Совершенствование технологии производства полупродукта для получения азотистой коррозионностойкой стали

• Автор: Быков, Станислав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА I Состояние производства азотистых сталей.

1.1 Азот в железе и стали.

1.2 Влияние азота на свойства стали

1.3 Классификация легированных азотом сталей.

1.4 Технология производства азотистых сталей.

1.5 Особенности технологии производства азотистых коррозионностойких сталей.

1.6 Ковшевое газовое азотирование стали

Выводы по главе.

ГЛАВА II Технология производства полупродукта для получения азотистой коррозионностойкой стали в условиях ОАО Ижсталь
2.1 Характеристика стали марки ХГ9АН4 и
полупродукта для е получения.
2.2 Технология выплавки полупродукта в дуговой сталеплавильной печи
2.2.1 Технология выплавки полупродукта с применением продувки расплава кислородом.
2.2.2 Технология выплавки полупродукта без применения продувки расплава кислородом.
2.3 Технология ковшевой обработки полупродукта.
Выводы по главе.
ГЛАВА III Экспериментальное исследование ковшевого газового азотирования полупродукта для получения азотистой коррозионностойкой стали.
3.1 Исследование возможности азотирования металла
в процессе ковшевой обработки.
3.2 Степень азотирования полупродукта в процессе ковшевой
обработки.
3.3 Изучение скорости азотирования металла в процессе
ковшевой обработки полупродукта.
3.4 Изучение степени насыщения азотом полупродукта
3.4.1 Расчт равновесного содержания азота в полупродукте.
3.4.2 Оценка влияния параметров на равновесное содержание
азота в полупродукте.
3.4.3 Оценка степени насыщения азотом полупродукта
Выводы по главе.
ГЛАВА IV Математическое моделирование процесса ковшевого газового азотирования полупродукта с использованием эмпирических данных.
4.1 Описание модели.
4.2 Настройка модели
4.3 Анализ результатов моделирования
Выводы по главе.
ГЛАВА V Опытнопромышленное опробование усовершенствованной
технологии производства полупродукта для получения азотистой коррозионностойкой стали.
5.1 Корректировка технологии выплавки полупродукта
в дуговой сталеплавильной печи
5.2 Результаты опробования усовершенствованной технологии
производства полупродукта.
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. Азотистая коррозионностойкая сталь специального назначения, в частности для изготовления клапанов автомобильных двигателей, производится в сравнительно небольшом, но растущем объёме. Производство такой стали осуществляется, как правило, в давно эксплуатирующихся электросталеплавильных цехах дуплекс - процессом: в дуговых электропечах с последующим плазменным дуговым переплавом. В таких условиях переход на современные высокопроизводительные способы производства азотистой коррозионностойкой стали невозможен и экономически нецелесообразен. В ОАО “Ижсталь” азотистая коррозионностойкая сталь марки ХГ9АИ4 с содержанием 0,. Сначала в дуговой сталеплавильной печи выплавляется полупродукт с частичным введением азота до 0,. Полупродукт выплавляется в печах небольшой вместимости методом переплава высоколегированных азотсодержащих отходов и ферросплавов с продувкой или без продувки металла кислородом. В восстановительный период плавки в печь вводится азотированный феррохром, полученный методом самораспрост-раняющегося высокотемпературного синтеза. Недостатками такой технологии являются низкий уровень усвоения азота из вводимого азотированного феррохрома, высокий расход дорогостоящего азотированного феррохрома, трудности с получением ограниченного содержания кремния в полупродукте из-за наличия этого элемента в используемом феррохроме. При модернизации оборудования в старых электросталеплавильных цехах широко вводятся в эксплуатацию новые агрегаты «печь-ковш» для ковшевой обработки металла. Использование экономичного способа ковшевого газового азотирования металла на агрегате «печь-ковш» в процессе продолжительной обработки расплава позволит ввести часть азота в полупродукт ггри его ковшевой обработке с соответствующим уменьшением количества вводимого азота в процессе выплавки. Это будет способствовать снижению расхода дорогостоящего азотированного феррохрома в дуговую печь и уменьшению себестоимости полупродукта. Поэтому совершенствование технологии производства полупродукта для получения азотистой коррозионностойкой стали с дополнительным ковшевым газовым азотированием металла, несомненно, является актуальной задачей для электросталеплавильного производства ОАО «Ижсталь». Целью диссертационной работы является разработка ресурсосберегающей технологии производства полупродукта для получения азотистой коррозионностойкой стали марки ХГ9АН4 в условиях ОАО «Ижсталь». ХГ9АН4 в условиях ОАО «Ижсталь». Годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованной ресурсосберегающей технологии производства полупродукта для получения азотистой коррозионностойкой стали марки ХГ9АН4 в условиях электросталеплавильпого цеха ОАО «Ижсталь» составил 1,3 млн. Экспериментальная часть работы выполнена в ОАО “Ижсталь”. Автор выражает глубокую признательность работникам электросталеплавильного цеха, исследовательской лаборатории, лаборатории контроля ОАО “Ижсталь”, сотрудникам кафедры металлургии чёрных металлов Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, принимавшим участие в совместном проведении исследований, обработке и анализе полученной информации. В железе азот образует растворы внедрения. Диаграмма равновесного состояния системы «железо - азот» приведена на рисунке 1. Рисунок 1. Левая нижняя часть диаграммы железо - азот [1 . Ие (размер ячейки а=2, А по данным [5, 7]). Азот понижает температуру устойчивого состояния аустенита. С. Соединения азота с железом — нитриды являются очень непрочными веществами. В жидком железе они не образуются. Различные модификации нитридов железа выделяются из твёрдой фазы при достаточно низких температурах. Так при температуре ниже 5 °С происходит выделение из феррита неметаллических включений Ре4Ы в виде мелкодисперсной фазы, а при температурах ниже 0. С - других разновидностей нитрида железа - Ре1йКт2 (Ре8К) и Ре2Ы. Изменение содержания растворённого в железе азота в интервале температур 0. С при парциальном давлении азота в газовой фазе 0,1 МПа показано на рисунке 1. Рисунок 1. МПа [8.