданной марки стали. Произведены все текущие расчёты, материальный и тепловой балансы, раскисление и легирование, произведён расчёт калькуляции себестоимости в числовом и в процентном выражении и дан небольшой анализ по калькуляции себестоимости. Выполнение работы включает в себя понимание сути и технологии кислородно-конверторного процесса с комбинированным дутьем.
Введение 4
1. Характеристика и служебные свойства стали марки 35Г 5
Общие сведения 5
Химический состав 5
Механические характеристики 5
Технологические свойства 5
2. Общая характеристика технологии кислородно-конвертерной плавки с комбинированной продувкой 6
Кислородно-конвертерный процесс 6
Конвертерные процессы с комбинированной продувкой 8
Технология плавки 9
Периоды плавки 9
Поведение примесей: 10
3.Расчет профиля рабочего пространства 11
4. Расчёт параметров плавки 13
4.1 Расчёт материального баланса 13
Методика расчета 16
Определение расхода извести 17
Определение количества шлака 17
Определение расхода газообразного кислорода на окисление элементов шихты 18
Определение выхода годной стали 19
Определение количества газов 19
Итоговая таблица 19
Анализ 20
4.2 Тепловой баланс плавки и его анализ 18
Теоретическое введение. Повышение доли лома в шихте 20
Использование топлива как дополнительного источника тепла 20
Метод расчета 21
Физическое тепло чугуна Т1 21
Тепло экзотермических реакций Т2 21
Тепло шлакообразования Т3 22
Энтальпия стали Т4 22
Энтальпия шлака Т5 22
Тепло, теряемое с газами Т6 22
Потери тепла от продувки аргоном Т7 23
Потери тепла Т8 23
Итоговый тепловой баланс: 23
Анализ 23
4.3 Расчёт легирующих и раскисляющих компонентов 21
Раскисление стали 23
Легирование стали 24
Итоговая контрольная таблица 26
Анализ 26
5. Внепечная обработка металла 24
Десульфурация 24
Расчет расхода твердой шлаковой смеси (ТШС) 27
Анализ 28
Дегазация 25
Обработка металла вакуумом 25
Расчет давления в вакууматоре 26
Анализ 27
6.Расчет калькуляции себестоимости стали………………………………………………28
Общие выводы 29
Список использованной литературы 30
Соотношение между количеством водорода (азота), растворенного в металле, и давлением водорода в газовой фазе определяется выражением
При помещении металла в вакуумную камеру давление водорода (азота) в газовой фазе уменьшается, и он начинает удаляться из металла. Вакуум является очень эффективным средством уменьшения содержания газа в металле.
Азот интенсивно переходит в металл при кислородно-конвертерной плавке в зоне контакта кислородной струи с металлом при продувке ванны кислородом. На растворимость азота влияет состав металла. Примеси, образующие прочные нитриды (хром, марганец, ванадий, титан, алюминий, церий и другие редкоземельные металлы), повышают растворимость азота в стали; примеси, не образующие нитридов (углерод, фосфор) или образующие непрочные нитриды (кремний), но сами вступающие с железом в химическое взаимодействие, заметно снижают растворимость азота.
Размеры частиц азота, растворенного в металле, гораздо больше размеров частиц водорода, скорость диффузии в металле у них меньше. Даже в вакуумных печах удаление азота происходит весьма медленно.
Для успешного удаления азота и водорода из стали до приемлемой величины в вакууматоре требуется создать определенное давление. Рассчитаем, какое давление должно быть в ваккуматоре, чтобы получить данную концентрацию азота и водорода.
Где Т – температура выпуска стали (1923К)
Принимаю, что нужное содержание азота и водорода соответственно равны:
Вывод: сталь необходимо вакуумировать с разрежением 100,36Па.
Анализ
Сталь 35Г является высококачественной. Поэтому обязательно нужно ровести операцию удаления газов. Основное внимание стоит обратить на водород. Вследствие этого возрастает хрупкость металла, снижается его пластичность. Значит, посредством вакуумирования следует снизить содержание водорода до минимума. Для того, чтобы достигнуть концентрации водорода 0,0002% в стали, парциальное давление водорода должно составлять 100,36 Па. Если давление в вакууматоре будет меньше или равно этому значению, водород начнет активно выходить из металла. В себестоимости стали расходы на дегазацию путем вакуумирования учтены в разделе «5. Вакуумирование», и она составила около 4,12% от полной себестоимости.
