Повышение эффективности работы стале- и чугунолитейных цехов на основе совершенствования расчета шихты и подготовки металлических расплавов к заливке

• Автор: Михайлов, Дмитрий Петрович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с.

Содержание

Введение

Г лава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования

1.1. Основные направления использования вычислительной техники в литейном производстве

1.2. Оптимизационные методы расчета шихты

1.2.1. Обзор методов, которые могут использоваться для расчета шихты

1.2.2. Обзор программных средств для расчета шихты

1.3. Методы расчета корректирующих добавок

1.4. Способы снижения брака отливок по причине ликвации

1.5. Оценка влияния легирующих элементов на графитизацию чугуна

1.6. Оценка времени действия графитизирующих модификаторов
1.7. Установление зависимостей свойств серого чугуна от химического состава, модифицирования, легирования и температуры заливки
1.8. Методы снижения потерь при заливке металла в формы
Глава 2. Методика лабораторных исследований
Глава 3. Разработка программного обеспечения для решения задач по
расчету шихты и оптимизации работы плавильных и заливочных отделений литейных цехов
3.1. Разработка программного обеспечения для расчета шихты и корректирующих добавок
3.2. Разработка программного обеспечения для расчета добавок в ковш и выбора форм под заливку
Глава 4. Результаты экспериментов и их реализация в промышленности
4.1. Опробование программного обеспечения для расчета шихты и корректирующих добавок
4.1.1. Уточнение коэффициентов усвоения элементов из шихтовых материалов

4.1.2. Использование данных расчета шихты для оценки вредных выбросов от плавильных агрегатов
4.2. Исследование процесса переноса структурных составляющих при затвердевании чугуна
4.3. Оценка действия легирующих элементов в сплаве в качестве графитизаторов
4.4. Оценка продолжительности действия графитизирующих модификаторов
4.5. Опробование программного обеспечения для расчета добавок в
ковш и выбора форм под заливку
Общие выводы
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Повышение эффективности литейного производства связано с решением проблем ресурсосбережения и повышением качества продукции.
Вследствие отсутствия централизованных поставок шихтовых материалов, вызванного сокращением выпуска литейных чугунов и повышением их стоимости, заметно снижено качество исходного сырья для производства отливок и заготовок. Многие предприятия вынуждены использовать сырье с заметным отличием по содержанию легирующих компонентов и примесей. По этой причине требования заказчиков, определяющих состав и свойства выпускаемой продукции, не могут быть удовлетворены в полной мере, поскольку даже относительно небольшие отклонения в химическом составе сплавов часто влекут за собой изменение их литейных характеристик, появление различных видов брака по структуре и геометрической точности литья.
Поэтому особую актуальность приобретает разработка программных продуктов по расчету шихты и корректирующих добавок для получения и доводки требуемого состава сплава, а также оптимизации работы плавильных и заливочных участков литейных цехов.
Цель работы. Повышение эффективности производства предприятий машиностроения и металлургии, специализирующихся на выпуске чугунного и стального литья р за счет минимизации затрат на выплавку и доводку жидкого металла.
Задачи исследования:
1. Определение коэффициентов усвоения легирующих элементов и примесей из ферросплавов при выплавке стали в 3-х и 6-ти тонных ДСП на основе статистического анализа производственных и литературных данных.

В малых дозах бор (порядка 0,003% и выше) образует в чугунах включения очень мягкой фазы В1Ч, почти изоморфной графиту, и поэтому играющей роль подложки для центров графитизации. Графитизации может способствовать и взаимодействие бора с антиграфитизатором хромом с образованием СгВ2. При больших содержаниях бор отбеливает чугун, образует боридную легкоплавкую эвтектику, карбид бора, входит в состав цементита в виде смешанного соединения переменного состава Ре3(С,В) [54].
Азот, способствуя образованию нитридов и карбонитридов (в частности, железа) может связывать графигизаторы (Тц 7т) и антиграфитизаторы, (V, Сг, Мо).
Сера, образуя с марганцем сульфиды, способствует графитизации, создавая новые центры кристаллизации. Этому должно способствовать и связывание антиграфитизатора - марганца.
Небольшие добавки титана в жидкий чугун способствуют его графитизации, в основном вследствие того, что включения типа ПС оказывают зародышевое действие на графитообразование; однако выявлен и чисто термодинамический эффект. Повышенные добавки титана вызывают отбел.
Малые присадки фосфора, висмута, теллура к инокулирующим модификаторам вызывают эффект «встречного» модифицирования, когда большие присадки увеличивают отбел.
В расположении элементов в ряд, предложенном Н.Г. Гиршовичем эти сложности в поведении элементов не могут быть отражены, т.к. он предусматривает лишь одну позицию для элемента. Возможно, было бы правильней предлагать несколько вариантов ряда для конкретных условий легирования чугуна.