Производство и рынок стали в России и мире

Размещено на http://www.allbest.ru

«Московский Областной Государственный Университет»

Факультет «Технологии и предпринимательства»

Курсовая работа

на тему «Производство и рынок стали в России и мире»

Москва 2014 год



Введение

Металлургическое производство возникло на заре развития человеческого общества. Такие металлы, как железо, медь, серебро, золото, ртуть, олово и свинец, нашли свое применение еще до нашей эры. Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей.

В наши дни трудно найти такую область производства, научно-технической деятельности человека или просто его быта, где металлы не играли бы главенствующей роли как конструкционный материал. Металлы разделяют на несколько групп: черные, цветные и благородные. К группе черных металлов относятся железо и его сплавы, марганец и хром. К цветным относятся почти все остальные металлы периодической системы Д. И. Менделеева. Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники.

Еще в середине 70х годов прошлого столетия академик Патон Б.Е. назвал двадцатый век «железным», не согласиться с ним невозможно. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические материалы находят все большее применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.

Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей. Современный высокий уровень металлургического производства основан на глубоких теоретических исследованиях, крупных открытиях, сделанных в разных странах мира, и богатом практическом опыте. Развитие металлургии идет по пути дальнейшего совершенствования плавки и разливки металла, механизации и автоматизации производства, внедрения новых прогрессивных способов работы, обеспечивающих улучшение технико-экономических показателей плавки и качества готовой продукции.

Целью данной курсовой работы является исследование процесса производства стали, а также изучение формирования и развития рынка стали. Задачи данной работы - рассмотреть основы плавки и разливки стали, изучить особенности рынка стали в России и мире.



Понятие «сталь» и ее классификации и применение

Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические материалы находят все большее применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.

Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей. Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %.

Сталь - важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта и во многих других отраслях народного хозяйства. Сталеплавильное производство - это получение стали из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. Технология конструкционных материалов / под ред. А. М. Дальский, Н.П. Дубинин - М., «Машиностроение», 2007г Сталеплавильное производство является вторым звеном в общем производственном цикле черной металлургии. В современной металлургии основными способами выплавки стали являются кислородно-конвертерный, мартеновский и электросталеплавильный процессы. Соотношение между этими видами сталеплавильного производства меняется.

Сталеплавильный процесс является окислительным процессом, так как сталь получается в результате окисления и удаления большей части примеси чугуна - углерода, кремния, марганца и фосфора. Отличительной особенностью сталеплавильных процессов является наличие окислительной атмосферы. Окисление примесей чугуна и других шихтовых материалов осуществляется кислородом, содержащимся в газах, оксидах железа и марганца. После окисления примесей, из металлического сплава удаляют растворенный в нем кислород, вводят легирующие элементы и получают сталь заданного химического состава. Единой мировой классификации сталей нет.

В зависимости от способа производства, химического состава, структуры, назначения и качества стали классифицируют:

По назначению: топочную и котельную, для железнодорожного транспорта (рельсовую, для бандажей железнодорожных колес и т.п.), конструкционную (применяется при изготовлении различных металлоконструкций для строительства зданий, мостов, различных машин и т.п.), шарикоподшипниковую, инструментальную (для изготовления различных инструментов, резцов, валков прокатных станков, деталей кузнечно-штамповочного оборудования и т.п.), рессорно-пружинную, трансформаторную, нержавеющую, орудийную, трубную и др.

По качеству: обыкновенного качества, качественная и высококачественная. Различия между этими группами заключаются в допускаемом содержании вредных примесей (в первую очередь серы и фосфора), а также в особых требованиях по содержанию неметаллических включений и т.п. Например, в сталях обыкновенного качества содержание серы и фосфора допускается до 0,055-0,060%, в качественных сталях - не более 0,040-0,045%, в высококачественных - не более 0,020-0,030%.

По химическому составу: углеродистые (низкоуглеродистые содержат до 0.3% углерода; среднеуглеродистые-от 0.3 до 0.6%; высокоуглеродистые - более 0.6%), легированные (низколегированные-до2.5% легирующих добавок; среднелегированные - 2.5-10%,высоколегированные - более 10%), в том числе хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и т.п. По характеру застывания стали в изложницах: спокойные, кипящие и полуспокойные.

Поведение металла при кристаллизации в изложницах зависит от степени его раскисленности - чем полнее раскислена сталь, тем спокойнее кристаллизуется слиток.

