Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Технология производства в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» металла для получения анизотропной трансформаторной стали нитридным способом

Диссертация: Технология производства в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» металла для получения анизотропной трансформаторной стали нитридным способом
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Ежегодно в мире производится 5−6 млн. т электротехнических сталей, из которых на долю анизотропной (трансформаторной) стали приходится 30 -35%. На внешнем рынке существует устойчивый спрос на эту продукцию. В России также накоплен большой опыт производства и использования электротехнических сталей. Так же, как и в мировой практике, в нашей стране рост производства и потребления этих сталей… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Анализ мирового опыта производства трансформаторной стали
    • 1. 1. Особенности процессов намагничивания материалов
    • 1. 2. Физические основы магнитных свойств металлов и сплавов
    • 1. 3. Влияние кристаллической ориентировки на магнитные свойства поликристаллических материалов. И
    • 1. 4. Роль внутренних напряжений и меры борьбы с ними
    • 1. 5. Особенности ребровой и кубической текстуры трансформаторной стали
    • 1. 6. Влияние химического состава на свойства трансформаторной стали
    • 1. 7. Технологические схемы производства трансформаторной стали
  • 2. Технология выплавки трансформаторной стали в кислородных конвертерах ОАО «ММК»
    • 2. 1. Химический состав выплавляемого металла
    • 2. 2. Разработка технологии конвертерной плавки
  • 3. Ковшевая обработка трансформаторной стали
    • 3. 1. Обеспечение требуемого химического состава и содержания азота в трансформаторной стали
    • 3. 2. Удаление водорода при вакуумировании трансформаторной стали
  • 4. Непрерывная разливка трансформаторной стали
    • 4. 1. Освоение технологии разливки трансформаторной стали
    • 4. 2. Шлакообразующие смеси для разливки трансформаторной стали
    • 4. 3. Освоение серийной разливки трансформаторной стали
    • 4. 4. Строение непрерывнолитого сляба из трансформаторной стали
  • 5. Промышленная реализация технологии производства анизотропной трансформаторной стали в ОАО «ММК»
  • Выводы

Технология производства в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» металла для получения анизотропной трансформаторной стали нитридным способом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Электроэнергетика составляет важнейшую часть жизнедеятельности мирового сообщества. Выработка и преобразование электрической энергии являются основой современного технического прогресса. Одна из базовых отраслей промышленности — металлургия, особенно электрометаллургия, потребляет электрическую энергию в больших масштабах.

Разнообразие применения и массовость производства электрооборудования определяют потребность в магнитопроводящих материалах высокого качества и доступных для широкого использования. Распространенность и относительная простота изготовления железа в виде стали с разнообразными физико-механическими свойствами, в том числе и магнитными, побудило к изучению и использованию стали в качестве магнитопроводов в электротехнических изделиях. Ферромагнетизм — уже давно стало привычным понятием, а электротехнические стали — самым распространенным материалом электротехнической промышленности. Особенности магнитных свойств и стоимость электротехнических сталей определяют их широкую номенклатуру.

Ежегодно в мире производится 5−6 млн. т электротехнических сталей, из которых на долю анизотропной (трансформаторной) стали приходится 30 -35%. На внешнем рынке существует устойчивый спрос на эту продукцию. В России также накоплен большой опыт производства и использования электротехнических сталей. Так же, как и в мировой практике, в нашей стране рост производства и потребления этих сталей определяется уровнем развития электроэнергетики.

В период реструктуризации российской экономики спрос на электротехнические стали на внутреннем рынке заметно снизился. Крупнейший производитель трансформаторной стали Верх-Исетский металлургический завод (ВИЗ) сократил производство до критического уровня, а его кооперация по производству горячекатаного подката с Челябинским металлургическим комбинатом практически прекратила свое существование (см. рисунок).

Годы.

Динамика производства тонколистовой трансформаторной стали в ООО «ВИЗ-Сталь» .

