Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательн...
48 downloads
185 Views
821KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо–Западный государственный заочный технический университет Кафедра металлургии и литейного производства
Основы производства и обработки металлов
Методические указания к выполнению лабораторных работ
Факультет технологии веществ и материалов Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 651300 – “Металлургия” 110400 – “Литейное производство черных и цветных металлов” Специализация 110409 – “Литейное производство и экономика металлургии” Направление подготовки бакалавра 550500 – “Металлургия”
Санкт-Петербург 2004
2
Утверждено редакционно-издательским советом университета. 669.053 (075.8) Основы производства и обработки металлов: Методические указания к выполнению лабораторных работ. – СПб.: СЗТУ, 2004. - …с. Тематика лабораторных работ соответствует содержанию рабочей программы и отвечает требованиям государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению и специальности подготовки дипломированного специалиста 651300 – “Металлургия” (специальность 110400 - “Литейное производство черных и цветных металлов”, специализация 110409 – “Литейное производство и экономика металлургии”; направление подготовки бакалавра 521500 – “Металлургия”. Приведена методика использования лабораторного оборудования и персональных компьютеров для решения на практике и с помощью компьютерного моделирования типовых задач изучаемой дисциплины. Рассмотрено на заседании кафедры металлургии и литейного производства (протокол № … от ….2004г.); одобрено методической комиссией факультета технологии веществ и материалов (протокол № … от ….2004г.).
Рецензенты: кафедра металлургии и литейного производства (зав. кафедрой А.А.Яценко, канд. техн. наук, доц.); Е.Н.Коровин, ст. научн. сотр. ФГУП ЦНИИ КМ “Прометей”, канд. техн. наук.
Составители: В.В.Дембовский, канд. техн. наук, проф.; В.И. Ларионов, канд. техн. наук, доц.; С.П.Пименов, аспирант кафедры металлургии и литейного прпоизводства, Р.В.Сулягин, зам. директора Научноисследовательского центра ТК “ОМЗ – Ижора”; канд. техн. наук, Н.А.Хлямков, ст. научн. сотр. ЦНИИ КМ “Прометей”, канд. техн. наук; И.В.Шергин, канд. геолого – минералогических наук, доц.
© Северо – Западный государственный заочный технический университет, 2004
3
Введение Цель настоящего лабораторного практикума заключается в наглядной иллюстрации сущности важнейших металлургических процессов, изучаемых в теоретической части дисциплины на протяжении третьего и четвёртого семестров. Для этого используется соответствующее лабораторное оборудование. В тех случаях, когда изучаемые агрегаты и процессы невозможно осуществить в лабораторных условиях, используются макеты и компьютерное моделирование таких процессов на основе специально разработанного программного обеспечения. Охрана труда и техника безопасности при выполнении лабораторных работ В процессе выполнения лабораторных работ следует строго выполнять правила электро- и экологической безопасности. Категорически запрещается прикасаться к открытым токоведущим частям. При работе с лабораторными электропечами необходимо помнить, что их наружные поверхности нагреваются до высокой температуры. Поэтому прикосновение к ним опасно. Все манипуляции с лабораторными электропечами производить в защитных рукавицах. При расплавлении гипосульфита и стеарина (парафина) обязательно пользоваться защитными очками. Перед началом работ следует ознакомиться с лабораторным оборудованием и изучить “Инструкцию по технике безопасности”, в которой отражены общие вопросы, способы оказания первой помощи пострадавшим и в дальнейшем строго соблюдать ее положения. Получившие инструктаж расписываются в специальном журнале. Включать установки только с разрешения руководителя и строго предупреждать товарищей словами: “Внимание, подаю напряжение!”. После окончания работы отключают установку и приводят ее в исходное состояние. При тех или иных неполадках в работе немедленно сообщают руководителю. Библиографический список 1.Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев В.А. Общая металлургия: Учебник. – М.: Металлургия, 2002. 2.Дембовский В.В. Компьютерные технологии в металлургии и литейном производстве. : Учебное пособие в 2х ч. – СПб.: СЗТУ, 2002 (2003). 3.Применение персональных компьютеров в металлургии и литейном производстве: Методические указания к практическим занятиям, курсовым, дипломным работам и НИРС / сост. В.В.Дембовский и др. – СПб. ; СЗПИ, 1988.
4
4. Расчёты металлургических процессов на ЭВМ / Д.И.Рыжонкови др. М: Металлургия, 1987. Работа №1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С СЫРЫМИ МАТЕРИАЛАМИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЛАВКИ И СПОСОБАМИ ИХ ПОДГОТОВКИ Цель работы Ознакомление с коллекцией сырых материалов и способами их подготовки к использованию в металлургических процессах. Основные теоретические положения В коллекции кафедры, созданной доц. И.В.Шергиным, имеются различные виды железных руд, концентратов, а также агломератов и окатышей. Руды, содержащие в основном гематит (Fe2O3), называются красными железняками, или гематитовыми рудами. Цвет красных железняков изменяется от красного до светло-серого и даже черного, но на шероховатой фарфоровой пластине все его разновидности всегда оставляют красную черту. Содержание железа в этих рудах 50 … 70 %. Красные железняки, содержащие 40 ... 50 % Fe при большом количестве в пустой породе кремнезема – до 30 … 40 %, называются кварцитами. Руды, содержащие в основном Fe3O4, называются магнитными железняками, или магнетитовой рудой. Магнетит можно рассматривать как оксид железа FeO·Fe2O3, содержащий 30% FeO и 70% Fe2O3. Магнитные железняки часто загрязнены серой (до 6%). Вследствие присутствия пустой породы они содержат до (50—60) % железа. Цвет руд - блестящий, черно-синий. Железные руды, содержащие в основном гидроксид железа (главным образом лимонит – 2Fe2O3·3H2O), называются бурыми железняками. Они чаще всего содержат много фосфора и мышьяка. Цвет бурых железняков обычно бурый и желтый. Содержание железа от 25 до 50%. В коллекции имеются также марганцевые руды, используемые для производства чугуна, ферромарганца и внебольших количествах при выплавке стали; хромовые руды, являющиеся сырьем для производства феррохрома и металлического хрома; медные и свинцово - цинковые руды; каолин и бокситы, служащие сырьем для производства алюминия. В коллекции содержатся различные виды каменных углей, включая антрацит, и продукт переработки каменных углей — кокс. Флюсы представлены различными сортами известняка, бокситом, плавиковым шпатом и кварцевым песком. Цель металлургических процессов заключается в переработке этих материалов таким образом, чтобы с наименьшими затратами извлечь из них наибольшее количество металла. Первичным металлосодержащим сырьем являются руды, которые представляют собой со-
5
вокупность минералов, то есть химических соединений, образовавшихся в природных условиях. Минералы, содержащие извлекаемые металлы, называются орудняющими, а все остальные – пустой породой. К следующей группе сырых материалов относится топливо, при сгорании которого выделяется теплота необходимая для протекания металлургических процессов и достижения заданной температуры продуктов. Топливо не входит в состав обязательных компонентов материалов плавки, если необходимая теплота выделяется в результате экзотермических реакций, протекающих при участии металлосодержащих материалов. В тех случаях, когда источником теплоты служит электроэнергия, необходимость в топливе отпадает. Если топливо является обязательным компонентом металлургической плавки, то предъявляются определенные требования к его прочности, зольности, газопроницаемости, кусковатости и т. д. При пониженной прочности топлива образуется много мелочи, что ухудшает газопроницаемость шихты. По этой причине в качестве топлива в шахтных печах, например, не могут быть использованы каменные угли. Основным видом топлива в них является кокс, который получается нагревом измельченных каменных углей при температуре 1100 … 1200 °С без доступа воздуха. Кокс — дорогое и дефицитное топливо, доля которого, на пример в себестоимости чугуна составляет около 40%. В последнее время часть кокса заменяют природным газом, мазутом или угольной пылью, вдуваемых в доменную печь. В ряде случаев кокс используется не только как топливо, но и как восстановитель металлов из их оксидов. В дуговых печах для производства ферросилиция, ферромарганца и других ферросплавов кокс применяется исключительно как восстановитель. Ещё одну группу составляют сырые материалы, служащие для придания шлаку необходимого комплекса физико-химических свойств. Эти материалы называются флюсами. Наиболее распространенным материалом, применяющимся качестве флюса при производстве стали и чугуна, является известняк – карбонат кальция (CaCO3 ). Для лучшего удаления серы в шлак доменной плавки известняк вводят в таком количестве, чтобы основность получаемого шлака, характеризуемая отношением, была не менее 1. Иногда для увеличения жидкоподвижности шлака в шихту вводят доломитизированный известняк, содержащий MgO в количестве 5 … 10 % и более. В доменной печи известняк разлагается на известь CaO и СО 2 с поглощением большого количества тепла, что приводит к заметному увеличению расхода кокса. Поэтому известняк чаще дают в агломерационную шихту, а в доменную печь поступает офлюсованный или самоплавкий агломерат.
