Тема «Проекттермического отделения высокотемпературного отжига анизотропнойэлектротехнической стали толщиной 0,35 мм. Годовая программа 150 тысяч тонн»
Оглавление
Аннотация
1. Общая часть
1.1 Введение
1.2 Требования, предъявляемые кэлектротехническим анизотропным сталям согласно ГОСТ21427.1 – 83
1.3 Патентный поиск
1.4 Обоснование строительстваотделения
2. Технологическая часть
2.1 Выбор марки стали
2.2 Магнитные свойства
2.3 Формирование структуры итекстуры анизотропной электротехнической стали
2.3.1 Текстура анизотропной электротехнической стали
2.3.2 Фазовые и структурныепревращения в анизотропной электротехнической стали
2.3.3 Процесс образования ребровойтекстуры в электротехнических сталях
2.4 Технологический процесс
2.4.1 Технико — экономическоеобоснование выбранной технологии
3. Расчет оборудования и проектирование термического отделения
3.1 Технико — экономическоеобоснование основного, дополнительного и вспомогательного оборудования
3.2 Тепловой расчет термоагрегата
3.3 Расчет электрическихнагревателей
3.4 Расчет количества оборудованияпо нормам времени и укрупненным показателям
3.5 Расчет производственныхплощадей, планировка отделения
4. Влияние скорости нагрева на величину зерна перед вторичнойрекристаллизацией
4.1 Материал и обработка
4.2 Метод исследования микроструктуры
4.3 Исследование микроструктуры
5. Механизация и автоматизация
6. Организация труда и управление отделением
6.1 Научная организация труда впроектируемом отделении
6.2 Управление проектируемымобъектом
7. Экономическая часть
7.1 Расчеткапитальных вложений
7.1.1 Капитальные затраты навозведение здания
7.1.2 Капитальные затраты навозведение сооружений
7.1.3 Капитальные затраты на силовыемашины и силовое оборудование
7.1.4 Капитальные затраты на рабочееоборудование
7.2 Энергетика отделения
7.3 Определение штатовобслуживающего персонала
7.3.1 Баланс использования рабочеговремени
7.4 Расчет фонда заработной платы
7.4.1 Фонд заработной платы рабочих,работающих по сменам
7.4.2 Фонд заработной платы ИТР
7.5 Калькуляция себестоимости термической обработки
8. Безопасность жизнедеятельности
8.1 Краткая характеристикапроизводственных зданий
8.1.1 Перечень основного ивспомогательного оборудования
8.2 Мероприятия по защитепроизводственного персонала от опасностей и вредностей
8.3 Специальные требования безопасности при эксплуатации колпаковых печей
8.4 Расчёт сопротивлениязаземляющего устройства
8.5 Опасные и вредныепроизводственные факторы
9. Гражданская оборона
9.1 Оценка устойчивости зданиятермического отделения к воздействию ударной волны
9.2 Защита производственногоперсонала в условиях чрезвычайных ситуаций
Библиографический список
анизотропный электротехнический стальрекристаллизация
Аннотация
В представленномдипломном проекте выполнена проектировка, и расчет термического отделения длявысокотемпературного отжига анизотропной электротехнической стали применительнок условиям АО НЛМК, с годовой программой 150 тыс. тонн. Представлен обзордействующего парка печей и предложения по техническому перевооружению отделенияотжига. В ходе дипломного проектирования была проведена патентная проработка.Выполнен обзор реферативных журналов за 1999 – 2004 гг. Некоторые из нихрассмотрены в данном проекте. Рассмотрены вопросы охраны труда и методыорганизации работы по обеспечению безопасности труда и обеспечению пожаровзрывобезопасности. В дипломном проекте представлено: таблиц – 32; рис. 12, чертежей – 10. Библиографическийсписок литературы – 27 названий. Количество страниц – 114.
Abstract
Inthis diploma project a design of a thermal compartment of ablest furnace forelectro technical steel which is suitable for the Novolipetsk Iron & Steel Corporation,the anmid average output of which is 150 thousand tonn. Here is a review ofworking furnaces and some proposals concerning the technical re-equipment ofthis thermal compartment of a blast furnace. A review of all scientificmagazines 1999 – 2003 in retrospect is done and some problems are underdiscussion in this very project. Safely measures are envisaged in order toprevent any case of fine or explosion.
In thisdiploma project there are 32 harts, fig. 12, 10 working drawings. Bibliography includes 27 items,the project includes 114 pages.
1. Общая часть1.1 Введение
Электротехнические сталиявляются основным классом магнитно мягких материалов, используемых вмашиностроении и трансформаторостроении. Широкое применение электротехническихсталей в этой области техники обусловлено высоким уровнем магнитных свойств иотносительно низкой стоимостью по сравнению с другими магнитно мягкимиматериалами.
Принепрерывном развитии техники, быстром увеличении производства электроэнергиизначительно расширяется, область применения электротехнической стали. Саматехнология производства электротехнической стали значительно изменилась.Рулонная холоднокатаная текстурованная и нетекстурованная доминирует надлистовой горячекатаной сталью. Созданы и проектируются, новые марки стали сулучшенными магнитными свойствами.
Высокиемагнитные свойства готовой электротехнической анизотропной стали,обеспечивается наличием в стали совершенной кристаллографической текстуры (110)[001] (ребровая текстура, текстура Госса), которая формируется в процессевторичной рекристаллизации при высокотемпературном отжиге. Для протеканиявторичной рекристаллизации необходимо, во-первых, создание уже при горячейпрокатке стали определённой структурной и текстурной неоднородности и,во-вторых, наличие в металле дисперсных частиц ингибиторной фазы.
Получениенеобходимой кристаллографической текстуры в электротехнической анизотропнойстали, достигается посредством реализации механизма структурнойнаследственности. Ингибиторная фаза задерживает нормальный рост зёрен, позволяяреализоваться процессу вторичной рекристаллизации.
В настоящеевремя существует три основных варианта производства электротехническойанизотропной стали: сульфидный, нитридный, сульфанитридный. Эти вариантыотличаются химическими составами и режимами обработки.
Сульфидныйвариант самый распространённый. Ингибиторной фазой в данной стали, являетсясульфид марганца. Основными технологическими операциями при производстве стали,по сульфидному варианту являются ограничение концентрации марганца,высокотемпературный нагрев перед горячей прокаткой, горячая прокатка, двехолодные прокатки, разделённые рекристаллизационным отжигом. Конечнаядесульфурация металла до содержания серы 0,002% производится при высокотемпературном отжиге. Готовая сталь имеет магнитнуюиндукцию в поле 800 А/м – 1,81 – 1,84 Тл.
Стальнитридного варианта имеет повышенное содержание углерода, азота и меди.Ингибиторной фазой является нитрид алюминия. Основные операции после горячейпрокатке – первая холодная прокатка, вторая холодная прокатка и высокотемпературный отжиг.Магнитная индукция в поле 800 А/м – 1,85 – 1,89 Тл. При этом способе содержание азота в стали,колеблется в пределах 0,006 – 0,010%, алюминия 0,010 – 0,020%, а содержание серы, кислорода и других примесейдолжно быть минимальным (около 0,002 – 0,003%). Существенным отличием стали нитридного варианта отсульфидного является болеенизкий нагрев металла перед горячей прокаткой: (1250 °С, против 1400 °С).
Стальсульфо-нитридного варианта имеет повышенное содержание (по сравнению с сульфидными) углерода иалюминия. Основные операции после горячей прокатки – нормализация, однократнаяхолодная прокатка, обезуглероживающий отжиг и высокотемпературный отжиг.Магнитные индукции в поле 800 А/м – 1,89 – 1,94 Тл – являются самыми высокимидля готовой стали, чтообеспечивается за счёт формирования сверхплотной дисперсной ингибиторной фазы впроцессе термообработок (а не при горячей прокатке) и мощного силовоговоздействия на текстуру стали, каковой является однократная прокатка.Принципиально важным в данной технологии является наличие высокотемпературногонормализирующего отжига (1120 °С – 1150 °С) с жёстко регламентированным режимомохлаждения.
Производствохолоднокатаной электротехнической анизотропной стали, получает все большее распространение за рубежом. В больших количестваххолоднокатаная сталь производится в США, Великобритании, ФРГ, Франции, Японии иШвеции.
По выпуску электротехнической анизотропной стали Россиязанимает одно из ведущих мест в мире. Из нее делают сердечники длятрансформаторов. Сердечники подвергаются перемагничиванию переменными токами. Изготовлениесердечников из хорошо текстурованных сталей позволяет сократить габариты и вестрансформаторов, повысить их коэффициент полезного действия.
На первомместе в России по выпуску электротехнической анизотропной стали, находитсяНоволипецкий металлургический комбинат. Качество стали, выпускаемой НЛМК,удовлетворяет требованиям мировых стандартов. НЛМК экспортируетэлектротехническую анизотропную сталь во многие страны мира.
Повышениекачества стали, связано, прежде всего, с уменьшением общих удельных потерь.Чтобы уменьшить эти потери детали машин и трансформаторов изготавливают изтонких листов толщиной от 0,15 до 0,35 мм. Эти листы имеют электроизоляционнуюоболочку. Применяют различные типы изоляций на поверхности анизотропных электротехнических сталей [1].
Электроизоляционноепокрытие наносится с целью улучшения магнитных характеристик стали, уменьшенияобщих удельных потерь в стали, снижения шума в сердечниках трансформаторовбольшой мощности и размеров [1].
В целях болеерационального использования электротехнической анизотропной стали, механизации,и автоматизации технологических процессов изготовления трансформаторовтребуется, чтобы сталь готовилась в виде ленты. Ввиду этого электротехническая промышленностьтребует поставлять сталь в виде ленты. [1]. Ввод нового, более современногооборудования, а также совершенствование технологии выплавки стали, и другихмероприятий способствует, значительному улучшению качества анизотропнойэлектротехнической стали.1.2 Требования, предъявляемые к электротехническим анизотропным сталямсогласно ГОСТ 21427.1 – 83
Изделия изэлектротехнической стали, работают в переменных магнитных полях, следовательно,генерируются вихревые токи. Они подвергаются быстрому перемагничиванию. Однимиз основных требований, предъявляемых к электротехническим сталям, являетсяминимальная величина потерь мощности на возбуждение вихревых токов иподмагничивание, отнесённая к единице массы стали – это ваттные потери илиудельные потери. Свойствастали, определяются величиной и формой зёрен, текстурой, которые зависят отхимического состава металла, от величины обжатий при холодной и горячейпрокатке и термообработки. У электротехнической анизотропной стали большаявеличина магнитной проницаемости.
Электротехническуюанизотропную сталь подразделяют:
по точности изготовленияпо толщине:
нормальной точности – Н,
повышенной точности – П
по точности изготовленияпо ширине:
нормальной точности,
повышенной точности – Ш;
по неплоскостности: наклассы 1 и 2;
по серповидности (длярулонной стали и ленты):
нормальной точности,
повышенной точности – С;
по виду покрытия:
без покрытия (сметаллической поверхностью),
без электроизоляционногопокрытия (без дополнительного нанесения изоляции, но с грунтовым слоем) – БП,
с электроизоляционнымтермостойким покрытием – ЭТ,
с изоляционным покрытием,не ухудшающим штампуемость – М (мягкое),
с электроизоляционнымтермостойким покрытием, улучшающим штампуемость – ТШ,
электроизоляционнымнетермостойким покрытием, улучшающим штампуемость – НШ;
по коэффициентузаполнения стали с покрытием на группы: А и Б;
по уровню остаточныхнапряжений:
с нормированныминапряжениями – ОН,
без нормированиянапряжений.
Рулонную стальизготовляют толщиной 0,15, 0,27; 0,30; 0,35; 0,50; 0,70 и 0,80 мм и шириной 650, 700, 750, 800, 865 и1000 мм.
Размеры листов должнысоответствовать указанным в таблице 1.
Таблица 1. Размеры листовТолщина, мм Длина листов при ширине, мм 650 700 750 800 865 1000 0,15 1500 1500 1500 1500 1500 — 0,27 1500 1500 1500 1500 1500 — 0,30 1500 1500 1500 1500 1500 2000 0,35 1500 1500 1500 1500 1500 2000
Резаную ленту изготовляюттолщиной 0,15, 0,27; 0,30; 0,35 и 0,50 мм, шириной 90; 170; 180; 190; 200; 240;250; 300; 325; 360; 400; 465 и 500 мм.
К основным требованиямотносится также фиксированное содержание химических элементов, включений. Стальдолжна содержать как можно меньшее количество вредных примесей.
В настоящее время во всехстранах принят следующий химический состав электротехнической анизотропнойстали в слитках (слябах):
Таблица 2.Содержание элементов в сталиЭлемент Содержание, % (масс.) C 0,02 – 0,08 Mn Таблица 3. Влияние величины зерна на магнитные свойства электротехническойанизотропной стали
Число зерен, см2 Макс. магн. прониц. g, Гн/м Коэрцитивная сила Э, А/м 0,5 17000 0,23 1 16150 0,24 5 12000 0,33 10 9000 0,43 20 6050 0,65
Листы, рулонную сталь и ленты изготавливают с обрезнымикромками. Предельные отклонения рулонной стали и листов не должны превышать поширине: нормальной точности +0,5%; повышенной точности +1,0 мм. Предельные отклонения листов по длинене должны превышать 0,5%.
Таблица 4. Предельные отклонения по ширине лентыШирина ленты, мм Предельные отклонения при точности изготовления, мм нормальной повышенной До 250 +0,5 +0,5 Свыше 250 до 500 +1,2 +0,5
Масса одного отрезка в рулоне ленты должна быть не менеемассы, вычисленной из расчёта 0,5 кг на 1 мм ширины ленты. Предельныеотклонения по толщинестали должны соответствовать указанным в таблице 5.
Таблица 5. Предельные отклонения по толщине сталиТолщина, мм Предельные отклонения по толщине стали при точности прокатки, мм нормальной повышенной 0,15; 0,27; 0,30 ±0,02 ±0,01 0,35 ±0,03 ±0,02
Телескопичность рулонов не должна превышать: 5 мм – приширине стали до 500 мм; 7 мм – при ширине стали 500 мм и более.
Отдельные витки не должны выступать более чем на пятикратнуютолщину стали. Один – два внутренних или наружных витка могут выступать над поверхностью торца рулона.Внутренний диаметр рулона должен быть (500 ± 10) мм. Наружный диаметр рулоновлент должен быть не более 1200 мм, рулонной стали – не более 1300 мм. Серповидность рулоннойстали и ленты на 1 метр длины должна соответствовать таблице 6.
Таблица 6. Серповидность рулонной стали и ленты на 1 метрдлиныШирина, мм Точность прокатки по толщине, мм нормальная повышенная 170 до 250 включительно 3 2 Свыше 250 2 1
Сталь изготовляют:
толщиной 0,15, 0,27; 0,30 и 0,35 мм – с покрытиями ЭТ и БП;
толщиной 0,50 мм – с покрытиями М, ТШ и НШ;
толщиной 0,70 мм – без покрытия и с покрытиями ТШ и НШ;
толщиной 0,80 мм – без покрытия.
Поверхность стали должна быть без ржавчины, отслаивающейсяплёнки и окалины. Не допускается, на поверхности стали, изготовляемой безэлектроизоляционного покрытия, наличие налёта порошкообразных веществ, препятствующихнанесению изоляции. На поверхности стали, допускаются цвета побежалости иотпечатки глубиной или высотой, не превышающей 0,5 суммы предельных отклоненийпо толщине.
Основные требования помагнитным свойствам, предъявляемые к электротехнической анизотропной сталиприведены в таблице 7.
В сталях с кубическойтекстурой анизотропия магнитных свойств минимальна. В настоящее времярасширяется производство холоднокатаного листа с ребровой текстурой, а также скубической.
Коэффициент старения поудельным магнитным потерям не должен превышать для стали марок 3311, 3411,3412, 3413, 3414 и 3415 – 4%; для стали марок 3404, 3405, 3406, 3407, 3408 и3409 – 2%. В случае превышения норм коэффициента старения сталь допускаетсяаттестовывать маркой, соответствующей уровню потерь, измеренных на образцахпосле старения.
Таблица 7. Основные требования, предъявляемые кэлектротехнической анизотропной стали по ГОСТ 21427.1-83Толщина, мм
Марка
стали Уд. потери, Вт/кг Магн. инд., Тл при напр. магн. поля
Р 1,5/50
Р 1,7/50 100 А/м 2500 А/м 0,35
3411
3412
3413
3414
3415
3404
3405
3406
3407
3408
1,75
1,50
1,30
1,10
1,03
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
1,60
1,50
1,43
1,36
1,30
—
—
—
—
—
1,60
1,61
1,62
1,68 – 1,72
1,71 – 1,74
1,75
1,80
1,85
1,88
1,90
—
—
—
—
— 0,30
3413
3414
3415
3404
3405
3406
3407
3408
1,19
1,03
0,97
—
—
—
—
—
—
—
—
1,50
1,40
1,33
1,26
1,20
—
—
—
1,60
1,61
1,62
1,68 – 1,72
1,71 – 1,74
1,85
1,88
1,90
—
—
—
—
—
Электроизоляционноетермостойкое покрытие стали (ЭТ), нейтральное к трансформаторному маслу при 100°С и маслостойкое при 150 °С, должно удовлетворять следующим требованиям:
толщина на одной стороне– не более 5 мкм;
коэффициент сопротивления– не менее 10 Ом × см2;
сохранятьэлектроизоляционные свойства после нагрева до 800 °С в течение трёх часов внейтральной атмосфере или после выдержки при температуре (820 ± 10) °С втечение трёх минут на воздухе;
не отслаиваться приизгибе образца.
Электроизоляционноетермостойкое покрытие, улучшающее штампуемость (ТШ), должно удовлетворятьтребованиям:
не отслаиваться приизгибе образца;
иметь коэффициентсопротивления не менее 1,0 Ом × см2 (ТШ1);
сохранять указанноезначение коэффициента сопротивления после нагрева до 700 °С в течение полуторачасов в нейтральной атмосфере или 2 минуты на воздухе. Электроизоляционноенетермостойкое покрытие, улучшающее штампуемость (НШ), должно удовлетворятьтребованиям:
не отслаиваться приизгибе образца;
иметь коэффициентсопротивления не менее 20 Ом × см2 (НШ20);
сохранять указанноезначение коэффициента сопротивления после нагрева до 200 °С в течение 24 часов.
Листы, рулонную сталь иленты принимают партиями. Партия должна состоять из одного рулона, пачки листовили бунтов ленты из стали одной марки, одного размера и сопровождатьсядокументом о качестве в соответствии с ГОСТ 7566 – 81. Контроль размеров,разнотолщинности, неплоскостности, серповидности, состояния поверхности икромок, испытаний на перегиб, магнитных свойств, остаточных напряжений,качества покрытия проводят на каждом рулоне и пачке. Ленту и листы, полученныепри разрезке одного рулона на заданную ширину и длину, испытывают как одинрулон. Рулон, состоящий из стали двух партий, потребитель контролирует как одинрулон. Определение коэффициента старения, коэффициента заполнения и сохранностиэлектроизоляционных свойств покрытия изготовитель проводит периодически не режеодного раза в квартал на десяти рулонах или пачках. При получениинеудовлетворительных результатов периодических испытаний, испытания переводят вприёмосдаточные до получения положительного результата на трёх партиях подряд.При изменении основных составов или технологии нанесения электроизоляционноготермостойкого покрытия проводят типовые испытания нейтральности ктрансформаторному маслу и маслостойкости на одном рулоне или пачке. Приполучении неудовлетворительных результатов проверки хотя бы по одному из показателей повторнуюпроверку по нему проводят по ГОСТ 7566 – 81.
Для проведения испытанийот начала и конца каждого рулона отрезают длиной 1500 – 2000 мм, от пачкиотбирают равномерно по высоте два листа. Размеры стали, проверяют измерительныминструментом, обеспечивающим необходимую точность измерения: толщину –микрометром (ГОСТ – 6507 90 или ГОСТ 4381 – 87), ширину – металлическойлинейкой (ГОСТ 427 – 75) или другими средствами измерения соответствующейточности.
Толщину каждого из отобранныхдля контроля отрезков или листов измеряют в четырёх точках, расположенныхпосередине каждой стороны отрезка или листа на расстоянии не менее 20 мм откромок. Толщина в каждой измеряемой точке должна соответствовать установленнымнормам. Разнотолщинность проверяют по результатам измерения толщины.Серповидность измеряют метровой линейкой в местах наибольшего отклонениябоковой кромки отрезка ленты от прямой линии. Отклонение от плоскостности(неплоскостность), серповидность и разнотолщинность определяют по ГОСТ 26877 –86.
Коэффициент заполнениястали должен соответствовать нормам, указанным в таблице 8.
Таблица 8. Коэффициентзаполнения сталиТолщина, мм Коэффициент заполнения, не менее, для стали с покрытием БП с покрытием ТШ, НШ с покрытием ЭТ и М для групп А Б 0,30 0,96 — 0,96 0,95 0,35 0,97 — 0,97 0,96
Таблица 9. Влияние содержания неметаллических включений намагнитные свойства электротехнической анизотропной сталиСодержание неметаллических вкл., % Коэрцитивная сила Н, А/м Мин. прониц., Гн/м Мах. прониц., Гн/м
Потери на гистерезис, эрг/см3 0,004 0,22 4200 15000 900 0,006 0,29 1500 12500 1200 0,036 0,48 650 7500 2400 0,050 0,52 600 6500 2800
Магнитные свойства сталимарок 3405, 3406, 3407, 3408 и 3409 определяют на двух образцах, изготовленныхотдельно из каждого отобранного отрезка. Марку стали, устанавливают по образцу,имеющему худшие магнитные свойства.
Полосы, составляющиеобразец, перед определением магнитных свойств должны быть подвергнуты отжигу.Рекомендуемый режим отжига: нагрев до температуры (800 – 820) °С с пребываниемдо 10 минут в атмосфере, предохраняющей от окисления, или 3 минуты на воздухе,или отжиг в муфельной печи в нейтральной атмосфере при 780 – 800 °С, выдержка 1час, охлаждение с печью до 300 °С.
При возникновенииразногласий нагрев до температуры 800 – 820 °С с пребыванием в нейтральнойзащитной атмосфере от 1,5 до 3 минут для стали с электроизоляционным покрытием,не ухудшающим штампуемость, и стали без электроизоляционного покрытия и от 1,5до 3 минут на воздухе для стали с электроизоляционным термостойким покрытием.Магнитные свойстваопределяет в аппарате Эпштейна по ГОСТ 12119-80. Для определения остаточныхнапряжений от любого отрезка отрезают образец испытаний магнитных потерь влистовых аппаратах по ГОСТ 12119 – 80. Остаточные напряжения по разностимагнитных потерь до и после отжига образца, отнесённой к магнитным потерямотожжённого образца.
Для определениякоэффициента старения образец после определения магнитных свойств подвергаютстарению по режиму: нагрев до 120 °С, выдержка 120 часов и вновь определяютудельные магнитные потери.
Коэффициент старения (Кст),%, вычисляют по формуле
Кст = (Р2 — Р1)/Р1 × 100,(1)
где Р1 и Р2– удельные магнитные потери до и после старения.
Для определения прочностисцепления покрытия с металлом образец плотно прижимают к стержню диаметром 20мм и плавно изгибают на 90° вокруг стержня. Образец считается выдержавшимиспытания, если с его наружной стороны нет трещин и отслоений покрытия.Отслоения и трещины определяются визуально. Коэффициент заполнения определяютна образце, составленном не менее чем из 100 взятых для определения магнитныхсвойств полос, с которых перед испытанием снимают заусенцы. Образецспрессовывают равномерно по всей поверхности под давлением 0,35 Н/мм2.Высоту спрессованного образца измеряют с погрешностью не более 0,1 мм в четырёхпротивоположных местах. За высоту принимают среднее арифметическое результатовчетырёх измерений.
Коэффициент заполнения(К) вычисляют по формуле
К=m/V × q, (2)
где m – масса образца, кг, определённая спогрешностью не более 0,005 кг;
V – объём образца послеопрессовывания, определённый по результатам измерения пачки, м3;
q – плотность стали, кг/м3.
Маркировка, упаковка,транспортирование и хранение
Маркировка, упаковка,транспортирование и хранение – по ГОСТ – 7566 – 81 с дополнениями. Отдельные отрезки врулоне должны быть соединены стыковой сваркой. Витки рулона в месте сварки недолжны выступать более чем на пятикратную толщину стали и должны быть отмечены.Толщина сварки в месте сварки не должна увеличиваться более чем на ⅓номинальной толщины. Резаную ленту, смотанную на одну моталку, допускаетсяупаковывать без прокладок между рулонами. Допускается упаковывание в одну пачкулистов и смотка в рулон двух полос разных партий одной марки и одного размерапри условии надёжного разделения партий. На внутренний и наружный виток рулонаи ленты наклеивают этикетки с указанием товарного знака предприятия –изготовителя, марки стали. Рулоны и пачки листов упаковывают в тару, обеспечивающую сохранностьпродукции, в соответствии с нормативно – технической документацией. Прокаттранспортируется транспортом всех видов в соответствии с правилами перевозкигрузов, действующими натранспорте данного вида. Транспортирование стали, железнодорожным транспортом,производят в крытых вагонах, на платформах или полувагонах всеми видамиотправок.