В это же время в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК) осваивались производственные мощности кислородно-конвертерного цеха в комплексе с цехом горячей прокатки слябов ЛПЦ-10. Наращивание производства обуславливало поиск внутренних и внешних рынков сбыта продукции. В этих условиях совпали интересы ММК и ВИЗ. Кооперация ММК — ВИЗ поставила задачу восстановить уровень производства трансформаторной стали такого качества, которое удовлетворяло бы потребности не только внутреннего, но и внешнего рынков.

Для выполнения поставленной задачи необходимо было решить ряд научных и технических проблем. Во-первых, на базе углубленного изучения электромагнитных свойств трансформаторной стали и существующих технологических схем ее производства выбрать наилучший вариант технологии. Во-вторых, определить химический состав и разработать технологию выплавки стали в конвертерах большой вместимости, установить рациональные режимы ковшевой обработки стали и ее разливки на криволинейных машинах непрерывного литья заготовок. В-третьих, в комплексе технологического оборудования для горячей и холодной прокатки ММК — ВИЗ разработать технологические режимы текстурообразования, обеспечивающие мировой уровень потребительских свойств трансформаторной стали.

Металлургическая часть этой большой и многоплановой работы является объектом исследования данной диссертации.

выводы.

1. Наилучшее сочетание качества трансформаторной стали и показателей ее производства достигается при использовании нитридной технологии получения трансформаторной ленты.

2. Для производства трансформаторной ленты по нитридной технологии следует выплавлять металл, содержащий 0,025−0,040% С, 2,90−3,20% Si, 0,15−0,30%Мп, 0,40−0,55% Си, 0,013−0,017% А1 и 0,009−0,013% N. Массовая доля серы, фосфора, хрома, никеля и титана не должна превышать 0,020, 0,025, 0,30, 0,30 и 0,007% соответственно. Выплавка стали с таким содержанием элементов обеспечивает получение трансформаторной ленты, соответствующей требованиям мировых стандартов.

3. Применительно к условиям кислородно-конвертерного цеха ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» разработана технология выплавки, ковшевой обработки и непрерывной разливки анизотропной трансформаторной стали, которая включает следующие основные процессы:

— выплавку стали в кислородном конвертере вместимостью 400 т;

— легирование металла кремнием при сливе из конвертера в сталеразливочный ковш;

— дегазацию металла на установке циркуляционного вакуумирования;

— легирование азотом и доводку по химическому составу и температуре на одном из агрегатов ковшевой обработки;

— разливку стали на МНЛЗ с криволинейной технологической осью.

4. Выплавку трансформаторной стали в конвертерах вместимостью 350−400 т с продувкой кислородом сверху следует вести с промежуточным удалением части шлака после введения 85−90% расчетного количества дутья. При сливе металла из конвертера содержание углерода не должно превышать 0,04%, а температура находиться в пределах 1660−1680 °С.

5. Легирование металла кремнием следует производить путем введения ферросилиция марки ФС-65 в сталеразливочный ковш при наполнении его на 1/5−¼ часть высоты. Перед введением ферросилиция металл должен быть раскислен алюминием в количестве 500−700 г/т стали.

6. Повышенное содержание водорода в трансформаторной стали является одной из главных причин аварийных прорывов металла в процессе ее непрерывной разливки. Поэтому все ферросплавы, вводимые в металл, должны быть прокалены. После выпуска из конвертера металл следует наплавлять на вакуумную обработку. Коэффициент циркуляции металла при вакуумирова-нии должен быть не менее трех.

7. После вакуумной дегазации должно проводиться легирование металла азотом из расчета получения его содержания на уровне 0,009%. Наилучшим способом введения азота в металл является добавка азотированного ферросилиция с порошковой проволокой или в кусковом виде. Допустимо введение азота путем продувки металла осушенным газом. Легирование металла азотом, а также корректировка содержания других элементов должны проводиться на агрегате доводки стали, установке усреднительной продувки или агрегате «печь-ковш» .

8. Наиболее сложной технологической операцией при производстве трансформаторной стали является разливка ее на машинах непрерывного литья заготовок с криволинейной технологической осью. Для исключения аварийных прорывов в процессе разливки скорость вытягивания заготовок из кристаллизатора должна быть в пределах 0,4−0,5 м/мин, а температура металла в промежуточном ковше — 1520−1545 °С.