6
Большое количество известняка используют в основных мартеновских печах, а также - кислородных конвертерах, основность шлака в которых
B=
CaO + MgO SiO2 + Al2O3
превышает 1,5. Однако в заключительные периоды мартеновской плавки для уменьшения затрат тепла и ускорения формирования шлака используют известь, которую также применяют в кислородно конверторных процессах и электродуговых печах. Известь получают обжигом известняка при 900 … 1300 °С, на воздухе она быстро поглощает влагу, - “гасится”, образуя Са(ОН)2. Использование такой – “гашеной“ извести недопустимо, поскольку она обогащает сталь водородом. Поэтому в процессе производства стали применяется только свежеобожженная известь. Для разжижения шлака в сталеплавильных процессах используют и другие флюсы — боксит и плавиковый шпат. Окраска боксита зависит от содержания в нем оксидов железа. Красные бокситы содержат до 45% таких оксидов. Плавиковый шпат содержит в основном CaF2 (75 … 92) %. Для формирования шлаков кислых сталеплавильных печей пользуются шамотным боем и кварцевым песком с содержанием SiO2 не менее 96%. Методика выполнения работы При знакомстве с коллекцией следует описать форму, цвет, плотность, размер кусков, характер кристаллов в кусках руды и отметить способность оставлять красную черту на фарфоровой пластине или способность к намагничиванию у различных типов железных руд. В коллекции отсутствует один из наиболее важных флюсов для металлургического производства — известь, её следует изготовить в процессе выполнения настоящей лабораторной работы. Схема установки для этой цели приведена на рис.1. Для получения извести берут мелко измельчённый мел (CaCO3), насыпают его в тигель 2, а внутрь его вставляют хромель – алюмелевую термопару в кварцевом наконечнике 3. Тигель помещают в нагретую печь 1 и через каждые 1 … 2 мин записывают температуру нагрева материала в тигле по показаниям милливольтметра 4. После того, как температура достигнет значений 930 … 950 °С, печь отключают. Небольшое количество извести, остывшей до комнатной температуры, насыпают в стакан с водой. Описывают наблюдающиеся при этом явления и сравнивают их с теми, которые происходят при опускании известняка (мела) в воду.
7
Рис. 1
Содержание отчета 1. Привести краткую характеристику трёх групп сырых материалов металлургической плавки. Результаты осмотра и изучения отличительных свойств сырых материалов заносят в отчет (таблица по форме 1).
Отличитель-ные свойства
Плотность
Форма и размер кусков
Блеск
Цвет
Назначение
Наименова-ние материалов
Группа материалов
Форма 1
Металлосодержащая группа сырых материалов, в свою очередь, должна быть разбита на подгруппы: железо -, марганец -, хром -, медь -, алюминий содержащие материалы. В подгруппу железосодержащих материалов включаются различные типы железных руд, концентратов, агломерат и окатыши. Боксит входит как в подгруппу алюминийсодержащих руд, так и в группу флюсов. Назначение металлсодержащих материалов описывается кратко, например “производство чугуна и стали", “производство алюминия” и т. д. Если в руде различаются виды минералов, то характеризуются отдельно цвет, блеск, размер кристаллов орудняющих минералов и минералов пустой породы. Плотность материалов характеризуется словами “рыхлый” или «плотный». Среди отличительных свойств отмечается способность материала оставлять на фарфоровой пластине красную черту, магнитность, характер взаимодействия с водой. 2. Привести данные о нагревании карбоната кальция, на основании которых в масштабе на миллиметровой бумаге построить кривую изме-
8
нения температуры во времени. Дать объяснение замедлению скорости нагрева и температурной остановке на этой кривой (термограмме). 3. Сформулировать выводы о различии между типами железных руд, концентратов, агломерата и окатышей, а также между каменным углем и коксом, между известняком и известью. Отметить характер теплового эффекта превращения известняка в известь. На примере медной руды указать целесообразность её измельчения и обогащения.
Работа №2. ИЗУЧЕНИЕ МАКЕТОВ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ И ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ГАЗОВ В НЕЙ Цель работы Ознакомление с устройством доменной печи, засыпного аппарата и воздухонагревателей. Наблюдение за процессами движения материалов и газов в доменной печи. Основные теоретические положения Доменный процесс осуществляется при непрерывном теплофизическом и химическом взаимодействиях опускающихся твердых материалов с поднимающимся им навстречу газом. Для изучения работы доменной печи, засыпного аппарата и воздухонагревателей используются их макеты. Современная доменная печь имеет круглое поперечное сечение. Она сложена из огнеупорного кирпича. Снаружи кирпичная кладка заключена в металлический кожух. Верхняя цилиндрическая часть печи (рис. 2), называемая колошником 5, закрыта устройством для загрузки шихтовых материалов. Это устройство — засыпной аппарат работает при поочередном поднятии и опускании большого 8 и малого 2 конусов. Малый конус и его воронка вращаются для обеспечения равномерного распределения материалов по периферии колошника. Материалы из приемной воронки 1 после поворота малого конуса на определенный угол попадают в воронку большого конуса 4. Загрузка материалов производится так, что в рабочем пространстве печи слои кокса 6 чередуются со слоями агломерата 7. Колошниковый газ уходит из печи через газоотводы 3. Колошник 1 (рис. 3) переходит в шахту 2 — расширяющуюся книзу часть печи. Расширение шахты предотвращает заклинивание (подвисание) материалов и облегчает их сход. Ниже, шахты следует вторая цилиндрическая часть печи — распар 3. Здесь начинается плавление шихты. Образовавшаяся жидкая фаза занимает меньший объем, чем некомпактно расположенные твердые кусковые материалы. Поэтому в расширении этой части печи нет необходимости.
9
Интенсивное сокращение объема шихты вследствие перехода компактных кусковых материалов в жидкую фазу происходит в сужающейся части печи — заплечиках 4.
Рис. 2
Рис.3
Рабочее пространство доменной печи заканчивается её третьей цилиндрической частью — горном 5. В нижней части горна накапливаются чугун и шлак, которые периодически выпускаются из печи через лётки (отверстия в стене печи). На рис. 3 для наглядности приведены размеры элементов доменной печи с полезным объемом 3200 м2. Чугунная летка / (рис. 4) расположена в самой нижней части горна, а шлаковая 3 — выше её, в средней части горна. Под (дно) горна называется лещадью. В верхней части горна расположены отверстия 2, в которые вставляются фурмы. Через них в печь поступает воздушное дутье, подогреваемое до 1000 ,,, 1200 °С в воздухонагревателях (кауперах). Струи воздуха на выходе из фурм встречаются с раскаленными кусками кокса, которые подхватываются потоком дутья и реагируют с кислородом воздуха по реакции С + О2 = СO2. На эту реакцию расходуется весь кислород воздуха. Образовавшийся диоксид углерода встречает новые куски кокса и реагирует с ними по реакции СО2 + С = 2СО. Из горна выходит газовая смесь, состоящая из оксида углерода и азота, содержащегося в воздушном дутье. Смесь поднимается в верхнюю часть печи и отдает свое тепло опускающимся твердым материалам. Оксид углерода при этом восстанавливает железо из его оксидов.
10
Рис. 4 Таким образом, горение кокса обеспечивает выделение необходимого для процесса тепла и образование восстановительного газа. Чем больше вдувается в печь воздуха в единицу времени, тем больше можно сжечь кокса, и тем больше выделяется тепла и образуется оксида углерода. Следовательно, большее количество рудных материалов можно переработать в чугун. Увеличивая расход воздуха при тех же размерах печи, можно поднять её производительность. Однако возможности увеличения производительности доменной печи ограничиваются тем, что при слишком больших расходах воздуха газ поднимается не равномерно по сечению печи, а прорывается в отдельных его участках, образуя каналы («канальный ход» доменной печи). В этом случае шихтовые материалы нагреваются и восстанавливаются в ограниченной зоне вблизи каналов. Основная часть материалов остается холодной и невосстановленной в то время, как газы покидают печь с чрезмерно высокой температурой и высоким содержанием оксида углерода. Это приводит к снижению производительности доменного процесса и требует принятия срочных мер по исправлению хода печи. Методика выполнения работы На макете доменного цеха необходимо найти воздухонагреватели, пылеочистные сооружения, наклонный мост для подъема скипов, засыпной аппарат, устройства для подвода и ввода в доменную печь горячего воздуха, чугунную и шлаковую летки, ковши для чугуна и шлаковые чаши. План доменного цеха – заэскизировать. На плакатах и макете доменной печи практически ознакомиться с элементами её устройства. Для исследования процессов движения материалов и газов в доменной печи используется плоская прозрачная модель (рис.5), в которой 1 – горн, 3 – заплечики и 4 – распар. Пространство внутри модели заполне-
11
но фарфоровой крошкой, имитирующей твёрдые шихтовые материалы, загружаемые в доменную печь. Вместо воздуха и образующихся в печи газов при моделировании используется проточная вода, подаваемая в “горн” через отверстие 2. Расход протекающей воды рассчитывается по показаниям дияманометра 6, заполненного четырёххлористым углеродом. На участке трубки, подводящей воду к модели, установлено сопло Вентури 8. Расход воды регулируют вентилем 7. Для наблюдения за характером движения жидкости в модели воду можно подкрашивать нигрозином из сосуда 5. Опыт 1. В модель подают небольшое количество воды, при протекании которой слой материалов остаётся неподвижным. О характере подъёма воды через слой судят по распространению краски.
