Совершенствование и внедрение технологии выплавки в индукционных печах конструкционных чугунов и стали для деталей нефтедобывающих насосов

• Автор: Шипельников, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ ВЫПЛАВКИ ЧЕРНЫХ СПЛАВОВ В ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧАХ

1.1. Конструкционные черные сплавы для деталей нефтедобывающих насосов

1.2. Технологии выплавки черных сплавов в индукционных печах

1.3. Параметры качества сплавов, определяемые процессами

индукционной плавки

1.4. Выводы по главе 1. Цели и задачи исследований

2. МЕТОДИКИ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ОСНОВНЫХ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Объекты исследований

2.2. Условия проведения экспериментальных плавок в производственных условиях

2.3. Измерительные средства контроля массы, химического состава, структуры, температуры и механических свойств сплавов. Программное обеспечение работ
2.4. Методики исследования качества шихтовых материалов
2.5. Исследование полного химического состава доменных чугунов и стального лома
2.6. Выводы по главе 2
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВЫПЛАВКИ
КОНСТРУКЦИОННЫХ ЧУГУНОВ С ФОРСИРОВАННЫМ РЕЖИМОМ
И ПРИЕМОМ ТЕРМОВРЕМЕННОЙ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВОВ
3.1. Исследование структурной наследственности чугунов. Выбор температур миксирования расплавов
3.2. Исследование и выбор составов шлакообразующих смесей для кислых и нейтральных футсровок индукционной печи ИСТ1.
3.3. Основные показатели технологий и поведение элементов при форсированном режиме и термовременной обработке
3.4. Сравнение качества чугунов, полученных по экспериментальной и действующей технологии
3.5. Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ С ПЕРИОДОМ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Обоснование выбора режима плавок. Предварительный анализ результатов
4.2. Исследование изменения состава металла и шлака по ходу плавок. Материальный баланс плавки
4.3. Поведение основных элементов в процессе плавки и после ввода окислителя
4.4. Выводы по главе 4
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНОВ И СТАЛЕЙ В
ИНДУКЦИОННЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ ИСТТО
5.1. Результаты испытаний технологии выплавки конструкционного чугуна и углеродистой стали в условиях ООО ЛеМаЗ
5.2. Требования к качеству шихтовых материалов и контролируемые параметры технологии выплавки для промышленного производства
сплавов
5.3. Выводы по главе 5
6. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Используются кварцитовые и нейтральные на основе А2О3 не менее набивные футеровки 1 2 4 5 6. Рис. В ИП происходит так называемая естественная циркуляция расплава, которая вызывается взаимодействием магнитного поля индуктора с наведенным в расплаве током. Особенностью естественной циркуляции является двухконтурная геометрия потоков в каждой половине вертикального сечения расплава поток направляется из средней зоны к верхней и нижней поверхности расплава. Интенсивность циркуляции расплава зависит от частоты и мощности тока чем ниже частота тока, тем глубже проникает магнитное поле, следовательно, сильнее индуцированное поле и выше частота обновления поверхности расплава. Наведенные электромагнитные поля в ИП являются причиной активного теплового перемешивания изза развиваемого радиального сжатия расплава, пропорционального квадрату напряженности магнитного поля, и наличия несбалансированной вертикальной силы выталкивания токопроводящего расплава из поля индуктора 5, 6, . Схема отечественной индукционной сталеплавильной печи представлена на рис. Рис. Влияние интенсивности электромагнитного перемешивания ванны на изменение количества взвешенных неметаллических включений и растворенных газов невозможно определить без учета температуры расплава, времени выдержки, качества шлакового покрова, химического состава сплава, стойкости футеровки и т. ИП средней частоты имеются практические данные, которые говорят о том, что такая связь существует, и носит экстрерумный характер 6, , . Увеличение интенсивности перемешивания расплава раскрывает как специфические достоинства, так и некоторые недостатки этого агрегата. К недостаткам интенсивного перемешивания относится также увеличениемениска на поверхности расплава, который обнажает поверхность жидкого металла, что приводит к повышению теплоотдачи и газонасыщенности, а также оттесняет шлак к стенкам тигля. При больших электрических мощностях печей шлак может увлекаться в глубь ванны металла, а расплав выбрасываться из печи. Активное движение расплава в ванне также кратно снижает стойкость тонкостенной футеровки тигля печи. Крупность металлической шихты для ИП подбирается в зависимости от частоты тока и емкости печей чем меньше частота, тем выше крупность материалов, при условии максимально плотного заполнения тигля обычно, на внутренней высоты. Более крупную шихту укладывают от центра к периферии, чтобы скомпенсировать потери электромагнитного поля индуктора на вихревых токах. Выбор типа футеровки зависит от загрязненности шихтовых материалов и требований к газонасыщенности отливок и заготовок, так как основная футеровочная масса дороже кислой, обладает меньшей плавочной стойкостью. В печах с кислой футеровкой нежелательно выплавлять стали легированные марганцем, алюминием, титаном, цирконием, так как оксиды указанных элементов активно взаимодействуют с кремнеземом футеровки, разрушая е. Однако в производственной практике именно в индукционных печах с кислой и нейтральной футеровкой выплавляют практически все марки углеродистой качественной стали. Выплавку любой стали в ИП, как правило, ведут без окисления примесей, не ставя задачу удаления серы и фосфора, по причине низкой жидкоподвижности шлаков и тонкостенности набивной футеровки, но бывают процессы и с окислением элементов, которые осуществляются на основной футеровке. Но данный процесс осуществляется при переделе высокофосфористых доменных чугунов, которые на сегодняшний день, с учетом современных требований, в сортовом виде практически не выпускаются . Время плавки с окислением не превышает минут, температура выпуска стали С. Предполагаемая стойкость футеровки не более плавок рис. Рис. Второй вариант выплавка стали из предварительно подготовленной или подобранной шихты, без окисления элементов, но с обязательными операциями легирования и раскисления, что посуществу является методом сплавления легированных отходов 1, . Время плавки не более 2,5 часов, при этом происходит снижение содержания только серы с 0, до 0,5, температура выпуска плавки от до С. Предполагаемая стойкость футеровки не более 0 плавок рис.