Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Шнееров, Я. А. Полуспокойная сталь

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
20.26 Mб
Скачать

15Г2АФДпс превосходят спокойные низколегированные стали, рекомендуемые для ответственных сварных кон­

струкций (см. рис. 129).

 

 

Сопоставительное

исследование

склонности

сталей

18Г2АФпс, 15Г2АФДпс, ЮХСНД,

15ХСНД и

16Г2АФ

к распространению

хрупких трещин проводили

путем

испытания на ударный изгиб образцов с впрессованным острым надрезом [321]. За критическую температуру хрупкой трещины принимали температуру, при которой волокнистая составляющая в изломе образцов после разрушения составляла 50%. Результаты испытаний (рис. 132) показывают, что опытные полуспокойные ста­ ли среди исследованных марок низколегированной спо­ койной стали обладают наиболее высокой сопротивляе­

мостью

распространению

хрупких

трещин. Это подтвер­

ждается

также

данными

исследований по ранее приня­

той (см. гл. 7)

методике

оценки

рассматриваемого по­

казателя (рис.

130).

 

 

Выносливость однотипных сварных соединений из исследуемых полуспокойных сталей с нитридным упроч­ нением, а также наиболее широко используемых низко­ легированных спокойных сталей, практически одинакова (рис. 133).

Последними исследованиями установлено, что стали 18Г2АФпс и 15Г2АФДпс мало чувствительны к хрупко­ му разрушению в результате циклических повреждений.

Т а б л и ц а

128. Результаты

испытаний

углеродистых

и низколегированных сталей на стойкость

против

общей

коррозии

 

 

в промышленных средах

 

 

 

 

 

Скорость общей

коррозии,

м м / г о д ,

в различных средах

 

Тол ­

23—25%-ная

 

 

 

жидкий

 

 

аммиачная

 

42%-ный

 

 

 

щина

 

 

ж и д к и й

Марка стали

вода;

т е м п е ­

 

 

аммиак (99,8—

листа,

раствор NaOH,

аммиак;

 

мм

ратура

окру­

 

комнатная

 

99,9% NH S ) ,

р = 8 - ь 9 ата;

 

 

ж а ю щ е г о

температура

 

p=S~-X0 ата;

f=—40 °С

 

 

в о з д у х а

в л е т ­

 

 

 

1=20 н-25 °С

 

 

 

ний период

 

 

 

 

 

 

8Г2АФпс

8

0,212—0,248

0,012—0,017

0,001—0,002

0,001

18Гпс

12

0,238

 

0,006

 

0,002

12

0,287

 

0,013

 

0,001

 

20

0,240

 

0,012

 

0,002

0,002

ЗСт. Зпс

8

0,260

 

0,014

 

0,002

0,001

8

0,220

 

0,015

 

0,003

16ГС

12

0,260

 

0,010

 

0,003

0,001

 

20

0,230

 

0,014

 

0,002

0,001

343

Т а б л и ц а 129. Склонность сталей к коррозионному растрескиванию в растворе нитратов

Маркарка стали

Условн ый номер :плавки

Вид Толщина

проката проката,

мм

- -

ч

про тель

ний,

Общая должи

ность испыта

Время д о появления трещин, ч

в первом

во всех

обра зце

образцах

18Г2АФпс

1

Лист

8

192

192

192

 

 

 

12

192

192

192

 

 

 

20

120

120

120

 

2

»

8

564

96

564

 

 

 

12

564

48

564

18Гпс

3

Лист

8

3744

 

 

 

 

 

12

3744

1656

 

 

4

»

12

3744

96

 

 

 

 

20

3720

96

 

 

5

Швеллер

4

96

96

96

 

 

Круг

16

312

96

312

Ст.Зпс

6

Лист

8

72

72

72

 

 

 

20

120

120

120

Испытаниями на химических комбинатах установле­ но, что сталь 18Г2АФпс по склонности к общей коррозии

в промышленных средах

практически не отличается от

углеродистых полуспокойных (ВСт.Зпс и

18Гпс)

и низ­

колегированной

спокойной

(16ГС) сталей

(табл.128).