Методика испытанийэлектроизоляционных покрытий электротехнической стали на нейтральность ктрансформаторному маслу
Испытания проводят, путёмвыдержки пакета пластин стали с исследуемым покрытием в сосуде странсформаторным маслом при температуре (100 ± 1) °С течение 1000 часов. Массапакетов полос размером 280 × 30 мм составляет 0,5 кг, масса масла – 0,3 кг. Одновременнопроводится при тех же условиях старения проб чистого масла. Покрытие считаетсянейтральным к трансформаторному маслу, если тангенс угла диэлектрическихпотерь, кислотное число и содержание водорастворимых кислот и щелочей длямасла, в котором находилась сталь с покрытием, не увеличились более чем на 15%по сравнению с характеристиками состаренного чистого масла.
Методика испытанийэлектроизоляционных покрытий электротехнической стали на маслостойкость
Маслостойкостьэлектроизоляционного покрытия электротехнической стали, оценивается послевыдержки в течение 168 часов пакета пластилин стали массой 0,5 кг и размером280 × 30 мм в сосуде, содержащем 0,4 кг трансформаторного масла притемпературе (150 ± 2) ºС. После выдержки пластины образца обезжириваются,и проверяется прочность сцепления покрытия со сталью при изгибе и коэффициентсопротивления изоляционного покрытия. 1.3 Патентный поиск
Сведения попатентному поиску патентов по теме проекта за последние 4 года, т.е. за 1999 –2004 года, представлены в таблице 10.
Таблица 10.Патентная проработкаАвтор Страна Год опубликования, класс, номер патента Название. Краткое описание патента 1.Фритц Беллинг, Андреас Беттхер, Манфред Эспенхан, Кристоф Хольцапфель Германия
№2126452 С;
20.02.99г.
Бюл.№5
Способ изготовления листовой электротехнической стали (толщина полосы от 0,1 до 0,5 мм).
Изобретение отличается тем, что плоские заготовки наряду с марганцем и медью имеют повышенное содержание серы и пониженное содержание алюминия, плоские заготовки перед горячей прокат-кой нагреваются до пониженной температуры и выдерживаются при этой температуре достаточно длительное время, которое ниже температуры растворения сульфидов марганца и выше температуры растворения сульфидов меди, вслед за этим плоские заготовки при необходимости вначале прокатываются в горячем состоянии начерно и затем с пониженной конечной температурой прокатки, предпочтительно в диапазоне от 900 °С 2.Настич В.П., Казаджан Л.Б., Барятинский В.П., Поляков Н.Ю., Савенков А.В., Долматов А.П., Рындин В.А., Тищенко А.Д., Говоров С.М., Шляхов Н.А. Россия
№2152278
С1;
10.07.00г.
Бюл.№19 Способ горячей прокатки анизотропной электротехнической стали. Технический эффект при использовании предлагаемого изобретения заключается в повышении плотности мелкодисперсных включений фазы – ингибитора в кремнистой стали конечной толщины перед высокотемпературным отжигом путём предотвращения процессов выделения включений нитридов AIN в интервале температур 980 °С – 850 °С при горячей деформации в последних пропусках в чистовой группе клетей стана. 3. Настич В.П., Казаджан Л.Б., Барятинский В.П., Поляков М.Ю., Тищенко А.Д., Говоров С.М., Долматов А.П., Рындин В.А. Россия
№2166386
С2;
10.05.01г.
Бюл.№13 Способ горячей прокатки анизотропной электротехнической стали. Техническим эффектом достигают сохранением температуры раската на выходе из черновой группы клетей непрерывного стана, который производят так: в первой клети черновой группы сляб подвергают обжатию не более 5%, достаточному для взрыхления печной окалины; прокатку во второй клети черновой группы осуществляют с обжатием не более 35%; обжатия в клетях 3 и 4 черновых групп увеличивают на 5 – 10% в каждой последующей клети по отношению к предыдущей, а обжатие в 5-ой в клети выбирают исходя из толщины раската, определяемой в зависимости от массовой доли кремния в стали. Изобретение обеспечивает возможность увеличения температуры конца горячей прокатки полос. 4. Настич В.П., Чернов П.П., Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Шляхов Н.А., Мамонов В.Н., Ковалевский В.С., Бубнов С.Ю., Евсюков В.Н., Поляков В.Н. Россия
№2184157
С2;
27.06.02.г.
Бюл.№18 Способ производства стопы рулонов анизотропной электротехнической стали перед их отжигом в колпаковой печи. Техническим результатом является устранение повреждаемости витков в торцевой части рулона и повышение качества электроизоляционного покрытия. Новым в способе является то, что создают антифрикционный слой между торцевыми поверхностями рулона и кольцевого диска подставки путём установки не менее четырёх полуколец со смещением линии разъёма каждой пары полуколец относительно друг друга, а на верхний торец рулона укладывают, по меньшей мере, три полукольца с перекрытием их концов, при этом полукольца выполняют из анизотропной электротехнической стали; три полукольца укладывают с перекрытием их концов не менее 100 мм. 5. Цырлин М.Б., Шевелёв В.В., Кавтрев А.В., Лобанов М.А., Каган В.Г., Мельников М.Б., Быков Г.В. Россия
№2182181
С1;
10.05.02.г.
Бюл.№13 Способ производства анизотропной электротехнической стали. Сущность изобретения состоит в том, сталь; проходящую обезуглероживающий отжиг между холодными прокатками, после второй холодной деформации подвергают правке растяжением. 6. Цырлин М.Б., Шевелёв В.В., Кавтрев А.В., Лобанов М.Л., Каган В.Г., Мельников М.Б. Россия
№2181786
С1;
27.04.02.г.
Бюл.№12 Анизотропная электротехническая сталь и способ её получения. Предложена сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, масс.%: кремний 2,6 – 3,6, медь 0,4 – 0,6, марганец от 0,3 до 0,5, железо и неизбежные примеси – остальное. Этот способ включает выплавку стали, непрерывную разливку, горячую прокатку двухстадийную или одностадийную холодную прокатку, обезуглероживающий, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги. Причём при выплавке стали, содержание углерода корректируют в зависимости от содержания марганца в пределах 0,30 – 0,50 масс.% согласно выражению: [C] = (0,095 – 0,15{Mn]) ± 0,005, где [C] и [Mn] – содержание марганца и углерода соответственно, масс.%. Техническим результатом изобретения являются улучшения качества грунтового слоя, стабилизация и улучшение абсолютного уровня магнитных свойств анизотропной стали, производимой по нитридному варианту технологии. 7. Цырлин М.Б., Лобанов М.Л., Кавтрев А.В., Шевелёв В.В. Россия
№2180356
С1;
10.03.02.г.
Бюл.№7 Способ производства холоднокатаной электротехнической анизотропной стали. Технической задачей изобретения является получение стабильных высоких магнитных свойств стали за счёт оптимального сочетания технологических процессов, ответственных за формирование текстуры и ингибиторной фазы. Для достижения технического результата при производстве стали с AlN – фазой в качестве ингибитора нормального роста зерна осуществляют дополнительную обработку для укрупнения зеренной структуры. После полосу подвергают дополнительному отжигу в колпаковой печи при 750 °С – 900 °С. 8. Чернов П.П., Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Шляхов Н.А., Ковалевский В.С., Мамонов В.Н., Бубнов С.Ю., Евсюков В.Н., Поляков В.Н., Парахин В.И., Завьялов О.А. Россия
№2178005
С1;
10.01.02.г.
Бюл.№1
Техническим результатом изобретения является повышения качества электроизоляционного покрытия, полосы анизотропной электротехнической стали путём замедления процесса влагоудаления из прикромочных областей рулона. Способ термической обработки включает формирование стопы рулонов путём их установки в один или два яруса с размещением на кольцевых дисках подставки, укладку на верхние торцы рулонов элементов, выполненных из материала, аналогично материалу рулона, с возможностью перекрытия ими упомянутых торцов, и высокотемпературный отжиг. Новым в способе является то, что перед отжигом рулонов создают дополнительную распределённую нагрузку на верхние торцы рулонов величиной 0,15 – 0,60 г/см2; на элементы, перекрывающие верхние торцы рулонов, слоя сыпучего материала. 9. Чернов П.П., Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Шляхов Н.А., Чуйнов В.В., Мамонов В, Н., Завьялов О.А., бубнов С.Ю., Евсюков В.Н., Поляков В.Н., Ковалевский В.С., Долматов А.П., Кузьмин А.В. Россия
№2190026
С2;
27.09.02.г.
Бюл.№27
Способ высокотемпературного отжига рулонов анизотропной электротехнической стали.
Технический результат: повышения качества поверхности анизотропной электротехнической стали за счёт снижения количества дефекта «излом». Указанный способ высокотемпературного отжига рулонов анизотропной электротехнической стали толщиной 0,25 – 0,5 мм включает формирование стоп рулонов, установку нагревательного колпака, нагрев до температуры отжига, выдержку, отключение нагревательных элементов и снятие колпака. Новым в способе является то, что снятие колпака при достижении температуры 105 °С – 175 °С в отстающей зоне печи. 10. Настич В.П., Чернов П.П., Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Шляхов Н.А., Мамонов В.Н., Ковалевский В.С., Бубнов С.Ю., Евсюков В.Н., Поляков В.Н. Россия
№2184157
С2;
27.06.02.г.
Бюл.№18 Способ формирования стопы рулонов анизотропной электротехнической стали перед их отжигом в колпаковой печи. Техническим результатом является устранение повреждаемости витков в торцевой части рулона и повышения качества электроизоляционного покрытия. Упомянутый способ включает установку рулонов в один или два яруса с размещением их на кольцевых дисках подставки. Новым в способе является то, что создают антифрикционный слой между торцевыми поверхностями рулона и кольцевого диска подставки путём установки не менее четырёх полуколец со смещением линии разъёма каждой пары полуколец относительно друг друга, а на верхний торец рулона укладывают, по меньшей мере три полукольца с перекрытием их концов, при этом полукольца выполняют из анизотропной электротехнической стали, три полукольца укладывают с перекрытием их концов не менее 100 мм. 11. Настич В.П., Чернов П.П., Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Шляхов Н.А., Мамонов В.Н., Ковалевский В.С., Бубнов С.Ю., Евсюков В.Н., Поляков В.Н. Россия
№2184157
С2;
27.06.02.г.
Способ производства стопы рулонов анизотропной электротехнической стали перед их отжигом в колпаковой печи. Техническим результатом является устранение повреждаемости витков в торцевой части рулона и повышение качества электроизоляционного
покрытия. Новым в способе является то, что создают антифрикционный слой между торцевыми поверхностями рулона и кольцевого диска подставки путём установки не менее четырёх полуколец со смещением линии разъёма каждой пары полуколец относительно друг друга, а на верхний торец рулона укладывают, по меньшей мере, три полукольца с перекрытием их концов, при этом полукольца выполняют из анизотропной электротехнической стали; три полукольца укладывают с перекрытием их концов не менее 100 мм. 11. Настич В.П., Казаджан Л.Б., Барятинский В.П., Поляков М.Ю., Тищенко А.Д., Говоров С.М., Долматов А.П., Рындин В.А. Россия
№2166386
С2;
10.05.01г.
Способ горячей прокатки анизотропной электротехнической стали.
Техническим эффектом достигают сохранением температуры раската на выходе из черновой группы клетей непрерывного стана, который производят так: в первой клети черновой группы сляб подвергают обжатию не более 5%, достаточному для взрыхления печной окалины; прокатку во второй клети черновой группы осуществляют с обжатием не более 35%; обжатия в клетях 3 и 4 черновых групп увеличивают на 5 – 10% в каждой последующей клети по отношению к предыдущей, а обжатие в 5-ой в клети выбирают исходя из толщины раската, определяемой в зависимости от массовой доли кремния в стали. Изобретение обеспечивает возможность увеличения температуры конца горячей прокатки полос. 12. Настич В.П., Чернов П.П., Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Шляхов Н.А., Мамонов В.Н., Ковалевский В.С., Бубнов С.Ю., Евсюков В.Н., Поляков В.Н. Россия
№2184157
С2;
27.06.02.г.
Способ производства стопы рулонов анизотропной электротехнической стали перед их отжигом в колпаковой печи.
Техническим результатом является устранение повреждаемости витков в торцевой части рулона и повышение качества электроизоляционного покрытия. Новым в способе является то, что создают антифрикционный слой между торцевыми поверхностями рулона и кольцевого диска подставки путём установки не менее четырёх полуколец со смещением линии разъёма каждой пары полуколец относительно друг друга, а на верхний торец рулона укладывают, по меньшей мере, три полукольца с перекрытием их концов, при этом полукольца выполняют из анизотропной электротехнической стали; три полукольца укладывают с перекрытием их концов не менее 100 мм. 13. Цырлин М.Б., Лобанов М.Л., Кавтрев А.В., Шевелёв В.В. Россия
№2180356
С1;
10.03.02.г.
Способ производства холоднокатаной электротехнической анизотропной стали.
Технической задачей изобретения является получение стабильных высоких магнитных свойств стали за счёт оптимального сочетания технологических процессов, ответственных за формирование текстуры и ингибиторной фазы. Для достижения технического результата при производстве стали с AlN – фазой в качестве ингибитора нормального роста зерна осуществляют дополнительную обработку для укрупнения зеренной структуры. После полосу подвергают дополнительному отжигу в колпаковой печи при 750 °С – 900 °С.
14. Чеглов А.Е.,
Кондратков Д.А.,
Слюсар Н.Ю.,
Заверюха А.А. Россия
№ 6428632
И 01;
13.03.03.г
Лист из неориентированной электротехнической стали, обладающей пониженной магнитной анизотропией при высоких частотах и отличной штампуемостью.
Предлагают тонкие листы из электромагнитной стали, обладающей низкой магнитной анизотропией при повышенных частотах, высокими магнитными характеристиками при работе в конструкции электродвигателя и высокой способностью к штамповке. Сталь содержит (в %) углерод до 0,0050, кремний 0,5 – 4,5, марганец 0,1 – 2,5, алюминий 0,2 – 2,5, сера до 0,01, возможно дополнительное легирование сурьмой 0,005 – 0,12. Листы обладают магнитными свойствами (определены на образцах Эпштейна в направлении прокатки (L), в поперечном (С) и под углом 45О (Д), удовлетворяющим соотношение:
B50 (L + C) > 0.03 W15/50 (L + C) + 1,63
W10/400 (D) / W10/400 (L + C)
15. Лисин В.С.,
Скороходов В.Н.
Настич В.П.,
Ярошенко А.В.,
Чеглов А.Е.,
Минькин В.П. Россия
№ 1281778
С 21;
С 38/02;
05.03.03.г.
Способ получения листа из электротехнической стали с ориентированными зернами.
Предлагают много стадийный способ получения листа из электротехнической стали с ориентированными зернами. Стадия вторичной рекристаллизации и стадия нанесения покрытия из форстеритового стекла подразделены на 1 отжиг в камерной печи для протекания вторичной рекристаллизации и на 2 отжиг в камерной печи для формирования форстеритового покрытия, с непрерывным отжигом, проводимым между этими двумя стадиями, в камерной печи для получения листа из электротехнической стали с ориентированными зернами, превосходящего известный лист как по магнитным характеристикам, так и по качеству покрытия.
16. Лисин В.С.,
Скороходов В.Н.
Настич В.П.,
Чернов П.П.,
Ларин Ю.Н.,
Ярошенко А.В.,
Тищенко А.Д.,
Чеглов А.Е.,
Черненилов Б.И.
Лебедев В.И. Россия
№ 2228386
С 22
С 38/50
12.09.04г.
Анизотропная электротехническая сталь.
Задача изобретения заключается в повышении индукции и понижении удельных ватных потерь трансформаторов, изготовленных из заявляемой стали. Указанный технологический эффект достигается тем, что анизотропная электротехническая сталь содержит: углерод, кремний, фосфор, алюминий, азот, сера, никель, хром, марганец, медь. Сталь дополнительно содержит титан, кислород и кальций при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 0,020 – 0,050, кремний 2,8 – 3,3, фосфор 0,0005 – 0,020, алюминий 0,011 – 0,021, азот 0,007 – 0,015, кремний 0,10, хром 0,10. Марганец 0,10 – 0,30, медь 0,3 – 0,6, титан 0,0005 – 0,005, кислород 0,001 – 0,0005, кальций 0,0002 – 0,001, остальное железо. Изобретение обеспечивает возможность контроля, структуру и текстурообразования при нагреве и горячей обработки стали. 17. Настич В.П., Чернов П.П., Ларин Ю.И., Поляков М.Ю., Шляхов Н.А. Россия
№ 1375693
с 22;
с 38/00;
20.08.04г. Лист с ориентированной микроструктурой из электротехнической стали, обладающей чрезвычайно низкими потерями в сердечнике и способ его получения. Предлагают способ получения листа с ориентированной структурой зерен из магнитной стали, обладающими малыми потерями в сердечнике и рекомендуемой для изготовления трансформаторов и силовых генераторов. Способ включает нанесение в вакууме при давлении кислорода меньше или равно 0,1 ат, плазменное напыление. На лист с ориентированной микроструктурой со скоростью 0,02 – 50 нм/с при 200 оС слоя покрытия (силициды, бориды, нитриды), толщиной 0,01 – 10 мкм с применением порошковых материалов со средним размером частиц меньше или равно 5 мкм с обеспечением шероховатости поверхности меньше или равно 0,5 мкм. После нанесения покрытия проводят термическую обработку. Материалы применяемые для поверхностного осаждения, обладают пониженной по сравнению с подложкой коэффициентом термического расширения и имеют пористость меньше 10 %. Описаны технологические схемы осуществления предложенного метода, характеристики адгезии поверхностных слоев и магнитные свойства предлагаемого листа.
18. Цырлин М.Б.,
Шевелев В.В.,
Лобанов М.Л. Россия
№ 2180924
С 21
Д 8/12
11.02.04г. Предложен способ производства электротехнической текстурированной стали с ограниченной _асс_тропиией магнитной индукции В2500 = 0,17 – 0,25 Тл., включающей выплавку металла, содержащего компоненты при следующим соотношении, _асс. %: углерода до 0,006, кремний 2,5 – 3,5, марганец 0,1 – 0,3, медь до 0,6, алюминий 0,006 – 0,036, азот до 0,013, железо и неизбежные примеси остальное, разливку, горячую прокатку, холодную прокатку с величиной деформации 60 – 80 % на конечную толщину полос 0,7 – 1,0 мм, обезуглероживающий, высокотемпературные и выпрямляющие отжиги. Техническим результатом изобретения является получение электротехнической текстурированной стали с ограниченной (пониженной) анизотропии магнитной индукции в интервале В2500 = 0,17 – 0,25 Тл. И повышение конструктивной прочности магнитопровода и других изделий, полученных из этой стали.
19. Лисин В.С.,
Скороходов В.Н.
Настич В.П.,
Чернов П.П.,
Ларин Ю.И.,
Лапшин А.А.,
Цырлин М.Б.,
Аглямова Г.А.,
Кукарцев В.М.,
Цейтлин Г.А.,
Поляков М.Ю.,
Лобанов М.Л.,
Шевелев В.В. Россия
№ 2216601
С 21;
Д 8/12;
21.02.04г. Способ включает выплавку металла, непрерывную разливку расплава, нагрев сляба, черновую и чистовую горячие прокатки, две холодные прокатки, разделенные рекристаллизационно-обезуглероживающим отжигом, высокотемпературный и выпрямляющий отжиги, причем нагрев сляба производится до температуры, гарантирующих получение ферритной структуры, а горячую прокатку проводят в диапазоне температур фазовой перекристаллизации α-γ-α, так, что на завершающей стадии чистовой горячей прокатки объемная доля аустенита в стали составляет не более 3 %. Кроме того, расплав перед разливкой предварительно содержит, мас. %: углерода 0,020 – 0,028, кремний 3,03 – 3,15, марганец 0,1 – 0,3, медь 0,4 – 0,6, кислорастворенного алюминия 0,011 – 0,025, азот 0,008 – 0,016, остальное железо, а перед разливкой концентрацию углерода в расплаве корректируют в зависимости от концентрации кремния: при увеличении концентрации кремния на 0,1 мас. % свыше 3,15 мас. % концентрацию углерода увеличивают на 0,003 мас. % сверх 0,028 мас. %. Изобретение позволяет повысить в стали значение магнитной индукции и уменьшить удельные потери. 1.4 Обоснование строительства отделения
Важнейшими характеристиками, определяющими, качествоанизотропной электротехнической стали, являются: высокая магнитнаяпроницаемость и магнитная индукция, низкие удельные магнитные потери [2].
Резкое снижение ваттныхпотерь достигается путем повышения чистоты металла и получения совершеннойтекстуры в процессе передела литого металла на лист; в текстурированной сталиваттные потери более чем в два раза ниже, чем в нетекстурированных листах.Высокие электромагнитные свойства, низкие удельные ваттные потери и высокаямагнитная индукция обусловливаются совершенной ребровой (110)[001] иликубической (100)[001] текстурой.
Наиболее распространенныеанизотропные стали с ребровой текстурой (110)[001], в которых преимущественноенаправление намагничивания совпадает с направлением прокатки. Основнымпроцессом, обуславливающим получение указанной текстуры, является вторичнаярекристаллизация. В холоднокатаной анизотропной стали, вторичнаярекристаллизация протекает при соответствующей термообработке –высокотемпературном отжиге (ВТО). В результате ВТО получаюткристаллографическую магнитную текстуру высокой степени совершенства иоптимальный размер зерна. Кроме того, ВТО обеспечивает рафинирование металла отпримесей и исключение возможности образования дисперсных частиц, снижающихмагнитные свойства [2].
Таким образом, наличиеотделения ВТО в прокатных цехах по производству анизотропной электротехническойстали, обосновывается необходимостью получения требуемых магнитныххарактеристик в стали.
2. Технологическая часть2.1 Выбор марки стали
Анизотропная электротехническая сталь, как и другиеэлектротехнические стали, относится к классу ферромагнитных магнитно-мягкихсплавов, которые характеризуются узкой петлей гистерезиса, малой коэрцитивнойсилой, высокой магнитной индукцией и проницаемостью, низкими потерями нагистерезис и вихревые токи. Она применяется в различных машинах и приборах,которые работают в переменных магнитных полях. Это говорит о том, что работа,затрачиваемая на перемагничивание, должна быть минимальной, так как онаобуславливает потерю мощности и снижает коэффициент полезного действия машины[3]. Развитие электротехнической промышленности и радиотехники обусловило весьмаширокое, и разнообразное использование анизотропной электротехнической стали, всвязи, с чем в каждом отдельном случае к металлу предъявляют различныедополнительные требования [3]. Свойства анизотропной электротехнической стали,в значительной степени определяются чистотой по неметаллическим включениям,величиной и формой зерен, кристаллографической текстурой листа, которые, в своюочередь зависят, от особенностей химического состава стали и термообработки. Сувеличением размеров зерен удельные потери снижаются. Границы зерен всегдаимеют искаженную структуру (кристаллографическую решетку) и в промежутках междузернами распределяется магнитотвердая прослойка цементита и неметаллическихвключений, поэтому границы являются препятствием для прохождения магнитногополя [3]. Химический состав анизотропной электротехнической стали (заводской)после выплавки и после проведения высокотемпературного отжига приведен втаблице 11.
Таблица 11. Химический состав стали после выплавки и послепроведения ВТО
Марки
сталей Массовая доля элементов, % C Si
N2 P S Cr Ni Mn Cu Al 3311 0,042
1,8 –
2,8 0,010 0,020 0,012 0,10 0,05 0,20 0,15 0,010
готового проката
3404 –
3414 0,006
2,8 –
3,8 не более
0,15 –
0,10 0,10 0,010 0,010 0,012 0,005 0,005 0,05
Удельное электрическоесопротивление марок готового проката 3404 – 3414 составляет: 0,45 – 0,50 Ом ×мм2/м; для марки 3311 составляет: 0,40 Ом × мм2/м.
Удельные ваттные потери Р1,5/50для марок 3411 – 3414 составляет: 1,30 – 1,03 Вт/кг.
Магнитная индукция принамагничивании в магнитном поле для марок 3413 – 3415 В2500составляет: 1,85 – 1,90 А/м.
Коэффициент старения поудельным магнитным потерям для марок 3404 – 3414 не более 6. Коэффициентзаполнения в пакете составляет: 94 – 97%.
Плотность стали, марки3311 составляет: 7650 кг/м3, а для марок 3404 – 3414 составляет:7750 кг/м3.