4. Составление калькуляции себестоимости 1т стали марки 35Г
Статьи затрат | Кол-во | Цена | Сумма | B % |
1. Основные материалы и п/ф | ||||
Чугун жидкий, т | 0,78 | 5790,63 | 4516,69 | 62,5756 |
Ферросплавы всего, т | 0,0231 | 640,464 | 8,87318 | |
в т.ч. ферромарганец, т | 0,0097 | 22395, | 219,210 | 3,03700 |
ферросилиций, т | 0,0134 | 20743, | 278,126 | 3,85324 |
Железостальной лом, т | 0,22 | 3908,6 | 859,896 | 11,9132 |
Итого задано металлошихты, т | 1,04639 | 6514,38 | 90,2523 | |
2. Отходы (-) | ||||
Обрезь, т | 0,0021 | 3506,3 | 7,36325 | 0,10201 |
Скрап, т | 0,0057 | 3510,0 | 20,0072 | 0,27718 |
Угар, т | 0,039 | 0 | 0 | |
Итого отходов, т | 0,0468 | 27,3704 | 0,37919 | |
Задано за вычетом отходов, т | 1 | 6487,01 | 89,8731 | |
3. Добавочные материалы | ||||
Известь, т | 0,0607 | 1298,3 | 78,8729 | 1,09273 |
Синтетический шлак, т | 0,0139 | 7200 | 100,231 | 1,38863 |
Огнеупоры, т | 0,002 | 4000 | 8 | 0,11083 |
Твёрдый углерод, т | 0,0048 | 610 | 2,95362 | 0,04092 |
Итого добавочных, т | 0,0815 | 190,057 | 2,63311 | |
4. Расходы по переделу | ||||
1. Топливо технологическое | ||||
Газ природный, тыс м куб | 0,014 | 1057 | 14,798 | 0,20501 |
Итого в условном топливе | - | - | - | |
2. Энергетические расходы | ||||
Электроэнергия, тыс квт час | 0,057 | 714,07 | 40,7019 | 0,56389 |
Кислород технический, тыс м куб | 0,0465 | 2500 | 116,25 | 1,61056 |
Вода техническая, тыс м куб | 0,001 | 897,96 | 0,89796 | 0,01244 |
Антрацит, т | 0,0031 | 320 | 1,0176 | 0,01409 |
Вода химочищенная, тыс м куб | 0,0002 | 3500 | 0,7 | 0,00969 |
Сжатый воздух, тыс м куб | 0,047 | 900 | 42,3 | 0,58603 |
Аргон, м куб | 0,2 | 72 | 14,4 | 0,19950 |
Итого энергоресурсов | - | - | 216,267 | 2,99623 |
3. Фонд оплаты труда | - | - | 62 | 0,85896 |
4. Отчисления в общественные |
- | - | 22,63 | 0,31352 |
5. Содержание основных фондов | - | - | 60 | 0,83125 |
6. Затраты на ремонты, всего | - | - | 35 | 0,48490 |
7. Амортизация основных фондов | - | - | 25 | 0,34635 |
8. Прочие расходы | - | - | 20 | 0,27708 |
Итого РПП | - | - | 630,955 | 8,74144 |
5. Вакуумирование | - | - | 297,645 | 4,12366 |
Цеховая себестоимость | - | - | 7117,97 | 98,6145 |
6. Общехозяйственные расходы | - | - | 60 | 0,83125 |
Производственная себестоимость | - | - | 7177,97 | 99,4458 |
7. Внепроизводственные расходы | - | - | 40 | 0,554172 |
Полная себестоимость | - | - | 7217,973 | 100 |
Общие выводы
Себестоимость одной тонны конвертерной стали 35Г составила 7217,973 руб в ценах 2007 года. В основном большую часть себестоимости (90,2523% за вычетом отходов) составила стоимость металлошихты. Стоимость ферросплавов составила 8,87%.Для снижения себестоимости необходимо уменьшить угар ферросплавов и повысить процентное содержание элемента в сплаве. Сравнивая стоимость чугуна и лома можно увидеть экономическую важность повышения доли лома в шихте и соответственно снижение доли дорогостоящего чугуна. Десульфурация составила 1,4%, дегазация — 4,12%. Энергозатраты составили 2,9%.
Способы снижения себестоимости стали:
Список
использованной литературы
1. Лекции по курсу «Металлургия стали» Григорьева В.П.
2. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. «Общая металлургия» М.: Металлургия 2000
3. Пособие №1109 Нечкин Ю.М. М.: МИСиС
4. Выплавка и внепечная обработка конвертерной стали - Технологическая инструкция Череповец 1992