По способу производства:

1) по типу агрегата - конвертерная (в том числе кислородно-конверторная, бессемеровская, томасовская), мартеновская, электросталь, сталь электрошлакового переплава и т.д.;

2) по технологии - основная и кислая мартеновская, основная и кислая электросталь, обработанная вакуумом, синтетическими шлаками, продувкой инертными газами и т.п.;

3) по состоянию - в твердом состоянии (губчатое железо - продукт прямого восстановления), в электролитическом - (продукт электролиза железосодержащих материалов), в порошкообразном (продукт процессов распыления на мельчайшие капли жидкой стали), в тестообразном (продукт сыродутного, кричного, пудлингового процессов, продукт процесса «Астон-Байерс»), в жидком, литом (продукт конверторного, мартеновского и т.п. процессов). Технология литейного производства / Титов Н.Д., Степанов Ю.А. - М., «Машиностроение», 2005г.

Применения в качестве конструкционных материалов

Некоторые d-элементы широко используются для изготовления конструкционных материалов, главным образом в виде сплавов. Сплав-это смесь (или раствор) какого-либо металла с одним или несколькими другими элементами. Сплавы, главной составной частью которых служит железо, называются сталями.

Выше мы уже говорили, что все стали подразделяются на два типа: углеродистые и легированные.

Углеродистые стали. По содержанию углерода эти стали в свою очередь подразделяются на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую стали. Твердость углеродистых сталей возрастает с повышением содержания углерода. Например, низкоуглеродистая сталь является тягучей и ковкой. Ее используют в тех случаях, когда механическая нагрузка не имеет решающего значения. Различные применения углеродистых сталей указаны в таблице. На долю углеродистых сталей приходится до 90% всего объема производства стали.

Тип стали	Содержание углерода, %	Применения
Низкоуглеродистая	0,2	Общее машиностроение: корпуса автомашин, проволока, трубы, болты и гайки
Среднеуглеродистая	0,3-0,6	Балки и фермы, пружины
Высокоуглеродистая	0,6-1,5	Сверла, ножи, молотки, резцы

Легированные стали. Такие стали содержат до 50% примеси одного или нескольких металлов, чаще всего алюминия, хрома, кобальта, молибдена, никеля, титана, вольфрама и ванадия.

Нержавеющие стали содержат в качестве примесей к железу хром и никель. Эти примеси повышают твердость стали и делают ее устойчивой к коррозии. Последнее свойство обусловлено образованием тонкого слоя оксида хрома (III) на поверхности стали. Инструментальные стали подразделяются на вольфрамовые и марганцовистые. Добавление этих металлов повышает твердость, прочность и устойчивость при высоких температурах (жаропрочность) стали. Такие стали используются для бурения скважин, изготовления режущих кромок металлообрабатывающих инструментов и тех деталей машин, которые подвергаются большой механической нагрузке. Кремнистые стали используются для изготовления различного электрооборудования: моторов, электрогенераторов и трансформаторов.



Основные этапы процесса изготовления отливок из стали

Плавка и разливка стали

Литейным производством называется отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных деталей или заготовок путем заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию детали. После затвердевания металла в форме получается отливка (литая деталь или заготовка). Заготовки подвергаются в дальнейшем механической обработке. В машинах и промышленном оборудовании около 50% всех деталей изготовляют литьем. Литейное производство / под ред. И.Б. Куманина - М., «Машиностроение», 2009г.

Литьем изготовляют такие ответственные детали, как детали двигателей внутреннего сгорания (блоки цилиндров, поршни), рабочие колеса насосов, лопасти газовых турбин, станины станков и т.д.

Перед литейным производством стоит задача получения отливок с максимальным приближением их формы и размеров к форме и размерам готовой детали или изделия, при этом наиболее трудоемкая операция механической обработки должна быть ограничена лишь чистовой обработкой или шлифованием. Этого можно достичь усовершенствованием и внедрением специальных, более точных способов литья (в кокиль, литье под давлением, центробежное литье, литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы и др.).

В отечественном машиностроении 21% всех отливок изготовляют из стали. При выборе сплава необходимо учитывать его свойства и стоимость. Так, если принять среднюю стоимость отливки из серого чугуна за 100%, то стоимость отливки из стали составит 150%.