2.2Магнитные свойства
Электротехнические железокремнистые стали относятся к классу ферромагнитных магнитно мягких сплавов, которые характеризуются узкой петлей гистерезиса, малой коэрцитивной силой, высокой магнитной индукцией и проницаемостью, низкими потерями на гистерезис и вихревые токи, а также минимальными общими удельными потерями. Ферромагнетиками называются твердые вещества, обладающие при не слишком высоких температурах самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий – магнитного поля, деформации, изменения температуры.
Ферромагнетики в отличие от слабомагнитных диа — и парамагнетиков являются сильномагнитными средами: внутреннее магнитное поле в них может в сотни и тысячи раз превосходить внешнее поле.
Большой вклад в экспериментальное изучение свойств ферромагнетиков внес А. Г. Столетов. В своей докторской диссертации он исследовал зависимость намагниченности мягкого железа от напряженности магнитного поля. Предложенный им способ заключался в измерении магнитного потока в ферромагнитных кольцах при помощи баллистического гальванометра.
Ферромагнитные материалы в большой или меньшей степени обладают магнитной анизотропией, т.е. свойством намагничиваться с различной степенью трудности в различных направлениях.
Магнитные свойства ферромагнитных материалов сохраняются до тех пор, пока их температура не достигнет значения, называемого точкой Кюри. При температурах выше точки Кюри ферромагнетик ведет себя во внешнем магнитном поле как парамагнитное вещество. Он не только теряет свои ферромагнитные свойства, но у него изменяется теплоемкость, электропроводимость и некоторые другие физические характеристики.
Точка Кюри для различных материалов различна:
— для железа +770 С;
— для никеля +365 С;
— для кобальта +1130 С.
При намагничивании ферромагнетиков происходит небольшое изменение их линейных размеров, т.е. увеличение или уменьшение их длины с одновременным уменьшением или увеличением поперечного сечения. Это явление называется магнитострикцией, оно зависит от строения кристаллической решетки ферромагнетика.
2.3Формирование структуры и текстуры анизотропной электротехнической стали
Свойства анизотропнойэлектротехнической стали, в значительной степени определяются величиной иформой зерен, кристаллографической текстурой листа, которые в свою очередьзависят, от особенностей химического состава стали и термообработки.
С увеличение размеразерен оптимальные удельные потери снижаются. Границы зерен всегда имеют,искаженную кристаллическую решетку и в промежутках между зернами распределяетсямагнитотвердой прослойкой цементита и неметаллических включений, поэтомуграницы зерен являются препятствием для прохождения магнитного поля. Наряду суменьшением магнитных и общих удельных потерь при увеличении размера зереннесколько возрастают электрические потери [3].2.3.1 Текстура анизотропной электротехнической стали
У поликристаллических материалов, кристаллы которых ориентированы случайно, магнитные свойства в различных направлениях практически одинаковы. В процессе производства листовой холоднокатаной трансформаторной стали в ней создается преимущественная ориентировка кристаллов — текстура стали, вызывающая анизотропию магнитных свойств. Текстура характеризуется совмещением диагональной плоскости куба с плоскостью прокатки и ориентацией ребра куба вдоль направления прокатки. Благодаря тому, что в решетке железа ребро куба является направлением легкого намагничивания вдоль направления прокатки, при такой текстуре магнитные свойства будут тем лучше, чем резче выражена текстура.
Следовательно, лучшие магнитные характеристики холоднокатаной трансформаторной стали получаются в направлении прокатки. В направлении, перпендикулярно прокатке, т. е. под углом 90° к направлению прокатки, располагается диагональ грани куба, т. е. направление более трудного намагничивания, и в этом направлении сталь обладает значительно худшими магнитными свойствами. Чем более текстурована сталь, тем выше анизотропия магнитных свойств. Холоднокатаная трансформаторная сталь имеет в направлении прокатки меньшие потери на гистерезис и вихревые токи и более высокую магнитную индукцию, чем горячекатаная сталь. Это объясняется текстурой стали. Высокие магнитные свойства холоднокатаной трансформаторной стали объясняются также крупным зерном феррита, которое получается в результате высокотемпературного отжига. Различают электротехническую сталь с ребровой текстурой или текстурой Госса и электротехническую сталь с кубической текстурой. В ребровой текстуре (110) [100] диагональная плоскость куба (110) совпадает с плоскостью прокатки, а направление — ребро куба [100] совпадает с направлением прокатки. Таким образом, направление легкого намагничивания в решетке железа [100] совпадает с направлением прокатки, направление трудного намагничивания [111] находится под углом 45° к направлению прокатки, а направление среднего намагничивания [110] — под углом 90° к направлению прокатки. Следовательно, магнитные свойства стали с ребровой текстурой зависят от направления, в котором они измеряются. Более высокая магнитная индукция и низкие ваттные потери у такой стали будут в направлении холодной прокатки.2.3.2 Фазовые иструктурные превращения в анизотропной электротехнической стали
Анизотропная электротехническая сталь является стальюферритного класса, так как содержит около 0,04 (% масс.) углерода и около 3 (%масс.) кремния после выплавки.
После горячей прокатки в структуре стали под микроскопомможно наблюдать 3 – 5% продуктов распада аустенита, в виде перлитных строчек.
Следом за горячей прокаткой проводятся первая холоднаяпрокатка и обезуглероживающий отжиг. При этом отжиге содержание углерода снижаетсядо количества не выше 0,04 (% масс.), поэтому при дальнейшей обработке фазовыепревращения в стали, не происходят. В результате лазерной обработки получаетсятермодинамически неравновесная структура в объеме зоны, так и в объеме всегометалла.
Неравновесностьвыражается в различие ориентировок (текстуре) и размере зерен, в различномсодержании дефектов кристаллического строения и частиц неметаллическихвключений.
Большое значение имеетанизотропия электротехнических свойств магнитного материала, которая должнабыть минимальной. Важной характеристикой анизотропной электротехнической стали,является ее склонность к старению в процессе работы в магнитах, т.к. старениеприводит к увеличению потерь и ухудшению показателей работы трансформаторов.
При изготовлениитрансформаторов важное значение имеют не только «внутреннее» качествоматериала, но и внешние параметры. Весьма жесткие требования предъявляются ккачеству поверхности листа. Не допускаются грубые и средние поверхностныедефекты, окалина, царапины и т.д. Качество трансформаторов во многом зависит оттехнологии их изготовления. Важной является возможность отжига магнитопроводапосле штамповки листа и сборки, снижение толщины изоляционного покрытия.Применение термостойкого покрытия позволяет отжигать магнитопровод для снятия наклепа после штамповки и улучшенияэлектротехнических свойств на 5 – 10%.
В настоящее время широкоеразвитие получил рулонный способ производства электротехнических сталей.Рассмотрим, влияние легирующих элементов на свойства электротехническойанизотропной стали.
Кремний
Легирование железакремнием производится с целью изменения его магнитных и электрических свойствпутем увеличения удельного электросопротивления, уменьшения констант магнитнойкристаллографической анизотропии и магнитострикции, укрупнения величины зерна,энергичного раскисления жидкогометалла в процессе выплавки и некоторой графитизации углерода [4].
/>
Рис. 1. Диаграмма Fe – Si
Введение кремния в железоприводит к существенному увеличению удельного электросопротивления стали,большему, чем при введении других легирующих элементов. Так, при изменениисодержания кремния от 1% до 4% удельное электросопротивление сплава возрастаетв 2,5 раза, что приводит к соответствующему уменьшению потерь на вихревые токи[1]
/>
Рис. 2.Влияние кремния на максимальную магнитную проницаемость mmax: 1 – отжиг при температуре 1000 °С;2 – 1300 °С в водороде; 3 – 1300 °С в водородес последующим охлаждением в магнитном поле)
Кремнийограничивает g-область надиаграмме «железо-кремний», а уже при 2,0 – 2,5 % стабилизирует a-твердый раствор. Это создает возможность, нагревастали до высоких температур без фазовой перекристаллизации. Являясь сильнымграфитообразующим элементом, кремний способствует обезуглероживанию a-твердого раствора, переводя углеродиз цементита в графит. Кремний способствует также росту зерна в процессеотжига.
Все этоприводит к снижению величины коэрцитивной силы и тем самым к снижению потерь нагистерезис [1].
Присодержании кремния около 6,5 (% масс.) имеет место наибольшее значениемагнитной проницаемости (рис. 2), что связано с близким к нулю значениеммагнитострикции и малой постоянной магнитной анизотропии (рис. 3 и рис. 4).
/>
Рис. 3.Влияние легирующих элементов на константу магнитной кристаллографическойанизотропии (к1 )
К недостаткамкремния относится отрицательное действие на магнитную индукцию насыщения (снижает) и механические свойства стали (рис. 5 и рис. 6).
/>
Рис. 4. Влияниелегирующих элементов на магнитострикцию насыщения (lS) железа
/>
Рис. 5.Влияние легирующих элементов на индукцию насыщения (Bs) железа
Такжеснижается при введении кремния точка Кюри для сплавов железо – кремний.
Введение кремнияположительно сказывается на коэффициенте магнитного старения, который снижаетсяс 6 – 8 процентов при содержании кремния один процент до 2 – 3 процентов присодержании кремния 4 процента. Увеличение содержания кремния приводит, также крезкому снижению температурного коэффициента электрического сопротивлениястали.
В связи с понижением пластичности при увеличении содержаниякремния в стали, а также увеличением твердости и хрупкости, для холоднокатаныхмарок стали, используют содержание кремния не более 3,8 – 4 (% масс.), а для горячекатаных– не более 4,8 (% масс.).
/>
Рис. 6. Влияние составана температуру перехода из вязкого состояния в хрупкое для сплавовжелезо-кремний
Большое влияние кремний оказывает на механические, и технологическиесвойства стали, повышая предел текучести, предел прочности и твердость.Одновременно с повышением твердости, кремний сильно увеличивает хрупкость, чтозатрудняет холодную прокатку, и обработку стали. Поэтому сплавы с содержаниемкремния больше 4,6 (% масс.) не имеют практического применения, несмотря на то,что удельные потери с дальнейшим повышением содержания кремния продолжаютуменьшаться.
С возрастанием содержания кремния размеры ферритных зерен уменьшаются. Так, например, в горячекатаной электротехническойстали после высокотемпературного (1120°С – 1150°С) отжига в вакууме наблюдаетсяследующая зависимость величины ферритных зерен от содержания кремния приведеннаяв таблице 12.
Таблица 12. Зависимость величины ферритных зёрен от содержаниякремнияСодержание кремния, масс.% 3,8 – 4,0 4,2 – 4,5 5,1 – 5,3 Величина зерна, мм 16 8 2
Углерод
Углерод является наиболеевредной примесью в электротехнической стали. С увеличением содержания углеродаснижается проницаемость в слабых и средних полях, растет коэрцитивная сила,снижается магнитная индукция. Присутствие нескольких сотых долей процентауглерода расширяет (a + g) – область и сдвигает границы между(a + g) – и a – областями к 5 – 6 (% масс.) Si (рис. 7). Наличие a«gпревращения может приводить к возникновению фазового наклепа, измельчению зернаи нарушению кристаллической текстуры, а следовательно, к росту коэрцитивнойсилы и снижению магнитной проницаемости. При малых количествах углерод, образуятвердый раствор с железом, увеличивает электрическое сопротивление сплавов,снижая потери на вихревые токи. Однако при этом возрастают потери на гистерезиси коэрцитивная сила.
/>
Рис. 7. Влияниесодержания углерода на положение фазовых областей a, a + g, g для сплавов железо-кремний
Степень отрицательноговлияния углерода на свойства стали, определяется не только его содержанием вматериале, но и формой, в которой он находится в сплаве, и дисперсностьювключений карбидов. Коэрцитивная сила при изменении вида углерода как структурнойсоставляющей может измениться в два раза. Когда углерод переходит из цементитав графит, магнитные свойства улучшаются [1].
В то же время при содержании в стали около 0,09% (масс.)углерода интенсифицируется развитие первичной рекристаллизации с образованиеммелкозернистой структуры и обеспечивается формирование при окончательном отжигесовершенной ребровой текстуры.
Присутствие 0,02 – 0,05процента углерода приводит к образованию при горячей прокатке аустенитной фазы,что является ключевым фактором в управлении процессами формированияингибиторных фаз в сталях. Он оказывает существенное влияние на структуру, магнитные и пластическиесвойства анизотропной электротехнической стали.
При снижении содержания углерода в готовом листе магнитныесвойства улучшаются. Большое значение имеет содержание углерода передокончательным высокотемпературным отжигом. Увеличение содержания углерода дажедо 0,05 (% масс.) вызывает значительное снижение магнитной индукции иувеличение удельных потерь. Ухудшение свойств листа при увеличении содержанияуглерода более 0,04 (% масс.) объясняется недостаточным обезуглероживанием прирекристаллизационном отжиге.
С увеличением содержания углерода размеры зерен феррита ванизотропной электротехнической стали, уменьшаются и в связи с этим ухудшатсямагнитные свойства. Требуется значительное повышение температуры отжига, чтобыустранить вредное влияние углерода на рост зерен феррита.
Выделение углерода вгорячекатаной анизотропной электротехнической стали в форместруктурно-свободных карбидов оказывает вредное влияние не только на магнитные,но также и на пластические свойства. Присутствие на границах зеренструктурно-свободных карбидов приводит к повышенной и неоднородной хрупкости(устраняется повторным отжигом в вакууме при температуре 800 – 900 °С.
Хром
Хром вносится в сталь сисходной шихтой, ферросилицием, а также при восстановлении окислов хрома измагнезитохромитовых огнеупоров футеровки печи. Повышение концентрации хрома встали с 0,03 до 0,12 (%масс.) приводит к увеличению удельных потерь на 2 – 3 (%масс.) инезначительному увеличению магнитной индукции. Хром затрудняет обезуглероживаниелиста при отжиге. Карбиды хрома препятствуют росту зерен. Наиболее четковредное влияние хромапроявляется на свойствах холоднокатаного листа толщиной 0,35 мм. Допустимым содержанием хрома считают0,06% (масс.) [5].
Марганец
Марганец влияет на электрические и магнитные свойстваэлектротехнических сталей: снижает индукцию насыщения, увеличивает константумагнитной кристаллографической анизотропии, обеспечивает рост удельногоэлектрического сопротивления на 0,7 – 0,8 Ом × мм на каждый один процентвводимого марганца. Как карбидообразующий элемент марганец несколько повышает потери на гистерезис [1].
Ощутимо влияние марганцана электротехнические свойства листа при его содержании в металле более 0,10 (%масс.). Марганец оказывает влияние на образование максимального количествааустенита при температуре 1150 °С. Увеличение аустенита заметно при небольшихдобавках марганца. Марганец является вредной примесью в анизотропнойэлектротехнической стали и его удалению из плавки следует уделять большоевнимание. Содержание марганца оказывает заметное влияние на фазовый составстали. В результате фазовых превращений возникают напряжения в металле, ипроисходит измельчение зерен феррита. Как первое, так и второе ухудшает,магнитные свойства стали.
Марганец, как и углерод, стабилизирует g – фазу.
Введение марганцаспособствует повышению пластичности стали, обеспечивая, таким образом, возможностьдополнительного легирования стали кремнием при сохранении хорошей технологичности и повышениимагнитных свойств.
В анизотропной электротехнической стали обычно содержится 0,1– 0,3 (% масс.) марганца[1].
Никель
Никель является,неизбежной примесью любой стали, т.к. его удаление из плавки невозможно ни прикаких переделах. Он расширяет γ – область и в электротехнической стали, действует в направленииухудшения ее свойств. При увеличении содержания никеля от 0,05 до 0,15 (%масс.) установлено незначительное ухудшение свойств листа. В настоящее время содержание никеля вэлектротехнической стали незначительно, и ограничивается 0,1 (% масс) [5].
Медь
С повышением содержания меди наиболее значительно изменяетсямагнитная индукция в слабых и средних полях. Медь увеличивает удельные потери,начиная с содержания 0,3 (% масс.) и особенно с 0,5 (% масс.). При выделениимеди в чистом виде или в виде сернистых соединений образуются гетерогенныесмеси, ухудшающие магнитные свойства анизотропной электротехнической стали [5].
Фосфор
Фосфор является активнымструктурно формирующим элементом, положительно влияющим на рост зерна феррита вжелезе и связанные с этим структурно чувствительные магнитные характеристики.Он повышает удельное электросопротивление железа, что должно оказыватьположительное влияние на вихревую составляющую удельных потерь.
При концентрациях впределах содержания в электротехнических сталях целиком входит в составтвердого раствора и не образует фосфидов.
С увеличением фосфора до0,33% (масс.) средний линейный размер зерна увеличивается в два раза.
Фосфор резко сужает g – область в сплавах железо-кремний.
Фосфор существенноповышает удельное электросопротивление стали: с увеличением содержания фосфорадо 0,33 (% масс.) удельное электросопротивление стали, увеличивается на 40 (%масс.).
С увеличением содержанияфосфора площадь петли гистерезиса уменьшается, соответственно снижаютсягистерезисные потери. Потери на вихревые токи также уменьшаются.
Магнитная проницаемость стали,увеличивается с увеличением содержания фосфора. На индукцию насыщения фосфорвлияет незначительно.
Положительное влияниефосфора на уровень магнитных свойств связано с его рафинирующим действием. Онобладает большим сродством к кислороду, что способствует очистке, стали от этойвредной примеси.
Было изучено влияние фосфора, на уровень механическиххарактеристик стали в отожженном состоянии. С увеличением содержания фосфоравсе прочностные характеристики стали повышаются.
Фосфор более интенсивно,чем кремний, упрочняет сталь. При содержании фосфора 0,33 (% масс.) холоднаяпрокатка затрудняется из-за повышения жесткости металла. В связи с этимцелесообразно содержание фосфора в стали ограничить пределом 0,12 – 0,20 (%масс.) [1].
Сера
По мере увеличения содержания серы в листах наблюдаетсяповышение коэрцитивной силы, удельных потерь и снижение магнитной индукции всредних полях. Максимальная магнитная проницаемость по мере возрастаниясодержания серы также заметно снижается. С увеличением содержания серы размерызерен феррита уменьшаются.
Вредное влияние серы можно объяснить тем, что при застываниианизотропной электротехнической стали, сера полностью выделяется из жидкогораствора в виде включений сернистого железа, сернистого марганца и ряда другихсоединений. Выделившиеся включения являются барьерами, препятствующиминормальному росту зерен феррита при отжиге.
Сера приводит к ухудшениюне только магнитных свойств, но и технологичности стали вследствиекрасноломкости. С повышением в металле серы с 0,014 (% масс.) до 0,025 (%масс.) увеличиваются удельные потери на 0,5 Вт/кг [4].
/>/>Алюминий
Алюминий – активный раскислитель. При производствеэлектротехнической стали, алюминий используют наряду с кремнием. Кроме того, онспособствует, росту зерна кремнистой стали и выделению углерода в формеграфита. Алюминий увеличивает электросопротивление, уменьшает склонность сталик старению, а также резко уменьшает растворимость в стали кислорода и, вменьшей степени, азота. В то же время алюминий увеличивает хрупкость. Действиеалюминия во многом аналогично действию кремния. Сталь становится ферритной приодном проценте алюминия. Однако укрупнение зерна феррита алюминием наблюдаетсядо температуры отжига 850 °С.
При высокотемпературномотжиге (1100 °С – 1150 °С) магнитные свойства анизотропной электротехническойстали, при легировании алюминием, ухудшаются в связи с окислением алюминия иобразованием глинозема. Размер зерна феррита в листах после ВТО заметно уменьшается с увеличениемсодержания алюминия. Это объясняется тем, что при ВТО в условиях недостаточнойзащиты металла от окисления образуются оксиды и нитриды алюминия,препятствующие, нормальному росту зерен феррита и ухудшающие магнитные свойствастали. Он также подавляет, склонность стали к старению благодаря связываниюазота в прочные нитриды.
Нитриды алюминия тормозятнормальный рост зерен, создавая условия для протекания вторичнойрекристаллизации с образованием ребровой текстуры.
Алюминий, широкоприменяется, при производстве анизотропной стали по нитридному варианту, еговлияние (при содержании 0,01 – 0,03 % масс.) связано с его способностью,образовывать с азотом трудно растворимые соединения – нитриды. Дисперсныенитриды алюминия, выделяясь в процессе нагрева, тормозят нормальный рост зерен,создавая условия только для роста ребровых зерен и, обеспечивая, таким образом,протекание вторичной рекристаллизации с образованием текстуры (110) [001].Следовательно, при выплавке анизотропной электротехнической стали,предназначаемой для ВТО в вакууме, следует стремиться к тому, чтобы содержаниеалюминия в ней было минимальным. В этом случае алюминий не следует применять нив предварительном, ни в окончательном раскислении. В ферросилиции, применяемом,для раскисления анизотропной электротехнической стали, содержание алюминия недолжно превышать 0,6 – 0,8 (% масс.).
Алюминий резко снижаетрастворимость в стали кислорода.
Алюминий, ухудшает,технологичность стали при горячей и холодной прокатках. Уже при 0,08 (% масс.)алюминия наблюдается образование большого количества рванин на кромкахгорячекатаных полос. Повышение концентрации алюминия ухудшает также качествоповерхности холоднокатаных полос.
В целом, полезноедействие алюминия (в пределах 0,01 – 0,02 % масс.) связано с его положительнымвлиянием на текстурообразование [1].
Титан
Титан является вреднойпримесью в электротехнической стали. Он образует стабильные мелкодисперсныевключения TiN и TiO2. Так же, как Al2O3, они стойки к высоким температурамотжига. То есть удаление этих фаз при ВТО практически невозможно.
На практике впромышленной анизотропной электротехнической стали, содержится 0,05 – 0,08 (%масс.) Ti. Поскольку титан имеет большоесродство к азоту, чемалюминий и кремний, то весь он будет находиться в виде нитридов, количествокоторых, не достаточно для того, чтобы титан был ответственным затекстурообразование. А наличие нескольких ингибиторов вследствие различныхтемператур растворения и коагуляции отрицательно сказывается на процессетекстурообразования.
Кислород
Вредное действиекислорода проявляется в образовании мелкодисперсных оксидов (Al2O3, SiO2 и т.д.),ухудшающих магнитные свойства стали. Кроме того, кислород может привести кобразованию под корковых пузырей [4].
Водород
Отжиг листа в токе сухоговодорода повышает электротехнические свойства листа, то есть способствует егообезуглероживанию и рафинированию от вредных примесей. Однако после того какводород выполнил свою функцию, его следует удалять из стали путем длительнойвыдержки или подогрева до 100 °С – 200 °С. Наличие водорода в металле вызываетизменение энергетических уровней атомов и переходов их из одного энергетическогосостояния в другое, что сопровождается ухудшением механических и магнитныхсвойств листа.
Азот
Влияние азота на качествоанизотропной электротехнической стали весьма велико. Азот вызывает химическую иструктурную неоднородность, может явиться причиной рваной кромки, измельчаетзерно, портит текстуру и ухудшает электротехнические свойства листа. Увеличениесодержания азота в готовом листе в десять раз (от 0,002 до 0,02 % масс.)увеличивает коэрцитивную силу и потери на гистерезис соответственно в 4 и 6раз. Увеличение концентрации азота ведет к уменьшению магнитной индукции, атакже к резкому расширению петли гистерезиса.
Азот является наиболеевредной примесью в стали. Азот увеличивает коэрцитивную силу, и удельные потерив стали благодаря образованию мелкодисперсных нитридов и карбонитридов.Сохранение же азота в твердом растворе (феррите) приводит, к магнитномустарению стали. Это обусловлено выделением из пересыщенного твердого раствораметастабильного (Fe16 N2) и стабильного (Fe4 N)нитридов железа.
Азот используется, припроизводстве электротехнической стали по нитридному варианту. Выделение азота ввиде нитридов в интервале протекания собирательной рекристаллизации при окончательном отжигеобеспечивает стабилизацию матрицы, и протекание вторичной рекристаллизации ванизотропной стали. Увеличение концентрации азота до 0,010% способствуетсовершенствованию текстуры и повышению магнитных свойств [4].
Неметаллические включения
Для оценки влиянияпримесей на магнитные свойства необходимо учитывать размеры включений инапряжения, которые создаются вокруг включений.
Неферромагнитныевключения, находящиеся в ферромагнитном окружении, увеличиваютмагнитостатическую энергию, которая является наибольшей, когда размерывключений соизмеримы с шириной доменных стенок (доли микрометра). На рисункепоказано изменение коэрцитивной силы от диаметра включений углерода.
Также магнитные свойстваухудшаются из-за наличия зоны искажений матрицы вблизи включений из-за различиякоэффициентов термического расширения. Зона искажений может быть в несколькораз больше размера включений, и в этой зоне имеется повышенная плотностьдислокаций. Из-за магнитоупругой энергии ферромагнетика происходит возрастаниекоэрцитивной силы. Наиболее вредными включениями по этой причине являются AlN, Si2N4, Al2O3, цементит и т.д.
