Проект термического отделения для обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига электротехнической изотропной стали второй группы легирования

Содержание

Введение

Глава 1. Материаловедческое обоснование и техническое перевооружение термического участка

1.1. Литературный обзор

1.2. Патентная проработка

1.3. Структурные изменения и формирование функциональных свойств изотропной стали в процессе отжига

1.4. Нормативно-правовое регулирование производства металлопродукции в рамках ГОСТ Р ИСО 9001-2015

1.5. Инновационные подходы к ресурсосбережению в термических цехах российских металлургических комбинатов

Глава 2. Технологический аудит и оптимизация производственных процессов термического отделения

2.1. Обоснование годовой производительности в 100 тысяч тонн и выбор площадки для размещения мощностей

2.2. Анализ дефектообразования при рекристаллизационном отжиге и разработка мер по повышению выхода годного

2.3. Проектирование систем автоматизации и диспетчеризации температурных зон печных агрегатов

Глава 3. Практическая реализация проекта термической обработки и оценка эффективности

3.1. Расчет основных параметров обезуглероживающе-рекристаллизационного цикла для среднелегированной стали

3.2. План расположения технологического оборудования и вспомогательных служб термического отделения

3.3. Разработка методики аттестации готовой продукции на соответствие российским техническим регламентам

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Проект термического отделения для обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига электротехнической изотропной стали второй группы легирования. Годовая программа 100 тысяч тонн

Направление: Технологии материалов
Предмет: Металловедение и термическая обработка металлов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегической значимостью производства электротехнической стали для развития отечественной электротехнической и энергетической промышленности. Изотропная электротехническая сталь второй группы легирования является ключевым конструкционным материалом для изготовления сердечников электрических машин, трансформаторов малой и средней мощности, электродвигателей. В условиях реализации государственной программы импортозамещения и технологического суверенитета России особое значение приобретает модернизация термических отделений металлургических предприятий, обеспечивающих формирование заданного комплекса магнитных и механических свойств готовой продукции. Обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг представляет собой сложный многостадийный процесс, включающий высокотемпературную обработку в окислительной атмосфере для снижения содержания углерода до уровня менее 0,005% и последующую рекристаллизационную выдержку для формирования оптимальной текстуры и размера зерна.

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется значительным вкладом российских научных школ НИТУ МИСиС, ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, ИМет РАН в области исследования механизмов структурообразования при термической обработке кремнистых сталей. Однако вопросы проектирования современных термических отделений с годовой производительностью 100 тысяч тонн требуют дальнейшей технологической проработки с учетом внедрения систем автоматизированного управления температурными режимами и составом защитной атмосферы.

Цель курсовой работы: разработка технологического проекта термического отделения для обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига электротехнической изотропной стали второй группы легирования с годовой производительностью 100 тысяч тонн.

Задачи:

• провести литературный и патентный анализ современных технологий термической обработки электротехнических сталей;
• обосновать структурные изменения и механизмы формирования функциональных свойств изотропной стали в процессе отжига;
• выполнить технологический аудит производственных процессов и обосновать годовую производительность термического отделения;
• разработать расчет основных параметров обезуглероживающе-рекристаллизационного цикла для среднелегированной стали;
• спроектировать план расположения технологического оборудования и разработать методику аттестации готовой продукции.

Объект исследования: термическое отделение металлургического предприятия для обработки электротехнической изотропной стали второй группы легирования производительностью 100 тысяч тонн в год.

Предмет исследования: технологические процессы обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига и формирование структуры и свойств электротехнической стали.

Методологическая база: теоретические основы металловедения и термической обработки металлов, методы математического моделирования температурных полей, расчетные методы оценки производительности печных агрегатов, нормативная база ГОСТ 21427.1-83, ГОСТ 21427.4-78, ГОСТ Р ИСО 9001-2015, ГОСТ 12766.1-90, требования Ростехнадзора к термическим производствам.

Научная новизна: комплексное обоснование технологических параметров обезуглероживающе-рекристаллизационного отжига с учетом влияния химического состава стали второй группы легирования на кинетику обезуглероживания и рекристаллизации.

Теоретическая значимость: систематизация научных представлений о механизмах структурных превращений при термической обработке кремнистых сталей с различным содержанием алюминия и марганца.

Практическая значимость: разработанные технологические решения могут быть использованы при модернизации термических отделений ПАО «НЛМК», ПАО «ММК», ПАО «Северсталь» для повышения качества электротехнической продукции и снижения энергоемкости производства.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы, включает таблицы с технологическими параметрами и характеристиками материалов.

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО УЧАСТКА

1.1. Литературный обзор

Производство электротехнической стали в Российской Федерации является стратегически важным направлением черной металлургии, обеспечивающим потребности энергетического машиностроения, электротехнической промышленности и оборонно-промышленного комплекса. Согласно Стратегии развития металлургической промышленности России до 2030 года, утвержденной Министерством промышленности и торговли РФ, приоритетным направлением является увеличение производства высококачественной электротехнической стали с улучшенными магнитными характеристиками для замещения импортных аналогов [1, c. 23]. Основными производителями электротехнической стали в России выступают ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат», ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и ПАО «Северсталь», совокупная мощность которых составляет около 450 тысяч тонн готовой продукции в год [2, c. 67].

Электротехническая изотропная сталь второй группы легирования представляет собой кремнистую сталь с содержанием кремния от 1,0 до 1,8%, алюминия от 0,2 до 0,5% и марганца до 0,6%, характеризующуюся изотропией магнитных свойств в плоскости листа. В соответствии с ГОСТ 21427.1-83 «Сталь электротехническая тонколистовая. Технические условия» к изотропной стали второй группы относятся марки 2011, 2012, 2013, применяемые для изготовления роторов и статоров электрических машин средней мощности [3, c. 5]. Термическая обработка данных сталей включает обезуглероживающий отжиг при температуре 750-850°С в окислительной атмосфере с последующим

…