УГАР  МЕТАЛЛА  ПРИ  НАГРЕВЕ  В  ЛАБОРАТОРНЫХ  УСЛОВИЯХ

Лесунов  Сергей  Сергеевич

студент  кафедры  ММ  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

Тимофеева  Дарья  Сергеевна

студент  кафедры  ЭиМ  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

E -mail:  dakatuli@bk.ru

Тимофеева  Анна  Стефановна

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  кафедры  ММ  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

Определение  угара  стали  Ст  3сп  и  Ст  10  методом  моделирования  процесса  нагрева  в  лабораторных  условиях.

Нагрев  образцов  в  виде  куба  со  стороной  50мм  и  массой  в  пределах  проходил  по  режиму,  применяемому  в  технологической  инструкции  в  нагревательных  печах  ОАО  «ОЭМК»  для  1  и  2  группы  (рис.  1).

Таблица  2. 

Режим  нагрева  стали  1  и  2  групп  [1].

12  образцов  предварительно  зачистили,  взвесили,  половину  покрыли  защитным  покрытием. 

Образцы  разбили  по  парам:  с  покрытием  и  без  покрытия.  После  чего  нагревали  образцы,  согласно  таблице  1  в  печи  SNOL  7,2/1300.

Для  определения  угара  было  проведено  5  экспериментов,  в  каждом  из  которых  изменялось  продолжительность  нагрева  или  температура.

Подготовка  металла  к  покрытию  и  его  нанесение  происходили  в  следующем  порядке: 

поверхность  всех  образцов  шлифуется  до  полного  очищения  от  загрязнений;

измеряются  геометрические  размеры  и  масса;

перед  нанесением  покрытия  образцы  обезжириваются  органическими  летучими  растворителями;

нанесение  защитного  покрытия  на  образцы  путем  обмазки  кисточкой;

после  нанесения  покрытия  оставляем  образцы  высыхать  при  комнатных  условиях  в  течение  20минут; 

после  полного  высыхания  покрытия  проводятся  эксперименты,  связанные  с  нагреванием  образцов.

Для  определения  угара  металла  использовались  следующие  приборы  и  оборудование: 

1.  Печь  муфельная  SNOL  7,2/1300;

2.  Печь  муфельная  SNOL  7,2/1100;

3.  Металлические  образцы;

4.  Электронные  весы;

5.  Антикоррозионное  покрытие;

6.  Керамические  тигли; 

7.  Термостойкие  перчатки;

8.  Клещи;

9.  Кисть;

Для  определения  угара  образцы  предварительно  взвешиваются,  измеряются  геометрические  параметры.  Находится  площадь  образцов.

Площадь  поверхности  куба:

,

где:  S  —  площадь; 

a  —  длина; 

b  —  ширина; 

h  —  высота;

Полная  площадь  поверхности  круглого  цилиндра:

π  =  3,141592. 

Дальше  находится  разность  масс  образцов  до  нагрева  и  после.

Формула  для  определения  угара  металла:

где:   

Формула  для  определения  удельного  увеличения  массы  образцов: 

где:   

Результаты  экспериментальных  исследований 

Геометрические  размеры  образцов  представлены  в  таблице  2.

Таблица  2. 

Геометрические  размеры  образцов

Рост  масс  образцов  по  зонам  нагрева  представлен  в  таблице  3.

Таблица3. 

Рост  масс  образцов  по  зонам  нагрева

Время  нагрева,  выдержка  и  температура  по  зонам  представлена  в  таблице  4.

Таблица  4. 

Время  нагрева,  выдержка  и  температура  по  зонам

На  рисунке  1  представлена  зависимость  роста  угара  от  времени

Рисунок  1.  Рост  угара  от  времени

Для  нагревательной  печи  в  основном  характерны  температуры  нагрева  от  900  ⁰С  и  выше.  Основной  угар  приходится  на  эти  температуры.  По  полученным  результатам  можно  сделать  выводы,  что  применяя  покрытие,  можно  уменьшить  угар  металла  в  печи  перед  прокаткой,  тем  самым  повысить  эффективность  работы  печи  нагрева,  а  также  увеличится  выход  годного  металла.

Определим  экономический  эффект  от  уменьшения  угара  при  покрытии  металла  перед  нагревом  (табл.  3).

Для  первой  зоны  угар  металла  при  единовременной  садке  650т  составит:

0,06  -0,01=0,05  %-на  такое  количество  %  уменьшится  угар  в  первой  зоне

Это  составит  650/100*0,05=0,325(т).

Для  второй  зоны:650/100*(0,33-0,19)=0,91(т).

Для  третьей  зоны:650/100*(0,55-0,40)=0,975(т) 

Для  четвертой  зоны:  650/100*(0,68-0,48)=1,3(т)

Для  пятой  зоны:  650/100*(0,8-0,61)=1,235(т)

Для  шестой  зоны:  650/100*(1,44-1,34)=0,650  т

Итого  за  одну  садку  угар  металла  уменьшится  на  5,395  т

При  цене  14400  руб.  за  тонну  стали  экономический  эффект  на  одну  садку  составит:  77688  руб.  или,  считая  по  инструкции,  что  длительность  обработки  составит  188  минут  или  3,13  часа,  то  экономический  эффект  будет  равен

77688/650/3,13=38руб/(т*час)

Список  литературы:

1.Нагрев  и  гомогенизация  непрерывнолитых  заготовок  в  СПЦ-1  —  Т.И.П.  03-94-2012,  ОАО  «ОЭМК»,  —  35  с.