79 готовых контрольных работ по металлургии

Таблица 1 – Исходные данные для проведения расчетов
№ п.п. Показатель Внедрения смоляных холодно-твердеющих смесей для изготовления форм Обычная песчатная литейная форма
1 Действительный фонд раб времени ч 3743 3743
2 Условная программа формовочного...

Таблица 1 – Исходные данные для проведения расчетов
№ п.п. Показатель Внедрения смоляных холодно-твердеющих смесей для изготовления форм Обычная песчатная литейная форма
1 Действительный фонд раб времени ч 3743 3743
2 Условная программа формовочного отделения форм/год 200000 200000
3 Производительность форм/ч 50 50
4 Электроэнергия
5 Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии руб. 6,5 6,5
6 Мощность установленных электроприводов кВт 8 10
7 Сжатый воздух
8 Стоимость руб. за м3 1 1
9 Расход сжатого воздуха на форму м3 на одну форму 1,3 1,8
10 Число рабочих обслуживающих единицу оборудования в одну смену 1 1
11 Капиталовложения тыс.руб.
12 Оптовая цена единицы тыс.руб..
13 Формовочная машина тыс.руб. 160000 160000
14 Конвейер тыс.руб. 800000 800000
15 Расходы на ремонт (% от стоимости оборудования) 10 10
16 Прочие цеховые расходы (% от заработной платы основных рабочих) 30 30
17 Норма дисконта % 8
18 Заданный cрок окупаемости (лет) 4 5

Произведем расчет необходимого количества оборудования и инвестиций (капитальных затрат) необходимых для выполнения производственной программы. Расчетное количество оборудования определяем по формуле

где – расчетное количество оборудования ед.;
ГП – условная программа формовочного отделения форм/год;
– коэффициент учета потерь из-за брака форм и отливок 0,94÷0,96;
– действительный годовой фонд работы оборудования ч;
– производительность оборудования форм/ч.
Фактическое количество оборудования, необходимое для выполнения годовой производственной программы, должно приниматься с учетом коэффициента загрузки, безразмерной величиной, характеризующей интенсивность использования оборудования, в соответствии с формулой
...

Задача 1. Построить график изменения температуры в пластине на участ¬ке от х = 1 см до х = - 9 см, у=1 см при нагреве ее подвижным линейным источником теплоты, когда достигнуто предельное квазистационарное состоя¬ние; q=5500 Дж/с; v=0,5 см/с; δ=2см; ...

Задача 1. Построить график изменения температуры в пластине на участ¬ке от х = 1 см до х = - 9 см, у=1 см при нагреве ее подвижным линейным источником теплоты, когда достигнуто предельное квазистационарное состоя¬ние; q=5500 Дж/с; v=0,5 см/с; δ=2см; а=0,085 см2/с; λ=0,42 дж/см·с·град; сρ=4,9 Дж/см3·град.
Температуру определяем для точек х=1; -1; -3; -5; -7; - 9 см. Для удобства вычислений результаты представляем в виде таблицы:
х, см r, см -vx/2a e^(-vx/2a) u=r√(v^2/(4a^2 )+b/a) K_0 (u) Т, °С
1 1,41 - 2,94 0,053 4,15 0,0096 1
-1 1,41 2,94 18,95 4,15 0,0096 190
- 3 3,16 8,82 6,8*103 9,29 3,77*10-5 267
- 5 5,2 14,71 2,5*106 15,29 7,2*10-8 188
- 7 7,14 20,57 8,6*108 20,99 2,07*10-10 185
- 9 9,11 26,47 3,13*1011 26,78 5,57*10-13 182

Радиус определяется по зависимости:

r=√(x^2+y^2 );

r_1=√(1^2+1^2 )=1,41 см;
r_(-1)=√(〖(-1)〗^2+1^2 )=1,41 см;
r_(-3)=√((-3)^2+1^2 )=3,16 см;
r_(-5)=√((-5)^2+1^2 )=5,2 см;
r_(-7)=√((-7)^2+1^2 )=7,14 см;
r_(-9)=√((-9)^2+1^2 )=9,11 см.

Коэффициент температуроотдачи находим по формуле:

b=2α/cρδ.