Рис.5 Картину движения воды следует зарисовать. Опыт 2. Постепенно увеличивают расход воды до тех пор, пока в слое вблизи места входа струи не начинается движение твердых кусков. Размер зоны, в которой происходит движение материалов, определяется с помощью линейки Фиксируется также перепад давлений на дифманометре. Отмечается характер распределения восходящих потоков воды. Следует схематически зарисовать картину движения материалов и воды. Опыт 3. Продолжая постепенно увеличивать расход воды вплоть до полного открытия вентиля, наблюдают за характером циркуляции материалов в области разрыхления перед местом входа струи в модель. В момент, когда в верхней части зоны разрыхления начинают образовываться каналы, фиксируют на дифманометре перепад давлений. Измеряют размер зоны разрыхления и зарисовывают схему движения воды и материалов. Содержание отчета
12
1. Схема расположения оборудования доменного цеха. 2. Схема профилей доменной печи, засыпного аппарата и воздухонагревателей, а также краткое описание принципа их работы. 3. Схема модели для изучения движения материалов и газов в доменной печи. Для каждого из четырех опытов приводятся схемы движения воды и материалов внутри модели. Направление движения материалов и воды следует указать стрелками. 3. Выводы о диапазоне расходов, при которых модель могла бы работать без нарушения нормального хода доменного процесса. Расход, при котором печь могла бы работать с максимальной производительностью, должен быть указан особо. Работа №3. ИСЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА Цель работы Использовать лабораторную установку для экспериментального определения скорости прямого восстановления железа из железной руды при различных температурах. Основные теоретические положения Как известно из теории изучаемой дисциплины [1], восстановление железа из его оксидов является основной целью доменного процесса и протекает как за счет газов (СО, Н2), так и за счет углерода С кокса. Восстановление идет ступенчато от высших оксидов к низшим по общей схеме
Fe 2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe .
(1)
При температурах ниже 570 °С оксид типа FeO неустойчив и железо восстанавливается непосредственно из Fe3O4 . Восстановление металлов с участием углерода принято называть прямым, например.
FemOn +nC=mFe +nCO2 ,
( 2)
nCO2 + nC= 2nCO .
(3)
Восстановление только газами — косвенным
FemOn + n CO=m Fe + n CO2 .
(4)
13
В результате реакции (4) в газовой фазе увеличивается содержание СО2, являющегося окислителем по отношению к FeO и Fe. Лишь при температурах 700 … 900 °С и выше содержание СО2 в равновесной газовой смеси снижается настолько, что становится возможным восстановление железа. Следовательно, прямое восстановление железа в заметной степени протекает лишь при высоких температурах. Методика выполнения работы Схема лабораторной установки представлена на рис.6. В нагревательной печи 1 помещается фарфоровая трубка 2, внутренний объём которой образует реакционное пространство. Трубка плотно закрыта с одного конца резиновой пробкой 3, к другому присоединен шланг 5 для отвода газа, выделяющегося в процессе восстановления. В трубку помещают фарфоровую лодочку 4 со смесью порошков железной руды и древесного, угля. Газ, отводимый из трубки, накапливается в мензурках 6, предварительно заполненных, водой. Для измерения температуры в трубке установлена термопара 8, подключенная к милливольтметру 7. Для выполнения работы нужно включить печь и убедится в герметичности фарфоровой трубки (через свободный конец резиновой трубки, опущенной в сосуд с водой, должны выделяться пузырьки воздуха).
Рис. 6 В процессе нагрева печи подготовить две лодочки со смесью руды и древесного угля. Навеска руды, содержащая 67,5% Fe в виде Fe2O3, должна составлять 1 г. Навеска древесного угля должна содержать количество углерода, превышающее в два раза необходимое для полного восстановления всего железа (0,675 г). Эту навеску угля можно найти, исходя из стехиометрического соотношения между реагентами Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO
(5)
14
и зная, что содержание углерода в древесном угле равно 90%. Отсюда требуемое количество древесного угля составляет 0,675
2 3Ч12 -= 0,48 г. 2Ч56 09
(6)
Взвешенные руда и уголь тщательно смешиваются, и смесь без потерь насыпается в лодочку. После достижения заданной температуры и выдержки печи в течение 5 мин при этой температуре вставить в трубку посередине печи одну из лодочек, после чего трубку следует плотно закрыть пробкой 3, а конец резинового шланга подвести под одну из мензурок 6. Через одну— две минуты фиксировать количество выделившегося газа. Через 10 … 12 мин опыт заканчивается. Печь нагревается до следующей заданной температуры и в трубку помещается вторая лодочка. Степенью восстановления руды называется отношение отнятого от железа кислорода к начальному его содержанию в оксидах железа руды. Начальное содержание кислорода, исходя из содержания железа в руде, составляет, г 3 ⋅ 16 ОНАЧ = 0,675 = 0,289. (7) 2 ⋅ 56 Количество кислорода, отнятое от железа, определяется по количеству выделившегося оксида углерода, г V OОТН = 16 = 7,1· 10 – 4 , (8) 22414 где V — объем газа, выделившегося в течение всего опыта, см3. Степень восстановления железа выражается обычно в процентах:
Oотн 7,1⋅10− 7 r= = 100. Онач 0, 289
(9)
Среднее изменение степени восстановления за время опыта τ, мин. определяется из формулы (% /мин) rср = 0,236 V / τ . (10) Содержание отчета 1. Привести краткое теоретическое обоснование и цель работы, а также схему установки. Опытные данные и результаты расчетов представить в таблице по форме 2. 2. Построить в масштабе графики изменения скорости выделения газа во времени при различных температурах. 3. Представить выводы о характере влияния температуры на скорость прямого восстановления
Средняя %/ мин
Форма 2 Степень восстановления железа, % За все время опыта
…
V4 – V0
V3 – V0
V2 – V0
Скорость выделения газа, см3/мин
V1 – V0
…
8 мин, V4
6 мин, V3
V0
Свободный объем газа, см3, через
4 мин, V2
Свободный объём газа перед началом опыта, см3
2 мин, V1
Температура опыта, ° С
15
Работа 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Цель работы Исследование влияния состава исходных сырых материалов, температуры дутья, его влажности, содержания в нем кислорода и расхода природного газа на производительность доменной печи, удельный расход кокса и температуру его горения. Основные теоретические положения В работе использована методика Рамма расчёта доменного процесса с учётом происходящих в нём физико – химических превращений. На основании этой методики проф. Дембовский В.В. (кафедра металлургии и литейного производства СЗТУ) разработал программу P17 численного моделирования доменного процесса [3] для проведения его исследования на персональных компьютерах. Для удобства студентов основной выполняемый файл программы заранее оттранслирован и сохраняется под именем P17.exe. Варьируемые исходные данные вводятся в диалоговом режиме. Значения технологических факторов, принимаемые постоянными, а также необходимые справочные данные введены непосредственно в программу. Результаты счёта выводятся в файл P17out.doc для просмотра и возможной распечатки с помощью WORD. Варьируя любое из исходных данных, можно получить ответ на характер его влияния на результирующие показатели доменной плавки. Методика выполнения работы - Студенты получают базовый набор исходных данных от руководителя, в частности температуру дутья TD, град.С, расход природного газа S в долях теплоты его сгорания по отношению к общей теплоте сгорания
16
всего топлива, включая кокс, содержание в дутье кислорода ω (в долях единицы) и влажность дутья φ, кг на 1 м3 воздуха. Например такой набор может быть следующим: TD = 1000; S = 0,1; ω = 0,23; φ = 0,010. - Включают персональный компьютер и после загрузки операционной системы находят и запускают файл P17.exe. - По запросу компьютера последовательно вводят исходные данные. - Следят за сообщениями на экране монитора. Выходят из программы после завершения её работы. Вызывают диск А: (дискету) и щёлкают мышью на имени полученного файла P17out.doc. Просматривают полученные результаты счёта и берут на заметку исследуемые показатели доменного процесса. При желании этот файл может быть распечатан. - Повторяют исследование при различных значениях одного из исходных данных, согласно указаниям руководителя, накапливая материал для последующего обзора и вывода по результатам исследования. Содержание отчета Отчет должен содержать цель работы, краткое ее содержание, результаты вычислительного эксперимента в табличной форме с приведением в нем значения постоянных и варьируемого параметра в серии последовательных запусков программы и соответствующие значения показателей доменного процесса. Так, например при исследовании влияния температуры дутья на ход доменной плавки записи ведут по форме 3. Постоянные факторы: ………………….……………………………………………………… Варьируемый фактор – температура доменного дутья TD, 0С: 1000, 1100, 1200, 1300. Форма 3 TD, 0С
TT, 0С
TG, 0С
P, %
IK
RD
K, тc/тс τ, мин
Здесь приняты следующие условные обозначения : TT – теоретическая температура горения кокса у фурм, 0С; TG – температура колошниковых газов, 0С; P – относительная производительность доменной печи; IK – интенсивность горения кокса у фурм; RD – коэффициент прямого восстановления железа; K – удельный расход кокса, тс на 1 тс чугуна;
17
τ - время пребывания материалов в печи, мин. По полученным данным в масштабе строят график зависимости выходных показателей процесса работы доменной печи от варьируемого входного фактора. Работа №5. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИСЛОРОДНО - КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ Цель работы
Исследование влияния состава исходных материалов и температуры заливаемого чугуна на потребные количества а) извести для получения заданной основности шлака; б) кислорода для обеспечения заданного содержания углерода в конечной стали; в) стального лома для достижения заданной её температуры. Основные теоретические положения Современный кислородно-конвертерный процесс обеспечивает возможность эффективной переработки жидкого чугуна в сталь путем продувки последней кислородом сверху. При этом производится эффективное удаление вредных примесей (фосфора, серы, газов) из металла, благодаря избытку теплоты можно перерабатывать значительные количества стального лома и, в конечном счете, за короткое время получать сталь достаточно высокого качества широкой гаммы марок [1]. На основе методики расчета кислородноконвертерного процесса ЦНИИЧМ проф. Дембовским В.В. (кафедра металлургии и литейного производства СЗТУ) разработана программа P11 численного моделирования этого процесса с помощью персональных компьютеров [3]. Программа заранее оттранслирована, и студентам для работы выдаётся выполняемый файл P11.exe. Некоторые из исходных данных (составы добавочных материалов, их количества, тепловые потери конвертера и проч.) приняты постоянными. В диалоговом режиме студенты вводят значения варьируемых факторов (составы заливаемого чугуна, конечной стали перед раскислением и массу чугуна G, тс). По результатам счета компьютер выдает на дискету выходной файл P11out.doс для прочтения и возможной распечатки его через WORD. Сущность моделирования заключается в том, чтобы, варьируя любое из исходных данных, выявить характер их влияния на потребные количества извести, кислорода и стального лома.