/>
Рис. 8.Зависимость коэрцитивной силы от размера включений углерода
Зависимость общих потерьот содержания примесей является более сложной. Если потери от гистерезисавозрастают с увеличением включений при одной дисперсности, то потери отвихревых токов, как правило, уменьшаются. Это связано с искажением доменнойструктуры и уменьшением размеров доменов.
Установлено также влияниепримесей на структуро – и текстурообразование и магнитные свойства сталипосредством их воздействия на твердость, то есть на уровень внутренней энергиипри деформации.2.3.3 Процесс образования ребровой текстуры вэлектротехнических сталях
Первичная рекристаллизация приводит только к появлению втекстуре четкой компоненты {110} , но при этом последняя не являетсядоминирующей. Превращение этой компоненты в основную происходит на стадиивторичной рекристаллизации, во время которой центры {110} растутбыстрее, чем центры других ориентировок. Чтобы это произошло, границы основноймассы зерен должны быть стабилизированы дисперсными частицами вторых фаз [6].
Необходимо чтобы частицы стабилизировали матрицу только доопределенной температуры. Выше этой температуры выделения должны растворяться,чтобы могла начаться вторичная рекристаллизация. Количество и дисперсностьвыделений должны быть достаточными, чтобы задержать преждевременный массовыйрост зерен, но и не чрезмерно большими, чтобы это препятствие снялось привысокотемпературном нагреве, иначе будет происходить «перестабилизация»матрицы. Существенны и требования к скорости растворения дисперсных частиц. Воизбежание массового роста зерен скорость растворения выделений должна бытьнебольшой.
Таким образом, правильный выбор состава сплавов итехнологических режимов обработки, обеспечивающих оптимальную стабилизациюструктуры – важнейшее условие получение ребровой текстуры.
Формирование ребровой текстуры в электротехнической стали – результат протекания вторичнойрекристаллизации [7].
Одним из условий для протекания вторичной рекристаллизации собразованием ребровой текстуры является торможение нормального роста зерен (такназываемая «стабилизация матрицы»), которое в принципе может осуществляться:
а) при наличии дисперсной неметаллической фазы;
б) в условиях сегрегации примесных атомов на границах зерен;
в) под воздействием канавок термического травления (эффекттолщины);
г) в условиях текстурного торможения.
В промышленной анизотропной электротехнической стали,стабилизация матрицы осуществляется включениями второй фазы.
Другим условием является исключение α↔γ –превращений при окончательном отжиге листов. Для развития процессатекстурообразования необходим определенный режим холодной прокатки, причемнаиболее важное значение имеет степень деформации (ε) при последнейпрокатке. Оптимум ε приходится на 40 – 70% обжатия (при больших и особеннопри малых обжатиях текстура ослабляется почти до полного подавления придеформациях, близких к кристаллическим).
Вторичная рекристаллизация в электротехнической сталисопровождается резким изменением преимущественной ориентировки от рассеянноймногокомпонентной с главными составляющими типа {111} и {112} ± 15° к однокомпонентной {110} . В случае когда условияотжига неблагоприятны для развития вторичной рекристаллизации, например привысокой температуре, или большой скорости нагрева, в образующейся текстуре всеравно усиливается составляющая {110} . Повышение термическойустойчивости дисперсной фазы, которая обеспечивает протекание вторичнойрекристаллизации, приводит к получению текстуры {110} с уменьшеннымрассеянием.
В ходе первичной рекристаллизации зерна {110} возникают позже зёрна других ориентировок. Образование ребровой текстуры ванизотропной электротехнической стали, объясняется ориентационной зависимостьюскорости роста кристаллитов. Т.е. в текстуре, которая создается послезавершения первичной рекристаллизации листа, зерна {110} обладаютболее высокой эффективной подвижностью границ, что позволяет наиболее крупнымиз этих зерен в ходе нормального роста перед началом вторичной рекристаллизациипревзойти по размеру зерна других ориентировок.
Ребровая текстура образуется при вторичной рекристаллизациивследствие того, что при окончательном отжиге на стадии первичнойрекристаллизации и нормального роста зерен в ней формируется такаяпреимущественная ориентировка, при которой зерна {110} имеютграницы с наиболее высокой эффективной подвижностью. Текстура матрицы,обеспечивающая развитие вторичной рекристаллизации с формированием текстуры{110} , должна состоять из 35 – 38% зерен с ориентировкой {111}, 48 – 50% {112} , 5 – 7% {110} и 7 – 10%{110} [10].
Следует обратить внимание на роль дисперсной фазы исегрегации примесей на границах в обеспечении отбора ориентировок зерен,превращающихся в зародыши вторичной рекристаллизации. Частицы дисперсной фазыне только задерживают нормальный рост зерен, вызывая развитие вторичнойрекристаллизации, их тормозящее действие обеспечивает сохранение текстуры,способствующей ускоренному росту крупных зерен с точной ориентировкой {110} и, следовательно, превращению в зародыши вторичной рекристаллизацииименно этих зерен. Для получения ребровой текстуры существенно сохранениетекстуры матрицы и во время вторичной рекристаллизации. Если ослаблениетормозящей силы, связанное с растворением дисперсных частиц, окажется слишкомзначительным, в участках еще сохранившейся матрицы будет интенсивно развиватьсянормальный рост зерен, что уменьшит скорость роста центров вторичнойрекристаллизации с точной ориентировкой {110} вследствие изменениятекстуры в этих участках. Кроме того, это приведет к возникновению зародышейвторичной рекристаллизации с ориентировкой, отклоняющейся от {110} .
Таким образом, отбор ориентировок крупных кристаллитов,происходящий на стадии их превращения в зародыши вторичной рекристаллизации вовремя нормального роста зерен, обеспечивает возможность образования ребровойтекстуры при вторичной рекристаллизации в электротехнической стали.Формирование ребровой текстуры при вторичной рекристаллизации определяется нетолько избирательным ростом, но и ориентированным зарождением [7].
Зародыши вторичной рекристаллизации с ориентировкой {110} возникают, в листах холоднокатаной стали в подповерхностных слояхна глубине около 1/6 от толщины листа. На этих горизонтах поперечного сеченияоказываются усиленной составляющая {111} текстуры матрицы вторичнойрекристаллизации и уменьшенным средний размер зерна. В средних слоях листаусловия менее благоприятны для формирования зародышей вторичнойрекристаллизации. Благодаря этому в листе с удаленным поверхностным слоемвторичная рекристаллизация замедляется, а рассеяние ребровой текстурывозрастает. Крупные зерна {110} , находившиеся в подповерхностномслое горячекатаной полосы, при холодной прокатке и первичной рекристаллизации вновь даютзерна с точной ориентировкой {110} , которые в ходе высокотемпературного отжига истановятся зародышами вторичной рекристаллизации.
Образование ребровой текстуры при вторичной рекристаллизациив анизотропной электротехнической стали, обусловлено тем, что при нормальномросте, предшествующем вторичной рекристаллизации, кристаллиты с точнойориентировкой {110} растут быстрее зерен с другими ориентировками.Благодаря этому большинство зародышей вторичной рекристаллизации имеет точнуюориентировку {110} . Кроме того, и в ходе вторичной рекристаллизациицентры с точной ориентировкой {110} растут быстрее центров сотклоняющейся ориентировкой. Основная причина ускоренного роста зерен {110} как на инкубационном периоде, так и в ходе развития вторичнойрекристаллизации – благоприятная текстура матрицы вторичной рекристаллизации,главная составляющая которой {112} обеспечивает границам зерен{110} повышенную эффективную подвижность [7].2.4 Технологический процесс
Технология производстваанизотропной электротехнической стали – сложный процесс в черной металлургии, вкотором сочетаются процессы выплавки, пластической деформации (горячей ихолодной) и термической обработки. Рассмотрим, основные этапы технологическогопроцесса производства анизотропной электротехнической стали.
Электротехническаяанизотропная сталь по сортаменту, магнитным свойствам, типу и коэффициентусопротивления покрытия должна соответствовать требованиям контрактов и заказов.
Технические требования,правила приемки, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование ихранение должны соответствовать отечественным и зарубежным стандартам (ГОСТ21427.1-83, GB/T 2521-1996, ТУ 14-106-612-2001, ТУ 14-106-700-2003, ТУ14-106-618-2001, ТУ 14-106-553-2001, EN 10107, ASТМ А876М, JIS 2553, DIN 46400/3 и др.).
Для производстваэлектротехнической анизотропной стали используются: горячекатаный подкат изЛПЦ-3 выплавки ККЦ-1, холоднокатаный или обезуглероженный подкат толщиной 0,70мм обработанный по схеме ККЦ-1 — ЛПЦ-3 — ЛПЦ-2.
Холоднокатаный подкатдолжен удовлетворять следующим требованиям:
— неплоскостность полосыпосле прокатки должна быть не более 6 мм на 1 м;
— в поперечном сечениитолщина в середине и в точке, отстоящей от кромки на расстоянии 15 мм, недолжна иметь разницу более 0,02 мм;
на прокатанной полосе недопускаются отпечатки валков глубиной (высотой) более 0,02 мм, сквозные дыры;
— толщина на концевыхучастках полос должна быть не более 0,75 мм для подката толщиной 0,70 мм. Длинаутолщенных участков должна составлять не более 30 м (контролируются подиаграммам толщины).
— прокатанный рулондолжен быть обвязан по периметру обручной лентой и замаркирован с сохранениемисходного номера перед прокаткой. Подмотка в исходный рулон участков из другихрулонов запрещается.
— телескопичность рулонадолжна быть не более 10 мм, отдельные витки не должны выступать более, чем на 5мм.
Каждый рулон, поступающийв травильно-прокатный участок из ЛПЦ-3, взвешивается на весах вальцовщиком посборке и перевалке валков. Масса рулонов записывается в паспорт плавки и журналучета массы рулонов вальцовщиком по сборке и перевалке валков
1. Выплавка вкислородно-конверторных печах ККЦ-1.
Выплавка анизотропной стали, производится в конверторныхпечах кислородно-конверторного цеха
2. Горячаяпрокатка слябов в ЛПЦ-3 на полосу толщиной 2,5 мм.
Нагрев под горячую прокатку в ЛПЦ – 3 производится вметодических печах строго поплавочно. Слябы прокатываются на стане «1320».В черновой клети семь проходов. Обжатие с 150 до 15 мм. Температура началапрокатки 1100 °С, температура конца прокатки 910 °С. Чистовая клеть с печнымимоталками в 3 прохода, обжатие с 15 до 2,5 мм. Скорость прокатки 3,6 – 7,2 м/с.Температура конца прокатки полосы должна быть в пределах 890 ºС – 920 °С.После прокатки лента подвергается душированию для предотвращения образованияцементита третичного, который охрупчивает сталь. Готовые рулоны передаются поподземному цепному транспортеру в цех холодной прокатки
ЛПЦ – 2. Готовая горячекатаная полоса должна отвечатьследующим требованиям:
· Номинальныеразмеры (толщина 2,5 ± 0,1 мм, ширина 870 + 15 мм);
· Продольнаяразнотолщинность в пределах одной полосы (1000 + 15) мм; (1050 + 15) мм не должна превышать0,15 мм;
· На поверхностиполосы не допускаются вкатанная окалина, плены, грубые отпечатки валков,рванины, заворот кромки, царапины механического происхождения и другие дефекты.
3. Холодная прокатка,термическая обработка и покрытие анизотропной электротехнической стали толщиной0,35 мм осуществляется в соответствии с технологической инструкцией ТИ05757665-ЛПЦ 2-16-2004.
Для производстваэлектротехнической анизотропной стали используются: горячекатаный подкат изЛПЦ-3 выплавки ККЦ-1, холоднокатаный или обезуглероженный подкат толщиной 0,70мм обработанный по схеме ККЦ-1 — ЛПЦ-3 — ЛПЦ-5.
Горячекатаный подкатдолжен соответствовать требованиям ТУ-14-106-595-2004.
Массовая доля химических элементов в литой анизотропнойэлектротехнической стали, выплавленной и разлитой согласно ТК 1-3-5-117, должнасоответствовать, изложенным в табл. 13
Таблица 13. Химическийсостав литой сталиМассовая доля элементов в литой стали, % C* Mn Si** Cu Al N Тi P S Cr Ni не более
0,035-
0,042
0,18-
0,25
2,95 -
3,15
0,50 -
0,60
0,014 -
0,019
0,009 -
0,012 0,006 0,015 0,008 0,03 0,08
· * — На 10 %плавок допускается массовая доля углерода 0,032 — 0,034
· **- На 15 %плавок допускается массовая доля кремния 3,16 — 3,20
3.2 Горячекатаные рулоныв ЛПЦ-2 обрабатываются по следующей технологической схеме:
Травление с обрезкой кромки;
Травление выполняется в непрерывном травильном агрегате, включающем четыре ванны:
1. 220 – 180 г/л H2SO4 + 120 г/л FeSO4;
2. 220 – 180 г/л H2SO4 + 120 г/л FeSO4;
3. 190 – 130 г/л H2SO4 + 120 г/л FeSO4;
4. 160 – 120 г/л H2SO4 + 120 г/л FeSO4.
В ванну присаживается ингибитор 1,5 кг/м³, температура75 ºС – 95 °С. После травления производится промывка сначала в холодной,затем в горячей воде; очистка поверхности осуществляется в чистильно-моечноймашине.
В процессе травлениястарший травильщик оценивает качество металла по технологической пластичности,состоянию кромок, серповидности, неплоскостности и при необходимости отбираетобразцы для предъявления виновнику и для анализа в лабораторию металловедения иметаллофизики Инженерного центра.
После травления полосапроходит промывочные ванны с холодной и горячей водой, ЩММ с металлическимищетками и сушильное устройство. После травления, непосредственно передсверточной машиной, полоса должна быть сухой, иметь ровный матовый цвет по всейповерхности и соответствовать эталону.
Ширина полос после НТАдолжна соответствовать заданию ПРО ЛПЦ-2. При удовлетворительном состояниикромки горячекатаного подката обработка металла в линиях НТА можетпроизводиться без подрезки кромок после травления.
Для удаления кромочныхдефектов производится обрезка кромок полосы дисковыми ножницами. Подрезкакромок должна быть симметричной. Симметричность подрезки проверяется измерениемширины обрезаемых кромок с обеих сторон полосы. Разница между шириной левой иправой кромок при измерении на расстоянии не менее 20 м от концов полос должнабыть не более 5 мм.
Перваяхолодная прокатка. Первая холодная прокатка производитсяна толщину (0,70±0,02)мм, для конечной толщины 0,27 — 0,35 мм, и на толщину (0,75±0,03) или (0,85±0,03) мм для конечной толщины 0,50мм. Скорость прокатки на выходе из 5-ой клети должна быть не более 7 м/с.Продольная разнотолщинность полосы не должна превышать 0,02 мм.
Толщина на концевыхучастках полос должна быть не более 0,75 мм для подката толщиной 0,70 мм и неболее 0,90 мм для подката толщиной 0,85 мм. Длина утолщенных участков должнасоставлять не более 30 м (контролируются по диаграммам толщины).
Защитные атмосферы
Для технологических целейв термических агрегатах используются водород и азотный защитный газ.
Водород, поступающий вЛПЦ-2, должен удовлетворять следующим требованиям :
— массовая доля кислородане более 0,0008 % (8 ppm);
— массовая концентрациящелочи не более 0,005 г/м3;
— массовая доля влаги неболее 20,5 ррm (точка росы минус 55 °С);
— давление на выходе состанции не ниже 430 мм вод.ст. (4,3 кПа).
Азотный защитный газ,поступающий с газозащитной станции, должен удовлетворять следующим требованиям:
— массовая доля кислородане более 0,0010 % (10 ррm);
— массовая доляводорода,5 — 5,0 %;
— массовая доля азота,5 — 95,0 %;
— массовая доля влаги неболее 10,6 ррm (точка росы минус 60 °С);
— давление азотного газана выходе с газозащитной станции не менее 600 мм вод.ст. ( 5,9 кПа);
— давление азотного газапосле регулятора давления должно быть не менее 200 мм вод.ст. (2 кПа).
Контроль параметровзащитных атмосфер производится с записью на диаграмме.
Азот, поступающий скислородного производства, должен удовлетворять следующим требованиям:
— массовая доля кислородане более 0,0010 % (10 ppm);
— массовая доля влаги неболее 10,6 ppm (точка росы минус 60 °С);
— давление азотного газадолжно быть 0,20 — 0,35 кгс/см2 (20 — 35 кПа).
Обезуглероживающийотжиг. Обезуглероживающий отжиг проводится на агрегатах непрерывного отжига.
Обезжиривание полосы в линиях агрегатов непрерывного отжигапроизводится в следующей последовательности:
— Химическоеобезжиривание в первой ванне.
— Очистка полосыкапроновыми щетками с подачей на полосу обезжиривающего раствора. Количествоработающих щеток не менее трех штук.
— Химическоеобезжиривание в последующих трех ваннах.
— Очистка полосыкапроновыми щетками с подачей на полосу горячей воды.
— Промывка водой.
— Отжим полосы.
Процесс химическогообезжиривания производится только при полностью заполненных раствором ваннах.
Температура раствора итемпература воды в щеточно — моечной машине должны быть 60 — 90 °С.
В ванну промывки подаетсявода с температурой 60 — 90 °С.
Температура задания позонам печи:
зона 1(800±10) °С; зона 2 — 5(870±10) °С;
зона 6 — 8(830±10) °С; зона 9 — 10(850±10 °С;
зона 11 — 12(870±10) °С; зона 13(800±10) °С.
Температура полосы навыходе из камеры нагрева должна быть (790±20) °Спо показаниям пирометра частичного излучения.
При выходе из строя однойтепловой зоны в камере нагрева или двух зон в камере выдержки и регулируемогоохлаждения обезуглероживающий отжиг продолжается до первой остановки агрегатана ремонт, при этом температура полосы на выходе из камеры нагрева должна быть(790±20) °С. Указанная температура полосы обеспечивается за счетповышения температуры задания по зонам печи.
Влажность печнойатмосферы, измеренная в начале каждой секции камеры выдержки по ходу печи должнабыть:
1 — я секция — (15–20)г/м3;
2 — я секция — (12–19)г/м3;
3 — я секция — (13–17)г/м3.
Расход газа по камерам.
Камера нагрева от 100 до500 м3/ч.
Камера выдержки — неменее 1800 м3/ч, в том числе:
Первая секция
— не менее 600 м3/ч,при этом через увлажнитель газа не менее 400 м3/ч;
— на смешение сувлажненным газом после скруббера до печи не менее 200 м3/ч
Вторая секция
— не менее 600 м3/ч,при этом через увлажнитель газа — не менее 300 м3/ч;
— на смешение сувлажненным газом после скруббера до печи — не менее 300 м3/ч;
Третья и четвертая секции(в сумме)
— не менее 600 м3/ч,при этом через увлажнитель газа — не менее 300 м3/ч;
— на смешение сувлажненным газом после скруббера до печи — не менее 300 м3/ч.
Подача газа в 3 — юсекцию осуществляется в шахматном порядке.
В каждую секцию подачатехнологического газа осуществляется рассредоточено: не менее чем восемьюравными объемами.
Камера ускоренногоохлаждения — не менее 600 м3/ч.
Массовая доля углеродапосле обезуглероживания должна быть не более 0,004 %.
Подготовка рулонов послеобезуглероживающего отжига
Подготовкаобезуглероженного металла производится на АР — 3 или АР — 1.
Обрезка боковых кромокпроизводится по заданию ПРО ЛПЦ — 2 на заданную ширину с допуском ±5 мм.
На кромках полос недолжно быть рванин глубиной более 5 мм, зазубрин, заворотов кромки.
Намотка полос на барабанмоталки производится с максимально возможным натяжением. Передача на вторуюхолодную прокатку рулонов с рыхлой и телескопической смоткой не допускается. Вслучае получения по какой — либо причине рыхлой или телескопической смоткирулоны подвергаются повторной перемотке.
Отдельные витки не должнывыступать более 5 мм, внутренний диаметр рулона должен быть (500±10) мм.
Вторая холодная прокаткапроизводится на толщину (0,255±0,01) мм, (0,285±0,01) мм, (0,325±0,01) мм и (0,470±0,02) мм для номинальной толщиныготовой стали 0,27 мм, 0,30 мм, 0,35 мм и 0,50 мм соответственно.
Вторая холодная прокатка проводится:
— на реверсивном стане на толщины 0,27 мм, 0,30 мм, 0,35 мм и0,50 мм;
— на 20 — ти валковом стане № 3 на толщины 0,27 мм, 0,30 мм,0,35 мм;
— на 20 — ти валковом стане № 2 на толщины 0,30 мм, 0,35 мм и0,50 мм.
После второй холоднойпрокатки полоса должна отвечать следующим требованиям:
— толщина (0,40 – 0,02) мм;
— продольная разнотолщинностъ – неболее 0,02 мм;
— поперечная разнотолщинность – неболее 0,01 мм;
— длина конца толщиной свыше 0,42 ммдолжна быть не более 10 м.
Подготовка рулонов послевторой холодной прокатки с вырезкой некондиционных по толщине производится наАР — 1, АР — 4, АНО — 5 и АНО — 6 со сваркой «встык».
Обработка полос в линияхАНО — 5 и АНО — 6
При обработке металла влиниях АНО — 5 и АНО — 6 производится обезжиривание, выпрямляющий отжиг инанесение термостойкого покрытия. Обезжиривание полосы в линии печипроизводится в следующей последовательности:
Химическое обезжиривание.
Приготовлениеобезжиривающего раствора производится на централизованном узле приготовления растворов.Для приготовления раствора используются технические моющие средства МС — 15 иСМ — 15 или их аналоги, прошедшие промышленные испытания с положительнымрезультатом. Массовая концентрация общей щелочи в приготовленном растворе наоснове МС — 15, СМ — 15 должна быть 1,0 — 2,2 г/дм. Температура обезжиривающегораствора не менее 60 °С.
Очистка полосыпроизводится капроновыми щетками с подачей на полосу обезжиривающего раствора.
Промывка полосыпроизводится горячей водой с температурой не менее 70°С и затем холодной водой стемпературой не более 50 °С. Сушка полосы производится горячимвоздухом.
Температура задания по зонампечи:
Т1 — Т4 =(590±10) °С; Т5 — Т13=(550±10) °С.
Включение зон печи производитьпосле заправки печи полосой, закрытия люков и ложных окон всей печи.
Скорость движения полосыдолжна быть не более 35 м/мин.
Расход защитного газа, м3/ч:
— в камере нагрева — 200- 300;
— в камере выдержки — неменее 100;
— в камере ускоренногоохлаждения — не менее 300.
Подачу газа в камеры печипроизводить при достижении температуры по зонам 300 — 350 °С.
Средняя плотностьтермостойкого покрытия на обеих сторонах полосы должна быть 15 — 18 г/м2.
Обработка полос в АЗП — 1, АЗП — 2 и АЗП — 3
Перед нанесениемтермостойкого покрытия металл обезжиривается на АНО — 3, АНО — 4. Скоростьдвижения полосы не более 0,80 м/с. Транспортировка полосы в линии агрегатовпроизводится непрерывно.
Остановки агрегатов разрешаютсятолько для перезаправки полосы в головной и хвостовой частях, при очисткенаносящих роликов и ванны покрытия от налипшей суспензии.
Суммарная токоваянагрузка при смотке полосы в рулон должна быть:
— АЗП — 1 — 0 — 500 А;
— АЗП — 2 — 0 — 230 А;
— АЗП — 3 — 0 — 300 А.
Нанесение суспензии наполосу производится гуммированными роликами.
Высокотемпературный отжиг (ВТО)
Отжиг рулонов толщиной0,27 мм и 0,35 мм производится в печах
СГВ — 16.20, СГН — 16.25,толщиной 0,50 мм — в печах СГВ — 16.20,
СГН — 16.25, СГВ — 20.12.5.
Газовый режим отжига:
Перед пуском печьпродувается азотным защитным газом с содержанием водорода 4,5 — 5,0 %.
Отжиг производится ватмосфере водорода с расходом, м3/ч:
— при нагреве до (1000±25) °С — 60;
— при нагреве от (1000±25) °С до (1150±25) °С — 40;
— при выдержке (1150±25) °С — 40.
Давление водорода в печидолжно быть не менее 20 мм вод.ст.
Газовый режим на стендахс управлением через ЭВМ.
Газовый режим отжигазадается на персональном компьютере и в течение всего отжига поддерживаетсяавтоматически. В период нагрева до (1100±25) °С используется азотно — водороднаяатмосфера. Состав атмосферы указан в таблице 14.
Таблица 14. Составатмосферы при нагреве до 1100 °СТолщина металла, мм Содержание водорода, % Содержание азота, % 0,27 40 — 60 60 — 40 0,30 60 — 80 40 — 20 0,35 100
Суммарный расходатмосферы при нагреве до (1100±25) °С поддерживается автоматически впределах 30 — 50 м3/ч.