Коэффициент теплоотдачи а находим по графику на рис. 16.6 [2.2] для Тср=6000 С, α= 6·10-3 Дж/см2·с·град.

b=(2⋅6⋅10^(-3))/(4,9⋅2)=0,0012 1/с.

Для определения значения функции Бесселя 1-го рода нулевого порядка можно воспользоваться справочными данными или зависимостью:

K_0 (u)≈e^(-u) √(π/2u (1-1/8u) ).

Температуру определяем по формуле:

T_пр=q/2πλδ e^(-vx/2a) K_0 (r√(v^2/(4a^2 )+b/a));

T_пр^1=5500/(2⋅3,14⋅0,42⋅2)⋅0,053⋅0,0096=1 °С;
T_пр^(-1)=5500/(2⋅3,14⋅0,42⋅2)⋅18,95⋅0,0096=190 °С;
T_пр^(-3)=5500/(2⋅3,14⋅0,42⋅2)⋅6,8*103*3,77*10-5 = 267°С;
T_пр^(-5)=5500/(2⋅3,14⋅0,42⋅2)⋅2,5*106*7,2*10-8 = 188 °С;
T_пр^(-7)=5500/(2⋅3,14⋅0,42⋅2)⋅8,6*108*2,07*10-10 = 185 °С;
T_пр^(-9)=5500/(2⋅3,14⋅0,42⋅2)⋅3,13*1011*5,57*10-13 = 182 °С.

По рассчитанным значениям строим график распределения температуры:
...

Решение

1. Определяем силу всплытия верхней полуформы.
Fвспл = Р1S1 + P2S2 (1)
Р1 – давление на верхнюю полуформу в нижней части стакана;
Р2 - давление на верхнюю полуформу в верхней части стака...

Решение

1. Определяем силу всплытия верхней полуформы.
Fвспл = Р1S1 + P2S2 (1)
Р1 – давление на верхнюю полуформу в нижней части стакана;
Р2 - давление на верхнюю полуформу в верхней части стакана;
S1 – площадь кромки стакана (выступающей части фланца);
S2 – площадь дна стакана.

Очевидно, что:
Р1 = ρg(H – a) = 7000 кг/м3 ∙9,81 м/с2 ∙(0,800 м – 0,03 м) = 52876 Па = 52,9 кПа
Р2 = ρg(H – h) = 7000 кг/м3 ∙9,81 м/с2 ∙(0,800 м – 0,600 м) = 13734 Па = 13.7 кПа
S1 = π(dфл2 – d12)/4 = 3.14(0.4002 – 0,3002) м2/4 = 0,055 м2
S2 = π(d12 – d22)/4 = 3.14(0.3002 – 0,0802) м2/4 = 0,066 м2
Здесь:
ρ = 7000 кг/м3 – плотность стального расплава;
g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;
остальные величины даны в условии и обозначены на рисунке 1.
Все величины приведены к системе СИ.

Подставляя численные значения величин в формулу (1), получаем:
Fвспл = 52,9 кПа ∙0,055 м2 + 13,7 кПа∙0,066 м2 = 3,81 кН

2. Определяем силу давления на стержень.
Fст = ρgVст
Vст – объем вытесненного стержнем расплава.
Очевидно, что:
Vст = π[d2(h-a) + d22∙a]/4 = 3.14[(0.25м)2(0,57 м) + (0,08м)2)0,03 м)]/4 = 0,028 м3

Тогда:
Fст = 7000 кг/м3 ∙ 9,81 м/с2 ∙0,028 м3 = 1922,8 Н = 1,92 кН
Следует отметить, что выталкивающая сила, действующая на стержень, компенсируется его весом, который больше. Поскольку плотность материала стержня (сталь в твердом состоянии) равна 7800 кг/м3, то есть превышает плотность стального расплава. Кроме того стержень имеет еще нижнюю часть, «погруженную» в нижнюю полуформу. И на эту часть выталкивающая сила не действует.

3. Определим силу давления на стенку формы.