Не установлено также существенных различий

между

сталью 18Г2АФпс и нормализованными

сталями

18Гпс

и ВСт.Зпс по склонности

к коррозионному

растрескива­

нию в растворе

нитратов

при ПО—120° С

(табл.129).

Области применения

низколегированных

 

 

полуспокойных сталей

 

 

 

Горячекатаные полуспокойные стали с микролегиро­ ванием ниобием, а также ванадием совместно с азотом (ЮБпс, 18Бпс, 18ГБпс, 09Г2Бпс, 18Г2Бпс, 18— 20Г2АФпс) следует применять как стали повышенной прочности с гарантированным пределом текучести 30— 45 кгс/мм2 вместо спокойных низколегированных или уг-

344

леродистых (со снижением массы конструкций на 10— 30%) сталей для конструкций и машин, эксплуатируе­ мых в основном при положительных температурах. В про­ кате толщиной до 10 мм такие стали можно использо­ вать и при отрицательных температурах.

Горячекатаные полуспокойные стали повышенной прочности и хладостойкое™ марок 18ГФпс и 18Г1Фпс надлежит применять для сварных металлоконструкций в строительстве и машиностроении вместо низколегиро­ ванных спокойных сталей по ГОСТ 5058—65 соответст­ вующего класса прочности с такими же гарантиями по механическим характеристикам, а также вместо углеро­

дистых спокойных (со снижением

массы

конструкций

на 10—15%)

сталей.

 

 

 

Нормализованные полуспокойные

стали

повышенной

прочности и

хладостойкое™

марок

18Г2АФпс и

15Г2АФДпс по комплексу физико-механических и слу­ жебных свойств превосходят спокойные низколегирован­ ные стали по ГОСТ 5058—65 и поэтому должны приме­ няться без дополнительных ограничений вместо низко­ легированных спокойных сталей соответствующего класса прочности в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, эксплуатируемых в самых суро­ вых климатических условиях.

Г л а в а 11

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ПОЛУСПОКОЙНЫХ СТАЛЕЙ ВЗАМЕН СПОКОЙНЫХ

Экономическая эффективность производства рассчи­ тана с учетом изменения эксплуатационных и капиталь­

ных затрат в черной

металлургии

и смежных

отраслях

по двум вариантам:

 

 

 

 

1. Без увеличения

производства

готового

проката

(с уменьшением выплавки стали);

 

 

2.

С увеличением

производства

готового

проката в

связи

с уменьшением

величины

головной обрези при

прокатке слитков на обжимных

станах.

 

345

При расчете по первому варианту экономическая эф­ фективность производства полуспокойных сталей взамен спокойных определяется только изменением себестоимо­ сти заготовки (слябов). Второй вариант расчета предпо­ лагает при переходе на выплавку полуспокойных сталей также дополнительные капитальные вложения для рас­ ширения производства чугуна (из-за уменьшения коли­ чества оборотного лома) и увеличения мощности про­ катных станов.

Расчеты произведены для условий металлургических заводов им. Петровского при производстве конвертерной стали марки Ст.Зпс вместо Ст.Зсп и Коммунарского — при производстве мартеновской стали марок Ст.Зпс вме­ сто Ст.Зсп, 18Гпс вместо Ст.Зсп и 18Г2АФпс вместо 10ХСНД и 16Г2АФ.

Методика расчетов изменения эксплуатационных и капитальных затрат приведена на примере конвертерной стали Ст.Зпс по сравнению со сталью Ст.Зсп для заго­ товки в условиях завода им. Петровского.