Сталью считают сплав железа с углеродом (до 2%). Детали сложной конфигурации, к которым предъявляют повышенные требования по прочности, ударной вязкости или другим свойствам, обычно изготовляют из стали. В машиностроении применяют три группы литейных сталей: конструкционные, инструментальные и со специальными свойствами.

Из конструкционных сталей изготовляют детали, несущие главным образом механические нагрузки (статические, динамические, вибрационные и др.). По химическому составу их подразделяют на углеродистые (низко- и среднеуглеродистые) и легированные, а по структуре - на ферритно-перлитного и перлитного классов.

Из инструментальных сталей изготовляют литой инструмент (режущий, мерительный, штамповочный и т.п.). По химическому составу их подразделяют на средне-, высокоуглеродистые и легированные стали перлитного, мартенситного и карбидного классов.

Из сталей со специальными свойствами (коррозионно-стойкие, жаропрочные, кислотоупорные, износостойкие) выполняют литые изделия, подвергающиеся воздействию различных сред, высоких температур и нагрузок. Эти стали относят в основном к ферритному и аустенитному классам.

В литейных цехах наибольшее применение для плавки стали нашли дуговые электропечи, индукционные электропечи с сердечником, индукционные электропечи без сердечника. Стальное литье / под ред. Н. П. Дубинина - М., «МАШГИЗ», 2010г.

Электроплавильные печи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами. В электропечах можно быстро нагревать, плавить и точно регулировать температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу или вакуум. В этих печах можно расплавлять сталь с образованием минимального количества неметаллических включений - продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных сталей, высоколегированных, инструментальных, коррозионно-стойких и других специальных сталей.

Электропечи бывают дуговыми и индукционными. Литейное производство / под ред. И.Б. Куманина - М., «Машиностроение», 2009г.

В дуговых электросталеплавильных печах в качестве источника теплоты используют электрическую дугу, возникающую между электродами и металлической шихтой. Эта печь питается трехфазным переменным током и имеет три цилиндрических электрода, изготовленных из графитированной массы. Электрический ток от трансформатора гибкими кабелями и медными шинами подводится к электродержателям, а через них к электродам. Между электродом и металлической шихтой возникает электрическая дуга, электроэнергия превращается в теплоту, которая передается металлу и шлаку излучением. Рабочее напряжение 180-600 В, сила тока 1-10 кА. Во время работы печи длина дуги регулируется автоматически путем вертикального перемещения электродов. Печь имеет стальной сварной кожух. Кожух печи изнутри футерован теплоизоляционным и огнеупорным кирпичом. Подина, стенки и свод также выложены огнеупорным кирпичом. В стенках печи имеются рабочее окно для управления ходом плавки и летка для выпуска готовой стали по желобу в ковш. С помощью специального механизма печи может наклоняться в сторону загрузочного окна и летки. Емкость дуговой электропечи 0,5-400 т.

Индукционные электропечи с сердечником (низкой частоты) состоят из шахты и каналов (одного или трех), которые охватывают сердечник и первичную обмотку трансформатора. К первичной обмотке (индуктору) подводится ток промышленной частоты. Жидкий металл, предварительно залитый в канал, создает короткозамкнутый вторичный виток, в котором индуктируется (возбуждается) электрический ток большой силы. Возникающая в этом кольце электроэнергия превращается в тепловую; металл, залитый в канал, быстро нагревается и передает теплоту твердой шихте (загружаемой сверху в шахту) в результате циркуляции металла. Плавка в этих печах экономичнее, чем в высокочастотных, но требует предварительной заливки жидкого металла в каналы печи и чистку этих каналов от расплава предыдущей плавки.

Индукционные электропечи без сердечника представляют собой воздушный трансформатор, первичной обмоткой которых является медный полый водоохлаждаемый индуктор, а вторичной - загружаемая в тигель металлическая шихта. Принцип работы печи основан на поглощении электромагнитной энергии материалом металлической шихты, загружаемой в тигель, который установлен в переменном электромагнитном поле; при этом происходит нагрев и расплавление шихты. Применяют графитные или набивные тигли из огнеупорных материалов. В зависимости от частоты переменного тока, питающего индуктор, эти печи подразделяются на печи промышленной частоты (50Гц) и высокой частоты (более 500Гц). В таких печах также плавят сталь.

Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи в разливочный ковш, из которого ее разливают в изложницы или кристаллизаторы установок для непрерывной разливки стали. В изложницах или кристаллизаторах сталь затвердевает, и получаются слитки, которые затем подвергают обработке.

Сталеразливочный ковш имеет стальной сварной кожух, выложенный изнутри огнеупорным кирпичом. В дне ковша имеется керамический стакан с отверстием для выпуска стали. Отверстие в стакане закрывается и открывается стопорным устройством. Стопор поднимают и опускают рычажным механизмом вручную или с помощью гидравлического привода с дистанционным управлением. Ковш за две цапфы поднимают краном. Емкость ковша выбирают в зависимости от емкости плавильной печи с учетом слоя шлака (100-200мм), предохраняющего зеркало металла в ковше от охлаждения при разливке. Обычно емкость ковшей 5-260 т. Для крупных плавильных агрегатов применяют ковши емкостью 350-480 т.

Изложницы - чугунные формы для изготовления слитков. Конфигурация изложниц характеризуется формой поперечного и продольного сечений и зависит от сорта заливаемой стали. Изложницы выполняют квадратным, прямоугольным, круглым и многогранным поперечными сечениями.

Для разливки спокойной стали применяют изложницы, расширяющиеся кверху, а для разливки кипящей стали - изложницы, расширяющиеся книзу. Изложницы, расширяющиеся кверху, обычно имеют дно, а расширяющиеся книзу делают сквозными, без дна. Изложницы для разливки спокойной стали имеют прибыльные надставки, футерованные изнутри огнеупорной массой с малой теплопроводностью.

Размеры изложниц зависят от массы слитка. Для прокатки отливают слитки от 200кг до 25т.

Экономически более целесообразна разливка стали в крупные слитки, так как при этом сокращаются затраты труда, на огнеупоры, потери металла, уменьшается продолжительность разливки. Однако масса слитка ограничивается мощностью прокатного оборудования и ухудшением качества слитка из-за неровности химического состава в различных его местах. Обычно углеродистые спокойные и кипящие стали разливают в слитки массой до 25т, легированные и высоколегированные стали - в слитки от 500кг до 7т, а некоторые сорта высоколегированных сталей в слитки массой несколько сот килограммов.

Для разливки стали применяют три основных способа - в изложницу сверху, в изложницу сифоном, на установках непрерывной разливки стали (УНРС).

В изложницы сверху сталь заливают непосредственно из ковша. При разливке сверху исключается расход металла на литники, проста подготовка оборудования к разливке, температура заливаемой стали может быть ниже, чем при сифонной заливке. Однако при разливке сверху сталь падает в изложницу с большой высоты, брызги металла застывают на стенках изложницы и ухудшают поверхность слитка, образуя окисные плены. Окисные плены не свариваются с телом слитка даже при прокатке, после которой необходимо зачищать поверхность для улучшения ее качества, что является очень трудоемкой операцией.

При сифонной разливке сталью заполняют одновременно несколько изложниц (от 4 до 60). Изложницы устанавливают на поддоне, в центре которого находится центровой литник. Сифонная разливка основана на принципе сообщающихся сосудов: жидкая сталь из ковша поступает в центровой литник и через каналы заполняет изложницы снизу. Этот способ разливки обеспечивает плавное, без разбрызгивания заполнение изложниц. Поверхность слитка получается чистой, сокращается продолжительность разливки, можно разливать большую массу металла одновременно на несколько мелких слитков. Однако при сифонной разливке повышается трудоемкость подготовки оборудования, увеличивается расход огнеупоров, появляется необходимость в расходовании металла на литники (до 1,5% от массы заливаемой стали), в перегреве металла в печи до более высокой температуры, так как при течении по каналам он охлаждается.

Оба способа разливки широко применяют. Для обычных углеродистых сталей используют разливку сверху; для легированных и высоколегированных сталей - разливку сифоном.

