Теория и технология производства стали 35Г

    

    

    Задание на курсовое проектирование. 

    

1. Рассчитать  материальный и тепловой баланс плавки в кислородном конвертере, количество необходимых раскислителей и  легирующих.
2. Произвести расчет геометрических размеров кислородного конвертера.
3. Построить график изменения химического состава металла и шлака по ходу продувки.
4. Разработать технологию кислородно-конвертерной плавки данной марки стали.
5. Выполнить специальную часть проекта.
6. Выполнить графическую часть проекта.

 

   Таблица 1 – Исходные данные.

 

    Специальная часть проекта № 7. Истечение кислорода  из сопла фурмы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Аннотация 

    В ра боте представлены следующие расчёты: расчет материального и теплового балансов кислородно-конверторной плавки с использованием скрапа, расчёт раскисления, расчет геометрических характеристик кислородного конвертера, построен график изменения химического состава стали и шлака по ходу продувки. Рассмотрена технология кислородно-конверторной плавки стали марки 35Г.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         

           

    Оглавление 

 
 
 
 
 
 
 

 

         Введение. 

    В современных процессах производства стали конвертерному переделу уделено большое внимание, и объем стали, выплавляемой этим способом, непрерывно увеличивается. Если раньше конвертерную сталь считали худшей по качеству из-за присутствия в ней газов, то в последние годы качество конвертерной стали, улучшено применением для продувки технически чистого кислорода или обогащенного кислородом дутья, а также парокислородной смеси.

    В основу конвертерных процессов положена обработка жидкого чугуна газообразными  окислителями; при этом дополнительный подвод тепла извне не производится, и процесс выплавки осуществляется только химическим теплом экзотермических реакций окисления примесей и физическим теплом, вносимым жидким чугуном. Подвод газа-окислителя производится с высокой интенсивностью, позволяющей получить огромную реакционную поверхность; в результате все конвертерные процессы характеризуются высокой скоростью реакций окисления примесей и, следовательно, высокой производительностью.

    В данном курсовом проекте рассматривается вариант кислородно-конвертерной плавки при продувке металла сверху, когда избыток тепла от операции используется для переработки значительного количества лома. Выбранный вариант имеет существенное преимущество перед вариантом парокислородной конвертерной плавки, где избыток тепла расходовался на диссоциацию водяного пара.

    Преимущества  кислородно-конвертерного процесса по сравнению с мартеновским заключается  в меньших капитальных затратах на постройку цеха одинаковой мощности, в высокой производительности агрегатов, меньших расходах по переделу и, следовательно, более низкой себестоимости стали и высокой производительности труда. Этим процессом можно получить сталь высокого качества, не уступающей мартеновской [1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1 Химический состав и назначение  стали 35Г

    

    

    Сталь марки 35Г относится к конструкционным легированным, химический состав стали приведен в таблице 2. 

    Таблица 2 – Химический состав стали 35Г по ГОСТ 4543-71 [5].

                        В процентах

 

    Конструкционными  называют стали, применяемые для изготовления деталей машин и механизмов, конструкции и сооружений. Эти стали могут быть как углеродистыми, так и легированными. Содержание углерода в сталях этой группы не превышает 0,5 – 0,6 %.

    Конструкционные стали, кроме комплекса высоких  механических свойств ( , , , , KCU, НВ), определяемых при стандартных испытаниях, характеризующих свойства материала, должны иметь и высокую конструктивную прочность, т.е. прочность, которая находится в наибольшем соответствии со служебными свойствами данного изделия. Долговечность изделия определяется сопротивлением усталости, коррозии и износу.

    Конструкционная сталь должна обладать и хорошими технологическими свойствами – легко обрабатываться давлением (прокатка, ковка, штамповка) и резанием, хорошо свариваться, максимально прокаливаться и иметь малую склонность к деформации и трещинообразованию при закалке и др.

    Легированные  конструкционные стали применяются  для наиболее ответственных и  тяжелонагруженных деталей машин. Практически всегда эти детали подвергаются окончательной термической обработке – закалке с последующим высоким отпуском в районе 550...680С (улучшение), что обеспечивает наиболее высокую конструктивную прочность, т. е. высокую прочность  в сочетании с высокой пластичностью, вязкостью и малой склонностью к хрупким разрушениям. Ведущая роль легирующих элементов в этих сталях заключается в существенном повышении их прокаливаемости.

    Легированным  конструкционным сталям свойственна  повышенная анизотропия свойств, т. е. различие свойств в зависимости от направления деформации при ковке или прокатке. Уменьшение анизотропии свойств достигается металлургическими способами (уменьшение в стали сульфидов и других неметаллических включений, изменение условий горячей пластической деформации и другие). Эти стали чувствительны также к  образованию флокенов, что требует проведения после ковки специальной термической обработки.

    Марганцовистые  стали имеют большую прокаливаемость, однако марганец усиливает склонность к росту зерна, поэтому они чувствительны к перегреву и могут иметь пониженную ударную вязкость, особенно при отрицательных температурах.  
 
 
 
 

    Применение стали 35Г – детали  невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: тяги, оси, серьги, траверсы, рычаги, муфты, валы, звездочки, цилиндры, диски, шпиндели, соединительные муфты паровых турбин, болты, гайки, винты.

    Заменители: Ст35, Ст30, 40.

    Механические и технологические свойства приведены в таблицах 2 и 3 [2].

    

    

    Таблица 3 – Механические свойства при Т=20^oС материала 35Г. 

 

   

    Твердость материала   35Г   после отжига – HB 10 ^-1 = 207   МПа.

    Таблица 4 – Технологические свойства

 
 

    Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: калиброванный пруток ГОСТ 4543-71, шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 4543-71, поковки и кованые заготовки ГОСТ 8479-70 [6].