9. В результате освоения технологии выплавки, ковшевой обработки и непрерывной разливки трансформаторной стали в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» объем ее производства доведен до 200 тыс. т в год с экономическим эффектом 18 млн руб.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Н.Ф., Лапкин Н. И. Электротехнические стали М.: Металлург-издат, 1963.-383 с.
  2. Э. Специальные стали. Перев. с нем.- М.: ГНТИ, 1959. Т1.— 952 с.
  3. Goss N.P. New development in electrical strip steels characterized by fine grain structure approaching the properties of a single crystal TASM, 1935, VI, v. 23, № 2, p. 511−544.
  4. Технически чистое железо / Н. П. Жетвин, В. П. Тунков, М. А. Перцев и др.-М.: Металлургиздат. 1962 199 с.
  5. В.А., Бочков Н. Г., Молотилов Б. В. Основы производства изотропных электротехнических сталей М.: Металлургия, 1985 — 272 с.
  6. Walter J.L. Magnetic Properties of Cube Textured Transformer Sheet. Journal of Metals, 1958, v. 10, № 9, p.573.
  7. H.M., Мошкевич Е. И., Перевязко A.T., Галицкий Ю. П. Трансформаторная сталь.- М.: Металлургия, 1970 264 с.
  8. Сера в электротехнических сталях /Молотилов Б.В., Петров А. К., Борев-ский В.М. и др. М.: Металлургия, 1973. — 176 с. Сера в электротехнических сталях /Молотилов Б.В., Петров А. К., Боревский В. М. и др.- М.: Металлургия, 1973 — 176 с.
  9. .Г., Новиков Ю. В. Структура и свойства текстурованных металлов и сплавов. Науч.тр. МГУ.- М.: Наука, 1969 С.56−61.
  10. Т.Н. Влияние азота и серы на процессы рекристаллизации трансформаторной стали: Автореф. дис. канд. техн. наук М., 1970 — 24 с.
  11. В.А., Иванов Б. С. Выплавка низкоуглеродистой электротехнической стали-М.: Металлургия, 1991.-144 с.
  12. И.В., Франценюк Л. И. Современные технологии производства металлопроката на Ново-Липецком металлургическом комбинате. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003.- 208 с.122
  13. Р.С. Совершенствование технологии производства стали в высокопроизводительном кислородно — конветерном цехе в условиях реструктуризации экономики. Автореф. диссертации на соискание уч. степени докт. техн. наук Магнитогорск, 2003.— 42 с.
  14. Разработка технологии и освоение производства электротехнических сталей в конвертерном цехе ОАО ММК /Тахаутдинов Р.С., Бодяев Ю. А., Носов А. Д. и др. // Труды Пятого конгресса сталеплавильщиков (Рыбница, 14−17 октября 1998 г.).-М., 1999.-С. 68−70.
  15. А.В. Физико-химические особенности процессов производства конвертерной стали с низким и особонизким содержанием углерода и его влияние на технологию производства трансформаторной стали. Автореферат диссертации-Челябинск: ЧГТУ, 1991- 19 с.
  16. Технология производства стали в современных конвертерных цехах / С. В. Колпаков, Р. В. Старов, В. В. Смоктий и др.- М.: Машиностроение, 1991.-464 с.
  17. Разработка и освоение технологии выплавки релейной стали в кислородно-конвертерном цехе / Фролов В. И., Носов А. Д., Сборщик А. Д. и др. // Совершенствование технологии на ОАО «ММК». Сб. науч. тр. ЦЛК-Магнитогорск.- 1999-Вып. З.-С. 89−91.
  18. Р.С. Производство стали в кислородно конвертерном цехе Магнитогорского металлургического комбината— Магнитогорск, 2001.-148 с.