При нагреве с (1100±25) °С до (1150±25) °С производится плавный переход на 100% водород и уменьшение суммарного расхода атмосферы до 20 — 30 м3/ч.
Расход водорода привыдержке (1150±25) °С в пределах 20 — 30 м3/ч.Перед снятием колпака, за четыре часа до распаковки, печь продувается азотнымзащитным газом или азотом.
Температурный режимотжига для металла толщиной 0,30 мм; 0,35 мм; 0,50 мм:
— нагрев с произвольнойскоростью до (400±25) °С;
— нагрев со скоростью 25 °С за 1 час от (400±25) °С до (600±25) °С;
— выдержка при (600±25) °С — 10 часов;
— нагрев со скоростью 25 °С за 1 час от (600±25) °С до (850±25) °С;
— нагрев со скоростью 25 °С за 2 часа от (850±25) °Сдо (1000±25) °С;
— нагрев с максимальнойскоростью от (1000±25) °С до (1150±25) °С;
— выдержка притемпературе (1150±25) °С — 30 часов;
— охлаждение под колпакомс произвольной скоростью до температуры (220±25) °С по отстающей зоне для металлатолщиной 0,30 мм и (150±25) °С для металла толщиной 0,35 и 0,50мм.
— охлаждения рулоновпосле распаковки печи не менее 36 ч.
Обработка полос вагрегатах электроизоляционного покрытия.
Полосы толщиной 0, 27 мм,0,30 мм, 0,35 мм и 0,50 мм обрабатываются в линиях АЭИП — 1 — 5.
Очистка полосы от избытка окиси магния производится в ЩММкапроновыми щетками, количество работающих щеток — не менее трех.
Температура подаваемой наполосу воды должна быть не ниже 40 °С. После очистки полоса поступаетчерез одну пару отжимных роликов в камеру сушки. Полоса должна быть сухой навходе в ванну покрытия. Очищенная и высушенная полоса не должна иметь белогоналета.
При нанесенииэлектроизоляционного покрытия применяется алюмомагнийфосфатный раствор наоснове АМФ — 2М по ТУ — 2149 — 068 — 10964029 — 2000 или его аналоги, прошедшиепромышленные испытания с положительным результатом.
Температура раствор а вванне покрытия должна быть в пределах 25 — 60 °С.
Плотностьэлектроизоляционного раствора в ванне агрегатов изоляции должна быть не менее1440 кг/м3.
Выпрямляющий отжиг полос.
Температура задания позонам печи должна быть:
— для агрегатов изоляции№ 1, 2, 4
Т1=(775±25) °С; Т2 — 10=(840±20) °С;
— для агрегатов изоляции№ 3, 5
Т1=(600±50) °С; Т2=(650±50) °С; Т3=(750±50) °С; Т4 — 10=(840±20) °С.
Скорость движения полосыдолжна быть:
на агрегатах изоляции № 1, 2, 4:
— для полосы толщиной0,27 мм — не более 55 м/мин;
— для полосы толщиной0,30 мм — не более 50 м/мин;
— для полосы толщиной0,35 мм — не более 45 м/мин;
— для полосы толщиной0,50 мм — не более 35 м/мин;
на агрегатах изоляции №3, 5:
— для полосы толщиной0,27 мм — не более 38 м/мин;
— для полосы толщиной0,30 мм — не более 33 м/мин;
— для полосы толщиной0,35 мм — не более 28 м/мин;
— для полосы толщиной0,50 мм — не более 25 м/мин.
Расход защитного азотногогаза или азота на печь должен быть не менее 800 м3/ч.
Толщина концов рулонапосле обработки в АЭИП должна быть не более 0,265 мм; 0,295 мм; 0,335 мм и0,485 мм для номинальной толщины готовой стали 0,27 мм; 0,30 мм; 0,35 мм и 0,50мм соответственно.
Обработка рулонов в АР — 5, АР — 12 и АР — 13
При обработке в агрегатахрезки рулонов, обработанных на АЭИП, производятся следующие операции:
— обрезка боковых кромокна ширину в соответствии с заказами;
— сварка подмоток «встык»,разница в толщине свариваемых полос не более 0,03 мм.
— вырезка утолщенныхучастков, превышающих требования ГОСТа по толщине, участков низкомарочногометалла;
— вырезка дефектныхучастков, имеющих балл качества 3, 6, 9, и формирование отгрузочного рулона (вслучае, если дефект расположен периодически по длине рулона или его веспревышает 50 % веса рулона, дефектный участок не вырезается);
— объединение вырезанныхдефектных участков, а также годных участков, не имеющих отгрузочного веса;
— обрезка металлаобъединенных рулонов, имеющих кромочные дефекты, на ширины 750 мм и 860 мм;
— перемотка рулонов сцелью удаления участков с отклонениями по толщине и участков низкомарочногометалла по данным непрерывного контроля свойств и толщины по длине рулонов,участков с дефектами, формирование рулонов по массе, доработка рулонов и отборпроб;
— с переднего и заднегоконца каждой смотки отбираются аттестационные пробы с фиксацией верхней стороныполосы по обработке на АР. Пробы маркируются: № плавки, № партии с отметкой «начало»или «конец» и предаются к контрольному столу для измерения толщины,неплоскостности и оценки качества поверхности. Маркировка наносится на верхнююсторону полосы по АР в соответствии со схемой приведенной в приложении А3.
Результаты последнихиспытаний считаются окончательными и указываются в сертификате качества при отгрузке.
7. Маркировка, упаковка иотгрузка продукции.
Маркировка и упаковка готового металла производится согласноТУ 05757665 — ЛПЦ2 — 19 — 2003, ГОСТ 75 — 66 — 81 и дополнительных требованийконтрактов и заказов.
8. Контроль технологиипроизводства и качества холоднокатаной ленты.
Контроль технологии икачества обрабатываемого металла производится УТК, ЦТЛ и технологическимперсоналом ЛПЦ — 2 в соответствии с пунктом 25 ТИ 10б. ПХЛ.2 — 16 — 97.
9. Метрологическоеобеспечение
Перечень средствизмерений, предназначенных для контроля технологического процесса и готовойпродукции приведен в табл. 15.
Таблица 15. Переченьсредств измерений
Измеряемый
параметр
№
пунктов ТИ
Наименование
средств контроля
Предел
измерения
Погрешность
цена деления
Толщина поносы:
на 5 — тв клетевой стане;
на 20 — ти валковых станах
2. 4
2. 8. – 2. 15
Роботрон 23188
Роботрон 23188
0 – 1 ,0 мм
0 – 1 ,0 мм
0,5 %
0,5 %
Ширина полосы:
— на агрегатах подготовки
— на агрегатах резка;
2. 7
2. 20
Рулетка
Рулетка, линейка
0 – 1000мм
0 – 1000 мм
0 – 250 мм
ц. д. 1 мм
ц. д. 1 мм
ц. д. 1 мм Величина заусенца 2. 7 Микрометр с плоскими губками 0 – 5 мм ц.д. 0,002 мм Вытяжка полосы 2.19 Штангенциркуль 0 – 250 мм ц. д. 0,05 мм Температура в колпаковых печах 2.11. 2.18 Преобразователь термоэдс автоматический потенциометр
0 – 1300 оС 1,5% Температура по зонам проходной печи 2. 19 Преобразователь термоэдс автоматический потенциометр
0 – 1100 оС 1,5% Расход водорода 2. 11 – 2. 18 Расходомер
0 – 100
м3/ч 3,0% Определение коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия 3. 6 Установка с 10 контактным устройством
0 – 100
Ом см2 5,0% Определение магнитных свойств (удельных потерь, магнитной индукции) 3. 6 – 3. 7 Магнитоизмерительная установка У 5057
0 – 30 Вт/кг
0 – 2,0 Тл
2,5%
1,5% Масса рулона 2. 10 – 217
Весы
РП 15Ш13 Весы 823 П 16
0 – 15 т
0,8 – 16 т
ц. д. 50 кг
ц. д. 50 кг Разнотолщинность 2. 4 — 2. 8 Микрометр листовой 0 – 5мм ц. д. 0,002мм Телескопичность 2. 7 Линейка 0 – 250 мм ц. д. 1 мм Масса пробы 3. 6 Весы ВЛКГ — 2 0 – 1кг ц. д. 1 г
10. Охрана окружающейсреды
Охрана поверхностныхводных источников
При производствеанизотропной электротехнической стали ЛПЦ — 2 образуются сточные воды,загрязненные: нефтепродуктами, взвешенными веществами, сульфатами, железом.
Для сниженияотрицательного влияния на поверхностные водоемы в ЛПЦ — 2 предусмотрено:
— станция нейтрализациипроизводственных сточных вод;
— усреднительпроизводственных сточных вод;
установка по разложениюмасло — эмульсионных стоков.
Далее производственныесточные воды направляются в отстойник — осветитель № 5 площадью 5,5 га иобъемом 137000 м3, где они осветляются и направляются надополнительной осветление в отстойники — осветлители №№ 6, 7. После этого,производственные сточные воды ЛПЦ — 2, со стоками комбината попадают в р.Воронеж.
«Разрешением» №13 от 21.01.99 г. установлены требования к качеству нейтрализованных сточныхвод ПТС, сбрасываемых из усреднителя в отстойник — осветлитель № 5 со следующимипоказателями, указанными в таблице 16.
Таблица 16. Требования ксточным водам ЛПЦ — 2№ п/п Наименование инградиентов
Предельно допустимое
содержание 1 Активная реакция (рН) 7,0 — 11,0 2 Взвешенные вещества 1500 мг/л 3 Нефтепродукты 15 мг/л 4 Хлориды 300 мг/л 5 Сульфаты 800 мг/л 6 Азот аммонийный 1,5 мг/л 7 Азот нитритный 0,8 мг/л 8 Азот нитратный 40 мг/л 9 Железо (общее) 5 мг/л 10
БПК5 4,0 мг/л 11 Сухой остаток 1200 мг/л 12 Фосфор (общий) 0,3 мг/л 13 Фенол 0,001 мг/л 14 Цианиды 0,05 мг/л 15 Медь 0,001 мг/л 16 Синтетические ПАВ 0,1 мг/л
Удельные нормативы,предельные объемы образования и рекомендации по использованию и размещениюотходов производства и потребления, установленные «Проектомнормативов» образования и лимитов размещения отходов ОАО «НЛМК»на 2000 — 2005 г.г. приведены в таблицах В.3 и В.4
ТИ 05757665 — ЛПЦ2 — 16 — 2004.
В примечаниях к этимтаблицам указаны лица, ответственные за учет и передачу отходов.
12. Техника безопасности
Технологические операции,изложенные в настоящей инструкции, должны выполняться в соответствии справилами безопасности в прокатном производстве, действующими в ПТС, УТК иИнженерного центра инструкциями по технике безопасности. 2.4.1Технико — экономическое обоснование выбранной технологии
С целью получения необходимых магнитных свойств ванизотропной электротехническойстали в колпаковой вакуумно — водородной печи СГН – 16.25 по выбранному режиму проводятвысокотемпературный отжиг. Высокие электромагнитные свойства обуславливаютсясовершенной ребровой текстурой (110) [001], которая образуется в процессепервичной и вторичной рекристаллизации. Как свидетельствуют литературныеданные, наиболее совершенная ребровая текстура и высокие магнитные свойстваполучены при температуре отжига 1120 °С – 1200 °С [1]. В результате отжига при более высоких температурах (1220 °С– 1280 °С) ухудшается текстура и снижаются электромагнитные свойства. Поэтому выбран режим высокотемпературногоотжига при 1150 °С в среде водорода. При этом происходит рафинирование металлаот вредных примесей (углерод, азот, кислород, сера и др.). Кроме того, металлочищается от неметаллических включений путем их растворения, что снижаетудельные ватные потери и повышает индукцию. При отжиге в среде водорода в печивсегда поддерживается положительное давление, исключающее подсос воздуха,поэтому поверхность листа после высокотемпературного отжига получается оченьчистой. Таким образом, улучшение текстуры и электротехнических свойствпозволяет, применять выбранный режим высокотемпературного отжига в качествеосновной технологической операции при термообработке анизотропнойэлектротехнической стали [9].
/>
Рис. 9. Режим термическойобработки ВТО
3. Расчет оборудования и проектирование термическогоотделения3.1 Технико-экономическое обоснование основного, дополнительного ивспомогательного оборудования
Отделение высокотемпературного отжига, как и любое другоеотделение, предназначенное для выполнения роли, отведенной ему втехнологической цепочке, должно быть оснащено всем необходимым основным идополнительным оборудованием в зависимости от процессов термической обработки ихарактера производства. Отделение высокотемпературного отжига предназначено дляотжига рулонов анизотропной электротехнической стали. В качестве основногооборудования используется электропечь сопротивления колпаковаявакуумно-водородная СГН – 16.25 – 3/12 – И1. Она предназначена длявысокотемпературного отжига рулонов анизотропной электротехнической сталидиаметром 1300 мм в два яруса при Т = 1150 °С с управлениемтемпературно-скоростным и газовым режимом отжига. Технические характеристикипечи приведены в таблице 17.
Таблица 17. Технические характеристики электропечиНаименование параметра Норма параметра Установленная мощность нагревателей, кВт
650+65
Мощность по зонам, кВт: I
II
III
150+15
250+25
250+25 Номинальная температура, °С 1150 Стабильность температуры
/>25 Номинальное напряжение питающей сети, В 380/220 Номинальная частота, Гц 50 Число фаз 3 Среда рабочего пространства Водород, азотный газ, вакуум (вакуумирование перед пуском в работу и перед снятием колпака) Предельное остаточное давление в холодном состоянии, мм. рт. ст. 40 Количество рулонов, шт. 6
Размеры рабочего пространства, мм
Длина
Ширина
Высота
Диаметр
4880
1600
2500
1600 Количество термообрабатываемых стоп рулонов 3
Размеры рулонов, мм
Наружный диаметр, не более
Внутренний диаметр, не менее
Высота, не более
1300
500
1040 Масса садки, кг 47000 Масса одного рулона с покрытием, не более, кг 7800 Масса технологической оснастки (дисков, опор, колец), кг 17580 Время цикла отжига, час 180 — 195
Расход воды, м3/час не более 40
м3/цикл 7360
м3/час на 1 стенд 5 Мощность холостого хода, кВт 250
Расход азота, м3/час не более 300
м3/цикл 800
м3/час на 1 стенд 60
Расход водорода, м3/час не более 480
м3/цикл 55600
м3/час на 1 стенд 60 Производительность не более, тн/час 0,2 Удельный расход электроэнергии, кВт с/тн 857
Масса электропечи, т не более
в том числе:
масса футеровки
металлоконструкций
комплектующее оборудование
масса запасного имущества
82,5
34
35
13
0,5 Полный средний ресурс нагревателей, не менее, ч 3000
Полный средний срок службы печи до
списания, не менее, лет 6
Электропечь сопротивления СГН – 16.25 – 3/12 – И1 отличаетсявысокой производительностью и дает возможность производить термообработку ввакууме, водороде и циклическую обработку в вакууме и водороде. Поэтому даннаяконструкция печи нашла преимущественное применение, для высокотемпературногоотжига рулонов анизотропной электротехнической стали.
Электропечь СГН – 16.25 – 3/12 – И1 рассчитана наединовременную загрузку шести рулонов, расположенных в три стопы по два этажа вкаждой. Каждая стопа покрывается цилиндрическим муфелем.
Каждый стенд с колпаком оборудуются своими системамиводоохлаждения, газовой, контактными соединениями, трубопроводами дляподсоединения к вакуумной системе. Термообрабатывемые рулоны устанавливаются вдва ряда на специальные подставки, которые опираются на футеровочный стендтермообработка садки может производиться в водороде или в среде азотоводородногогаза.
Работа электропечи осуществляется в следующем порядке:
На жаропрочную подставкуустанавливают плоское кольцо из углеродистой стали толщиной не менее 40 мм.Перед установкой на стенд производят кантовку на 180° вокруг горизонтальной осиколец.
Зазор между поверхностьюкольца и торцом рулона должен быть не более 5 мм.
На кольцо насыпаютравномерный слой отожженного молотого талька толщиной />1,0 мм. На слой талькаукладывают четыре полукольца, изготовленные из трансформаторной стали толщиной0,27 – 0,50 мм, прошедшей высокотемпературный отжиг. Полукольца должнызакрывать всю опорную поверхность. Стыки нижней и верхней поры полуколец должнырасполагаться друг к другу под углом />90°.
Упаковку рулонов настенды печи СГН – 16.25 производят в два яруса. Рулоны на стенде должныразмещаться вертикально с допустимым отклонением не более 2°.
После установки на стендрулонов на их верхние торцы с перекрытием не менее 100 мм укладывают триполукольца, изготовленные из трансформаторной стали толщиной 0,35 – 0,50 мм,прошедшей высокотемпературный отжиг.
После установки колпакапод давлением воды проверяют все водоохлаждаемые полости. При отсутствии водына сливных шлангах водоохлаждаемые полости продувают сжатым воздухом.
Газовый режим отжига:
· Перед пуском и при нагреве до (400/>25) °С печь продуваютазотным защитным газом с содержанием водорода 4,5 – 5,0 %. При переходе наводород в течении одного часа допускается снижение расхода водорода до 5 м3/ч.
· Отжиг производят в атмосфере водородас расходом, м3/ч: — при нагреве от (400/>25)°С до (1000/>25) °С – 60; — при нагревеот (1000/>25) °С до (1150/>25) °С – 40; — при выдержке(1150/>25) °С – 40.
В период нагрева до (800/>25) °С при сливе влагичерез гидрозатвор допускается снижение расхода водорода до 25 м3/ч.Факел водородной свечи при пониженном расходе водорода должен гореть. Давлениеводорода в печи должно быть не менее 20 мм вод. ст. В период последующегоохлаждения выхлоп газа на технологической свече перекрывают и расход газаосуществляется через контрольную свечу, факел которой должен гореть, расходводорода при охлаждении />5 – 15 м3/ч.
· Газовый режим на стендах регулируемыхчерез ПК. Газовый режим отжига задается на персональном компьютере и в течениивсего отжига поддерживается автоматически. В период нагрева до (1100/>25) °С используется азотно- водородная атмосфера. Для стали толщиной 0,35 содержание водорода при нагреведо 1100 °С составляет 100%. При нагреве с (1100 />25)°С до (1150/>25) °С производитсяуменьшение суммарного расхода атмосферы до 20 – 30 м3/ч. Охлаждениепроизводится в атмосфере водорода, при этом выход водорода осуществляется черездополнительную свечу, факел должен гореть. Давление атмосферы в печи при отжигене менее 10 мм вод.ст. (100 Па), задается автоматически – прикрытием выходнойзаслонки или вручную – прикрытием основной свечи.
· За четыре часа дораспаковки печь продувают азотным защитным газом. Перед снятием колпакапроизводят отключение азотного защитного газа.
Температурный режимотжига:
Режим отжига для металлатолщиной 0,30 мм; 0,35 мм; 0,50 мм:
1. - нагрев спроизвольной скоростью до (400/>25) °С;
2. - нагрев сосредней скоростью 25 °С за 1 ч от (400/>25)°С до (600/>25) °С;
3. - выдержка при(600/>25) °С – 10 ч;
4. - нагрев сосредней скоростью 25 °С за 1 ч от (600/>25)°С до (850/>25) °С;
5. - нагрев сосредней скоростью 25 °С за 2 ч от (850/>25)°С до (1000/>25) °С;
6. - нагрев смаксимальной скоростью от (1000/>25) °Сдо (1150/>25) °С; — выдержка притемпературе (1150/>25) °С – 30 ч;
7. - охлаждение подколпаком с произвольной скоростью до температуры (220/>25) °С по отстающей зонедля металла толщиной 0,30 мм и (150/>25) °Сдля металла толщиной 0,35 и 0,50 мм.
Контрольтемпературно-газового режима отжига осуществляют каждые 2 часа.
Время охлаждения рулоновпосле распаковки печи не менее 36 ч.
Электропечи объединены в блок, состоящий из четырех стендов итрех колпаков. Этот блок печей питается от одного трансформатора, обслуживаетсяодним вакуум – насосом и снабжен одним щитком контроля газов.
Электропечь СГН – 16.25 – 3/12 – И1 (один стенд и один колпак) состоит из следующих основных узлов:
Нагревательный колпак: состоит из каркаса, футеровки инагревателей.
Каркас колпака. Каркас колпака выполнен из листового исортового проката. Нижняя часть каркаса заканчивается «ножом»,посредством которого колпак опирается на резиновое уплотнение стенда. К крышкекожуха приварена проушина, предназначенная для транспортированиянагревательного колпака с помощью электромостового крана.
Футеровка колпака. Выполнена из корунда легковесного марки Кл- 1,3, кирпичей Кл — 3, Кл — 4, Кл — 6, Кл — 7. уплотнения электровыводов,свода колпака и рубашек термопар производится муллитокремнеземнистым.рулоннымматериалом.
Нагреватели. Нагреватели колпака и стенда выполнены из сплававысокого омического сопротивления марки Х23Ю5Т диаметром 10 мм, на стеныколпака навешиваются с помощью штырей. Колпак имеет две электрические зоны (I и II) по 250+25 кВт схема соединения «треугольник».
Каркас стендасварной, выполнен из листового и сортового проката. По периметру каркаса стендарасполагается водоохлаждаемый желоб в который укладывается резиновая прокладкаиз вакуумной резины для герметичного уплотнения разъема между колпаком истендом.
Футеровка стенда выполнена из легковесного корунда марки Кл — 1,3 и имеет три опоры из жаропрочного материала для установки на них подставокпод термообрабатываемые рулоны.
Стенд имеетодну зону мощностью 150+15 кВт схема соединения «звезда»,напряжение питания 380 В, 50 Гц.
Вакуумнаясистема состоит из вакуумных насосов, вакуумных вентилей, трубопроводов.Включение вакуумной системы осуществляется с помощью кнопочных постов,расположенных возле насосов. Контроль за величиной созданного вакуума в печи ипроверка натекания осуществляется по показаниям вакуумметров илимоновакууметров.
Системагазовая включает в себя панель подвода «лиру» и систему отвода газа.На панели размещены вентили, датчики и исполнительные механизмы регуляторовдавления и расхода газа.
Управлениегазовой системы включает регулирование в подколпаковом пространстве электропечьрасхода и давления водорода и азота. Управление может осуществляться отуправительного вычислительного комплекса (УВК) в дистанционном и автоматическомрежимах. При работе от УВК в качестве защитных атмосфер при отжиге рулоновможет использоваться азотно-водородная смесь с регулируемым содержанием азота иводорода.
Вдистанционном и автоматическом режимах работы в качестве защитной атмосферы приотжиге рулонов используют водород. Азотный газ подается только при падениидавления водорода в печи и при ее продувке.
Контрольрасхода водорода и азота осуществляется с помощью измерительныхпреобразователей, подсоединенных с помощью импульсных трубок к сужающимустройствам, расположенных на трубопроводах водорода и азота соответственно.
Системаводоохлаждения состоит из системы трубопроводов, вентилей и резиновых рукавов.Контроль наличия охлаждающей воды на стенде и колпаке осуществляется визуальнотермистом или старшим термистом проката. Охлаждаются разъемы взрывоопасныхклапанов, «нож» колпака, паз под вакуумной резиной на стенде.
Система КИПиАобеспечивает поддержание заданных параметров по температуре, расходу водорода,давлению в подколпаковом пространстве, а также выдаче сигналов исоответствующими переключателями при аварийных ситуациях.
Кроме основного оборудования в отделении высокотемпературногоотжига имеется дополнительное оборудование – машины для правки подовых плит идва сварочных преобразователя, наличие которого объясняется технологическойнеобходимостью.
Вспомогательное оборудование
1. Для полученияконтролируемых атмосфер;
2. Для загрузки ивыгрузки – 3 мостовых крана;
3. Для заменывышедшего из строя оборудования (складское).3.2 Тепловой расчет термоагрегата
Тепловой расчет термических печей сводится к определениюрасхода тепла, мощности печи и коэффициента полезного действия. Основойтеплового расчета печей является составление теплового баланса,разграничивающего статьи прихода и статьи расхода тепла.
Для расчета теплового баланса печи необходимо определитьколичество тепла, которое подается в печь и которое расходуется [13]:
Qпр. = Qрасх.(3)
В электропечах Qпр.равно мощности печи, а расходное тепло определяется по статьям
Qрасх. = Qм + Qкл + Qну,(4)
где Qм – тепло, затраченное на нагрев металла,кВт;
Qкл – потери тепла теплопроводностью через кладку,кВт;
Qну – неучтенные потери, кВт.
Тепло, затраченное на нагрев металла, определяется по формуле
Qме = G ´ (C2tк – С1tн)/r,(5)
где G –масса садки, кг;
r – время нагрева металла, с;
С1, С2– удельные теплоемкости металла соответственно при начальной и конечнойтемпературах, кДж/(кг ´ °С);
tр, tк – начальная и конечная температурыметалла, °С.