Эксплуатационные затраты (для l u l l вариантов)

1.Снижение затрат на раскислители: а) 45%-ный ферросилиций

(7,5 — 2,15)-0,1240 = 0,66руб/т,

где

7,5 — расход

45%-ного

ферросилиция для

спо­

 

койной

стали, кг/т;

 

 

 

 

2,15 — то же, для полуспокойной

стали, кг/т;

 

 

0,1240—цена 45%-ного ферросилиция, руб/кг;

 

б)

алюминий

 

 

 

 

 

(0,350 — 0,030)-0,38381 = 0,12 р у б т ,

 

где

0,350 —расход

алюминия

для

спокойной

ста­

 

ли, кг/т;

 

 

 

 

0,030—то же, для полуспокойной

стали, кг/т;

 

0,38381 — цена алюминия, руб/кг.

 

 

2. Снижение затрат за счет уменьшения расхода излож­ ниц:

(25,97— 10,8). 0,04715 = 0,71 руб/т,

где 25,97—расход глуходонных уширенных кверху из­ ложниц для спокойной стали, кг/т;

346

10,8—расход сквозных уширенных книзу излож­ ниц для полуспокойной стали, кг/т;

0,04715—цена изложниц, руб/кг.

3. Исключение затрат на каркасы прибыльных надста­ вок:

1,1-0,04715 = 0,05 руб/т,

где

1,1 — расход каркасов

прибыльных

надставок

 

для

спокойной стали, кг/т;

 

 

 

0,04715 — цена

каркасов

прибыльных

надста­

 

вок,

руб/т.

 

 

 

4. Увеличение затрат за счет

повышения расхода

под­

донов:

 

 

 

 

 

(4,4 —2,2).0,09 = 0,20 руб/т,

 

 

где

4,4—расход поддонов

для полуспокойной

ста­

 

ли, кг/т;

 

 

 

 

2,2—то же, для спокойной стали, кг/т;

 

 

0,09 — цена

поддонов, руб/кг.

 

 

 

5. Исключение затрат на огнеупоры для футеровки

прибыльных надставок и люнкерит:

 

 

0,04 + 0,09 = 0,13 руб/т,

где 0,04 и 0,09—: затраты на огнеупоры для футеровки прибыльных надставок и люнкерит соответственно для спокойной стали, руб/т.

6. Снижение трудоемкости подготовки составов с из­ ложницами:

 

0,64 — 0,46 = 0,18 руб/т,

 

 

где

0,64 и 0,46 — зарплата

рабочих по подготовке

соста­

 

вов для спокойной и полуспокойной

 

стали

соответственно,

руб/т.

 

 

7. Удорожание 1 т слитков в связи

с уменьшением

обрези на 8,5%:

 

 

 

 

 

 

(53,20— 36,10)-0,085 =

1,45 руб,

 

где

53,20— себестоимость

чугуна,

руб/т;

 

 

36,10 — цена отходов,

руб/т.

 

 

 

 

8. Общее снижение эксплуатационных затрат

на 1 т

слитков:

 

 

 

 

 

 

0,66 + 0,12 4- 0,71 + 0,05 +

0,13 + 0,18 —

 

 

— 0,20

1,45 = 0,20 руб.

 

 

347

9. Снижение эксплуатационных затрат на 1 т заго­ товки в связи с уменьшением обрези на 8,5%:

(1,229-69,79— 1,112-69,59*) —(0,085-36,10) = 5,31 руб;

где

69,79 — себестоимость 1 т слитков спокойной

ста­

 

ли,

руб/т;

 

 

 

 

 

 

 

69,59 — то же, 1 т

слитков

полуспокойной

стали,

 

руб/т;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36,10—цена

1 т обрези, руб.;

 

 

 

 

 

0,085—снижение обрези, т.