Наиболее прогрессивный способ разливки - непрерывная разливки стали. Этот способ заключается в том, что жидкую сталь из ковша через промежуточное разливочное устройство непрерывно подают в изложницу (охлаждается водой) без дна - кристаллизатор, из нижней части которого вытягивается затвердевающий слиток. Перед заливкой металла в кристаллизатор вводят затравку, образующую его дно. Затравка имеет головку в форме ласточкина хвоста. Жидкий металл, попадая в кристаллизатор и на затравку, охлаждается, затвердевает, образуя корку. Затравка тянущими валками вытягивается из кристаллизатора вместе с затвердевающим слитком, сердцевина которого находится в жидком состоянии. Скорость вытягивания слитка из кристаллизатора зависит от сечения слитка. Например, скорость вытягивания прямоугольных слитков сечением 150х500 и 300х2000 мм равна 1 м/мин. На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой. Из зоны охлаждения слиток выходит полностью затвердевшим и попадает в зону резки, где его разрезают газовым резаком на куски заданной длины. Для предотвращения приваривания слитка к стенкам кристаллизатора последний совершает возвратно-поступательное движение с шагом 10-50мм и частотой 10-100 циклов в минуту, а рабочая поверхность кристаллизатора смазывается специальными смазками. Высота кристаллизатора 500-1500мм. В них получаются слитки прямоугольного поперечного сечения с габаритными размерами от 150х500 до 300х2000мм, квадратного от 150х150 до 400х400мм, круглые в виде толстостенных труб.

Вследствие направленного затвердевания и непрерывного питания при усадке в слитках непрерывной разливки отсутствуют усадочные раковины, они имеют плотное строение и мелкозернистую структуру. Поверхность слитка получается хорошего качества. Выход годных заготовок может достигать 96-98% от массы разливаемой стали.

УНРС имеют один, две, три, четыре и более кристаллизатора (до восьми), что делает возможным одновременную заливку нескольких слитков.

Литье в песчаные формы

Независимо от способа литья отливки получают в литейной форме, полость которой соответствует конфигурации отливки.

Литейная форма - элемент, образующий рабочую полость, при заливке которой расплавленный металл формирует отливку. Форму изготовляют из формовочной смеси, состоящей из формовочных материалов (песка, глины и добавок воды, связующих материалов и т.д.).

Формовочная смесь - многокомпонентная смесь формовочных материалов, состав которой соответствует условиям технологического процесса изготовления неметаллических литейных форм. Формовочную смесь засыпают в литейные опоки и выполняют в них отпечаток модели.

Литейная опока - приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы, ее транспортировке и заливке жидким металлом.

Модель имеет конфигурацию внешней поверхности отливки; ее изготовляют из древесины или металла. Внутренняя поверхность отливки образуется с помощью литейного стержня, который устанавливают в форму.

Литейный стержень - элемент литейной формы для образования отверстия, полости или иного сложного контура в отливке. Литейные стержни выполняют из стержневой смеси, состоящей из песка и связующих материалов. Между полостью формы и стержнем образуется пространство, заливаемое жидким металлом. После его затвердевания образуется отливка. Технические и экономические основы литейного производства / под ред. В.М. Шестопала - М., «Машиностроение», 2004г.

Из формовочных смесей изготовляют формы, а из стержневых смесей - стержни. Смеси приготовляют из песка, глины, связующих материалов и др. Формовочные материалы (песок и глина) должны иметь определенные свойства, поэтому их добывают из заранее исследованных карьеров. Формовочные и стержневые смеси должны иметь хорошую пластичность, текучесть, газопроницаемость, достаточно высокую прочность и противопригарность.

Для стальных отливок формовочные и стержневые смеси должны обладать большой противопригарностью, поэтому в них вместо обычной глины добавляют более огнеупорную глину. Для изготовления крупных отливок формовочную смесь приготовляют из хромистого железняка.

Литье в песчаные формы включает следующие основные этапы:

изготовление литейной формы;

изготовление стержней;

сборка форм;

заливка форм сплавом;

выбивка отливок из песчаной формы;

очистка и обрубка отливок.

Литейную форму изготовляют в следующей последовательности: устанавливают на модельную плиту опоку и на нее наполненную рамку, высота которой соответствует степени уплотнения формовочной смеси в форме. Из бункера засыпают формовочную смесь в опоку и рамку, уплотняют ее, затем модель извлекают из формовочной смеси. В результате образуется литейная форма. Формовочную смесь в форме уплотняют различными способами - вручную с помощью трамбовки и машинами (прессованием, встряхиванием, сбрасыванием комков смеси с большой скоростью пескометом или пескострельной машиной). Кроме того, форму изготовляют заливкой текучей формовочной смеси в опоку с последующим ее затвердеванием.