Потери тепла теплопроводностью через кладку определяем поформуле
Qкл = />,(6)
где qкл – удельный тепловой поток черезкладку, Вт/м2;
Fкл – площадь поверхности кладки, м2.
Площадь кладки печи
Fcтен = 2 ´ 2 ´ (4,88 + 1,6) = 25,92 м2
Fсвода = 4,88 ´ 1,6 = 7,81м2
Расчет плотности теплового потока q методом последовательного приближения и температур Т1и Т2 на границах слоев кладки выполняется с применением IBM PS по программе, приведенной в [14].
Потери тепла через стену
/>
/>Рис. 10. Схема слоев кладки стены
Кладка печи
1. Огнеупорный слой – корунд:
lк = 0,710 + 0,000118t,
2. Теплоизоляционный слой – минеральная вата
lв = 0,063 + 0,0005t.
Данные, полученные при расчете по программе, приведенной в[14], температур на границах слоев и плотности теплового потока: Т1= 552,04 °С, Т2 = 61 °С, q = 1351,17 Вт/м2.
Потери тепла через стены определяем по формуле
Q1 = q × Fстен, (7)
Подставив имеющиеся данные, получаем
Q1 = 1351,17 ´ 10 — 3 ´ 25,92 = 35,02 кВт.
Потери тепла через свод
/>
/>Рис. 11. Схема слоев кладки свода
Данные, полученные при расчете по программе, приведенной в[14], температур награницах слоев и плотности теплового потока: Т1 = 699,8 °С, Т2 = 61 °С, q = 791,2 Вт/м2.
Потери тепла через свод определяются по формуле
Q2 = q × Fсвода(8)
Подставив имеющиеся данные, получаем
Q2 = 791,2 × 10 — 3 × 7,81 = 6,18 кВт.
Потери тепла через стенд принимаются равными 75% от потерейтепла через стены и свод и определяются по формуле
Q3 = 0,75 × (Q1 + Q2)(9)
Подставив имеющиеся данные, получаем
Q3 = 0,75 × (35,02 + 6,18) = 30,9 кВт.
Общие потери тепла через кладку теплопроводностью определяютсяпо формуле
Qкл = Q1 + Q2 + Q3 (10)
Подставив имеющиеся данные, получаем
Qкл = 35,02 + 6,18 + 30,9 = 72,1 кВт.
Неучтенные потери составляют 10% от суммы всех статейрасходной части и определяются по формуле
Qну = 0,1 × (Qм + Qкл)(11)
Подставив имеющиеся данные, получаем
Qну = 0,1 × (239,3 + 72,1) = 31,14 кВт.
Суммарный расход тепла
Qрасх = 239,3 + 72,1 + 31,14 = 342,54 кВт.
Коэффициент полезного действия печи
η = /> ×100%,(12)
Подставив имеющиеся данные, получаем
η = 239,3/342,54 × 100% = 69,86%.3.3 Расчет электрических нагревателей
Электронагревателиколпака и стенда мощностью 650 кВт составляют три электрические зоны.Нагревательный колпак имеет две электрические зоны (II и III)по 250 ± 25 кВт, соединённые в " треугольник ". Стенд имеет одну зонумощностью 150 кВт, соединение в " звезду ". Напряжение питания 380 В,50 Гц от сети переменного тока. Нагреватели должны работать при температуре1300 °С в защитной среде. Они должны обеспечить длительную бесперебойную службупри заданном тепловом режиме. Поэтому необходимо выбирать материал нагревательных элементов в зависимости от температуры нагреваи характера среды, в которой должны работать нагреватели [15]. Выбираем:
материал –нихром Х25Ю5А;
удельноесопротивление – r =1,46 Ом × мм2/м;
плотность – f = 7,19 г/см3.
Перваяэлектрическая зона (стенд).
Однофазнаяэлектрическая сеть
Uл = 380 В, Pн = 150 кВт,Tраб =1200 °С, Тмах =1300 °С.
Мощностьодного нагревателя
Рф= Рн/n,(13)
где n – число нагревателей, n = 3;
Рф= 150/3 = 50 кВт.
Фазовоенапряжение
Uф = Uл(14)
Uф = 380 В.
Сила тока,проходящего через нагреватель
Jф = 103 × Pф/Uф(15)
Jф = 50 × 103/380 = 132 А.
Сопротивлениеэлектронагревателя
R = Uф2/1000Рф(16)
R = 2,9 Ом.
Диаметрнагревателя
d = (4 × 105 × r × Pф2/p2 × Uф2 × Y)1/3,(17)
где r — удельное сопротивление материала,Ом × мм2/м;
Pф – мощность печи, кВт;
Uф – фазовое напряжение, В;
Y – удельнаяповерхностная мощность нагревателя, Вт/см2;
d = 9,35 мм. Принимаем d = 10 мм.
Длинаэлемента сопротивления в одной ветви равна
L1 = R×S/r = p × d2 × R/4 ×r;(18)
L1 = 3,14 × 102 × 2,9/4 ×1,46 = 155,92 м.
Массанагревателя равна
M = f × L1 × p × d2/4 × 10 — 3 = 88 кг,(19)
где f – плотность нихрома, f = 7,19 г/см3;
L1 – длина нагревателя, см;
D – диаметр проволоки, мм.
Удельнаяповерхностная мощность W,Вт/см2
W = 100 × Рф/F = 100 ×Рф/(p ×d × L1);(20)
W = 100 × 50/3,14 × 1 ×15592 = 0,102 Вт/см2.
Удельнаяповерхностная мощность в пределах допустимой (0,102
/>
Рис. 12. Схема проволочного нагревателя: d – диаметр проволоки, D – диаметр спирали, h – шаг спирали, L – длина спирали
Дляпроволочных элементов сопротивления характерны 2 коэффициента
Кс= D/d – коэффициент сердечника, Кс = 5 [8, c. 9].
Км= h/d – коэффициент плотности намотки, Км = 4 [8, c. 9].
D = Кс × d(21)
D = 5 × 10 = 50 мм.
h = Км × d(22)
h = 4 × 10 = 40 мм.
Длина виткаспирали
Lвит = p × D(23)
Lвит = 3,14 × 50 = 157 мм.
Длина выводовнагревателя
Lвыв = В + 100,(24)
где В –толщина стены печи, мм.
Lвыв = 300 + 100 = 400 мм.
Длинапроволоки в спирали без вывода определяется по формуле
L1 = Lвит × n, (25)
где n – число витков.
Отсюда
n = 155,92 × 103/157= 993 витка.
Площадь поверхностиизлучения спирали
Fпов = p × d × L1,(26)
Fпов = 3,14 × 10 × 10-3 × 155,92 = 4,9 м2.3.4 Расчет количества оборудования по нормам времени и укрупненнымпоказателям
Расчет основного оборудования производится на основаниипроизводственно программы, спроектированного технологического процессатермической обработки, режима работы отделения и фонда времени оборудования.
Необходимо различать календарный, номинальный идействительный фонды времени работы оборудования [16].
Полный календарный фонд времени равен
Фк = 365 × 24 = 8760 ч
Номинальный фонд времени – это количество часов в году всоответствии с режимом работы без учета потерь. Так как термическое отделение высокотемпературногоотжига анизотропной электротехнической стали работает непрерывно, тономинальный фонд равен полному календарному, то есть
Фн = Фк = 8760 ч.
Действительный фонд времени равен тому времени, которое можетбыть полностью использовано для производства. Величина этого фонда равнаноминальному фонду с вычетом потерь времени на простой оборудования, связанныхс его ремонтом и наладкой
Фд = Фн — (ts — te),(27)
где Ts– технические простои, ч;
Te– технологические простои, ч.
Обычно сумма этих потерь принимается от 4 до 12% отноминального фонда времени [16].
Фд = 8760 — (8760 × 0,12) = 7708 ч.
За основу расчета по укрупненным показателям принимаетсяудельная (часовая) производительность печей. Часовая производительностьоборудования определяется по формуле
Q = G/τ,(28)
где Q – часовая производительность, кг/ч;
G – масса садки, кг;
τ – технологическое время, ч.
Q = 45000/250= 180 кг/ч.
Задолженность оборудования, т.е. время, необходимое длятермической обработки изделия заданной программы, определяется по формуле
Z = W/Q,(29)
где Z – задолженность оборудования, ч;
W – годовая программа, кг.
Z = 150 × 106/180 = 833334 ч.
Количество единиц оборудования определяется по формуле
Пр = Z/Фд,(30)
где Пр – расчетное количество единиц оборудования,шт;
Фд – действительный годовой фонд времени работыоборудования, ч.
Пр = 833334/7708 = 108 шт.
Для того, чтобы коэффициент загрузки был в пределах нормы,принимаем, что для выполнения годовой программы в 1500000 тонн необходимо 130печей.
Принятое количество печей Пп = 130 шт.
Для определения степени загруженности печей во временирассчитывается коэффициент загрузки по формуле
Кз = Пр/Пп,(31)
Кз = 108/130 = 0,83.
Средний коэффициент загрузки оборудования по цеху долженсоставлять 75 – 85%. Данный коэффициент удовлетворяет этому условию.
В соответствии с годовой программой и принятым количествомосновного оборудования определяем наличие в отделении высокотемпературногоотжига дополнительного, силового и подъемно — транспортного оборудования.
К дополнительному оборудованию относятся:
· Машина для правкиподовых плит (1 шт.);
· Сварочныйпреобразователь (2 шт.).
Силовое оборудование:
· Компрессор (2шт.);
· Насос вакуумный(29 шт.);
· Аэратор ПАМ — 24(2 шт.).
К подъемно — транспортному оборудованию относятся:
· Клещиполуавтоматические грузоподъемностью 14 тонн (3 шт.);
· Мостовые краны (3шт.). 3.5 Расчет производственных площадей,планировка отделения
Отделение высокотемпературного отжига анизотропнойэлектротехнической стали, представляет собой производственную единицу и входитв состав листопрокатного цеха. Расстановка оборудования в отделении, т.е.планировка, должна производится с учетом соблюдения техники безопасности,наилучшей организации технологического процесса, экономии и обеспечения минимальногопути транспортировки.
Проектируемое отделение располагается в отдельном пролете ипредставляет собой одноэтажное здание, имеющее на плане вид прямоугольника.Каркас здания состоит из металлических колонн и ферм, несущих кровлю. Отделениеимеет два въезда шириной 10 метров.
Общая производственная площадь отделения определяется поукрупненным показателям; принятое проектом количество печей умножают на укрупненнуюнорму площади данного цеха
Fп = Пп × f,(32)
где Fп – общая площадь отделения, м2;
Пп – принятое количество печей, шт.;
f – укрупненная норма площади на одну печь, м2.
Укрупненная норма площади на одну печь принимается равной 50– 90 м2 [17].
Fп = 130 × 70 = 9100 м2.
Проезды и проходы считаются отдельно и составляют 25 – 30% отпроизводственной площади.
Прх = 9100 × 0,3 =2730 м2.
Общая площадь отделения высокотемпературного отжигаопределяется по формуле
F = Fп + Прх, (33)
F = 9100 + 2730 = 11830 м2.
Оборудование располагается от стен на расстоянии 1 – 1,5 м,расстояние между печами – 1,5 – 2 м, проезды 3 – 4 м.
Грузопоток изделий, т.е. движение в технологическойпоследовательности должен быть однородным и направленным (без встречных перемещенийи пересечений).
В отделении предусмотрены помещения контор начальникаотделения, сменных мастеров, а также помещение КИПа. Освещение термическихцехов является совмещенным, при котором недостаточное по нормам естественноеосвещение дополняется искусственным.
Естественная вентиляция имеет важное значение для поддержаниянеобходимых условий в цехе. В дополнение к естественной вентиляции втермических цехах устанавливают механическую. Зимой предусмотрен нагрев воздуха.
Подсобные помещения (магазины, мастерские), склады составляют60% от производственной площади
Fск = 0,6 × 11830 = 7098 м2.
Общая площадь отделения
Sпр = 11830 + 7098 = 18928 м2.
В отделении бытовые помещения не размещаются. Онирасполагаются в пристройке цеха, которая делается с боковой стороны. Тамнаходятся гардеробы, умывальные, душевые, туалеты и комнаты отдыха.
4. Влияние скоростинагрева на величину зерна перед вторичной рекристаллизацией
4.1Материал и обработка
В качестве материалаисследования была выбрана промышленная анизотропная электротехническая стальпроизводства НЛМК с толщиной листа 0,35 (табл. 18).
Таблица 18. Химическийсостав исследуемой сталиСталь С Mn Si P S Cr Ni Cu Al 0,35 мм 0,045 0,20 2,9 0,01 0,005 0,04 0,05 0,56 0,011
Обработка исследуемойстали осуществлялась в промышленных условиях по принятой технологии, включающейвыплавку в конверторных печах, горячую прокатку, травление горячекатаногоподката, первую холодную прокатку на промежуточную толщину с последующимобезуглероживающем отжигом, вторую холодную прокатку на конечную толщину.
Дальнейшая обработка проводиласьв лабораторных условиях. Для этого из холоднокатаной полосы вдоль направленияпрокатки вырезались образцы размером 150/>30мм для исследования фазо — и структурообразования, и 305/>30 мм для измерениямагнитных свойств. Отжиг образцов на вторичную рекристаллизацию проводился влабораторной трубчатой печи в атмосфере аргона по режиму:
— нагрев до 700 °С спроизвольной скоростью;
— с 700 °С до 800 °С соскоростью 50 °С/час;
— с 800 °С до 1050 °С соскоростями 15, 25, 50 °С/час.
/>
Рис. 13. Температурныйрежим отжига анизотропной электротехнической стали толщиной 0,35 мм.
В процессе отжигапроизводился отбор образцов при температурах: 800, 840, 880, 900, 925, 940,1000, 1025, 1050 °С (рис. 13). Образцы охлаждались на воздухе.
Режим отжигаподдерживался с помощью регулирующего устройства РУ5 — 01М и прибора КСП — 2 — 039. Температура в рабочей зоне печи контролировалась печной термопарой типа ППи термопарой типа ХА. Рабочая зона печи выбиралась с учетом минимальногоградиента температур (рис. 14)
Для измерения магнитныхсвойств образцы стали размерами 305/>30 ммподвергались высокотемпературному отжигу при 1150 °С в течении 30 часов впромышленной колпаковой печи по принятой технологии.
/>
Рис. 14. Графикраспределения температур по длине печи S4.2 Метод исследования микроструктуры
Стабильность структурыпервичной рекристаллизации на инкубационном периоде аномального ростаоценивалась путем исследования микроструктуры.
Исследованиемикроструктуры проводилось на микрошлифах… Для приготовления микрошлифовнесколько образцов размерами 30/>30 ммсобирались в струбцине и предназначенная для шлифа поверхность вначале шлифоваласьна наждачной бумаге, затем полировалась на алмазной пасте и окончательно настанке, диск которого покрыт сукном. Сукно смачивают водой, в которой вовзвешенном состоянии находились частицы окиси хрома. При достижении зеркальнойповерхности шлиф промывался водой, высушивался м подвергался травлению втечении 20 секунд в 4% — растворе азотной кислоты в этиловом спирте.
Микроструктура изучаласьна структурном анализаторе EPIQUANT при увеличении />300, />500 в полуавтоматическомрежиме. Размер зерна определялся методом случайных секущих Метод состоит вподсчете пересечений границ зерен случайной секущей. Такой секущей служитсредняя линия окуляр — микрометра.
Для определения среднегоразмера зерен исследуемый образец устанавливают на микроскоп и подсчитываютколичество зерен (число пересечений), укладывающихся на всей длине линейкиокуляра или определенной ее части. Увеличение микроскопа подбирают такимобразом, чтобы на длине линейки окуляра укладывалось не менее 10 зерен. Такихподсчетов делают не менее десяти в различных участках шлифа.
Размер зерна определялсяметодом секущих оценкой не менее 300 зерен, что обеспечивает погрешностьизмерений не более 5%. Учет длины секущей L и количество учтенных зерен n определялось автоматически. Средний размер зерна определялсяпо выражению: d=/>, мкм.
По полученным даннымстроились зависимости размера зерна от температуры отжига.
4.3Исследование микроструктуры
Результаты исследованиямикроструктуры в температурном интервале, предшествующем началу вторичнойрекристаллизации, представлены в табл. 18. В результате первичнойрекристаллизации структура исследуемой стали получилась равнозернистой и однородной.На начало исследуемого температурного интервала размер зерна в стали составляет23 — 26 мкм (табл. 18); при повышении температуры отжига наблюдается увеличениесреднего размера зерна (нормальный рост), который достигает 32 — 34 мкм. притемпературе 1050 °С. Наиболее интенсивно рост зерна происходит в интервалах 800- 880 °С и выше 960 °С (рис. 15 ), в интервале 880 — 940 °С при скоростяхнагрева 15 и 25 °С/час наблюдается постоянство размера зерна, рост зерна прискорости нагрева 50 °С/час не подчиняется этим закономерностям и происходитсравнительно интенсивно во всем исследованном температурном интервале.
Таблица 18. Изменениеразмера зерна при отжиге стали толщиной 0,35 мм.Скорость нагрева, °С/час Размер зерна, мкм. при температуре отжига °С 800 840 880 900 925 940 960 1000 1025 1050 15 23,1 23,7 24,6 25,1 25,2 25,7 - 27,4 28,8 33,0 25 26,0 27,5 28,3 28,7 28,8 29,1 - 30,0 30,8 33,6 50 23,6 24,5 24,8 25,4 25,6 - 27,3 27,8 29,3 32,0
Влияние температурыотжига на размер зерна d(скорость нагрева:
1. - 15 °С/час;
2. - 25 С/час;
3. - 50 С/час)
Исследованиемикроструктуры стали косвенно подтверждает, что при увеличении скорости нагреваснижает стабильность матрицы. При скорости нагрева 15 и 25 °С/час на кривыхзависимости размера зерна от температуры характерно наличие участков спрактически неизмененным размером зерна. В то же время при скорости нагрева 50°С/час рост зерна происходит сравнительно интенсивно во всем исследуемомтемпературном интервале, тому соответствует минимальное значение плотностичастиц ингибиторной фазы равное 18/>1013см — 3.
Изучение кинетикивторичной рекристаллизации показало, что в медьсодержащей стали процессаномального роста зерна при исследованных режимах обработки протекаетполностью. Аномальный рост понижается после частичного растворения включений.Повышение скорости нагрева приводит к торможению как процессов выделения, так ипроцессов растворения, следовательно, смещению кинетических кривых вторичнойрекристаллизации в область более высоких температур.
5.Механизация и автоматизация
Механизация иавтоматизация производственных процессов являются основными направлениями вразвитии технического прогресса. Работа современных термических цехов немыслимабез механизации и автоматизации производственных процессов и широкогоприменения различной контрольно — измерительной аппаратуры [18].
Схема контрольно — измерительных приборов электропечей типа СГН – 16.25 – 3/12 – И1.: комплект электропечей состоит изчетырех стендов и трех колпаков. Подача водорода и азота в каждую электропечьосуществляется с помощью вентилей с электромагнитными приводами. Необходимыйвакуум в подколпаковом пространстве каждой печи создается при помощи вакуумногонасоса. В процессе работы электропечей производится автоматическоерегулирование и запись температуры печи с помощью электронных потенциометров,контроль процентного содержания водорода, кислорода, контроль влажности,контроль горения свечей в каждой электропечи, контроль падения давленияводорода в электропечи. Контроль горения свечи осуществляется с помощьюмноготочечного электронного потенциометра. При прекращении горения свечизагорается соответствующая желтая лампа и звучит сирена.
Для определенияпроцентного содержания кислорода используется газоанализатор типа ГДРП – 3,который подключается к соответствующей печи с помощью ручного вентиля.
Для определенияпроцентного содержания водорода применяют два газоанализатора типа ТП – 1120,каждый из которых подключается к соответствующей печи с помощью ручноговентиля. Измерение влажности в электропечи осуществляются с помощью измерителявлажности типа ИВ – 439 – Х1, подключаемого с помощью ручного вентиля.
Контроль давленияводорода в каждой из четырех электропечей осуществляется соответствующимсигнализатором давления, которые при наличии падения давления водорода в печидают импульс на закрытие вентиля, подающего водород и открытие вентиля,подающего азот и одновременно импульс на звуковую и световую сигнализацию.Открытие затворов, подающих азот или водород в одну из электропечей возможнотолько при закрытом вакуумном затворе.
Каждая электропечь имееттри электрические зоны. Мощность первой и второй по 250 кВт, третьей – 150 кВт.Нагреватели впервой и второй зоны соединены в «треугольник», третьязона соединена в «звезду».
Нагревателиподсоединяются к блокам управления типа БУ 5127 – 53 А2А и БУ 5126 – 53 А2В,которые подключаются ксети переменного тока и устанавливаются на щитах станций управления ЩСУ – 1 иЩСУ – 2.
Катушки контакторов, включающиенагреватели электропечи, питаются постоянным током 220 В, остальные цепипитаются переменным током с напряжением 380 В. Схемой предусмотрено ручное илиавтоматическое управление нагревателями. Ручное переключение нагревателейпроизводится универсальным переключателем 25 УП. Автоматическое регулированиекаждой зоны производится электронным потенциометром. Датчик – термопара: схемойпредусмотрена световая сигнализация: при включенных нагревателях – краснаялампа, при отключенных – зеленая.
Питание вакуумногонасоса, обеспечивающего работу четырех электропечей, осуществляется от станцииуправления типа БУ 5120, подключенной к сети 380 В переменного тока.
Подключение к сетипеременного тока с напряжением 380 В электродвигателя вакуумных насосовосуществляется автоматическими выключателями и рубильником. Автоматический выключатель устанавливаетсяпо одному на каждую электропечь, а рубильник приходится один на четыре электропечи.
Работа вакуумного насосасигнализируется лампой белого цвета. Цепи управляются приводом насоса 220 Впеременного тока.
Включениеэлектродвигателя осуществляется контакторами с помощью кнопок управления.
Положение вакуумныхзатворов сигнализируется лампами красного и зеленого цвета. Схемойпредусмотрена блокировка, разрешающая открытие затвора для подключения системык вакуумному насосу только при закрытых затворах, подающих азот или водород.При открытии вентиля подачи водорода автоматически подается напряжение нанагнетательный элемент свечи. Контроль горения свечей осуществляется с помощьютермопары и потенциометра. Контроль процентного содержания водорода, кислородаи влажности осуществляется с помощью газоанализаторов. Питание газоанализаторовпроизводится от сети 220 В переменного тока. Защита цепи управленияпроизводится, автоматическим выключателем типа 14 ВА. Для создания необходимогорасхода газа через датчики газоанализаторов применяются побудители расхода типаПМГ – 1. Для подачи напряжения на цепи управления установлен контактор типа 53СП, выключаемый кнопками управления типа 68 КУ, 69 КУ. Цепи управления каждогогазоанализатора подключается к общим цепям управления с помощью системныхрозеток, и отключаются тумблерными выключателями [19].
Контроль наличиянапряжения на цепях управления осуществляется сигнальными лампами красногоцвета.
Отбор газа наанализ от той или иной электропечи производится газоанализатором с помощьюручных вентилей. Соединение датчиков с вторичными приборами газоанализаторовнеобходимо производить экранированным проводом в соответствии смонтажно-эксплуатационными приборными инструкциями.
6. Организация труда и управление отделением6.1 Научная организация труда в проектируемом отделении
Научная организация труда (НОТ) базируется на достиженияхнауки и передовом опыте, целью которого является наилучшее соединение людей итехники в производственном процессе, обеспечение эффективного использованияматериальных и трудовых ресурсов при непрерывном повышении производительноститруда.
Главные направления научной организации труда, применяемыедля проекта:
· Лучшаяорганизация рабочего места, включающая лучшее обеспечение необходимымиматериалами для бесперебойной работы;
· Совершенствованиеобслуживания рабочих мест, уменьшение времени простоев при выдаче заданий иприеме продукции;
· Отбор, улучшениеи распространение наиболее рациональных трудовых приемов. Передача навыков,опыта, методов работы квалифицированных рабочих новичкам;
· Создание благоприятныхусловий труда путем автоматизации и механизации производственных процессов;
· Рационализациярежимов труда и отдыха;
· Совершенствованиенормирования труда;
· Укреплениетрудовой дисциплины.6.2 Управление проектируемым объектом
Производственный участок возглавляет начальник участка –старший мастер. Он является оперативным руководителем и организатором работы.Старший мастер подчиняется непосредственно заместителю начальника цеха иотвечает за производственно — хозяйственную деятельность отделения высокотемпературногоотжига [20].
В соответствии с действующими положениями старший мастеримеет право:
· Производитьрасстановку рабочих на рабочие места;
· Принимать наработу и освобождать от работы рабочих с утверждения начальника цеха;
· Премироватьрабочих из фонда премирования, выделенного в распоряжение мастера;
· Налагать вустановленном порядке дисциплинарные взыскания за нарушение дисциплины.