 

 

 

 

 

 

Дополнительные

 

капитальные

затраты

 

 

 

 

 

(II

вариант)

 

 

 

 

1. Доменное производство:

 

 

 

 

 

 

0,085-163,1 = 13,86 руб т;

 

 

где

0,085 — снижение величины

отходов при производ­

 

стве заготовки, т/т;

 

 

 

 

 

 

163,1—удельные

 

капитальные

 

затраты на пере­

 

дельный

 

чугун с учетом

смежных

отрас­

 

лей,

руб/т;

 

 

 

 

 

 

2. Прокатное производство:

 

 

 

 

 

 

^

 

-27,0 = 2,23 руб/т,

 

 

 

1,026

 

 

>

/

»

 

 

 

где

1,026 — расходный

 

коэффициент

заготовки

на

1 т

 

фасонного

проката, т/т;

 

 

 

 

 

0,085 — увеличение

выхода

годной заготовки,

т/т;

 

27,0 — удельные

капитальные

затраты на 1 т фа­

 

сонного проката с учетом расширения об­

 

щезаводского хозяйства,

руб/т.

 

 

 

Приведенные

 

затраты (II

вариант)

 

 

Затраты рассчитывали по формуле типовой методи­

ки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я = С + 0,12 /Сд ,

 

 

 

 

где

Я —• приведенные затраты, руб/т;

 

 

 

С—текущие затраты, руб/т;

 

 

 

*

69,79—0,20 = 69,59 руб/т

(с учетом

снижения затрат

на

1 т

слитков на 0,20 руб/т).

348

0,12—нормативный коэффициент эффективности капиталовложений;

Хд — дополнительные капиталовложения, руб/т. Экономия приведенных затрат на 1 т заготовки в ре­ зультате замены спокойной стали на полуспокойную с учетом дополнительного снижения эксплуатационных затрат за счет увеличения объема производства заготов­

ки составляет:

П = (5,31 + 0,25*) — 0,12-(13,86 + 2,23) = 3,62 руб/т.

Аналогичным

образом

произведены

расчеты по Ком-

мунарскому заводу для слябов

(табл.

130, 131).

Приведенные

в табл.

131

данные

свидетельствуют

о том, что при производстве полуспокойных сталей вмес­ то соответствующих спокойных обеспечивается экономи­ ческий эффект в размере 0,72—20,54 руб/т, даже при не­ обходимости капиталовложений в доменное и прокатное производство ( I I вариант).

Дополнительно для условий Коммунарского метал­ лургического завода оценена экономическая эффектив­

ность

производства

полуспокойной

стали

Ст.Зпс для сля­

бов взамен стали Ст.Зсп, отливаемой в уширенные

кни­

зу изложницы с применением теплоизоляционных

вкла­

дышей:

 

 

 

 

 

1.

Снижение

затрат на раскислители

(см. табл. 131)-:

а)

45%-ный

ферросилиций — 0,31 руб/т;

 

б)

алюминий — 0,40 руб/т.

 

 

 

2.

Снижение

трудоемкости подготовки составов

с из­

ложницами 0,10 руб/т.

 

 

 

3. Исключение затрат на вкладыши:

 

 

 

 

4,5-0,07 = 0,32 руб/т.

 

 

где

4,5—расход

вкладышей

для

спокойной

ста­

 

ли, кг/т;

 

 

 

 

0,07— предполагаемая цена

вкладышей при про­

 

изводстве их в специализированных цехах,

 

руб/кг.

 

 

 

4. Исключение затрат на люнкерит:

 

 

 

 

4,0-0,12 = 0,48 руб/т,

 

 

где

4,0—расход

люнкерита на 1 т

спокойной

ста­

 

ли, кг/т;

 

 

 

* Снижение расходов по переделу на 1 т заготовки за счет уве­ личения объема производства проката, руб.

349

 

Т а б л и ц а

130. Расход

раскислителей,

легирующих

 

и сменного разливочного оборудования при производстве

полуспокойной и

спокойной стали,

кг/т (Коммунарский

завод)

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

к

 

 

 

Материал

Ст. Зпс

18Гпс

Ст. Зсп

е

 

<

 

<

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1—1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

45%-ный

 

ферросилиций

 

 

 

 

 

 

 

 

(75%-ный)

 

 

 

2,6

0,7

5,1

1,2

2,5

 

(4,0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12,5)

 

 

 

 

 

 

1,0

 

0,6

 

1,0

Ферромарганец

.