18
Методика выполнения работы - Студенты получают от руководителя исходные данные в виде элементного состава чугуна C, Si, Mn, P, %, его температуры, 0С и массы G, тс при заливке в конвертер и параметры конечной стали: её температуру, 0С и содержание С, Mn, P, % перед раскислением, а также – заданную основность шлака B. Один из этих технологических параметров предлагается варьировать в серии последовательных запусков программы. В качестве базового варианта набора исходных данных может быть использован следующий. Чугун : С = 4,1 %; Si = 0,75 %, Mn = 1,25 %; P = 0,18 %; TI = 1380 0С, G = 100 тс. Сталь : C = 0,08 %; Mn = 0.2 %: P = 0.02 %; TSt = 1650 0С; - Включают персональный компьютер. - Запускают основной файл P11.exe и после сообщения о завершении работы программы выходят из неё, переходят на дискету (диск А:), открывают файл P11out. doc через автоматически вызываеый WORD и просматривают полученные результаты счета. Важнейшие из них (требуемые количества извести, кислорода и стального лома) фиксируют, после чего файл закрывают. - Снова запускают основной файл P11.exe с новым значением варьируемой исходной переменной, знакомятся с новыми результатами счета, продолжая подобную процедуру заданное количество раз в соответствии с указаниями руководителя. Содержание отчета Постоянные технологические факторы …………………………………………………………………………………… Форма 4 Варьируемый параметр
Полученные результаты Количество изКоличество киКоличество 3 вести, % слорода, м стального лома, %
В отчете должны быть представлены цель работы, краткое ее содержание, в табличной и графической формах результаты проведенного вычислительного эксперимента по форме 4.
19
Работа №6. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССА МАССООБМЕНА МЕЖДУ СТАЛЬЮ И ШЛАКОМ Цель работы Изучить характер взаимодействия элементов металла и компонентов шлака в зависимости от состава последнего и температуры. Краткое теоретическое содержание Известно, что между металлом и шлаком происходит сложное диффузионное взаимодействие, причём компоненты шлака реагируют междй собой, в том числе и с участием ионов, образующихся при диссоциаии шлаковых компонентов. В результате изменение концентрации элемента металла влечёт за собой соответствующее изменение состава шлака и наоборот. Количественная взаимосвязь между этими реагентами определяется их физико – химической природой, характеризуемой константами химического равновесия и температурой. Методика выполнения работы В работе использована расчётная методика и компьютерная программа МИСиС [4], модифицированная с целью реализации интерактивного режима использования (диалога между студентом и современным персональным компьютером). Основной выполняемый файл программы имеет имя P100.exe. В программе приняты следующие условные обозначения: K – число компонентов шлака, L – порядковый номер компонента, P(L) – содержанине L – го компонента в шлаке, % по массе, X(L) – катионная доля данного компонента в шлаке, F(L) – коэффициент активности компонента, A(L) – активность компонента, KI– константа химического равновесия между содержанием I – го элемента в металле и содержанием его оксида в шлаке, СI – концентрация элемента в металле, % по массе, t, tk – начальная и конечная температуры, ºС, th – шаг изменения температуры в процессе вычислительного эксперимента, ºС.
20
Одним из вариантов выполнения работы может служить исследование шестикомпонентной системы, в шлаке которой содержатся, например FeO =10 %; MnO = 12 %; CaO = 43 %; MgO = 9 %; SiO2 = 22 %; P2O5 = 4 %. После запуска P100.exe по запросу компьютера вводят исходные данные. При этом в качестве базового варианта может быть использован указанный выше состав шлака. Результаты счёта выводятся на дискету (диск А:) в виде файла А:\ Р100out.doc и просматриваются через WORD аналогично предыдущим работам. Важнейшие результаты рекомендуется зафиксировать для предстоящего оформления отчёта. Затем перезапускают P100.exe, изменяя содержание одного из компонентов шлака при сохранении неизменным соотношения между содержаниями остальных компонентов. Новые результаты также фиксируют для анализа. Вычислительный эксперимент повторяют некоторое число раз в соответствии с указаниями руководителя. Содержание отчёта Данные выполненного исследования представляют по форме 5. Форма 5 t, ºС
Состав шлака, % FeO
MnO
CaO
MgO
Состав металла, % SiO2
P2O5
O
Mn
P
Из полученных данных следует сделать выводы о характере изменения состава шлака и металла с изменением температуры. Эти выводы включить в отчёт в виде текста и соответствующих графиков. Работа №7.
Компьютерное моделирование процесса обезуглероживания стали Цель работы
Исследование процесса окисления углерода в условиях продувки жидкой стали кислородно – аргонной смесью.
21
Основные теоретические положения Вообще процесс окисления углерода является основным в подавляющем большинстве сталеплавильных процессов. Особая разновидность этого процесса встречается при производстве жароупорных (нержавеющих) сталей, где углерод оказывается вредной примесью, вызывающей интеркристаллитную коррозию металла. Поэтому здесь углерод стремятся окислить до очень низких пределов. Интенсивная продувка стали кислородом при выплавке её из легированного скрапа с высоким содержанием хрома должна быть организована так, чтобы предотвратить окисление последнего и максимально экономить присаживаемый в сталь дорогой феррохром. Решение было найдено в добавлении аргона к кислороду, что также способствует более энергичной дегазации металла и аналогично действию вакуума вызывает дополнительное “углеродное кипение” и “углеродное раскисление” стали. С целью исследования рассматриваемого процесса проф. В.В.Дембовским разработана специальная компьютерная программа. Она базируется на одном из современных “визуальных” языков программирования – Visual Basic и имеет имя P9VB5 [2], ч.2, с.77 … 83. Подобные программы облегчают диалог с компьютером в процессе ввода данных и многократном повторении вычислительного эксперимента без перезапуска программы. Обеспечивается максимальная наглядность при вводе данных и получении результатов счёта. Кроме того эти результаты могут автоматически отображаться в виде построенных в масштабе графиков на экране монитора. Методика выполнения работы. Загружают файл выполняемый файл P9VB5.exe. На экране монитора высветится первая форма. Здесь под формой понимают прямоугольную форму на экране, на которой разработчик размещает поясняющие надписи, окна для ввода (а также и вывода) данных и кнопки управления, аналогичные применяемым в среде WINDOWS. В качестве примера введём следующие исходные данные: – содержание углерода в стали начальное 0,12 %, конечное 0,05%; – содержания хрома 18 %, никеля 10 % поддерживаются постоянными; – начальная температура металла 1560 ºС; – расход аргона 0,18 м3 на 1 тс стали в мин.
22
Щёлкнув на кнопке [ПУСК], запускаем программу на счёт. Для получения результатов счёта необходимо щёлкнуть на кнопке [ДАЛЕЕ]. В открывшейся следующей форме можно прочитать данные о продолжительности продувки, расходах аргона, кислорода, их соотношении и, что особенно важно, – конечной температуре металла. Выполнив щелчок на кнопке [ГРАФИК], график процесса выгорания углерода во времени. Варьируя исходные данные, необходимо найти их значения, обеспечивающие продолжительность продувки в пределах 10 … 15 мин без заметного охлаждения стали (не более, чем на 10 ºС). Содержание отчёта Необходимо привести состав исходных данных (форма 6) и найденные в процессе моделирования значения расходов аргона,кислорода,их соотношения и конечную температуру стали. Форма 6 Содержание С, % Начальн.
Температура стали, ºС Конечн Начальн. Конечн.
Расход Ar, Соотно м3/(тс · мин) шение Ar/O2
Продол жительн. продувки, мин
Работа №8. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЦЕСС РАСКИСЛЕНИЯ, МИКРОСТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛИ. Цель работы Сравнение раскислительной способности кремния, марганца и алюминия. Изучение влияния марганца на образование сульфидных включений и влияния алюминия на образование трех типов неметаллических включений в стали. Основные теоретические положения В жидкой стали всегда содержится некоторое количество растворённых в ней кислорода и серы.
