Петров Е.Ю_ММТ-23 ОчЗ_ВКР

1. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА МАГИСТРА НА ТЕМУ:

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО
ОБРАЗОВАНИЯ
«Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС»
Кафедра: Электрометаллургия
Направление: 22.04.02 – Металлургия
Профиль: Инновационные процессы и технологический менеджмент в металлургии
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА МАГИСТРА
НА ТЕМУ:
«ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ВЫПЛАВКИ,
КОВШЕВОЙ ОБРАБОТКИ НА КАЧЕСТВО И СОДЕРЖАНИЕ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ
В СТАЛИ МАРКИ 13ХФА»
Студент:
Е.Ю. Петров
Группа:
ММТ-23 ОчЗ
Руководитель:
к.т.н. доцент
Выкса, 2025 г
О.А. Комолова

2.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Цель выпускной квалификационной работы магистра провести
исследование влияния технологических операций выплавки, ковшевой
обработки на качество и содержание вредных примесей в стали 13ХФА.
-
Задачи выпускной квалификационной работы магистра:
изучить назначение и способы производства стали 13ХФА;
произвести расчет металлошихты, дефосфорации стали в ДСП;
произвести расчет процесса раскисления и десульфурации стали на
агрегате ковш-печь;
изучить динамику изменения содержания фосфора, серы и азота в
металла на различных этапах производства стали.
2

3.

ЛИТЕЙНО-ПРОКАТНЫЙ КОМПЛЕКС АО «ВМЗ»
Пуск производства – 3 октября 2008 год
Годовая мощность -1,5 млн тонн в год.
Освоено – 55 марок сталей и 200
типоразмеров.
Производственный цикл – 3,5 часа.
Четырех уровневая автоматизация.
ЛПК - это первый в мире мини-завод с тонкослябовой заготовкой,
способный выпускать трубные марки стали, в том числе для
высокопрочных (класс прочности Х65 – Х70) и коррозионностойких труб,
используемых в суровых климатических условиях и в условиях
агрессивной среды.
3

4.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ (ДСП, АКП)
Дуговая сталеплавильная печь
Двухпозиционный агрегат ковш-печь
- Масса плавки: 180 т;
- Мощность трансформатора: 168+10% МВА;
- Номинальное потребление э/э: 390 кВт·ч/т;
- Диаметр графитированных электродов: 711 мм.
- Вместимость стальковша: 180 т;
- Мощность трансформатора: 25+20% МВА;
- Диаметр графитированных электродов: 450 мм;
- Скорость нагрева металла: 4,5 0С/мин.
В ДСП проводятся следующие операции:
- расплавление металлической шихты;
- удаление углерода путем продувки ванны с металлом
кислородом;
- удаление фосфора
АКП выполняет следующие задачи:
- доводка металла по температуре;
- доводка металла по химическому составу;
- удаление серы;
- удаление неметаллических включений
4

5.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ (ВД, МНРС)
Двухкамерный вакууматор
- Масса металла в ковше: 180±5 т;
- Остаточное давление в вакуумной камере:
номинальное 0,7 мм.рт.ст.;
минимальное 0,3 мм.рт.ст.;
- Расход аргона на донные пробки: максимальный 236 л/мин.
Вакууматор выполняет следующие задачи:
- удаление водорода из металла;
- удаление азота из металла;
- удаление и модифицирование НВ;
- усреднение металла по химическому составу и температуре
перед разливкой на МНРС
Машина непрерывной разливки стали
- Тип МНРС: тонкослябовая вертикально-криволинейного типа;
- Количество ручьев:1 шт;
- Металлургическая длина: 17 320 мм;
- Толщина сляба: 90,5 ÷ 105 мм;
- Ширина сляба: 800 ÷ 1800 мм;
- Длина слябов (макс.): 40 000 мм;
- Рабочие скорости литья – 2,8 ÷ 4,1 м/мин;
МНРС выполняет следующие задачи :
- Формирование заготовок заданного сечения и размера
- Контролируемое охлаждение и кристаллизация стали
- Обеспечение непрерывности и автоматизации
производственного цикла
5

6.

ЛИТЕЙНО-ПРОКАТНЫЙ АГРЕГАТ АО «ВМЗ»
6

7.

СТАЛЬ 13ХФА
Сталь 13ХФА применяется для производства электросварных
прямошовных труб с повышенной коррозионной стойкости классов
прочности К52 и хладостойкостью, предназначены в основном для
нефтяной и газовой промышленности.
Химический состав стали марки 13ХФА
Содержание
Элементы, массовая доля, %
С
Si
Mn
Минимальное
0,05
0,25
0,55
Целевое
0,06
0,30
0,60
<0,001
Максимальное
0,07
0,37
0,65
0,002
S
P
Cr
Ni
Al
V
Nb
Ti
0,60
0,020
0,075
0,030
0,010
<0,008
0,65
0,025
0,085
0,035
0,015
0,012
0,70
0,030
0,090
0,040
0,020
0,30
[P]
[S]
[N]
[H]
< 80 ppm
< 10 ppm
< 80 ppm
< 7 ppm
Cu
0,25
N
0,008
Содержание элементов в стали 13ХФА
по регламенту предприятия АО «ВМЗ» ЛПК
7

8. РАСЧЕТ МЕТАЛЛОШИХТЫ ДЛЯ ДСП (ПЛАВКА №2012997)

Химический состав (2012997) металлошихты ДСП, %
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
N
Cu
0,83
0,38
0,45
0,08
0,023
0,02
0,08
0,010
0,09
8

9.

СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В МЕТАЛЛЕ ПО СТАДИЯМ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕПОЧКИ
9

10.

0,0350
0,0060
0,0300
0,0050
0,0250
0,0040
0,0200
[S], %
0,0070
0,0030
0,0150
0,0020
0,0100
0,0010
0,0050
0,0000
0,0000
[P] ДСП
[P] АКП
[P] ВД
[P] МНРС
[S] ДСП
[S] АКП
[S] ВД
[S] МНРС
0,0160
0,0140
0,0120
[N], %
[P], %
СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА, СЕРЫ И АЗОТА В МЕТАЛЛЕ
0,0100
0,0080
0,0060
0,0040
0,0020
0,0000
[N] ДСП
[N] АКП
[N] ВД
[N] МНРС
10

11.

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВКИ ПО СТАДИЯМ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕПОЧКИ
11

12.

РАСЧЕТ ДЕФОСФОРАЦИИ СТАЛИ
(2012997)
Начальная концентрация фосфора 0,02 %
Химический состав шлака, мас. %
CaO
SiO2
FeO
MnO
MgO
Al2O3
P2O5
25,95
14,74
42,37
8,07
4,83
3,48
0,454
2