. .

9,7

15,7

9,7

15,7

 

8,0

Силикомарганец .

. .

 

13,7

 

18,7

Феррохром

 

 

 

 

15,3

 

 

 

 

 

 

 

1,4

 

0,8

Феррованадий .

. . .

4,7

 

4,4

Азотированный

марганец

— •

7,2

 

6,5

Отходы

никеля . . . .

 

 

 

 

 

— •

 

5,3

 

Отходы

меди

. . . .

 

4,4

 

Изложницы

 

 

19,0

19,0

29,2

19,0

29,2

 

29,2

Поддоны

 

 

 

2,6

2,6

1,3

2,6

1,3

 

1,3

Люнкерит (коксо-шамот-

 

 

 

 

 

 

 

 

ная смесь)

прибыльных

1,5

 

1,5

 

1,5

Каркасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

надставок

для футеров­

3,2

 

3,2

 

3,2

Огнеупоры

 

 

 

 

 

 

 

 

ки прибыльных

надста­

 

 

 

 

 

 

 

1,88

вок

 

 

 

 

 

 

1,88

 

 

1,88

Т а б л и ц а

131. Экономическая эффективность

производства

углеродистых и низколегированных полуспокойных сталей

 

 

вместо

спокойных на

Коммунарском

заводе

 

 

 

 

[снижение затрат (—), увеличение

(+) ]

 

 

 

 

 

 

 

Ст. Зпс

18Гпс

18Г2АФпс

18Г2АФпс

 

Показатели

 

вместо

вместо

 

вместо

вместо

 

 

 

 

 

Ст. Зсп

Ст. Зсп

ю х с н д

16Г2АФ

Изменение

расхода

раскис­

 

 

 

 

 

 

 

 

лителей:

 

ферросилиция

 

 

 

 

 

 

 

 

45%-ного

 

 

 

 

 

 

 

 

(75%-ного)

 

 

—0,31

—0,54

—2,71

—0,67

алюминия

 

 

—0,40

—0,40

—0,24

—0,40

ферромарганца

. . . .

 

+ 1,16

+3,0 3

+

1,49

силикомарганца . . . . .

 

—2,75

—3,76

феррохрома

 

 

 

—4,94

 

ферротитана

 

 

 

—0,45

—0,26

феррованадия

 

марганца

 

+

12,50

+0,79

азотированного

 

+4,3 2

+0,42

отходов

никеля . . . .

 

— 18,98

 

отходов

меди

 

. . . .

 

—2,64

 

Снижение расхода изложниц

—0,39

- 0 , 3 9

—0,39

- 0 , 3 9

350

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. 131

 

 

 

 

 

 

Ст. Зпс

18Гпс

18Г2АФпс

18Г2АФпс

 

Показатели

 

 

вместо

вместо

 

вместо

вместо

 

 

 

 

 

 

Ст. Зсп Ст. Зсп 10ХСНД 16Г2АФ

Исключение

расхода карка­

 

 

 

 

 

 

сов

прибыльных

надставок

—0,15

- 0 , 1 5

 

—0,15

—0,15

Исключение

расходов

огне­

 

 

 

 

 

 

упоров для футеровки

при­

 

 

 

 

—0,08

 

быльных надставок .

. .

—0,08

—0,08

 

—0,08

Исключение

расхода люнке-

 

 

 

 

 

 

рита (коксо-шамотной сме­

—0,03

—0,03

 

—0,03

 

си)

 

 

 

 

 

 

—0,03

Снижение

трудоемкости

—0,21

—0,21

 

—0,21

 

подготовки

состава .

. .

 

—0,21

Уменьшение

отходов

при

 

 

 

 

 

 

прокатке слитков

(увеличе­

+

1,47

+ 1,47

 

+ 1,74

+ 1,74

ние

расхода

чугуна) .

. .