23
Для существенного сокращения содержания в стали кислорода в большинстве сталеплавильных процессов окончание плавки сопровождается раскислением стали. Для этого в сталь вводят элементы, обладающие большим химическим сродством к кислороду. Наиболее часто такими элементами оказываются кремний, марганец и алюминий. Их раскислительной способностью называют равновесную с элементом концентрацию кислорода [O]равн в металле. Для количественного сравнения раскислительной способности упомянутых элементов может быть использована модифицированная компьютерная программа Р114 (разработчик профессор В.В.Дембовский). В программе использованы данные работы [4], с.129 … 141, включая справочные материалы о константах равновесия, мольных соотношениях и параметрах взаимодействия элемента – раскислителя с железом при различных температурах. После запуска выполняемого файла P114.exe студент в диалоговом режиме вводит данные о виде раскислителя, начальной и конечной температурах в исследуемом их диапазоне, шаге изменения температуры, количестве принятых концентраций элемента – раскислителя и значения этих концентраций по рекомендациям руководителя. Получив результат решения способом, аналогичным использованному в предыдущих работах, заносят данные в форму 7. Расчёт повторяют для различных раскислителей. Сравнивают их раскислительную способность и выбирают самый сильный раскислитель. Конечно, им окажется алюминий.
Форма 7 Раскислитель
Температура,ºС
Концентрации раскислителя, % по массе [O]равн
Однако химическое связывание кислорода с элементом – раскислителем служит лишь первым шагом к решению поставленной проблемы. Вторым шагом является удаление продуктов раскисления в шлак. Продуктами раскисления стали кремнием и марганцем являются оксиды SiO2 и MnO. При определённом соотношении и, тем более, одновременном использовании они образуют легкоплавкие силикаты вида MnO.SiO2. В них могут растворяться некоторые оксиды, например часть избыточного кремнезёма. Такие – жидкофазные продукты раскисления всплывают в шлак. Но не только раскислителем предназначен быть марганец в стали. Его роль заключается также в ней нейтраализации вредного влияния серы. Сера образует с жидким железом сплавы эвтектического типа. В конце затвердевания таких сплавов выделяется эвтектика, состоящая из двух фаз: металлического железа и сульфида железа. Температура плавления эвтектики равна 980°С. При температурах горячей деформации (около 1100 °С) эвтектические участки расплавляются и в
24
стали появляются участки с жидкой фазой. Они способствуют образованию трещин, ухудшая способность стали к горячей пластической деформации (красноломкость). Чтобы этого не произошло, в сталь вводят марганец, который имеет более высокое сродство к сере, чем железо, и вытесняет железо из его сульфидов. Поэтому в стали всех марок всегда должно содержаться не менее 0,3 … 0,6 % марганца. В присутствии марганца в железе образуется эвтектика, состоящая из железа и железомарганцевых сульфидов. Температура плавления эвтектики повышается в тем большей степени, чем больше марганца содержится в стали. Неметаллические включения оказывают значительное влияние на свойства стали. Они ослабляют металлическую матрицу и являются одной из причин концентрации напряжений. Особенно значительное влияние включения оказывают на ударную вязкость KCV или KCU и относительное сужение ψ разрывных образцов стали. Особенно сильное воздействие на свойства стали оказывает алюминий. Так по данным исследований, выполненных доц. В.И.Ларионовым, для случаев введения в сталь кремния и алюминия - элементов, наиболее часто применяемых для раскисления стали, зависимость ударной вязкости и относительного сужения от содержания алюминия показана на рис. 7. Механические свойства стали наиболее высоки. при отсутствии в ней алюминия. Ее свойства ухудшаются особенно при содержании алюминия в пределах 0,02 … 0,04 %. Дальнейшее увеличение содержания алюминия приводит к некоторому повышению прочности стали. Наибольший положительный эффект достигается при содержании алюминия 0,05 … 0,06 %. Такое влияние алюминия связано с изменением форм и распределения неметаллических включений. В зависимости от содержания алюминия наблюдают три типа таких включений: 1. Глобулярные (округлые) включения сульфидов и оксисульфидов. Этот тип включений образуется, когда сталь не раскислена алюминием или содержит его не более 0,010 … 0,015 %. Сульфиды имеют светлосерую окраску. Оксисульфиды состоят из двух фаз: светло-серой (сульфидной) и темно-серой (силикатной). Все включения распределены по зерну беспорядочно. 2. Прерывистые цепочки сульфидов по границам зерен. Вместе с сульфидами находятся темные скопления глиноземистых включений (корунда и шпинелей). Этот тип включений часто называют эвтектическим и образуется при содержании в стали 0,02 …0,04 % алюминия. 3. Включения сульфидов приобретают неправильную угловатую форму. Они распределяются в стали на большом расстоянии друг от друга. Такие включения образуются при содержании алюминия в стали более 0,04 … 0,05 %. Оксидные включения представлены глиноземом (корундом).
25
Рис 7 Рис.7 Рис.7 Таким образом, влияние алюминия на свойства стали связано в первую очередь с изменением формы и распределения неметаллических включений. Регулируя содержание алюминия, можно избежать образования наиболее опасных включений типа 2. Для исследования в работе используются шлифы лабораторных плавок стали с повышенным до 0,2 % содержанием серы. Сталь одной из плавок не содержит марганца и раскислена только кремнием. Сталь второй плавки раскислена кремнием и марганцем. Сталь третьей плавки раскислена кремнием, марганцем и алюминием. Содержание алюминия в ней равно 0,03%. Сталь четвертой плавки раскислена также кремнием, марганцем и алюминием, но содержание алюминия в ней равно 0,06%. Исследование включений производится на полированных нетравлёных шлифах с помощью металлографического микроскопа ММУ-1 или МИМ-7. Порядок выполнения работы Рассматривается шлиф какой-либо плавки при увеличении в 100, 200 и 400 раз. Зарисовывают характерные формы включений, их взаимное расположение, отмечают цвет и величину включений.
26
оксидных
оксисульфидных
сульфидных
оксидных
оксисульфидных
Элемент раскислитель
Схема взаимного расположения включения
сульфидных
Цепь включений
Форма 8 Размер наиболее крупных включений, мм
Si Si + Mn Si + Mn + + 0,03% Al Si + Mn + + 0,06% Al Просмотр шлифов ведется на 50 … 100 нолях зрения. Размер включений оценивается по шкале окулярмикрометра. Для того чтобы узнать их истинную величину, надо видимый под микроскопом размер включений уменьшить во столько раз, во сколько раз изображение было увеличено под микроскопом. Если включения имеют округлую форму, то оценивают их диаметр, если вытянутую - то длину и ширину. Содержание отчета 1. Результаты осмотра шлифов заносят в таблицу по форме 8. 2. Приводят краткие сведения о происхождении включений, их характеристики и влиянии на cвойства стали.
Работа №9. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВА НА ПРОЗРАЧНОЙ МОДЕЛИ Цель работы Наблюдение за процессом кристаллизации прозрачной жидкости в прозрачном сосуде. Исследование особенностей кристаллизации слитка при различных температурах заливаемого расплава.
Основные теоретические положения В процессе разливки соприкосновение с шероховатой поверхностью изложницы приводит к очень быстрому, практически мгновенному и глу-
27
бокому переохлаждению расплава так, что его температура опускается ниже точки ликвидуса. В результате этого в жидкой фазе образуется большое число зародышей кристаллизации, которые в дальнейшем растут, мешая друг другу, образуя множество мелких неориентированных равноосных кристаллов. Так формируется внешний слой слитка, называемый корковой зоной (первая зона слитка). Скорость теплоотвода снижается во времени по следующим причинам: нарастание толщины затвердевшей корочки металла, возникновение воздушного зазора между стенками изложницы и поверхностью слитка вследствие усадки затвердевающего металла. Переохлаждение жидкости вблизи фронта кристаллизации становится близким к нулю. С этого момента в жидком металле уже не могут образовываться новые зародыши кристаллизации. Продолжается лишь рост кристаллов, которые образовались раньше, т. е. кристаллов, составляющих фронт кристаллизации. Такие кристаллы вообще могут расти в произвольном направлении. Однако, у тех кристаллов, которые растут под произвольным углом к стенке, скорость отвода теплоты меньше, чем скорость отвода тепла от кристаллов, растущих перпендикулярно стенке. Это объясняется тем, что длина пути теплоотвода по оси кристаллов, растущих наклонно к стенке больше, чем у растущих перпендикулярно к ней. Поэтому наклонные кристаллы растут медленно и выклиниваются быстрорастущими кристаллами, ориентированными в направлении, противоположном отводу тепла. Так образуется слой крупных, ориентированных кристаллов, называемых столбчатыми (вторая зона слитка). Толщина зоны столбчатых кристаллов в значительной степени зависит от перегрева металла, так как для его затвердевания требуется отвести не только скрытую теплоту кристаллизации, но и, в первую очередь, теплоту перегрева металла над точкой ликвидуса. Вследствие такого двухстадийного отвода тепла в жидкой сердцевине всегда имеется градиент температур. У фронта кристаллизации температура жидкости близка к температуре ее кристаллизации. По оси слитка температура жидкости вскоре после заливки изложницы близка к температуре заливки. В дальнейшем температура жидкости у оси постепенно снижается, так как происходит постоянный отвод теплоты перегрева жидкости. В момент, когда температура жидкости у оси становится близкой к температуре ее кристаллизации, градиент температур в жидкой сердцевине слитка становится близким нулю, а рост столбчатых кристаллов прекращается. Начинается кристаллизация третьей зоны слитка - зоны крупных равноосных, неориентированных кристаллов. Незначительное переохлаждение жидкости вблизи фронта кристаллизации приводит к тому, что в этом слое может возникать небольшое количество зародышей кристаллизации, способных к росту. Эти кристаллы растут равномерно во всех направлениях и достигают большой величины, поскольку в своем росте они не мешают друг другу.
