- •Введение
- •Производственный и технологический процессы
- •Производственный и технологический процессы
- •Стадии жизненного цикла изделия
- •Стандартизация технических решений
- •Основы стандартизации
- •Взаимозаменяемость, точность, допуски и посадки
- •А б в Рис. 1.13. Знаки обозначения шероховатости на чертежах Размерный анализ конструкции
- •При организации производства изделия
- •2.1.1.Элементы теории размерных цепей
- •2.1.2.Примеры расчета размерных цепей
- •2.1.3. Рис. 1.21. Схема поля допуска звена x2 Регулирование точности размерных цепей
- •Конструкционные материалы и технология их производства
- •Конструкционные материалы: классификация, свойства
- •Свойства металлов и сплавов.
- •2.1.4.Свойства черных металлов
- •2.1.5.Свойства цветных металлов и сплавов.
- •Изменение структуры и свойств материала
- •Технология производства металлов
- •Выплавка чугуна
- •Производство стали
- •Получение алюминия
- •Технологические процессы получения заготовок и деталей машин
- •Технологические процессы литья
- •Разработка чертежа отливки, изготовление оснастки
- •Изготовление литейной формы, получение отливки
- •Специальные способы литья
- •Технологические процессы обработки металлов давлением
- •Прокатное производство
- •Ковка, горячая штамповка
- •Холодная штамповка
- •Производство машиностроительных профилей
- •Технологические процессы сварки и резки металлов
- •Способы сварки плавлением
- •Способы сварки давлением
- •Резка металлов
- •Порошковая металлургия
- •Изготовление деталей из пластмасс
- •Обработка заготовок деталей машин
- •Обработка материалов резанием
- •Виды обработки резанием, оборудование, оснастка
- •Элементы механики процесса резания
- •2.1.6. Деформации и напряжения при резании
- •2.1.7. Рис. 4.55. Напряжения и силы на передней грани резца Силы резания
- •Точность и качество поверхности при обработке резанием
- •Влияние факторов процесса резания на точность обработки
- •Формирование микронеровностей на обработанной поверхности
- •Наклеп и остаточные напряжения при обработке резанием
- •Технологические процессы электрофизических, электрохимических и других методов обработки
- •Электроэрозионные методы обработки
- •Электрохимические методы обработки
- •Ультразвуковая обработка
- •Светолучевая обработка
- •Основы проектирования технологических процессов изготовления деталей
- •Этапы разработки технологического процесса обработки детали
- •Базирование заготовок, деталей
- •Методы обработки типовых поверхностей деталей машин
- •2.1.8.Обработка плоских поверхностей
- •2.1.9.Обработка цилиндрических поверхностей
- •2.1.10.Обработка резьб
- •2.1.11.Обработка отверстий
- •Определение припусков на механическую обработку
- •2.1.12.Технология изготовления валов
- •Р ис. 4.75. Чертеж вала
- •2.1.13.Обработка корпусных деталей
- •2.1.14.Технологический процесс обработки фланца
- •Автоматизация производства
- •Экономические связи в производственном процессе
- •Вопросы для самопроверки
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Оглавление
- •Производственные процессы
Производство стали
Производство стали это процесс снижение содержания углерода и примесей в жидком чугуне до значений, определяемых маркой стали, окисление их газообразным кислородом с последующим переводом в газы и шлак; связывание примесей - серы и фосфора в соединения, способные переходить в шлак.
Углерод соединяется с кислородом, образуя СО, который удаляется с газом. Si, Mn, S и Р образуют окислы или другие соединения, частично удаляемые в шлак. На определенном этапе, по мере снижения содержания примесей начинает окисляться Fe. Окислы Fe, насыщая металл кислородом, делают сталь непригодной для обработки давлением – ковки, прокатки и т.п., в ней образуются трещины при деформации в нагретом состоянии. Для уменьшения содержания кислорода сталь в процессе ее плавки раскисляют ферросплавами, которые обладают большим, чем у Fe, сродством к кислороду. Образующиеся окислы удаляются со шлаком.
Рис. 2.7.
Схема кислородного конвертера
Кислородный конвертер (рис. 2.7) представляет собой сосуд грушевидной формы емкостью 130...350т жидкого чугуна, изготовленный из стального листа и выложенный внутри огнеупорным кирпичом. Конвертер установлен на цапфах с возможностью поворота на 360 для завалки скрапа (стальной лом, известь, железная руда, плавиковый шпат), заливки чугуна 1200...1400C, слива стали, шлака и т.п.
После выпуска очередной плавки, загрузки скрапом и заливки чугуна конвертер поворачивают и устанавливают в вертикальное положение и внутрь его вводят водоохлаждаемую фурму, через которую подают под большим давлением кислород.
Струи кислорода проникают в металл, вызывая его циркуляцию и перемешивание со шлаком. Происходит интенсивное окисление примесей чугуна:
Si+2O=SiO2; Mn+O=MnO; C+O=CO.
Часть примесей окисляется окислами железа, содержащимися в шлаке
Si+2FeO=SiO2+Fe, Mn+FeO=MnO+Fe,
C+FeO=CO+Fe.
Благодаря присутствию шлаков с большим содержанием СаО и FeO из металла удаляется фосфор и сера:
2P+5FeO+4CaO=(CaO)4P2O5+Fe,
FeS+CaO=CaS+FeO.
В процессе плавки (подачи О2) автоматически контролируют химический состав металла, и когда содержание углерода соответствует заданному, подачу кислорода заканчивают, фурму выводят из конвертера, сталь раскисляют, конвертер поворачивают и производят выпуск металла в ковш, затем, через верхнее отверстие сливают шлак. Раскисление стали может проходить и после разливки стали.
Для раскисления используют ферросплавы - ферросилиций, ферромарганец, а также алюминий.
Из разливочного ковша сталь разливают в изложницы или кристаллизаторы установок непрерывной разливки стали, где она затвердевает и получаются слитки, которые затем подвергают обработке давлением - прокатке или ковке.
Изложницы представляют собой чугунные формы, конфигурация которых (сечение) определяется назначением слитка: для получения сортового проката (швелеров, уголков) используют слитки квадратного сечения, листа - прямоугольного с отношением сторон 13 и т.д.
Кристаллизация стали в слитке сопровождается рядом особенностей, приводящих к дефектам [2]. Начинается затвердевание стали у стенок изложницы, которые наиболее интенсивно отбирают у залитой стали теплоту. Толщина закристаллизовавшейся корочки непрерывно увеличивается, и заканчивается кристаллизация в объемах, близких к продольной оси слитка. Сталь затвердевает в виде кристаллов древовидной формы - дендритов, размеры и форма которых зависят от условий кристаллизации.
К дефектам слитков относятся возможные усадочные раковины в верхней части слитка, скопление мелких усадочных пустот в осевой зоне, “заворот корки” - образование на поверхности зеркала металла пленки окислов и шлаковых включений, которые потоком металла заносятся при разливке в его объем.
Для улучшения качества стали разработаны новые технологические процессы: плавка в вакуумных печах, электрошлаковый переплав, ваккуумно - дуговой переплав и т.п., сведения о которых приведены в рекомендованной литературе [2,3].