Изотропная электротехническая сталь

Оглавление.
1. Общая часть
1.1 Введение
1.2 Задание по курсовому проекту
1.3 Обоснование строительства отделения
2.Техническая часть
2.1 Требования предъявляемые к изотропной стали
2.2 Выбор марок стали
2.3 Влияние элементов на свойства стали
2.4 Влияние различных факторов обработки на улучшения технологических свойств ИЭС 3-й группы легирования.
2.5 Технологический процесс
2.6 Технико-экономическое обоснование выбранной технологии.
3. Расчет оборудования и проектирования отделения.
3.1 Технико-экономическое обоснование выбора основного, дополнительного и вспомогательного оборудования.
3.2 Расчет электрических нагревательных элементов.
3.3 Тепловой расчет термоагрегата.
3.4 Расчет количества оборудования.
3.5 Расчет производственных площадей, планировка, грузопотоки.
3.6 Определение количества и типов приборов контроля.
4. Механизация и автоматизация.
5. Организация труда и управление отделением.
6. Экономическая часть.
6.1 Расчет капитальных вложений по группам основных фондов.
6.2 Расчет капитальных вложений в нормируемые оборотные средства.
6.3 Баланс использования рабочего времени.
6.4 Расчет фонда заработной платы.
6.5 Калькуляция себестоимости термической обработки
7. Охрана труда. Охрана природы.
8. Список используемой литературы.
Общая часть

1.1 Введение
Изотропная электротехническая сталь применяется для производства электромашин, магнитопроводов, реле, дросселей, генераторов, преобразователей энергии.
В настоящее время в связи со значительным улучшением качества этой стали, объем производства и использования значительно вырос.
Изотропная электротехническая сталь по способу производства бывает горячекатаная и холоднокатаная. Горячекатаную сталь производят главным образом методом горячей прокатки листов на двухвалковых станах с нижним приводным валиком. Она имеет низкий уровень магнитных свойств и качество поверхности, не обеспечивающее коэффициент заполнения пакетов магнитопровода выше 0,93. С развитием непрерывной разливки стали, пуском в эксплуатацию непрерывных высокоскоростных широкополосных станов горячей и холодной прокатки, использование проходных печей для обезуглероживания и рекристаллизации металла, доля горячекатаной электротехнической стали в общем объеме производства быстро уменьшается. Себестоимость холоднокатаной стали значительно ниже, чем горячекатаной.[1]
В процессе обработки на агрегате непрерывного действия рулоны ленты разматывают и протягивают через печь по опорным роликам при этом обеспечивается однородность свойств металла, все процессы протекают с большей скоростью. Внедрение непрерывных линий позволяет механизировать и автоматизировать процессы, в результате чего достигается высокая производительность труда.
1.2. Задание по курсовому проекту
Проект термического отделения для обезуглероживающего и рекристаллизационного отжига изатропнотехнической стали третий группы легирования в толщине 0,5 мм в условиях ЛПЦ-5 АО НЛМК годовая программа 120'000 тон.
1.3. Обоснование строительства отделения
Изотропные электротехнические стали, с толщиной 0,5 мм, являются основным материалом для изготовления магнитоактивных частей машин, вырабатывающих или преобразующих электроэнергию.
Улучшение магнитных свойств изотропных электротехнических сталей приводит к экономии электроэнергии. Поэтому во многих странах ведутся интенсивные исследования и делаются значительные капитальные вложения в оборудование и совершенствование технологии изготовления этих сталей.
Строительство отделения обеспечивает правильное расположение цехов, участков источников снабжения водой, газом, а также удовлетворяет основному техническому решению, проектированию цеха, и основным технико-экономическим показателям.

2. Техническая часть.
2.1 Требования предъявляемые к изотропной стали.
По условиям работы электротехнических сталей требуется высокая магнитная проницаемость и малые потери энергии при перемагничивании.
Потери энергии при перемагничивании зависят от площади петли гистерезиса, то есть от остаточной индукции и коэрцитивной силы. Для уменьшения площади петли гистерезиса при высокой магнитной индукции должна быть получена очень маленькая коэрцитивная сила.
Наиболее простым магнито-мягким материалом является очень чистое железо. Но удельное электрическое сопротивление его мало, поэтому оно может применяться там, где удельное сопротивление роли не играет. Кроме того железо подвержено магнитному старению. Поэтому для изотропной стали необходимо легирования железа элементами повышающими удельное электросопротивление. Уровень магнитных свойств электротехнических сталей в значительной степени зависит от способа получения, хранения, толщины листов, характера структуры и текстуры металла.
2.5. Технологический процесс.
Выплавку стали, с содержанием 0,8-3,2% кремния, проводят в электродуговой печи или кислородном конвекторе. После горячей прокатки на толщину 2,0-3,0 мм, с нормализацией или без нее, проводят однократную холодную прокатку на конечную толщину. В дальнейшем холоднокатаный металл подвергается электронно-лучевой обработке, в результате чего полоса нагревается до определенной температуры. Мощность электронного пучка и доза облучения выбирается с учетом температуры нагрева полосы. Продолжительность облучения зависит от размера зерна в стали перед обезуглероживающим отжигом. После радиационно-термической проработке проводится обезуглероживающий отжиг полосы в интервале температур 800-8500С с точкой росы +20-300С в азото-водородной атмосфере и конечный рекристаллизационный отжиг при температуре 1000-11000С
Терморадиационная обработка ускоряет диффузионные процессы, интенсифицирует структурно-фазовые превращения, приводит к модификации облучаемого материала. Нагрев металла пучком электронов уменьшает разнозернистость, способствует развитию текстурных компонент, благоприятных с точки зрения магнитных свойств, ориентировок.[4]
Сталь третьей группы легирования подвергалась горячей прокатке на толщину 2,25 мм, нормализации при температуре 8500С с последующим травлением поверхности полосы в соляно-кислотном растворе. Затем осуществлялась холодная прокатка на толщину 0,5 мм и радиационно-термическая обработка пучком электронов с заданной мощностью и до определенной температуры. После этого образцы обезуглероживали при 8200С с точкой росы +250С в атмосфере содержащей 95%N2+5%H2 до содержания углерода 0,05%. Конечный рекристаллизационный отжиг проводился при температуре 10500С в сухом защитном газе 7 мин. В результате такой обработки получен размер зерна в пределах 180-220 мкм.[4]
Принципиальная технологическая схема производства холоднокатаной электротехнической стали 3 группы легирования в условиях ЛПЦ-5 представлена в таблице 1.
Таблица 1.

Предел
Вид обработки. Наименование
Подготовка горячекатаных рулонов.
С укреплением рулонов и обрезкой кромки.
Нормализация.
Отжиг горячекатаного подката.
Травление.
С дробеструйной обработкой без обрезки кромки.
Холодная прокатка.
На конечную длину или промежуточную толщину.
Подготовка холоднокатаных рулонов.
Подготовка с обрезкой кромки и обрезкой концов.
Термообработка.
Обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиг + электроизоляционное покрытие.