Главными задачами мастера являются: строгое соблюдениетехнологии, точное выполнение режимов термообработки, обеспечение высокого качества,надежности и долговечности изделий.
Непосредственно у старшего мастера находится в подчинениистарший термист. Он руководит загрузкой и разгрузкой печей, их пуском иостановкой, включением и выключением вакуумных насосов; устанавливает и регулируетрежим отжига металла. Основной задачей старшего термиста является организацияработы участка колпаковых печей в соответствии с требованиями технологии иинструкции по работе оборудования.
Сменному мастеру и старшему термисту подчиняется бригадарабочих, которую возглавляет бригадир. Он отвечает за состояние оборудования иработу бригады на вверенном ему участке.
Начальник отделения и сменные мастера поддерживают теснуюсвязь с технологами цеха, работниками ОТК и цеховой экспресс лабораторией,являющейся филиалом общезаводской металловедческой лаборатории.
7. Экономическая часть7.1 Расчет капитальных вложений
Общая сумма капитальныхвложений в балансовую стоимость основных фондов [17]
КОС = КЗ+ КС + КСО + КР + КПР,(33)
где КЗ –капитальные затраты на возведение здания, сантехнику, руб.;
КС –капитальные затраты на строительство сооружения, руб.;
КСО –капитальные затраты на силовое оборудование и силовые машины, руб.;
КР –капитальные затраты на рабочие машины и рабочее оборудование, руб.;
КПР –капитальные вложения в прочие основные фонды, руб.7.1.1 Капитальные затраты на возведение здания
Расчет балансовой стоимостизданий и бытовых помещений производится по укрупненным показателям нормативнойстоимости 1 м2 зданий.
Общий объемпроизводственного здания
VПР = SПР× h, м3,(34)
где SПР –производственная площадь, м2;
h – высота, м.
VПР = 8008 ×15 = 120120 м3.
Стоимость 1 м2производственных зданий составляет 7800 руб., тогда стоимость здания
СПР = 8008 ×7800 = 62462400 руб.
Стоимость санитарно — технических проводок принимается 40% от стоимости строительных работ по зданию[17, c.4]
СС — Т = 0,4 ×СПР, руб.;(35)
СС — Т = 0,4 ×62462400 = 24984960 руб.
Площадь и объемконторских помещений по нормам и численности трудящихся. Численность трудящихся76 человек. Норма площади 2,4 м2 на одного человека, тогда
SА — Б = 2,4 ×76 = 182,4 м2
Высота принимается 3 м.
VА — Б = 182,4× 3 = 547,2 м3
Стоимость 1 м2административно — бытовых помещений равна 9000 руб. Общая стоимостьадминистративно — бытовых помещений
СА — Б = 182,4× 9000 = 1641600 руб.
Стоимость санитарно — технических проводок составляет 40 % от стоимости административно – бытовыхпомещений [17, c. 4]:
СС — Т = 0,4 ×1641600 = 656640 руб.
КЗ = 62462400 + 24984960 + 1641600+ 656640 = 127223040 руб.7.1.2 Капитальные затраты на возведение сооружений
Капитальные затраты навозведение сооружений принимаем 20 % от стоимости производственного здания.
КС = 0,2 ×СПР = 0,2 × 62462400 = 12492480 руб.(36)7.1.3 Капитальные затраты на силовые машины и силовоеоборудование
Капитальные затраты насиловые машины и силовое оборудование
КСО = N ×ЦЭ × n,руб.,(37)
где N – установочнаямощность силового оборудования, кВт;
ЦЭ – стоимость1 кВт установленной мощности, включая монтаж, руб.;
n – количество печей.
КСО = 700 ×80 × 88 = 4928000 руб.7.1.4 Капитальные затраты на рабочее оборудование
Капитальные затраты нарабочее оборудование
КР = Ц ×(1 + sН.Р.) × n,(38)
где Ц – оптовая ценаединицы оборудования, руб.;
sН.Р. – коэффициент, учитывающие затратына транспортно — заготовительные нужды, сооружение фундаментов и монтаж;
n – число единицоборудования.
Капитальные затраты напечи
КР1 = 191345 ×88 = 16838360 руб.
Капитальные затраты наэлектромостовые краны
КР2 = 61371,25× (1 + 0,2) × 3 = 220936,5 руб.
Капитальные затраты нанеучтенное оборудование применяем 15 % от капитальных затрат на технологическоеоборудование
КР3 = 0,15 ×16838360 = 2525754 руб.
КР = 16838360+ 220936,5 + 2525754 = 19585050,5 руб.
Прочие основные фондыпринимаем 20 % от основных фондов
ПОФ = 0,2 × (89745600+ 12492480+ 4928000 + 2525754) = 109691834 руб.
Таблица 19. Капитальныезатраты на возведение зданий и бытовых сооруженийНаименование Стоимость зданий, руб. Стоимость сан — тех. проводок, руб. Балансовая стоимость, руб. Производственные здания 62462400 24984960 87447360 Административно — бытовые здания 1641600 656640 2298240 Итого 89745600
Таблица 20. Капитальныевложения в рабочие машины и рабочее оборудованиеНаименование оборудования Кол — во, штук Стоим. ед. с учетом монтажа, руб. Балансовая стоимость, руб. Технологическое оборудование (печи) 88 248748,5 16838360 Прочее оборудование (вентиляция и т.д.) — — 2525754 Итого: — — 19364114
Таблица 21. Основнойкапитал, его структура и амортизационные отчисленияГруппы основных фондов Основные фонды Норма амортизации, % Амортизационные отчисления, руб. Руб. % Здания 89745600 37,96 2,6 2333385,60 Сооружения 12492480 5,28 2,6 324804,48 Силовые машины и оборудование 4928000 2,08 15 739200,00 Рабочие машины и оборудования 19585050,5 8,28 12 2350206,06 Итого 126751130,5 53,61 — 67948095,29 Прочие основные фонды 109691834 46,39 10 10969183,40 Всего 236442964,5 100,00 — 16716779,54
Удельные капитальныевложения определяются отношением полной балансовой стоимости основных фондовотделения к годовому объему производства
КУД = 236442964,5/80000 = 2955,54 руб.
7.2Энергетика отделения
Расход технологическойэлектроэнергии на единицу оборудования
ЭТ = N ×ФД × h ×КЗ,(39)
где ЭТ –годовой расход технологической энергии, кВт/ч;
N – установленнаямощность печи, кВт;
ФД –фондвремени работы печи в течение года, ч.;
h – коэффициент загрузки;
КЗ –коэффициент загрузки.
ЭТ = 700 ×8322 × 0,6 × 0,84 = 2936002 кВт/ч.
Потребность вэлектроэнергии силовой (для электродвигателей, механизмов и машин)
ЭС = å КСi × Ni × Фi × КП × ni,(40)
где ЭС –расход производственной энергии в течение года, кВт × ч;
КСi –коэффициент спроса по данной группе потребителей;
Ni – установленная мощность в данной группе потребителейэлектроэнергии, кВт;
Фi – фактическое время работы даннойгруппы потребителей электроэнергии, ч;
КП –коэффициент текущих простоев (принимается 0,8);
ni – количество единиц оборудования вданной группе потребителе [17].
ЭП (краны) =(0,25 × 50 × 8322 × 0,8) × 3 = 249660 кВт × ч
ЭП (печи) =(0,65 × 700 × 8322 × 0,8) × 88 = 266570304 кВт ×ч.
ЭП (вент.) =(0,70 × 30 × 8322 × 0,8) × 3 = 419428,8.
∑ЭП =267239392,8 кВт × ч.
Затраты электроэнергии наосвещение
ЭО = ( F ×× q × r × hО) / 1000,(41)
где ЭО –годовой расход электроэнергии на агрегате нормализации, кВт × ч;
F – освещаемая площадь, м2;
q – удельное количество ватт на 1 м2;
r – число часов горения в году, притрехсменной работе;
hО – коэффициент одновременного горения для печногозала.
Расход электроэнергии наосвещение производственных помещений:
ЭОПР = (8008 ×11 × 4700 × 0,8 / 1000 = 331210,9 кВт × ч.
Расход электроэнергии наосвещение бытовых и служебных помещений
ЭОБ = (182,4 ×10 × 4700 × 0,7) / 1000 = 6000,96 кВт × ч.
Общий расходэлектроэнергии на освещение
ЭО = ЭОПР + ЭОБ = 331210,9 + 6000,96 =337211,86 кВт × ч.
Расход потребностиотделения в воде
на производственные нужды
V = 287 × 8322 = 2388414 м3;
на хозяйственные нуждыэтот расход составляет 75 л на 1 человека в смену. Количество этих смен в годусоставляет 262.
V = 75 × 76 × 262 =1493400 м3
Расход защитного газаводорода на 1 т. анизотропной электротехнической стали составляет 328 м3.Годовой расход водорода
VВОДОРОД = 328 × 800000 = 26250000 м3,
где 80000 – годовой объёмпродукции, т.
Расход защитного газаазота на одну тонну анизотропной электротехнической стали составляет 99,4 м3. Годовой расход азота
VАЗОТ = 99,4 × 80000 = 7950000 м3.
Расход сжатого воздуха на1 т. анизотропной электротехнической стали – 163,7 м 3
VВОЗДУХ = 163,7 × 80000 = 13095000 м3.
Таблица 22. Годовойрасход и затраты на различные виды технологической энергииНаименование видов энергии и энергоносителей Годовой расход Цена ед. продукции, руб. Затраты, руб. Энергия технологическая, кВт × ч 2936002 0,48 1409280,96 Энергия силовая, кВт × ч 267239392,8 0,48 128274908,5 Энергия на освещение, кВт × ч 337211,86 0,48 161861,6928
Азот, тм3 7950 4350 34582500
Сжатый воздух, тм3 13095 80 1047600
Вода техническая, тм3 2388,41 410 979248,1
Вода химически очищенная, тм3 1493,4 3910 5839194
Водород, тм3 16000 2500 40000000 Итого — — 212294593,3 7.3 Определение штатов обслуживающего персонала
На участке применяетсятрехсменный четырех бригадный график работы при непрерывной рабочей неделе и восьмичасовом рабочем дне.При непрерывнойотработке каждой бригадой по четыре дня предусмотрено 48 часов отдыха.
Таблица 23. Графиквыходов на работуЧисло 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1смена 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 2смена 3 4 4 4 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3смена 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 1 1 1 1 2 Отдых 4 3 2 2 1 4 3 3 2 1 4 4 3 2 1 Число 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1смена 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 2смена 3 3 4 4 4 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3смена 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 1 1 1 1 Отдых 1 4 3 2 2 1 4 3 3 2 1 4 4 3 2 7.3.1 Баланс использования рабочего времени
Баланс использованиярабочего времени с учетом продолжительности отпуска, режима труда и отдыха, а также сучетом длительности рабочего дня.
Отделение для термическойобработки относится к непрерывным производствам. В нем установлено оборудованиебольшой мощности, и так как расход тепловой энергии оборудования велик, то работа в одну или двесмены привела бы к большим потерям времени на разогрев агрегата, и ощутимым непроизводственнымпотерям электроэнергии для поддержания рабочей температуры, при работе нахолостом ходу в нерабочие смены. Поэтому в отделении устанавливаетсякруглосуточная работа, т.е. в три смены без междусменных перерывов. При такойорганизации труда каждая бригада работает в течение восьми часов. После четырехдней работы в одну смену бригада имеет 48 часов отдыха. Чередование сменпрямое, т.е. из первой смены бригада переходит во вторую, из второй в третью,из третьей в четвертую.
Отдых бригадампредоставляется не в общеустановленные дни, а в дни, приходящиеся по графику.Работа в праздничные дни и предпраздничные дни производится, так же как иобычно.
Такой график работы непредусматривает регламентированного перерыва для отдыха и приема пищи. Приемпищи осуществляется в рабочее время.
Среднемесячнаядлительность работы по этому графику на 9,4 часа превышает норму для 41 –часовой рабочей недели. Эта переработка оплачивается как сверхурочная работа.
Потери времени навыходные дни
24 × 365 = 8760 ч;
8760 / 3 = 2920 ч;
2920 / 5 = 584 ч.
Номинальное время работыустанавливается как разность между календарным временем и потерями на выходныедни
2920 — 584 = 2336 ч.
Вычитая потери рабочеговремени из номинального времени работы, устанавливаем фактическое время работыи в том числе продолжительность работы в ночное и сверхурочное время.
Все расчеты по балансурабочего времени находятся в таблице 24.
Таблица 24. Балансиспользования рабочего времениЭлемент баланса Дни (для работающих по сменам) Часы Дни (для работающих не по сменам) 1. Календарное время 365 2920 365 2. Выходные дни 73 584 104,3 3. Праздничные дни — — 11 4. Номинальное время (п. 1 — (п. 2+п. 3)) 292 2336 250 5. Невыходы: в связи с отпуском 24 192 24 выполнение гос. обязанностей 1 8 1 по болезни 5 40 5 Всего невыходов 30 240 30
6. Фактическое время работы (п. 4 — п. 5)
в том числе:
а) в ночное время
б) переработка графика
в) в вечернее время
262
56,19
8,12
56,19
2096
449,5
65
449,5
220
—
—
— 7. Коэффициент списочности (п. 4/п. 6) 1,11 1,11 1,13
Таблица 25. Штатноерасписание рабочихПрофессии рабочих Разряд Часовая тарифная ставка Бригады Расстановочный штат Резерв Списочный штат прив. к 1 раз. Списоч рабоч. прив. к1 раз. 1 2 3 4 Основные производственные рабочие Термист проката 7 8,46 5 6 5 6 22 24,42 52,84 Ст.термист проката 11 11,40 3 3 3 3 12 13,32 38,84 Машинист крана 7 8,46 2 2 2 2 8 8,88 19,21 Бригадир на приеме и сдаче металла 8 9,06 1 1 1 1 4 4,44 10,29 Загрузчик термических печей 7 8,46 1 1 1 1 4 4,44 9,6 Оператор ПУ 3 6,46 1 1 1 1 4 4,44 7,34 Вспомогательные рабочие Слесарь – ремонтник 11 11,4 1 1 1 1 4 4,44 12,95 Электромонтёр 10 10,58 1 1 1 1 4 4,44 12,01 Всего — — — — — — 62 69 163,08
Таблица 26. Штатноерасписание ИТРПрофессия и должность Количество Месячный оклад, руб. Годовой оклад, руб. Начальник отделения ВТО 1 3852 46224 Старший мастер ВТО 1 3190 38280 Сменный мастер 4 2770 132960 Инженер – технолог 1 2315 27780 Всего 7 12127 245244
Таблица 27. Структурачисленности трудящихсяКатегория трудящихся Численность работников % Рабочие 69 90,8 ИТР 7 9,1 Всего 76 100 7.4 Расчет фонда заработной платы
Термическое отделениеявляется производством со строго регламентированным во времени технологическимпроцессом. Поэтому целесообразно применять повременно — премиальную системуоплаты труда. При выполнении норм выработки и получения продукции необходимогокачества устанавливается премия в размере 35 % от тарифной ставки.7.4.1 Фонд заработной платы рабочих, работающих по сменам
Зарплаты по тарифнымставкам [17]
ТЗ = е ×ш × tФ, руб.,(42)
где е – часовая тарифнаяставка рабочего 1 — го разряда, руб.;
ш – списочное количество работников,приведенных к первому разряду;
tФ –фактическое время работы по балансу рабочего времени, ч.
ТЗ = 4,03 ×163,08 × 2096 = 1377517,19 руб.
Доплата за работу в ночное и вечернее время принимаем 30 % оттарифной ставки
ТН = 0,3 ×е × ш × tН, руб,(43)
где tН – числочасов работы в ночное время.
ТН = 0,3 ×4,03 × 163,08 × 899 = 177250,18 руб.
Доплата за работу ввыходные дни
ТП = е ×ш × tП, руб,(44)
где tП – числочасов работы в праздничные дни,
ТП = 4,03 ×163,08 × 73 = 47976,50 руб.
Доплата за работу всверхурочное время
ТС = 0,5 ×е × ш × tС, руб,(45)
где tС – числочасов работы в сверхурочное время;
ТС = 0,5 ×4,03 × 163,08 × 65 = 21359,40 руб.
Размер премии составляет35% от зарплаты по тарифным ставкам при условии выполнения производственногозадания
ТПР = 0,35 ×ТЗ, руб;(46)
ТПР = 0,35 ×1377517,19 = 482131,01 руб.
Премия за стаж работысоставляет 35 % от зарплаты по тарифным ставкам
ТПРС = 0,35 ×ТЗ, руб.;(47)
ТПРС = 0,35 ×1377517,19 = 482131,01 руб.
Фонд основной заработнойплаты
ТОСН = ТЗ + ТН + ТП + ТС + ТПР + ТПРС, руб.; (48)
ТОСН = 1377517,19 + 177250,18 + 47976,50 + 21359,40 + 482131,01 + 482131,01 = 2588365,29 руб.
Средний часовой заработокработников
ТСР.Ч..=ТОСН / tФ, руб;(49)
ТСР.Ч. = 2588365,29/2096 = 1234,90 руб.
Фонд дополнительнойзарплаты
ТДОП = ТСР.Ч. × (tОТП + tОБ), руб;(50)
где tОТП –время ежегодного отпуска, ч;
tОБ – время выполнения государственных иобщественных обязанностей.
ТДОП = 1234,90 × (192 + 8) = 246980 руб.
Начисления на зарплатудля целей социального страхования
ТСТР = 0,26 ×(ТОСН + ТДОП), руб;(51)
ТСТР = 0,26 ×(2588365,29 + 246980) = 737189,77 руб.
Средняя заработная платарабочих
Зср = (ТОСН+ ТДОП)/в × м, (52)
где в – списочный штатработников;
м – количество месяцев вгоду.
ЗСР = (2588365,29 + 246980)/(69 × 12) = 3424,33руб.7.4.2 Фонд заработной платы ИТР
Основная производственнаяпремия для ИТР составляет 40 % от оклада [9]
ТПР = 0,4 ×(46224 + 38280 + 132960 + 27780) = 98097,6 руб.
Премия за стаж работы –35 % от оклада
ТПРС = 0,35 ×(46224 + 38280 + 132960 + 27780) = 85835,4 руб.
Номинальное время работы250 дней, а фактическое время работы 220 дней. Тогда дневной оклад начальникаотделения будет составлять
46224/250 = 184,9 руб.
Сумма месячных окладовсменных мастеров за год составляет 171240 руб. Номинальное время работысоставляет 292 дня, а фактическое – 262 дня.
Дневной оклад сменныхмастеров
171240/292 = 586,44 руб.
Доплата сменным мастерамза работу в ночное и вечернее время
ТН.В. = (586,44/8)× 0,35 × 899 = 23065,42 руб.
Доплата в праздничные дни
586,44 × 9 =5277,96 руб.
Таким образом, основнаязарплата ИТР составляет
ТОСН = 46224 +171240 + 98097,6 + 27780 + 85835,4 + 23065,42 + 5277,96 = 457520,38 руб.
Дополнительную заработнуюплату можно установить по среднедневному заработку
для сменных мастеров
586,44 + (23065,42 +5277,96)/262 = 694,62 руб.;
для начальника отделения– 187,50 руб.
Если потери времени наежегодный отпуск составляет для ИТР – 42 дней, то дополнительная заработнаяплата определяется
Тдоп = (694,62 + 187,50) ×42 = 37049,04 руб.
Начисления для целейсоциального страхования
ТСТР = (ТОСН+ ТДОП) × 0,26, руб.;
ТСТР =(457520,38 + 37049,04) × 0,26 = 128588,05 руб.
Средняя заработная платаИТР
ЗСР =451793,38/60 = 7529,89 руб.
Таблица 27. Фондзаработной платы ИТРОсновная зарплата, руб.
ТДОП Всего
ТОСН В том числе
ТЗ
ТПР Доплаты, руб.
ТН.В.
ТП 457520,38 245244 98097,6 23065,42 5277,96 37049,04 494569,42
Таблица 28. Фондзаработной платы ИТР и рабочихКатегория трудящихся
Сумма (ТОСН + ТДОП), руб.
Фонд з/п на 1 чел.
в год
Отчисления на соц.
страхование, 26% Рабочие 2835345,29 41091,96 737189,77 ИТР 494569,42 70652,77 128588,05 Всего 3329915 43814,67 865778 7.5 Калькуляция себестоимости термической обработки
Затраты на сменноеоборудование, инструмент, приспособления и оснастку определяются как 1 – 1,5%от общей суммы капитальных вложений в основные фонды [9]
0,012 × 236442964,5 = 2837315,57 руб.
Расходы на текущий ремонтопределяются как 5% от капитальных затрат на здания, силовые машины и силовоеоборудование и рабочие машины и рабочее оборудование
0,05 × 236442964,5 = 11822148,22 руб.
Затраты на содержаниеосновных фондов определяются как 11% от стоимости основных фондов
0,11 × 236442964,5 = 26008726,10 руб.
Общецеховые расходы равны5% от прямых материальных затрат (затраты на топливо, электроэнергию, затратына вспомогательные материалы, на зарплату производственных рабочих)
0,05 × (212294593,3 + 2835345,29) = 10756496,93 руб.
Общекомбинатовскиерасходы составляют 28% от передела.
258623027 × 0,28 = 72414447,56
Результаты расчетов занесеныв таблицу 29.
Таблица 29. Калькуляциясебестоимости термической обработки сталиНаименование показателей Проект Базовый цех V = 80000т На 1 тонну На 1 тонну Кол — во Цена, руб Сумма, руб. Кол — во Сумма Кол — во Сумма Энергозатраты: электроэнергия технологическая., кВт × ч 2936002 0,73 1409280,96 36,70 17,61 36,70 17,61 электроэнергия силовая, кВт × ч 267239392,8 0,73 128274908,5 3340,49 1603,43 3340,49 1603,43 электроэнергия на освещение, кВт × ч 337211,86 0,73 161861,69 4,22 2,02 4,22 2,02
Азот, тм3 7950 4350 34582500 0,10 432,28 0,10 432,28
Сжатый воздух, тм3 13095 80 1047600 0,16 13,09 0,16 13,09
Вода техническая, тм3 2388,41 410 979248,1 0,03 12,24 0,03 12,24
Вода химически очищенная, тм3 1493,4 3910 5839194 0,02 72,98 0,02 72,98
Водород, тм3 16000 2500 40000000 0,2 500 0,2 500 Фонд оплаты труда, руб. — — 3329915 — 41,62 — 66,37 Отчисления на соц. страх, руб. — — 865778 — 10,82 — 17,26 Сменное оборуд, руб. — — 2837315,57 — 35,47 — 25,82 Ремонт основных средств, руб. — — 11822148,22 — 147,78 — 107,64 Амортизация, руб. — — 16716779,54 — 208,96 — 128,76 Общецеховые расходы, руб. — — 10756496,93 — 134,46 — 87,62 Итого расходов по переделу, руб. — — 258623027 — 3232,79 — 3093,62 Общекомбинатов расходы, руб. — — 72414447,56 — 905,18 — 866,21 Себест, руб. — — 336877474 — 4137,97 — 3959,83
Приведенные затраты
ЗПР.= С + ЕН× КУ,(53)
где С – себестоимостьобработки, руб./т,
ЕН –нормативный коэффициент доходности инвестиций, принимаем 30%,
КУД – удельныекапитальные вложения, руб./т.
ЗПРпроект = 4137,97+ 0,3 ×2955,54 = 5024,63 руб./т;
ЗПРбаза = 3959,83+ 0,3 × 2364,43= 4669,16 руб./т
Таблица 30.Технико-экономические показателиПоказатели Проект Базовый цех Отклонение Годовой объем производства, т 150000 100000 50000 Численность работающих, чел. 76 85 - 9 Себестоимость обработки, руб./т 4137,97 3959,83 178,14 Капитальные удельные вложения, руб./т 2955,54 2364,43 591,11 Приведенные затраты, руб./т 5024,63 4669,16 355,47
Данный проект является неэффективным по сравнению с базовым. Для повышения экономической эффективности необходимодогружать печи другими марками стали.
8. Безопасность жизнедеятельности8.1 Краткая характеристика производственных зданий
Здания цеха термическойобработки из несгораемого огнеупорного материала и бетона. Колонныустанавливают рядами в узлах модульных разбивочных осей. Шаг колонн составляет12 метров. Здание одноэтажное, восемь пролётов. Высота здания 15 м. Площадьздания составляет: 8064 м2. Покрытие здание цеха выполнено в видежелезобетонных ферм пролётом 42 метра и ребристых плит типа СПР из бетона марки«300» и «400» с арматурой класса А1 и А4. Наружные стены избетонных панелей. Внутренние перегородки между пролётами – это трёхслойныеметаллические панели типа «сэндвич», состоящие из листов профильногометалла и утеплителя типа пенополиуретан. Встроенные помещения (пультуправления, машинные залы и пр.) выполнено из сборных объёмных элементов икирпича с перекрытием из мелких железобетонных плит (марка бетона«300»,АРМ. Класса А1). Цех имеет два выхода с одной стороны и два выхода с другойстороны. Размеры двери:2,1 × 1,0 м.Расстояние между эвакуационными выходами составляет 60 метров. Расстояние отнаиболее удалённого места до выхода 75 метров, что соответствует СНиП 2.01.02 –85. Наружные открытые лестницы стальные, шириной – 1 метр, с уклоном не более1:1, с ограждениями высотой – 1 метр.