 

Увеличение

расхода поддо-

+ 0 , 1 2

+0,12

 

+0,12

+0,12

 

 

 

 

 

 

 

 

И т о г о :

 

 

 

+0,0 2

+0,95

— 11,86

— 1,38

Изменение затрат на 1 т за­

 

 

 

 

 

 

готовки, слябов

 

 

 

—3,52

—2,44

—22,55

—8,84

Капитальные затраты

(по

 

 

 

 

 

 

I I варианту

на

1 т

заготов­

+ 15,84

+ 15,84

+ 18,50

+ 18,50

ки,

слябов)

 

 

 

 

Приведенные

затраты (по

 

 

 

 

 

 

I I варианту

на

1 т

заготов­

— 1,80

—0,72

—20,54

—6,83

ки,

слябов)

 

 

 

 

 

0,12 — цена

люнкерита,

руб/кг.

 

 

 

 

5. Удорожание

1 т слитков

в связи

с уменьшением

обрези на 4,6%:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(55,46 — 36,10) • 0,046 = 0,89 руб.,

 

где

55,46—себестоимость

чугуна, руб/т;

 

 

36,10 — цена

отходов,

руб/т.

 

 

 

 

6. Общее

снижение

эксплуатационных

затрат на 1 т

слитков:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,31 + 0,41 + 0,10 + 0,80 —0,89 = 0,73 руб.

 

7. Снижение эксплуатационных затрат

на 1 т слябов

в связи с уменьшением величины обрези

на 4,6%:

(1,238 • 68,01) — (1,171 • 67,28) — (0,046 • 36,10) =

3,75 руб.,

где

1,238 — расходный коэффициент слиток — сляб для

 

 

 

спокойной стали, отливаемой в уширенные

 

 

 

книзу изложницы с вкладышами;

 

351

Т а б л и ц а 132. Снижение цены разных видов проката

Виид проката

Тонкий ЛИСТ .

Толстый лист

Полоса и лента Катанка . . .

Уголок . . .

Швеллер . .

Балка двутав­ ровая . . . .

Профиль для

шахтной крепи Круг, квадрат,

шестигранник

Арматура же­ лезобетонных

конструкций .

Промышлен­ ные рельсы . Гнутые профи-

Разница

в ц е н е на прокат,

р у б / т ,

при

вариантах

углеродистые полуспокой­ ные стали с обычным со­ держанием марганца вместо угле­ родистых спо­

койных

стали Ст.ЗГпс и Ст.оГпс вме­ сто сталей, Ст.Зсп и Ст.5сп

сталь 18Гпс вместо стали

Ст.Зсп

сталь 18Г2АФпс

вместо стали 1СГ2АФ

сталь 18Г2АФпс вместо стали ЮХСНД сталь 15Г2АФДпс вместо стали ЮХСНД

5,8—13,0

3

2

 

 

 

3,0—6,2

2,0—3,0

2

4,0—

>17,0

> 14,0

4,5—7,0

2,6—3

2

10,0

6,0

3

2

4,6 - 6, 7

2,6—3

2

 

5,1—6,7

2,6—3

2

4,6—6,7

2,6—3

2

4,0

 

 

 

 

 

5,0—9,0

2,6—3

2

5,2—10,0

2,6—3

2

-

6,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6,0—7,0

 

 

 

 

 

1,171 — то же, для полуспокойной стали;

68,01 — расчетная себестоимость 1 т слитков спо­ койной стали, отливаемой в уширенные книзу изложницы с вкладышами, руб.;

67,28 — то же, для полуспокойной стали, руб. Следовательно, производство полуспокойной стали

эффективно взамен спокойной стали, отливаемой как в

уширенные кверху (с

утепляющими надставками), так

и в уширенные книзу

(с теплоизоляционными вклады­

шами) изложницы.

 

В соответствии со снижением себестоимости на про­ кат из полуспокойных сталей установлены более низкие цены, чем на аналогичный прокат из спокойных сталей соответствующего класса прочности и назначения (табл.132).

352

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