Изготовление форм для стальных отливок отличается применением прибылей для питания большой (6%) объемной усадки стали. При этом надо учитывать, что сталь имеет пониженную жидкотекучесть и высокую температуру заливки. Часто масса прибыли приближается к массе отливке. В среднем масса прибыли составляет 0,6 от массы отливки.

Стержни изготовляют из стержневой смеси. Стержневую смесь уплотняют в стержневом ящике вручную или машинным способом. Сложные и крупные стержни изготовляют по частям, а затем эти части склеивают и собирают в узлы, после чего ставят в форму. В единичном и мелкосерийном производствах для крупных стержней применяют дешевые органические связующие материалы.

Стержни сушат для увеличения их прочности и газопроницаемости. Связующие материалы, находящиеся в стержневой смеси, во время сушки при определенной температуре (150-300°С), спекаются, окисляются или в них происходят химические реакции, благодаря которым частицы песка склеиваются. Сушат стержни в сушилах непрерывного действия

Отделка и контроль сухих стержней является обязательными операциями перед установкой их в форму. Часто стержни окрашивают противопригарной краской, улучшающей поверхность отливки.

При сборке форм небольшие стержни устанавливают вручную, большие - с помощью крана. Если стержень по ряду причин не может быть устойчиво установлен в форму, применяют жеребейки (специальное металлическое приспособление, применяемое при установке и закреплении в определенном положении стержня в литейной форме для получения нужной толщины тела отливки). Они предохраняют стержни от провисания или всплывания при заполнении формы металлом. Эти жеребейки заваривают в стенки отливки.

Сплав заливают в форму с помощью ковша, конструкция которого зависит от емкости и свойств заливаемого сплава. Чаще применяют барабанные ковши. Ковш от плавильных печей к месту разливки перевозят мостовым краном или по монорельсовому пути.

Формы заливают на рольганговых транспортерах и на движущихся тележках конвейера. При заливке формы подвергаются давлению жидкого металла, который стремиться приподнять верхнюю опоку, отчего по разъему может образоваться щель и металл выльется через нее из формы. Во избежание этого верхнюю полуформу скрепляют с нижней скобами или помещают на нее груз.

Для стального заливаемого сплава ориентировочно принимают температуру от 1500єС до 1600єС. Температура заливаемого сплава зависит от толщины стенок отливки: чем меньше толщина отливки, тем выше температура.

После заливки и охлаждения металла в форме отливку из нее удаляют (выбивают), при этом форма разрушается. С места выбивки отливки транспортируют в отделение выбивки стержней или непосредственно в отделение очистки и обрубки отливок. Стержни выбивают из отливки вибрационными установками или струей воды. Воду тонкой струей под давлением 235-980 кН/м2 направляют на стержень. Вода с песком стекает в особый отстойник.

Последним этапом изготовления отливок в песчаные формы является процесс очистки и обрубки отливок.

Литники стальных отливок удаляют чаще всего дисковыми пилами. Прибыли удаляют газовой резкой.

После выбивки отливок из формы на их поверхности остается пригоревшая формовочная смесь и заусенцы, которые очищают в обрубном отделении цеха. Основными способами очистки отливок являются:

1) дробеметная или дробеструйная обработка, при которой струю чугунной или стальной дроби направляют на поверхность отливки с большой скоростью;

2) обработка ударным действием гидравлической или пескогидравлической струей, при которой на поверхность отливки направляют струю воды с песком под давлением 35 атмосфер и очищают ее от пригоревшей к ней формовочной смеси.

Остатки питателей и заусенцев обрубают и обдирают абразивным кругом или на обрезных прессах. На заводах массового производства применяют абразивные автоматы и полуавтоматы.

Производство стали в России и мире.

Производство стали в России в январе-сентябре 2013 года по сравнению с аналогичным периодом 2012 года снизилось на 3,2% до 51,8 млн. тонн. Сокращение производства стали продолжается с начала 2013 года и вызвано ухудшением конъюнктуры. http://www.splav.kharkov.com

Выпуск чугуна за рассматриваемый период снизился на 0,8% до 37,6 млн. тонн. Производство проката черных металлов сократилось на 3% до 43,3 млн. тонн. Добыча угля в РФ снизилась на 2,5% до 255 млн. тонн. Производство кокса металлургического уменьшилось на 4,1% до 19,5 млн. тонн.

Рост показал лишь выпуск стальных труб: он увеличился на 5,9% до 7,6 млн. тонн.