Избыточная сила гидростатического давления на плоскую стенку равна давлению в центре тяжести стенки, умноженному на ее площадь,
давление P = ρghc
где hc — глубина погружения центра тяжести стенки.
В нашем случае hc = H – h/2, поэтому:
Р = 7000 кг/м3 ∙ 9,81 м/с2 ∙ (0,8 м – 0,3 м) = 34335 Па = 34,3 кПа
Площадь стенки:
S = πd1h = 3.14∙0.3 м∙ 0,6 м = 0,5652 м2
Сила давления на стенку:
F = P∙S = 34.3 кПа ∙ 0,5652 м2 = 19,4 кН

4. Строим эпюру распределения давления на стенку формы.
Давление в нижней части стенки (в плоскости разъема формы):
Рн = ρgH = 7000 rкг/м3 ∙ 9.81 м/с2 ∙0.800 м = 54,9 кПа
В верхней части (дно стакана):
Рн = ρg(H – h) = 7000 rкг/м3 ∙ 9.81 м/с2 ∙0.200 м = 13.7 кПа
По высоте давление изменяется линейно.
Строим эпюру распределения (см рис. 2).


Рис. 2. Эпюра распределения давления P на стенку формы.

...

Страница 3

Влияние титана

Титан используют как модификатор. Он является сильным нитрообразующим. Титан подавляет склонность металла к старению и сохранение высокого уровня магнитных свойств при содержании титана не более 0,02%.[1]

Влияние фосфора
...

Страница 3

Влияние титана

Титан используют как модификатор. Он является сильным нитрообразующим. Титан подавляет склонность металла к старению и сохранение высокого уровня магнитных свойств при содержании титана не более 0,02%.[1]

Влияние фосфора

Положительное влияние фосфора на уровень магнитных свойств связано с его расширяющим действием. Он обладает большим сродством с кислородом, что способствует очистки стали от этой же вредной примеси, действие которой проявляется в образовании устойчивых мелкодисперсных оксидов ухудшающих магнитные свойства стали. В условиях производства изотропной стали фосфор при нормализации способствует уменьшению удельных потерь и выхода марочности 2311 и 2312 содержащих 1,8-2,8% кремния.

При обезуглероживающе-рекристаллизационном отжиге в стали с содержанием фосфора 0,015% и кремния 1,8-2,8% происходит улучшение магнитных свойств но незначительно.

2.4 Влияние различных факторов обработки, на улучшение технологических свойств изотропной электротехнической стали.

Улучшение магнитных свойств изотропных электротехнических сталей является основным способом приводящим к экономии электроэнергии.

Поэтому во всех развитых странах для повышения качества этих сталей ведутся интенсивные исследования и делаются значительные капитальные вложения в оборудование и совершенствование технологии.

Исследования по совершенствованию технологии производства изотропных электротехнических сталей проводят совместно АО НЛМК и ЛГТУ.

В данном разделе рассмотрены патенты на способы получения изотропной электротехнической стали третьей группы легирования толщиной 0,5 мм с повышенной магнитной индукцией в сильных полях при минимальной ее анизотропии и низкими удельными потерями. Целью этих изобретений является интенсификация процесса термической обработки и улучшения магнитных свойств изотропной электротехнической стали.

N п/п


Страна


Классификация и индекс


Наименование источника.


Наименование статьи авторы и дата опубликования.


Краткое содержание и основные положения статьи.

1


2


3


4


5


6

1

2


Россия

Россия


МКИ6 С21D8/12

МКИ6 C21D8/12


Патент N 2079559/02

Заявка на патент N94003489/02


Способ получения изотропной электротехнической стали.

Франценюк Л.И.

Шаршаков И.М.,

Логунов В.В.,

Гвоздев А Г.,

Карманов В.П.

АО НЛМК

Опубликовано 20.05.97. Бюл.N14

Способ получения стали с высокими электромагнитными свойствами и повышенной изотропией Франценюк И.В.,

Казаджан Л.Б.,

Настич В.П.,

Лосев К.П.,

Миндлин Б.И.,

Парахин В.И.