  19. А.Д. Рафинирование металла при выплавке трансформаторной стали в 350-тонном конвертере // Вестник МГТУ. 2004. № 1 (5).— СЛ 2−13.
  20. Выплавка стали с использованием шлакообразующих материалов, содержащих оксид магния / Степанова А. А., Сарычев А. В., Носов А. Д. и др. // Совершенствование технологии на ОАО «ММК». Сб. науч. тр. ЦЛК. Магнитогорск.- 2001.- Вып. 5.- С. 56−59.
  21. Выплавка динамной стали в кислородных конвертерах с циркуляционным вакуумированием / Р. Вебер, Г. Шике, Г. Кицо и др. // Черные металлы.- 1972-№ 14 -С. 3−11.
  22. Результаты освоения технологии вакуумирования стали на комбинированной установке / Р. С. Тахаутдинов, В. Ф. Коротких, Ю. А. Бодяев и др. // Труды пятого конгресса сталеплавильщиков М.: Черметинформа-ция, 1999.-С. 366−370.
  23. У скова Е. и Клюев М. Зарубежный опыт выплавки ультранизкоугле-родистой стали // Национальная металлургия, № 3.- 2001 С. 67−70.
  24. Н. и Шалимов А. Развитие процессов циркуляционного вакуумирования // Национальная металлургия, № 5, 2002. С 66−70.
  25. Опыт реконструкции КУВС в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК'7 Р. С. Тахаутдинов, Ю. А. Бодяев, А. Д. Носов и др. // Сб. трудов ЦЖ. Магнитогорск, 2003. Вып. 7. С. 20−23.
  26. О некоторых аспектах эксплуатации вакуумных установок ОАО «ММК» / А. Ф. Сарычев, В. Ф. Коротких, В. Н. Кунгурцев // Сталь.-2002.-№ 12-С. 11−15.
  27. А.Ф. Температурные условия работы устройства для продувки металла аргоном в сталеразливочном ковше // Сб. трудов ЦЛК. Магнитогорск, 1997. Вып. 1.-С. 74−80.
  28. Технологические аспекты удаления водорода с использованием установки ковшевого вакуумирования стали / С. Д. Зинченко, М. Ф. Филатов, С. В. Ефимов и др.// Металлург. 2004. -№ 11. — С. 41−42.
  29. Производство стали 08Ю с внепечным вакуумированием / Ю. В. Яковлев, А. Н. Морозов, В. Г. Антипин и др. // Черная металлургия: Бюл. инта «Черметинформация». 1976. — № 7 — С. 39−41.
  30. Внепечное вакуумирование стали / А. Н. Морозов, М.М. Стрекалов-ский, Г. И. Чернов, Я. Е. Кацнельсон. М.: Металлургия, 1975. — 288 с.
  31. Исследование дегазации стали при электродуговой плавке и циркуляционном вакуумировании / А. Д. Чепурной, Б. И. Разинкин, А. Б. Церцек и др. // Современная электрометаллургия. 2004. — № 3. — С. 46−49.
  32. Опыт реконструкции комбинированной установки вакуумирования стали в конвертерном цехе / В. И. Фролов, Ю. А. Бодяев, О. А. Николаев и др. // Сталь. 2004. — № 4. — С. 25−27.
  33. Опыт освоения и перспективы развития непрерывной разливки стали в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК"/ С. К. Носов, Р.С. Таха-утдинов, А. Д. Носов и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ — 1998.— № 7.- С. 19−22.
  34. Освоение и совершенствование технологии непрерывной разливки стали / Р. С. Тахаутдинов, В. Д. Киселев, А. В. Бояринцев и др. // Совершенствование технологии на ОАО «ММК». Сб. науч. трудов ЦЛК. Вып. 4. — Магнитогорск: Дом печати, 2000. С. 80 — 87.
  35. Н.Н., Корроль В. В., Радя B.C. Разливка чёрных металлов / Справочник. М.: Металлургия, 1987. — 272 с.
  36. Поведение азота при выплавке кремнистых сталей / Б. С. Иванов, Ю. Е. Самардуков, В. А. Синельников и др. // Сталь- 1982- № 12 — С. 49−51.