Показатели промышленного производства в России с начала года демонстрируют признаки стагнации: по официальным данным Росстата в сентябре промпроизводство в РФ в годовом выражении выросло на 0,3%, за январь-сентябрь -- на 0,1%.

Также появились данные о глобальном производстве стали в сентябре 2013 года. В соответствии с данными World Steel Association (WSA), в сентябре мировые металлургические компании выплавили более 132,5 млн. т стали, превысив показатели аналогичного периода годичной давности на 6,1%. Всего за первые девять месяцев 2013 года мировое производство стали достигло 1186,2 млн. т, на 2,9% больше, чем в тот же период годом ранее. При этом по-прежнему сохраняется различие в тенденциях для Китая и «остального мира»: в январе-сентябре выплавка стали в КНР превысила уровень годичной давности на 8,3%, а за её пределами сократилась на 2,0%.

По оценкам WSA, в 2013 году видимое потребление стали в мировом масштабе увеличится на 3,1% до 1,475 млрд. т по сравнению с ростом на 2% в прошлом году. В 2014 году, по их прогнозам, глобальный спрос на металл увеличится еще на 3,3% и достигнет 1,523 млрд. т.

Несмотря на падение спроса на металл на Украине, регион СНГ удостоился от WSA более благоприятных прогнозов по сравнению с Европой, благодаря, главным образом, расширению потребления стальной продукции в России. По итогам 2013 года, как ожидается, спрос на сталь в СНГ вырастет на 3% и достигнет 58,9 млн. т. Собственно в самой России увеличению потребления металла способствует рост активности в секторе строительства коммерческой недвижимости, а также принятый российским правительством пакет стимулирующих мер по развитию национальной автомобильной промышленности. По прогнозам аналитиков WSA, в 2013 году спрос на сталь в России увеличится на 3,8% до 43,6 млн. т, а в 2014 году -- на 4,6% до 45,6 млн. т.

Мировое производство стали выросло в 2013 году на 3,5%

Мировое производство стали по 65 странам, включая Китай, увеличилось в 2013 году по сравнению с 2012 годом на 3,5% до 1,6 млрд. тонн в основном за счет стран Азии и Ближнего Востока, в то время как производство стали во всех других регионах снизилось.

Россия остается пятым крупнейшим производителем стали в мире с объемом производства в 69,4 млн. тонн (-1,5% к 2012 году). сообщает ИТАР-ТАСС со ссылкой на данные World Steel Association (WSA).

Лидером по выпуску стали по итогам 2013 года остается КНР с общим объемом производства в 779 млн. тонн, что на 7,5% больше 2012 года. Далее следуют Япония (110,6 млн. тонн, плюс 3,1%), США (87 млн. тонн, снижение на 2%) .

Мировой рынок стали

К концу 2012 года мировой стальной рынок подошел в относительно вялом, однако, все же в сбалансированном состоянии. Хотя прогноз на следующий год не предполагает существенного увеличения спроса и цен на прокат, позитивом будет уже стабилизация ситуация в мировой металлургии.

Основным позитивом последнего квартала 2012 года стало намерение руководства Китая за следующие 10 лет удвоить ВВП, что позволило бы стране к 2020 г. приблизиться к показателям США. Для удвоения ВВП нужен ежегодный рост ВВП не менее чем на 7%.

В тоже время, очевидно, что Китай корректирует свою экономическую модель, переходя к более равномерному темпу развития, поэтому

Экономика стран ЕС продолжает «тормозить». По ноябрьским оценкам Еврокомиссии в 2012 г. ВВП союза уменьшится на 0,3% против уровня 2011 года. В 2013 -м увеличение ВВП на 0,4%, а в 2014 г. прогнозируется - на 1,6%.

Для экономики США в текущем году прогнозируется рост на уровне 2,1%, в 2013 г. - 2,3% и в 2014 - 2,6%. В тоже время, согласно МВФ, в 2013 году руководство США вынуждено сократить затраты и увеличить налоги. В результате ожидаемое падение ВВП может составить 4,8%.

Начала притормаживать и экономика Японии - в III квартале 2012 г.

ВВП уменьшился на 0,9% по сравнению с показателем предыдущего квартала. Одной из причин явилось сокращение торговли между Японией и Китаем вследствие территориального спора.