28
Чем выше перегрев жидкости над точкой ликвидуса, тем большее количество теплоты перегрева жидкости необходимо отвести. Если температура заливки металла окажется настолько высокой, что теплота перегрева жидкости сохраняется практически до конца кристаллизации, то столбчатые кристаллы прорастают до самой оси слитка, а третья зона кристаллизации не возникает. Если температура заливки близка к температуре кристаллизации металла, то возникают условия для раннего начала формирования третьей зоны слитка. Методика выполнения работы Для моделирования процесса затвердевания металла в изложнице применяют гипосульфит. Он имеет невысокую температуру плавления 48 … 52 °С и в жидком состоянии прозрачен. Поэтому ход кристаллизации гипосульфита доступен для наблюдения. Однако в твердом состоянии гипосульфит образует малопрозрачные белые кристаллы. Возникновение даже тонкой корочки из таких кристаллов препятствовало бы наблюдению за дальнейшим ходом кристаллизации жидкости. Чтобы избежать упомянутых осложнений, модель изложницы (рис.8) изготовляют комбинированной. Две ее стенки представляют плексигласовые пластинки с низкой теплопроводностью.
Рис.8 В процессе выполнения работы взвешивают 150 г гипосульфита и нагревают его в стакане на электроплитке до заданной температуры, которая измеряется с помощью ртутно - стеклянного термометра. После этого гипосульфит заливают в предварительно собранную и питаемую
29
проточной водой модель изложницы. Вначале заливают небольшое количество гипосульфита, покрывающее лишь дно сосуда. После затвердевания этой порции заливают весь оставшийся гипосульфит. Сразу после заливки следят за нарастанием затвердевшего слоя и через равные интервалы времени 2 ,,, 5 мин измеряют и записывают его толщину. Измерение производят на середине высоты слитка с помощью линейки отдельно для каждой стороны кристаллизующегося слитка. При этом необходимо особо отметить время, истекшее от момента заливки до начала кристаллизации слитка на половине его высоты, толщину корковой зоны, моменты начала образования столбчатых кристаллов и зон крупных равноосных кристаллов, протяженность этих зон. Следует отметить также наличие восходящих и нисходящих потоков жидкости, с какого момента они стали заметными, наблюдалось ли обламывание и передвижение кристаллов. После окончания процесса кристаллизации модель изложницы разбирают и извлекают из нее слиток. Поверхность слитка протравливают дистиллированной водой и зарисовывают его структуру, указывая протяженность соответствующих зон для половины высоты слитка. На схеме должно быть показано также расположение усадочной раковины и ее размеры. Затем модель собирают и всю последовательность операций производят для следующей, указанной руководителем температуры. Содержание отчета 1.Кратко изложить причины образования различных кристал-лических зон слитка, привести схему модели изложницы, описать последовательность проведения опыта. 2.Представить таблицу по форме 5 нарастания толщины затвердевшего слоя для опытов, проведенных при разных температурах. Форма 9 ТемператуТолщина δ, см корочки через время τ, мин Примечания ра заливки, 0 С 3 6 9 12 … 1
K, см / мин 2
В таблице указать среднюю арифметическую толщину корочки для двух сторон. В примечании отметить время, истекшее от момента заливки до начала кристаллизации на половине высоты слитка, момент начала образования столбчатых кристаллов и толщину затвердевшей корочки из мелких равноосных кристаллов, момент начала образования зоны
30
крупных равноосных кристаллов и протяженность зоны столбчатых кристаллов. Необходимо отметить также, были ли заметны нисходящие и восходящие потоки жидкости, в какой части слитка и с какого момента, наблюдалось ли обламывание кристаллов. По данным таблицы строят график, на котором на оси абсцисс откладывается время от начала заливки, а на оси ординат — толщина затвердевшего слоя для разных температур заливки. На графике отмечают моменты образования различных зон слитка и указывают их толщину. 3. Привести схемы структур протравленной поверхности слитка. Сопоставить протяженность различных зон по результатам визуального наблюдения за ходом кристаллизации и по результатам их измерения на протравленной поверхности слитка. 4. Сформулировать выводы о влиянии температуры заливки на строение слитка, протяженность различных зон, скорость и продолжительность затвердевания, расположение и размеры усадочной раковины, наличие и расположение нисходящих потоков жидкости и обламывание столбчатых кристаллов. 5, Рассчитать значение коэффициента затвердевания для указанных выше моментов времени по формуле
K =δ/
τ
и оценить его постоянство или непостоянство в данной работе. Работа 10. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАЛИВКИ И КОНУСНОСТИ ИЗЛОЖНИЦЫ НА ОБРАЗОВАНИЕ УСАДОЧНОЙ РАКОВИНЫ Цель работы Исследование влияния формы и материала изложницы, температуры заливки на объём и глубину сосредоточенной усадочной раковины. Оценка влияния перечисленных факторов на объём усадочной пористости. Основные теоретические положения Переход вещества из жидкого состояния в твердое сопровождается, как правило, уменьшением его объема. После заливки в изложницу (рис.9,а) начинается последовательное затвердевание расплава в направлении от стенок изложницы к ее оси. Затвердевание первого слоя (рис.9,б) сопровождается понижением уровня жидкости в незатвердевшей части слитка. Последующее затвердевание остальных слоев приводит к еще большему снижению уровня жидкости (рис.9,в). Так образуется воронкообразная впадина, называемая усадочной раковиной. Если бы в отводе теплоты участвовало только дно изложницы и теплоотвод принял характер строго направленного вниз процесса, то уса-
31
дочная раковина в слитке не возникала бы. Следовательно, причиной образования усадочной раковины в слитке является не только уменьшение объёма металла при переходе вещества из жидкого состояния в твердое, но и отсутствие строго направленного вниз теплоотвода. Суммарная объёмная усадка, слитка слагается из усадок 1) в жидком состоянии, 2) при затвердевании и 3) в твёрдом состоянии. Два последних слагаемых уравнения не зависят от температуры заливки, а первое, связанное с сокращением объёма жидкости при охлаждении, изменяется незначительно, поскольку температура жидкости меняется в узких пределах,
Рис. 9 Рис.9 а коэффициент объемного расширения имеет небольшую величину. Поэтому объем усадочной раковины - величина постоянная, составляющая, например, для стали 2,0 … 3,5 % в зависимости от её состава. Часть слитка, содержащая усадочную раковину, при прокатке или ковке обрезается как непригодная для получения изделий. И хотя объем усадочной раковины в стальном слитке сравнительно мал, доля выбрасываемой и направляемой в переплав части металла достигает 20%. Это связано с тем, что при постоянном объеме раковины глубина ее может быть различной. Глубина усадочной раковины определяется той точкой слитка, которая затвердевает последней. Эта точка слитка называется его тепловым центром и смещена всегда в сторону наиболее массивной его части. Следовательно, для уменьшения глубины усадочной раковины массивная часть слитка всегда должна быть расположена в верхней части изложницы. В расширенном кверху слитке (прямая конусность) тепловой центр расположен всегда выше, а глубина раковины всегда меньше, чем в слитке с обратной конусностью, расширяющемся книзу. Усадочная раковина обычно не сосредоточивается в одной полости. В ходе кристаллизации растущие навстречу друг другу кристаллы могут соединяться и изолировать нижележащие объемы незатвердевшей части слитка от основной массы жидкого вещества. В этих изолированных объемах незатвердевшей части слитка образуются свои усадочные по-
32
лости, которые имеют часто небольшие размеры. Их скопление называется усадочной пористостью (рыхлостью). Она расположена вблизи оси слитка. Таким образом, общий объём усадки складывается из объёма сосредоточенной усадочной раковины и объема усадочной пористости. И хотя объём общей усадки - величина практически постоянная, соотношение ее слагаемых в уравнении может быть различным. Опасность преждевременного срастания кристаллов в слитке с прямой конусностью меньше, чем в слитке с обратной конусностью. Соответственно, слиток с прямой конусностью имеет и меньшую усадочную пористость. В том же направлении действует и повышение температуры заливки. Объём слитка Vсл, см3, рассчитывается по формуле
Vсл =
1 π H ( D12 + D1D2 + D22 ) , 12
(11)
где D1 - диаметр верхнего основания, см; D2 - диаметр нижнего основания, см, Н — высота слитка, см. Относительный объём ε ур, % открытой усадочной раковины
ε ур =
Vв ⋅ 100 , Vсл
(12)
где Vв - объем налитой в соответствующий слиток воды, см3. Относительная глубина η , % усадочной раковины
η = (hур / Vсл ) ⋅ 100 ,
(13)
где hур — глубина расположения усадочной раковины, включающая и закрытую ее часть, см. Приблизительное значение относительного объёма ε уп, %, усадочной пористости составляет ε уп = ε max − ε x , (14) где ε max - максимальный относительный объём усадочной раковины, зафиксированный в исследованной серии из 8 … 12 слитков, %; ε х — относительный объём усадочной раковины в том слитке, для которого производится оценка, %. Для упрощения работы в формуле (14) предполагается, что слиток с максимальным относительным объёмом раковины усадочной пористости не имеет. В случае, если слиток имел и закрытую усадочную раковину, формулу (14) применять нельзя. Методика выполнения работы В работе в качестве исследуемого вещества используют стеарин, имеющий низкую температуру плавления (около 50°С), сравнительно
33
высокую усадку и способность легко резаться в твердом состоянии без дробления на куски. Сочетание этих качеств делает стеарин особенно пригодным для целей данного лабораторного исследования. Для выполнения работы применяют комплект из двух пар изложниц, изготовленных из различных материалов. В каждой паре одна изложница расширена кверху, а другая - книзу. Расплавляют навеску 300 … 350 г стеарина и нагревают его до заданной температуры, затем разливают по изложницам. После затвердевания расплава в образовавшиеся усадочные раковины из мензурки заливают воду так, чтобы уровень ее совпадал с верхней кромкой слитков. Если раковина не выходит на поверхность слитка, то прокалывают отверстие (по оси слитка) и заливают в него воду. Объем залитой воды отвечает объему открытой сосредоточенной усадочной раковины. Измеряют объем в каждой из четырех изложниц. Затем выливают воду из слитков, разбирают изложницы и извлекают из них слитки, отмечая, из какой изложницы они были извлечены. Измеряют и записывают размеры сторон нижнего и верхнего основа ний слитков и их высоту. Затем слитки разрезают по оси и определяют глубину открытой усадочной раковины. Отмечают закрытые, различимые глазом, усадочные раковины и глубину их расположения. После окончания всех измерений изложницы собирают и заливают в них стеарин, нагретый до следующей заданной температуры. После затвердевания слитков все необходимые измерения повторяют в указанной выше последовательности. Содержание отчета 1.Все результаты измерений и их обработки заносят в таблицу по форме 10. 2. Формулируют выводы о влиянии всех исследованных факторов на относительный объем усадочной раковины и пористости, а также на относительную глубину залегания раковины. 3. Указывают какие факторы благоприятно влияют на получение здорового слитка. Работа № 11. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ Цель работы Математическое исследование процесса формирования отливок при различных способах литья. При этом в зависимости от профессиональной ориентации студентов работа может быть поставлена в любом из следующих двух вариантов.