  37. Гранулированные шлакообразующие смеси для непрерывной разливки стали / В. Ф. Маркин, В. П. Ногтев, В. В. Гречишный и др. // Сталь — 1997.- № 3.-С. 22−23.
  38. Патент 2 100 131 РФ. Способ получения гранулированной шлакообра-зующей смеси / В. П. Ногтев, Ю. М. Цикарев, С. К. Носов, В. Ф. Маркин (РФ)//БИ.-1997-№ 36.
  39. Патент 2 165 822 РФ. Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали / В. П. Ногтев, А. Ф. Сарычев, В. Ф. Маркин и др. (РФ) // БИМП 2001 -№ 12.
  40. Производство гранулированных шлакообразующих смесей и некоторые аспекты их использования при непрерывной разливке стали / В. П. Ногтев, А. Ф. Сарычев, А. Д. Носов и др. // Черные металлы.— 2001.-№ 8,-С. 14−16.
  41. В.П., Юречко Д. В., Сатосин М. В. Сопоставление эффективности шлакообразующих смесей путем измерения силы трения в кристаллизаторе // Сталь.- 1999 № 11- С. 25−26.
  42. А.В. Защита стали в процессе непрерывной разливки.- М.: Металлургия, 1984−200 с.
  43. Шлакообразующая смесь для разливки трансформаторной стали / В. В. Гречишный, В. А. Моренко, А. Д. Носов, В. П. Ногтев // Совершенствование технологии на ОАО «ММК». Сб. науч. трудов ЦЛК. Вып. 1.-Магнитогорск: Дом печати, 1997 С. 94−96.
  44. А.А., Старцев В. А. Состав и свойства шлаков, применяемых при непрерывной разливке стали // Труды третьего конгресса сталеплавильщиков / АО «Черметинформация». Ассоциация сталеплавильщиков.-М.: 1996.-С. 360−362.
  45. Комплекс базовых систем автоматизации «Кристаллизатор 2000». Итого года эксплуатации на ОАО ММК / В. Ф. Рашников, Р.С. Тахаут-динов, А. Д. Носов и др. // Черные металлы.- 2001 № 10 — С. 12−16.
  46. Комплекс базовых систем автоматизации «Кристаллизатор 2000». Итого года эксплуатации на ОАО ММК / В. Ф. Рашников, Р.С. Тахаут-динов, А. Д. Носов и др. // Черные металлы 2001 — № 10.- С. 12−16.
  47. Модернизация МНЛЗ с использованием автоматических измерительных и регулирующих систем / Р. С. Тахаутдинов, А. Д. Носов, С.В. Го-росткин и др. // Сталь 2002 — № 1.- С. 25−28.
  48. Возможности автоматического предупреждения о прорывах на выходе из кристаллизатора / С. М. Чумаков, Б. А. Делекторский, А. Н. Сорокин и др. // Сталь.- 1998- № 5.- С. 22−26.
  49. С.М., Сорокин А. Н. Опыт использования акселерометриче-ской системы технологического контроля кристаллизатора // Сталь — 1996.-№ 6.-С. 17−19.
  50. A.M., Буданов Б. А., Селиванов В. Н. Определение температуры ликвидуса трансформаторной стали // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия 2003 — № 4 — С. 54−55.
  51. Выбор способов разделения плавок сталей, разливаемых в одной серии / Д. В. Юречко, Д. В. Чебыкин, В. М. Корнеев и др. // Сталь 1999-№ 11.-С. 22−23.
  52. О.В. Физико-химические процессы и теплофизические условия при формировании слитков, отливаемых на УНРС // Непрерывная разливка стали М.: Металлургия, 1970- С. 7−19.
  53. М., Окамура X., Цутида М. Разработка технологии скоростной разливки высококремнистой стали // Тэцу то хаганэ 1995 — Т. 1 .-С.43−45.
  54. А.Д. Производство анизотропной трансформаторной стали в кислородно-конвертерном цехе ММК // Вестник МГТУ. 2005. -№ 1 (5). — С.9−12.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!