АО НЛМК

Опубликовано 10.10.95 Бюл.N28


Изобретение относится к металлургии, в частности к производству специальных сталей и сплавов, а именно к получению холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Для улучшения магнитных свойств электротехнической стали, содержащей 0.6-3.2%SI, 0.3-0.6%Al, 0.01-0.05%C, после окончательного рекристализационного отжига на поверхность полосы стального листа наносят кремний содержащий порошок с обработкой ее электронно-лучевым способом и последующей термической обработкой, обеспечивающим получение в стали 8,5-8,0% кремния.

Использование: получение холоднокатаной полосы толщиной 0,5 мм из изотропной электротехнической стали с содержанием в масс. %: 0.8-3.3 Si, 0.1-0.5 Al, 0.03-0.06 C, 0.1-0.5Mn, 0.005-0.15 P, серы не более 0,006,хрома и никеля не более 0,006 каждого, меди не более 0,15, железо остальное по технологии с использованием агрегата непрерывного отжига. После холодной прокатки полосы в линии АНО обезжиривают, промывают и подвергают в проходной печи обезуглероживающему отжигу при температуре 800-10500С в азотоводородной атмосфере с регламентированным уменьшением по мере снижения концентрации углерода в металле отношения содержания паров воды к содержанию водорода Рн2о : Pн от 0,26 до 0,006, а нагрев до температуры начала обезуглероживания осуществляют в атмосфере с соотношением РНО.: РН. равным 0,4-0,6

1


2


3


4


5


6

3

4


Россия

Россия


МКИ6 C21D2/12

МКИ6

С21D8/12


Заявка на патент N94003490/02

Патент N4901799/02


Способ получения изотропной электротехнической стали.

Франценюк И.В.,

Франценюк Л.И.,

Гофман Ю.И.,

Рябов В.В.,

Настич В.П.,

Миндлин Б.И.,

Шаршаков И.М.,

Гвоздев А.Г.,

Логунов В.В.,

Заверюха А.А.,

Карманов В.П

АО НЛМК Опубликовано 20.05.95 Бюл.N26

Способ получения электротехнической стали.

Гольдштейн В.А.,

Ницкая С. Г.,Мизин В. И.

Эйнгорн Э. Я.,

Ивашин В.И.,

. Настич В.И.

Калинин В.И.

Миндлин Б.И.,

АО НЛМК

Опубликовано 27.09.95.БюлN27


Изобретение относится к области изыскания новых способов получения стали, в частности к получению изотропной электротехнической стали. В листах или рулонах толщиной 0,5 мм с повышенной магнитной индукцией. В сильных полях при минимальной ее анизотропии и низкими удельными потерями. Целями изобретения является интенсификация процесса термической обработки и улучшение магнитных свойств изотропной стали. Поставленная цель достигается проведением обезуглероживающего отжига радиоционно-термической обработки, потоком релятивистских электронов, позволяющих нагревать полосу с высокой скоростью в интервале 600-12000С. Эту обработку проводят после холодной проводят после холодной прокатки с последующим обезуглероживающим-рекристализационным отжигом, магнитная индукция увеличивается 0,05 Тл.

Способ включает горячую и холодную прокатку в промежуточной толщине 2,8-0,6мм проводят термическую обработку со скоростью 100-10000С/с на регламентируемых участках протяженностью, определяемой по зависимости: L=LИЗ(1-S/100)mA, где LИЗ-наминальная длина изотропного участка номинальная длина изотропного участка

Номинальная длина изотропного участка; S - величина обжатия при окончательной прокатке, %, А и100 постоянные коэффициенты, А абсолютная ошибка измерения, относительная величина которой равна 10%. Затем проводят окончательную прокатку с обжатием 40-87% и обезуглероживающий и высокотемпературные отжиги

5


Россия


МКИ6 C21D8/12


Патент N92010506/02


Способ изготовления изотропной и релейной электротехнической стали

Цырлин М. Б

Соколовский Н. Я

Николаев И.Н.

НПО Эста

.Опубликовано 09.07 95 Бюл.N19


.Изобретение относится к производству электротехнической стали и нелегированной тонколистовой стали. Предложенный способ включает в себя: горячую прокатку, двухкратную прокатку, с промежуточными и заключительными рекристаллизационными отжигами, содержание углерода в стали поддерживают в диапазоне 0,002-0,015%, а степень деформации второй холодной прокатки выполняют равной 0,6-1,2% ...