Сталеразливочный ковш

Обоснование параметров сталеразливочного ковша. Расчет параметров обработки стали. Определение снижения температуры металла. Расчет количества и состава неметаллических включений. Параметры вакуумной камеры. Обработка металла на установке "Ковш-печь".
Краткое сожержание материала:

Размещено на

[Введите текст]

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра металлургии черных металлов, стандартизации и сертификации

(наименование кафедры)

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине «Внепечная обработка стали»

г. Новокузнецк

2014 г.



Задание

Ёмкость конвертера 160 т.

Готовая сталь 40Х ГОСТ 4543-71	С	Mn	Si	P	S	Cu	Ni	Сr
	0,36-0,44	0,50-0,80	0,17-0,37	до 0,035	до 0,035	до 0,30	до 0,30	0,8-1,1

В графической части представлен двухпозиционный ковш-печь.



Введение

Качество стали - это постоянно действующий фактор, который на всех исторических этапах побуждал металлургов искать новые технологии и новые инженерные решения. Ограниченные возможности регулирования физических и физико-химических условий протекания процессов плавки в традиционных сталеплавильных агрегатах (конвертерах, дуговых, мартеновских и двухванных печах) привели к созданию новых сталеплавильных процессов, комплексных технологий, обеспечивающих получение особо чистых по содержанию нежелательных примесей марок стали.

В тех случаях, когда технологические операции, обеспечивающие получение металла требуемого качества, непосредственно в самом агрегате приводят к потере его производительности, их выполняют во вспомогательной емкости (ковше или др.), то есть переводят в разряд внепечной, или вторичной, металлургии. Основную цель вторичной металлургии можно сформулировать как осуществление ряда технологических операций в специальных агрегатах быстрее и эффективнее по сравнению с решением аналогичных задач в обычных сталеплавильных агрегатах быстрее и эффективнее по сравнению с решением аналогичных задач в обычных сталеплавильных печах. В настоящее время методами внепечной металлургии обрабатывают сотни миллионов тонн стали массового назначения. Установки для внепечной обработки имеются практически на всех заводах качественной металлургии. Обработке подвергают металл, выплавленный в дуговых печах и конвертерах.



1. Обоснование параметров сталеразливочного ковша

Сталеразливочный ковш представляет собой стальную сварную или клепаную емкость, выложенную изнутри огнеупорным кирпичом или огнеупорной массой, и предназначен для выпуска стали из сталеплавильного агрегата, проведения операций внепечной обработки и последующей разливки металла.

В последние годы технологические функции ковшей значительно расширились. Наряду с процессами раскисления и легирования в ковшах проводят обработку металла нейтральными газами и различными порошковыми материалами, твердыми шлакообразующими смесями и жидкими синтетическими шлаками, вакуумирование, модифицирование, а также при необходимости применяют подогрев или охлаждение расплава.

Ковш имеет стальной цилиндрически-конический сварной кожух. В центральной части кожуха имеется кольцо с ребрами жесткости, в котором закреплены две цапфы, позволяющие перемещать ковш с помощью мостового крана и опрокидывать для слива остатков металла и шлака после окончания разливки. Внутри кожух имеет огнеупорную кладку, состоящую из теплоизоляционного, арматурного и рабочего слоев.

Геометрические размеры ковшей должны быть достаточными для того, чтобы вместить весь металл и рафинировочный шлак. В таблице 1 приведены номинальная емкость и размеры сталеразливочного ковша.

Таблица 1 - Номинальные емкости и размеры сталеразливочных ковшей

Номинальная емкость ковша, т.	Количество шлака	Размеры
	т	% (масс)	Высота, мм	Диаметр, мм
				верх	низ
160	4,5	2,81	4035	3660	3372



1.1 Выбор и обоснование футеровки сталеразливочного ковша

С пуском агрегата ковш-печь ужесточились требования к футеровке ковшей по металло- и шлакоустойчивости, теплопотерям, температуре футеровки перед приёмом плавки.

В данном курсовом проекте предлагаю использовать периклазоуглеродистую футеровку.

Таблица 2 - Физико-химические свойства огнеупоров

Вид огнеупора

Химический состав, %

Кажу-щаяся плот-ность, г/см3

Откры-тая порис-тость, %

Терми-ческое расши-рение, %

Теплопро-водность, Вт/м·К

Тепло-емкость, кДж/кг·К

MgO

CaO

SiO2

Fe2O3

Al2O3

Cост

Периклазоуглеродистый

96,8

2

0,5

0,5

0,2

>12

2,97

<8

1,1

7

1,38

сталь обработка металл ковш

Продувку осуществляют через устанавливаемые в днище ковша пористые огнеупорные пробки или вставки; в тех случаях, когда продувка производится одновременно через несколько пробок, эффективность воздействия инертного газа на металл существенно увеличивается. Пористые огнеупорные пробки выдерживают несколько продувок.

Две пористые пробки, расположены примерно на серединах радиусов днища ковша, что обеспечивает удовлетворительное перемешивание объема металла в ковше.

Основной характеристикой дутьевого устройства (пористой пробки) является газопроницаемость огнеупорного материала. С одной стороны, она должна обеспечивать высокую интенсивность подачи газа, с другой, даже при отсутствии давления его, исключить проникновение стали или шлака в поры вставки. Опыт эксплуатации пористых пробок показал, что оба условия реализуются одновременно при диаметре пор от 0,6 до 1 мм. Эти значения определяются ферростатическим давлением столба металла в ковше, температурой металла и углом смачивания между металлом и огнеупором.

Установка для продувки монтируется в днище ковша и включает два основных элемента: продувочную пористую вставку и гнездовой кирпич. Вставка имеет листовую металлическую оболочку. Подвод инертного газа осуществляют по патрубку. Гнездовой кирпич и вставка выступают над уровнем днища ковша, что предотвращает образование настылей на поверхности вставки после разливки. Все устройство крепится к наружной части днища ковша. В днище могут устанавливаться одна или несколько продувочных систем. Операции по замене огнеупорных и других деталей осуществляют снаружи ковша при помощи специального гидравлического механизма, позволяющего извлечь из ковша всё дутьевое устройство. Как правило, пробка имеет конусообразную форму, которая в значительной степени обусловлена лучшим ее закреплением в гнездовом кирпиче. Пробки преимущественно размещают в зоне, отстоящей от стенки ковша на 1/3--1/2 его радиуса со смещением на 90° относительно канала для выпуска стали.

Продувочные вставки изготавливают из качественных высокоглиноземистых и основных огнеупоров. Кроме состава огнеупорного материала, большое значение для эксплуатационных характеристик вставки имеет вид ее пористости. Технология изготовления вставок позволяет производить кирпичи с неориентированной и ориентированной (направленной) пористостью, причем направленная пористость может соз...