34
Относительный объем Усадочной пористости,%
Глубина усадочной раковины, мм Относительная глубина Усадочной раковины,%
Относительный объем Открытой раковины, %
Объем залитой воды,см3
Объем слитка, см3
Конусность, %
Верхнее основание Нижнее основание высота
Температура заливки,°С
Расширение слитка кверху
сталь
1
Размеры слитка, мм
книзу
Материал изложниц
Номера изложниц
Форма 10
4
книзу
медь
3
кверху
2
ВАРИАНТ А. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОСКОГО СТАЛЬНОГО СЛИТКА Основные теоретические положения Известен и практически осуществлен 1 на АООТ “Ижорские заводы” способ подавления образования в слитке усадочной раковины. Тем самым достигается экономия до 20 % металла, благодаря отсутствию необходимости возврата в переплавку прибыльной части слитка, что обычно характерно для традиционной технологии разливки спокойной стали. Новый способ отличается тем, что сталь отливают сверху в изложницу 1, имеющую вид прямоугольного параллелепипеда и устанавливаемую на массивный металлический поддон 2 (рис.10). Сразу после 1
Научный руководитель доц. Н.А.Хлямков
35
заполнения изложницы расплавом его поверхность засыпают слоем ферракса 3, представляющего собой специальную экзотермическую смесь, содержащую алюминиевый порошок (25,5 %), натриевую селитру (3 %), древесную муку (13 %), глинозём (44,5 %), вермикулярный графит (8,5 %), вспученный перлит (4,5 %) и кремнефтористый натрий (1,5 %).
3
N
1
2 3 2 1
Рис.10 Ферракс сгорает, развивая температуру порядка 15500С и оставляя после себя рыхлый слой негорючего вещества, являющегося хорошим теплоизолятором. Таким образом обеспечивается направленный теплоотвод от расплава в основном вниз – к поддону и лишь частично – через стенки изложницы в окружающую среду. Основная задача управления процессом формирования нормального безотходного слитка заключается в подборе такой начальной толщины слоя ферракса, при которой тепловой центр выводится на поверхность слитка. Тогда усадочной раковины нет, и слиток после затвердевания может быть направлен в прокатку. Для математического исследования влияния технологических факторов на ход формирование рассматриваемого слитка проф. В.В.Дембовским при участии доц. Н.А.Хлямкова в среде Fortran Power Station разработан программный комплекс компьютерного моделирования этого процесса. Комплекс содержит основной модуль с PGS5E.exe, работающий с файлом исходных данных PGS5Einp.doc и по результатам счета формирующий выходной файл PGS5Eout.doc. Список условных обозначений приведен в файле PGS5E. doc. Задача решается методом конечных разностей (см. сетку на рис.10).
36
Методика выполнения работы 1)От руководителя cтуденты получают задание, содержащее размеры отливаемого слитка: длину (полудлину), ширину (полуширину) и высоту; вид стали, материал и толщину стенок изложницы; размеры и материал поддона; теплофизические свойства (коэффициент теплопроводности, удельную теплоемкость, плотность) всех материалов; продолжительность заливки; толщину слоя ферракса и продолжительность его горения (по экспериментальным данным). 2)Знакомятся со списком условных обозначений в составе файла PGS5E.doc, открываемого через WORD, и заносят исходные данные во входной файл PGS5Einp.doc. Файл сохраняют. 3)Запускают основной файл PGS5E.exe. Окончание работы программы отмечается сообщением “Program terminated”, после чего этот файл следует закрыть. 4)Также через WORD открывают файл результатов счета PGS5Eout.doc и отмечают важнейшие параметры: - время полного затвердевания стали в изложнице; - положение теплового центра, т.е. ячейки сетки поперечного сечения слитка, где металл затвердевает последним. Это положение необходимо выразить номером упомянутой ячейки относительно полного числа ячеек по высоте слитка (в процентах). Номера ячеек отсчитываются от нижней поверхности слитка до верхней (рис.10). Всего ячеек Nmax. Вывод теплового центра на верхнюю поверхность слитка отвечает числу N / Nmax=1 (то есть верхней ячейке сетки). 5) Если тепловой центр оказывается заглубленным в тело слитка (N < Nmax), то увеличивают толщину слоя ферракса и повторяют процесс моделирования до достижения желаемой цели. Содержание отчета Данные о работе следует представить по форме 11. Исходные данные (размеры слитка, поддона, толщина стенок изложницы, марка ста ли, время заливки). ВАРИАНТ В. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ Цель работы Математическое исследование процесса формирования непрерывнолитого слитка.