Полы из рифленой чугуннойплитки.
Естественное освещениеотделения – боковое, 15 оконных проёмов с размерами 1,5 × 1,8 в два ряда.Для искусственного освещения применяют газоразрядные лампы ДРЛ 80 со световымпотоком 3200 лм. Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное,охранное и эвакуационное. Лампы располагаются на потолке в два ряда, с одинаковымрасстоянием между ними. Всего – 20 ламп.
Отопление – центральное,водяное, двухтрубное с верхней разводкой и обеспечивает следующие параметрывоздуха: температура 19 – 20 °С, относительная влажность – 50 – 60%,подвижность воздуха – 0,2 м/с.
Для предотвращенияскопления газа в помещениях имеется вентиляция. Для удаления пыли и токсичныхвеществ из производственного помещения цех оборудован приточно-вытяжнойвентиляцией, а также вытяжной местной вентиляцией для удаления загрязнённоговоздуха непосредственно с рабочего места. В отделении предусмотрен вытяжнойшкаф для удаления вредных газов и паров легковоспламеняющейся жидкости. Площадьвытяжного проёма с зонтом, открытым с трёх сторон – 1,58 м2. Вытяжказагрязнённого воздуха из помещения осуществляется с помощью вентилятора
Для тушения пожаровиспользуют огнетушители, пожарные краны, песок. В термическом отделении пенныеи порошковые огнетушители. Также есть пожарное водоснабжение, котороеобъединяется с производственным водопроводом.
Для внутреннегопожаротушения в зданиях на лестничных площадках, в коридорах, устанавливаютпожарные краны, с расчётом подачи воды в любую точку рабочей зоны. Количествокранов – 10 штук. Расход воды при наружном пожаре принимается в соответствии соСНиП «Водоснабжение. Нормы проектирования». Продолжительностьнаружного пожаротушения 2,5 часа. Для этого пожаротушения используют пожарныйводопровод низкого и высокого давления. Расстояние между гидрантами не более150 метров, а расстояние от гидрантов до стен зданий не более 120 метров, а отдороги не более 2,5 метра. Степень огнестойкости здания термического отделенияв соответствии со СНиП2.01.02. – 85 вторая, категория по взрывопожарности – Г (R > 90; E > 15; REJ> 45). Дляпредотвращения распространения пожара здание термического отделения от другихзданий противопожарными разрывами. Технологическое оборудование (печи)герметичное, минимальный разрыв – 30 метров, обеспечено газоплотностью муфеля.В помещении устанавливают сигнализацию. Для борьбы с огнём используют воду, ввиде тонко, распылённой струи. Нормы расхода воды на пожаротушение дляпредприятий, в соответствии со СНиП II – 31 – 74 и приведены в таблице 31.
Таблица 31. Нормы расходаводы на пожаротушение для предприятий (СНиП II – 31– 74) [27]Взрывопожарность здания Нормы расхода воды Объем 1 10 л/с
17800 м3 8.1.1 Перечень основного и вспомогательного оборудования
К основному оборудованиюотносят: машина для правки подовых плит – 1 шт.; сварочный преобразователь – 2шт.; компрессор – 2 шт.; насос вакуумный – 29 штук; аэратор ПАМ – 24 – 2 шт.;клещи полуавтоматические грузоподъёмностью – 14 тонн (3 штуки); мостовые краны– 3 штуки.8.2 Мероприятия по защите производственного персонала от опасностей ивредностей
Навсех производственных рабочих местах должны работать специалисты, знающие иточно соблюдающие технологический процесс, а также точно исполняющие всетребования техники безопасности.
1.Во избежании механических травм все перемещающиеся и вращающиеся элементыдолжны иметь защитные кожухи и ограждения, препятствующие получению травм.
Повышеннаяопасность эксплуатации грузоподъемных машин обусловлено следующими факторами:
а)возможностью случайного наезда крана или перемещающего им груза на объекты оборудования;
б)случайным падением перемещаемого груза, например, при неправильной его обвязкеили зацепке.
Дляобеспечения безопасности при эксплуатации грузоподъёмных машин служатпредохранительные приспособления и устройства. Для мостовых кранов – это ограничителиподъёма груза, ограничители хода тележки с лебедкой вдоль моста крана иограничители хода моста по подкрановым путям, которые оборудованы конечнымивыключателями, разрывающими цепь питания электродвигателя в конце пути;звуковой сигнал для предупреждения людей о движении крана.
2.Для защиты от поражения электрическим током необходимо, чтобы все оборудованиебыло заземлено. Токоведущие части должны быть надежно изолированы, огражденыили недоступно расположены. Необходимо использование предупредительнойсигнализации, предупредительных плакатов. При управлении установками желательнопользоваться дистанционным включением и выключением при помощи магнитногопускателя. Применять блокировочные устройства, препятствующие случайномупроникновению человека внутрь аппаратуры и устройств, элементы которыхнаходятся под напряжением. При ремонтных работах применять пониженноенапряжение питания. Необходимо проводить планово — предупредительные ремонты ипрофилактические испытания электрооборудования. Все работники при работахсвязанных с электричеством должны использовать средства индивидуальной защиты:части одежды (резиновые диэлектрические перчатки, боты, брезентовые рукавицы),вспомогательные приспособления (изолирующие площадки, подставки, коврики).
3.Для уменьшения воздействия избыточного тепла и тепловых излучений необходимотеплоизолировать нагретые поверхности, устанавливать экранирующие ширмы,использовать кондиционеры для создания микроклимата в помещениях, повозможности устанавливать дистанционное управление и наблюдение сиспользованием телекамер, мониторов и компьютеров. Необходимо использованиеспециальной одежды для предохранения рабочих от воздействия теплового излученияи ожога. Для улучшения теплорегуляции организма работающих на данном участкенеобходим питьевой режим. Для этого необходимо установить аппарат сгазированной водой.
4.В данном производстве ослабление шума не может быть достигнута за счетизменения технологии процесса. Следовательно, необходимо применение различныхэкранов, отражающих звуковые волны, а также установка пультов управления внезоны технологического агрегата. В целях личной защиты необходимо применениешумозащитных наушников, заглушек, вкладышей.
5.Одним из основных мероприятий по предупреждению взрывов и пожаров являетсяпожарная профилактика, направленная на установление строгого соблюденияработниками требований правил, норм и инструкций по технике безопасности,своевременное устранение неисправностей газового оборудования и газопроводов,недопущение утечек газа.
Повсей длине газового тракта необходима установка газоанализаторов, дающихимпульс на звуковую сигнализацию. Для предотвращения скопления газа впомещениях, необходимо устанавливать принудительную вентиляцию. Для ликвидациивозможных пожаров, объект необходимо оборудовать средствами пожаротушения. Вслучае возникновения пожара необходима возможность быстрой и безопаснойэвакуации людей. Для удаления пыли и токсичных веществ из производственногопомещения, необходимо цех оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией, а такжевытяжной местной вентиляцией для удаления загрязненного воздуха непосредственнос рабочего места. Помимо общецеховых мер необходимо применять индивидуальныесредства защиты.
8.3 Специальные требования безопасности при эксплуатации колпаковых печей
1. К обслуживаниювакуумно-водородных печей допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшиемедицинскую комиссию, обученные работе с водородом, изучившие производственно — технологическую инструкцию, имеющие удостоверение на право обслуживаниявакуумно-водородных печей и удостоверение на право работы стропальщиком.
2. В случаеполучения травмы немедленно сообщить об этом мастеру. При тяжелом несчастномслучае немедленно прекратить все виды работ в данной зоне, сохранить местопроисшествия в неизменном виде, сообщить об этом мастеру. Работу разрешаетсяначинать после указания мастера.
3. В случаенеобходимости уметь оказывать первую помощь пострадавшему при отравлении газамиили пораженному электрическим током.
4. Обслуживающийперсонал печи должен твердо знать, что подача водорода в печь, содержащуювоздух под колпаком, создает условия для образования взрывоопасной гремучейсмеси.
5. Защитный газсостава 95% азота и 5% водорода обладает удушающими действиями, особо опасновдыхание чистого азота, аргона и др. инертных не токсичных газов – человектеряет сознание и в течение нескольких минут наступает смерть. Вход в места,где возможно появление инертных газов, разрешен только при работающейвентиляции и отборе проб воздуха на кислород.
6. Выполнение работ,не входящих в круг обязанностей термиста проката, старшего термиста, оператораПУ – термиста проката – допускается только после получения соответствующегоинструктажа от сменного мастера непосредственно на рабочем месте с записью вличной книжке.
7. Перед началомработы старший термист проката, термисты проката, операторы пульта управления обязаны, принимая смену,ознакомиться с характером и особенностями работы печей. Проверить состояниефланцевых соединений и уплотнений на водопроводах, осмотреть газовые вентиликаждой печи, проверить поступление в печи водорода и азотного защитного газасогласно плана отжига.
8. Обо всехнеполадках, неисправностях термист проката, оператор ПУ обязан сообщитьстаршему термисту проката, а последний – сменному мастеру.
9. Во время работы:
· Постоянно следитьза показаниями и исправной работой контрольно — измерительной аппаратуры,предохранительных устройств;
· Не допускатьприменения открытого огня при осмотре колпака, контактных соединений, а такжевблизи печи СГН и водопровода;
· Продувкунагревателей стенда и газовых магистралей производить в защитных очках сжатымвоздухом.
Обслуживающийперсонал должен твердо знать, что ввод водорода в печь, содержащую под колпакомвоздух, создает взрывоопасную смесь.
В случаевоспламенения газа, выделяющегося через неплотности газопроводов, принятьсрочные меры к его тушению путем заделывания неплотностей шнуровым асбестом,обмазкой влажной вязкой глиной.
10. Перед включениемпечи в работу необходимо продуть газопровод защитным газом, проверить навоспламенение газ, истекающий из контрольной свечи. Если выходящий газ невоспламеняется, печь запускать в работу запрещается, о чем следует доложитьсменному мастеру. Если необходима проверка работы электронагревателей поднагрузкой, включение производить только при создании вакуума с остаточнымдавлением 30 – 40 мм рт. ст.
Послеокончания отжига, перед снятием колпака, в печь подать вместо водорода азотныйзащитный газ с максимальным расходом в течении 4 — х часов. При повторномвакуумировании провести проверку печи на герметичность с целью выявленияподсоса в местах ввода термопар. Все места утечки отмечаются мелом.
В случаевоспламенения водорода по периметру поднимаемого со стенда колпака необходимооставить последний в приподнятом состоянии до выгорания водорода, после чеговыставить колпак на тумбы с вентилятором. При остановке печи на срок более 5суток, печь от газовой магистрали отсекается заглушкой.
11. Ремонтные работына газопроводах, находящихся под давлением, производить запрещается.
Дляпроведения ремонтных работ, связанных с огневыми работами, на коллектореследует сбросить давление и продуть его азотным газом, взять анализ насодержание взрывоопасных газов.
Послеокончания ремонтных работ лицом, ответственным за их выполнение, делаетсяотметка в журнале заданий. После этого лицо, ответственное за безопаснуюэксплуатацию печей, дает разрешение на эксплуатацию отремонтированногогазопровода.
12. В случаепрекращения подачи водорода с электролизной станции или падения давления вмагистрали ниже 30 мм вод. ст., а в отводе от печи – ниже 10 мм вод. ст.,автоматические устройства переключают газопровод на подачу защитного газавместо водорода. При восстановлении нормального давления водорода обратноепереключение осуществляется оператором с пульта управления.
13. В случаепрекращения подачи охлаждающей воды на работающие печи необходимо перевестипечи с водорода на азот, устранить неисправность и продолжить работу согласнотехнологической инструкции.
В случае срабатыванияпредохранительного клапана и выброса газа в атмосферу с печи, работающей сводородом, необходимо продуть печь азотом в течении 4 — х часов, затемустранить неисправность.
В случаевозгорания водорода на газопроводе, фланцевом соединении, запорной аппаратуренеобходимо принять меры к его тушению, путем заделки неплотностей шнуровымасбестом, подачей азотного защитного газа на поврежденный участок.
Обо всехаварийных ситуациях необходимо докладывать диспетчеру цеха, старшемуаппаратчику газозащитной и электролизной станций.
14. По окончаниисмены рабочий обязан доложить:
· Сменщику обо всехнеполадках за смену;
· Мастеру о сдачесмены и полученных от сменщика замечаниях.8.4 Расчёт сопротивления заземляющего устройства
Помещение термическогоотделения в отношении опасности поражения электрическим током относится кпомещению повышенной опасности. По доступности электрического оборудования и поквалификации персонала помещение цеха относится к производственным. Питание всехэлектроустановок производится от сети переменного тока напряжением 220 В,частота тока 50 Гц. Причиной поражения электрическим током может явиться:
1. прикосновение кметаллическим частям оборудования, случайно оказавшимся под напряжением, врезультате отсутствия или повреждения защитных устройств.
2. прикосновение ктоковедущим частям, изоляция которых повреждена.
Для защиты работающих вслучае прикосновения к металлическим частям электрических установок, случайнооказавшимися под напряжением расчитывается защитное заземление Rзз по формуле:
Rзз=/>,(54)
где Rн, Rсз, Rпз – сопротивления нормативного, стержневого и полосовогозаземлителя соответственно, Ом.
Сопротивление стержневогозаземлителя рассчитывается по формуле:
Rсз=/>,(55)
где ρ – удельноеэлектрическое сопротивление грунта, Ом;
l, d – длина и диаметр стержневого заземлителя соответственно, м;
h1 – расстояние от поверхности земли до центра тяжестистержневого заземлителя, м.
Для чернозема ρ =200 Ом, длина стержневого заземлителя от 2,5 до 3 м (принимаем l = 2,5 м), d = 0,6 м.
Расстояние от поверхностиземли до центра тяжести заземлителя рассчитываем по формуле:
h1 = />,(56)
Rсз=/>=32,84 Ом.
Количество стержневыхзаземлителей определяется по формуле:
n = />,(57)
где кс и кэ– коэффициенты сезонности и эффективности соответственно.
Кс принимаетсяот 1 до 1,75 (принимаем кс = 1,75);
Кэ принимаетсяот 0,3 до 0,5 (принимаем кэ = 0,3).
n = />=12
Нормативное сопротивлениезащитного заземления при напряжении U100кВт составляет Rн/>10 Ом.
Сопротивление полосовогозаземлителя рассчитываем по формуле:
Rпз=/>,(58)
где L – длина полосового заземлителя, м.;
b – ширина полосового заземлителя, м.;
h2 – расстояние от поверхности земли до полосовогозаземлителя, м.
Ширина полосовогозаземлителя составляет b =0,04 м, расстояние от поверхности земли до полосового зазелителя h2 = 0,5 м.
Длина полосовогозаземлителя рассчитывается по формуле:
L = 1,05/>,(59)
где S – шаг стержневых заземлителей,принимается в интервале (2…..3) м, принимаем S = 3 м.
L = 1,05/>12/>3=37,8 м
Rпз = /> = 9,97 Ом.
Rзз=/>,
Сопротивление защитногозаземления соответствует нормам.
8.5Опасные и вредные производственные факторы
Таблица 32. Опасные ивредные факторыОпасные и вредные факторы Показатели Обоснование норм Проектные решения по защите от опасных и вредных факторов
Факти
ческие
Норма
тивные 1. Движущие и вращающие рабочие органы оборудования — — —
1. Определение размеров и границ опасных зон оборудования.
2. Обозначение границ опасных зон.
2. Параметры микроклимата:
– температура воздуха, °С
– относительная влажность, %
– подвижность воздуха, м/с
19–20
50–60
0,2
17–19
40–60
0,2
2.2.4.548 – 96
СанПиН Нормализация этих параметров в соответствии с СанПиН 2.2.4.548–96. Система центрального отопления и вентиляция.
3. Параметры эл. тока линий эл. привода оборудования:
– напряжение, В
– сила тока, А
– сопротивление заземляющего устройства, Ом
Сопротивление токоведущих частей, КВА
220/380
до 500
3,9
500
До 1000
До 500
4,0
50 ПУЭ –00 Размещение щитов управления в недоступном месте с замками. Защитное заземление. Применение защитных блокировочных устройств, систем автоматического отключения. Расчёт и проектировка защитного заземления.
4. Вредные вещества в воздухе помещения (концентрация)
– кремний двуокись кристаллическая при содержании её в пыли от 10 до 70% (гранит, шамот, углеродная пыль), мг/м3
– HCl ( пары соляной кислоты), мг/м3
100
6,5
2,0
5,0
ГОСТ 12.1.005–88 (табл.5)
(табл.4) Расчет и проектирование вытяжного шкафа для снижения фактической концентрации пыли до ПДК (ГОСТ 12.1.005 – 88) и проектирование системы вентиляции по СНиП 2–33–75.
5. Шум на постоянных рабочих местах и рабочих зонах в производственных помещениях. Уровень звукового давления, дБ.
– 63 Гц
– 125 Гц
– 250 Гц
– 500 Гц
–1000 Гц
–2000 Гц
–4000 Гц
–8000 Гц
Эквивалентный уровень звука дБА
94
89
83
79
74
76
75
70
73
99
92
86
83
80
78
76
74
80 ГОСТ 12.1.003 — 83 Согласно СН2.2.4./2.1.8. 562 –96 шум в цехе не превышает нормативные показатели, и защита от шума не требуется.
6. Освещение рабочих мест:
–коэффициент освещения, %
–освещённость поверхности, лк
0,3
1500
0,3
1500
СНиП
23– 05 –95
1. Оценка освещённости через проёмы или определение площади проёмов (сравнением ер с ен). 2. Расчёт количества светильников по Ен методом светового потока.
7. Наименьший размер различаемого объекта, мм.
Разряд зрительных работ.
Подразряд
1 — 5
4
б
9. Гражданская оборона9.1 Оценка устойчивости здания термического отделения к воздействиюударной волны
Ударная волна – этообласть резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распределяетсяво все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости отсреды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте.Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой взоне реакции, где высокаятемпература, а давление достигает миллиардов атмосфер (до 100000 млрд. Па). Общую оценку разрушений,вызванных ударной волной ядерного взрыва, принято давать по степени тяжестиэтих разрушений. Для большинства элементов объекта, как правило, среднее исильное разрушение. Для промышленных зданий берется обычно четвертая степень –полное разрушение. При слабом разрушении, как правило, объект не выходит изстроя; его можно эксплуатировать немедленно или после незначительного ремонта.Основные элементы могут деформироваться или повреждаться частично.Восстановление возможно силами предприятия путем проведения среднего иликапитального ремонта. Сильное разрушение объекта характеризуется сильнойдеформацией или разрушением его основных элементов, в результате чего объектвыходит из строя и не может быть восстановлен.
Здание цеха получитсреднее разрушение при избыточном давлении 30 кПа, слабое разрушение при 15 кПа и сильное разрушениепри 40 кПа.
Самый уязвимый элементцеха – это приборы контроля, уже при 25 кПа они полностью разрушаются. Самыеопасные элементы – колпаковые печи. Они могут быть разрушены из — за разрушенияздания при 70 кПа [23].
9.2Защита производственного персонала в условиях чрезвычайных ситуаций
На территории цеха для защиты рабочих и служащих от пожара,взрыва, вредных газов есть убежище. Оно представляет собой сооружение,обеспечивающее ее наиболее надлежащую защиту укрываемых людей от всехпоражающих факторов.
Так же применяют способ защиты рабочих и служащих, такой какэвакуация и рассредоточение. Рассредоточение – вывоз из зараженной зоны иразмещение в безопасной зоне, свободной от работы смены рабочих.
Эвакуация представляет собой организованный вывоз изповрежденной зоны и размещение в безопасной зоне рабочих и служащих. В отличиеот рассредоточенных рабочих и служащих, эвакуированные постоянно находятся вбезопасной зоне до особого распоряжения.
В комплексезащитных мероприятий важное значение имеет обеспечение рабочих средствамииндивидуальной защиты. К ним относятся: фильтрующие и изолирующие противогазы,респираторы, противопыльные тканевые маски. Фильтрующие противогазы являютсяосновным средством индивидуальной защиты органов дыхания. Они предварительноочищают вдыхаемый человеком воздух от вредных примесей. Изолирующие противогазыявляются специальным средством органов дыхания, глаз кожи лица от вредныхпримесей. Их используют так же тогда, когда недостает кислорода в воздухе.Респиратор применяют для защиты органов дыхания от пыли, в том числе и отрадиоактивной [23].
Библиографический список
1. Дубров Н.Ф. Электротехнические стали /Н.Ф. Дубров, Н.И.Лапкин. М.: Металлургия, 1963.
2. Чуйко И.М.Трансформаторные стали /И.М. Чуйко, Н.И. Машкевич, А.Т. Перевязко, Ю.П. Галицкий. М.: Металлургия,1970.
3. Поволоцкий Д.Я.Электрометаллургия стали и ферросплавов /Д.Я. Поволоцкий, В.Е. Рощин. М.:Металлургия, 1974.
4. Казаджан Л.Б. Магнитные свойства электротехнических сталейи сплавов /Л.Б. Казаджан. М.: Наука и техника, 2000.
5. ДружининВ.В. Магнитные свойства электротехнической стали /В.В. Дружинин. М.: Энергия,1974.
6. Гуляев А.П. Металловедение /А.П. Гуляев. М.: Металлургия,1986.
7. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов /С.С.Горелик. М.: Металлургия, 1967.
8. Новиков И.И. Теория термическойобработки металлов /И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1978.
9. Соколов К.Н. Технологиятермической обработки и проектирование термических цехов /К.Н. Соколов. М.:Металлургия, 1988.
10. Аптерман В.И. Колпаковые печи/В.И. Аптерман, В.Г. Двейран,
В.М. Тымчак. М.: Металлургия, 1965.
11. Райцес Н.Г. Термическая обработкана металлургических заводах /Н.Г. Райцес. М.: Металлургия, 1971.
12. ШубинР.П. Технология и оборудование термического цеха /Р.П. Шубин. М.:Машиностроение, 1971.
13. Рустем С.Л. Оборудование и проектирование термическихцехов /С.Л. Рустем. М.: Машиздат, 1971.
14. Горбунов И.П. Методическиеуказания по расчёту потерь тепла через кладку печи с применением ЭВМ /И.П.Горбунов. Липецк: ЛГТУ, 1989.
15. Горбунов И.П. Методическиеуказания по расчету термических электропечей и электрических нагревательныхэлементов /И.П. Горбунов. Липецк: ЛГТУ, 1998.
16. Солодихин А.Г. Технология,организация и проектирование термических цехов /А.Г. Солодихин. М.: Высшаяшкола, 1987.
17. Богомолова Е.П. Методическиеуказания к выполнению экономической части дипломной работы (проекта) дляспециальности «Металловедение и термическая обработка» /Е.П.Богомолова. Липецк: ЛГТУ, 2000.
18. Горбунов И.П. Основноеэлектротермическое оборудование и особенности дипломирования /И.П. Горбунов.Липецк: ЛГТУ, 1999.
19. Промышленные печи: Справочное руководство для расчетов ипроектирования /Под ред. Е.И. Казанцева. М.: Металлургия, 1975.
20. Долотов Г.П. Оборудование термическихцехов и лабораторий испытания металлов /Г.П. Долотов. М.: Машиностроение, 1988.
21. Алёшин А.С. Вопросы безопасности в дипломных проектах иработах. Общие методические указания по содержанию и выполнению разделабезопасности труда для студентов инженерно — технических специальностей /А.С.Алёшин Липецк: ЛГТУ, 1990.
22. Алёшин А.С. Методические указания к расчету сопротивлениязащитного заземляющего устройства производственных помещений при дипломномпроектировании /А.С. Алёшин. Липецк: ЛГТУ, 1981.
23. Демиденко Г.П. Защита объектов народного хозяйства оторужия массового поражения /Г.П. Демиденко. Киев: Высшая школа, 1989.
24. Горбунов И.П. Основноеэлектротермическое оборудование и особенности дипломирования /И.П. Горбунов.Липецк: ЛГТУ, 1999.
25. Технологическая инструкция ОАО «НЛМК».Холодная прокатка, термическая обработка и покрытие анизотропнойэлектротехнической стали толщиной 0,15 мм. ТИ 05757665 — ПХЛ. — 05 — 2000.
26. Технологическая инструкция ОАО «НЛМК»ТИ 106ПХЛ.2 — 16 — 97.
27. СНиП II –31– 74 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1976.