37
Краткое теоретическое содержание При непрерывном (или полунепрерывном) литье в процессе разливки расплав 1 непрерывно подается в водоохлаждаемый (рис.11) или графитовый кристаллизатор 2. Водоохлаждаемые кристаллизаторы обычно применяются при литье высокотемпературных расплавов (сталь, алюминий), а графитовые – находят применение при литье низкотемпературных расплавов (бронза). Форма 11 Толщина слоя ферракса, Продолжительность заПоложение теплового мм твердевания стали, мин центра
Рис. 12 В результате интенсивного теплоотвода в кристаллизаторе (зона первичного охлаждения I ) при контакте расплава со стенками происходит затвердевание расплава, и образуется постепенно нарастающая во времени корочка твердого металла. Вместе с тем имеет место усадка металла, и между поверхностью формирующегося слитка и стенками изложницы возникает воздушный зазор, из-за которого скорость теплоотвода постепенно снижается. Однако с выходом слитка в зону вторичного охлаждения II скорость теплоотвода от расплава вновь возрастает вплоть до полного затвердевания. Слиток извлекается из кристаллизатора электро- или гидроприводом с заданной скоростью V. При этом непрерывное литье отличается от полунепрерывного тем, что резка непрерывнолитого слитка на заготовки осуществляется непо-
38
средственно в процессе литья, а отливка слитка полунепрерывным способом завершается при достижении слитком днища заполненного водой кессона (который собственно и образует зону вторичного охлаждения), после чего слиток извлекают и разрезают на заготовки заданной длины. Благодаря быстрому процессу перехода расплава из жидкого состояния в твердое, металл непрерывнолитого слитка характеризуется однородной мелкозернистой структурой и, следовательно, повышенными механическими свойствами. Технологическими параметрами рассматриваемых процессов являются, кроме упомянутой скорости литья V, также толщина δ корочки затвердевшего металла на выходе из кристаллизатора и глубина лунки жидкой фазы Нл (рис.12). Для математического исследования процессов формирования непрерывно- и полунепрерывнолитых слитков разработан комплекс программ компьютерного моделирования . В составе этого комплекса содержатся: 1) Программы для случаев равномерного со всех сторон охлаждения слитков при принятии постоянными значений теплофизических параметров в рабочем интервале температур. Это простейшие программы Р40R.exe – отливка слитка круглого сечения; Р40sq.exe – отливка слитка квадратного сечения; Р40ra.exe отливка слитка прямоугольного сечения (с отношением ширины грани к толщине слитка до трех включительно); Р40.exe – отливка плиты с отношением ширины грани к толщине слитка более трех. Последняя из задач одномерная, три предыдущих – двумерные. Автор проф.В.В.Дембовский. 1) Программный блок Р45, разработанный в среде Fortran Power Station, проф. В.В.Дембовским при участии доц.Н.А.Хлямкова и учитывающий зависимость теплофизических параметров от температуры, а также – неравномерность охлаждения с разных сторон слитка, что характерно для МНЛЗ радиально - изогнутого типа. Этот блок содержит основной (выполняемый) модуль Р45.exe, файл исходных данных Р45inp.dос и файл результатов счета Р45out.doc. Методика выполнения работы 1) Студенты получают от руководителя задание, в которое входят следующие величины: - вид металла (сплава); - размеры и форма поперечного сечения кристаллизатора (слитка), м; - высоту кристаллизатора, м; - скорость литья V, м/мин; - коэффициент теплопередачи от металла к охлаждающей воде через стенку кристаллизатора (фактически это коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности стенки кристаллизатора к охлаждающей воде α1, кВт/(м·град), ввиду малости теплового сопротивления стенки;
39
- коэффициент теплоотдачи от поверхности слитка к охлаждающей воде в зоне вторичного охлаждения α2, кВт/(м·град). 2) Знакомятся со значениями теплофизических параметров металла (сплава) из специальных таблиц, выдаваемых руководителем. 3) Руководитель задает вид конкретной задачи моделирования и соответствующую программу процесса моделирования. 4) Включают персональные компьютеры и наблюдают за их выходом на рабочий режим. 5) Запустив одну из программ Р40R.exe, Р40sq.exe, Р40ra.exe, P40.exe вводят исходные в диалоговом режиме, после чего автоматически формируется файл результатов счёта, имеющий в качестве основного имя своей программы, но с расширением типа doc. Если же требуется учесть зависимость теплофизических параметров от температуры и неравномерность теплоотдачи с различных сторон слитка, то прибегают к использованию программного блока Р45. В этом случае, действуя уже знакомым из предыдущих работ способом, вводят через WORD исходные данные в состав файла Р45inp.doc и сохраняют его. Затем запускают основной файл Р45.exe, который выводит результаты счета в выходной файл Р45out.dat. 6) Варьируя одно из исходных данных (в соответствии с заданием) повторяют запуски программ с целью выявления влияния данного технологического параметра на процесс литья. Содержание отчета Отчет представляют по форме 12. Исходные данные…………………………… Форма 12 Варьируемый параметр, например V, м/мин
Результаты моделирования Время полного Толщина корочки Глубина лунки δ , мм затвердевания, жидкой фазы, мм мин
Полученные данные изображают графически в масштабе и делают выводы из проделанной работы. Работа № 11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗОВ В МЕТАЛЛАХ Цель работы Определение содержания водорода, азота и кислорода в различных образцах стали.
40
Основные теоретические положения В жидких металлах всегда растворено некоторое количество газов, из которых наиболее отрицательное влияние на качество готовых изделий оказывают кислород, азот и водород. При затвердевании и последующем охлаждении форма существования газов в металле в связи с уменьшением их растворимости изменяется. Кислород, соединяясь с другими элементами, образует неметаллические включения, нарушающие непрерывность металлической матрицы. Азот, переходя сначала в твердый раствор, при дальнейшем понижении температуры также соединяется с другими элементами и образует самостоятельную нитридную фазу. Этот процесс продолжается и при комнатных температурах, вызывая процесс старения металлов. Водород менее других элементов склонен к образованию химических соединений с металлами и при охлаждении стремится выделиться из металла в окружающую атмосферу или в несплошности — пустоты, находящиеся внутри металла. В этих несплошностях иногда достигается такое давление водорода, которое приводит к местным разрывам, образующимся при быстром охлаждении деформированного металла и в поперечном сечении имеющих вид паукообразных трещин, а в продольном - серебристых пятен, вследствие чего они называются флокенами. Изделие, пораженное флокенами, имеет низкие механические свойства и не пригодно для использования.
Рис.13 Для контроля за содержанием водорода отбирают пробы металла, которые помещают в вакуум и нагревают для ускорения диффузии водорода (метод вакуум – нагрева или плавления в вакууме). В этом случае из образца выделяется также азот. Однако при температурах до 700 °С азот выделяется в ничтожном количестве, в то время как водород удаляется из металла полностью.
41
Методика выполнения работы Простейший лабораторный прибор для определения содержания водорода (рис.13) состоит из кварцевой реакционной трубки 3, соединяющейся при помощи шлифа с трехходовым краном 4, через который она может сообщаться с ртутным манометром 5 или с вакуумным насосом. Для нагрева реакционной трубки служит передвижная электрическая печь 2. Температура контролируется с помощью термопары и подключенного к ней милливольтметра или потенциометра. Работу выполняют в следующем порядке. 1)Включают печь. Образец после тщательной зачистки обезжиривают, взвешивают и загружают в реакционную трубу. Собирают прибор, и трехходовой кран устанавливают в положение, при котором насос соединит с реакционной трубкой и манометром. 2) Включают насос и создают разрежение. Трехходовой кран поворачивают на 180°, отключают прибор от насоса, но оставляют реакционную трубку, соединенной с манометром. Если прибор герметичен (на что должно указывать нулевое показание манометра), надвигают на реакционную трубку нагретую до 700°С печь. 3)Выделяющийся водород приводит к возрастанию давления газа в приборе, что фиксируют через равные интервалы времени по разности уровней ртути в манометре. 4)Когда давление в приборе устанавливается постоянным, можно считать, что выделение водорода из образца закончилось. После этого печь отодвигают в сторону, реакционную трубку охлаждают до комнатной температуры и фиксируют давление газа в приборе. После окончания опыта прибор разгерметизируют и из реакционной трубки извлекают образец. 5)Определяют содержание водорода в двух образцах и рассчитывают в кубических сантиметрах на 100 г металла по формуле
V ⋅ p ⋅ 273 , (ХХ) A ⋅103 ⋅ (273 + t ) где V - объём прибора, см3; р - давление в приборе после охлаждения реакционной трубки, кПа; А - масса образца, г; t - температура g=
помещения, °С. Содержание отчета 1. Описать цель работы и ее краткое теоретическое обоснование, а также схему установки. Данные опытов занести в таблицу по форме 12 и построить графики изменения давления водорода в приборе во времени.
42
Форма 12 Время, мин
0
Избыточное давление, кПа
0
4
8
12
16
20
24
Примечание. В промышленных образцах газоанализаторов для определения водорода, азота и кислорода используются методы плавления образцов металла (индукционный или лазерный нагрев) в вакууме или в токе инертного газа, а также метод восстановительного плавления. Вакуумирование расплавленного образца позволяет быстро экстрагировать из металла водород и азот. Собранную газовую смесь анализируют, например катарометром (детектором по теплопроводности) для определения содержания водорода, а азот находят по разности. Метод восстановительного плавления применяют для определения содержания в металле кислорода. Последний с элементами металла образует прочные химические соединения, для разложения которых требуются недостижимые в лаборатории высокие температуры. Проблема решается путем плавления пробы металла в графитовом тигле. В этом случае при сравнительно невысоких температурах имеет место реакция вида FeO + C = CО + Fe, ( 15) причём выделяющийся монооксид углерода (CО) определяется или по поглощению им инфракрасного излучения, или – методами газовой хроматографии. В таком варианте данная работа ставится в лабораториях металлургических заводов, при которых занимаются организованные группы студентов.
43
Содержание Введение Охрана труда и техника безопасности Библиографический список №№
Работы 3 - го семестра
1
Ознакомление с сырыми материалами металлургической плавки и способами их подготовки Изучение макетов доменной печи и движения материалов и газов в ней Исследование влияния температуры на скорость прямого восстановления железа Компьютерное моделирование процесса работы доменной печи Компьютерное моделирование кислородно – конвертерной плавки Компьютерное моделирование процесса массообмена между сталью и шлаком Компьютерное моделирование процесса обезуглероживания стали Оценка влияния различных элементов на процесс раскисления, микроструктуру и свойства стали
2 3 4 5 6 7 8
с. 3 3 3
4 8 12 15 17 19 20 22
Работы 4 – го семестра 26 9 10 11 12
Физическое моделирование процесса кристаллизации расплава на прозрачной модели Исследование влияния температуры расплава и конусности изложниц на образование усадочных раковин на физических моделях Компьютерное моделирование процессов литья металлов Определение содержания газов в металлах
30 33 39
44
Редактор И.Н.Садчикова Сводный темплан 2004 г. Лицензия ЛР №020308 от 14.02.97 Санитарно – эпидемиологическое заключение №78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003 г.
Подписано в печать 22.01.2004. Б. кн.- журн. П.л.
Формат 60 х 84 1/16 Б.л.
РТП РИО СЗТУ,
Тираж Заказ Северо – Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско – полиграфической ассоциации вузов Санкт – Петербурга 191186, Санкт – Петербург, ул. Миллионная, 5