С целью защиты от краткосрочного давления на ликвидность страны BRIC (Китай, Россия, Индия, Бразилия и Южная Африка) объявили о формировании рабочей группе по оценке возможности образования резервного валютного фонда и банка развития. Планируется, что объем валютных резервов составит до $240 млрд. Что касается нового банка развития, то последний будет финансировать долгосрочные инфраструктурные проекты (железные - и автодороги, порты, объекты энергетики).

Сохраняется напряженность в дуге нестабильности, которую формируют Сирия, Иран, Ирак, Израиль и Палестина. Последний военный конфликт между Израилем и Палестиной, по оценкам экспертов, нанес ущерб сторонам в размере более $2 млрд. На восстановление инфраструктуры Сирии после непрекращающейся гражданской войны уйдет не менее 20 лет.

С одной стороны, в регионе накапливается отложенный спрос на металлопродукцию строительного сортамента и строительные материалы. С другой - это в комплексе требует значительных финансовых вливаний, а вот с этим в условиях мирового экономического спада достаточно сложно.



Тенденции рынков сырья и фрахта

С октября по ноябрь 2012 года индекс цен на железную руду увеличился с 63,6 до 67,2%, а на австралийский уголь энергетический - с 62,2 до 62,7% (диаграмма 1).

Однако понижательная тенденция не сломана, ведь текущий индекс руды и угля на 32,8-37,3% уступают базовому уровню цен января 2011 г. Наметилась понижающая тенденция на рынке нефти: средние цены в ноябре снизились на 2,5% по сравнению с октябрем.

Локальные позитивные моменты конъюнктуры сырьевых рынков сказались на рынке морского фрахта (диаграмма 1). Среднемесячные значение Baltic Dry Index после спада в августе и сентябре текущего года (760,8 и 707,1), в октябре-ноябре постепенно увеличились до 1024,6. Тем самым, хотя и был повторен показатель апреля текущего года, но это составляет только 72,0% уровня января 2011г. Активизация рынка морских перевозок в октябре-ноябре обусловлена необходимостью выполнения годовых обязательств в преддверии Рождественских и Новогодних праздников. В декабре 2012 г. и январе 2013 г. под давление избыточного предложения судов и уменьшения предложения грузов для перевозки BDI, вероятней всего, снижается. Уже в конце ноября после достижения пикового значения месяца (1104), BDI пошел на снижение и в первой декаде декабря опустился до отметки 990 (-10,3%).

Тенденции спроса

Конъюнктура глобального рынка стали в конце 2012г. продолжает оставаться на стабильном низком уровне (диаграмма 2). Отдельные региональные всплески спотовых цен на сталепродукцию не являются закономерными и не имеют устойчивой динамики.

Уже очевидно, что мировое производство стали в 2012 г. увеличится на 0,7-08,%, а в 2013 г., очевидно, с учетом расчетного роста мирового ВВП, увеличится, на 1% и составит, примерно, 1550,0 млн. т.

Рейтинговая двадцатка стран, основных производителей стали в мире (доля 93,8%), с разной скоростью движется к финишу года.

При этом 10 стран в 2012 г. (10 мес.) по сравнению с АППГ нарастили суммарное производство на 26,5 млн. т, а остальные 10 стран уменьшили - на 9,4 млн. т.

Пятерку лидеров формируют Китай (+12,7 млн. т), США (3,1), Россия (3,1), Индия (2,4) и Турция (2 млн. т), а пятерку замыкающих - Тайвань (-1,9 млн. т), Германия (1,6), Украина (1,6), Испания (1,5) и Италия (0,8 млн. т).

Приведем также некоторые оценки, которые позволяют оценить ситуацию на рынке стали в 2013 г.

Южнокорейская POSCO, третья в мировом рейтинге производителей стали, в 2013 г. увеличит мировой спрос на сталепродукцию на уровне 2-3%.

В Китае стальной спрос в 2013 г. увеличился на 4,1% (China Metallurgical Industrial Planning and Research Institute), а по оценке WSA - на 3,1%.

В Бразилии, согласно оценки Instituto Aзo Brasil, рост поставок сталепродукции на внутренний рынок в 2013 г. составил 7,8%.

Наиболее сложной ожидается ситуация в Евросоюзе. Крупный немецкий трейдер Kloeckner, вследствие неурегулированной экономической ситуации в ЕС и наличия избыточных мощностей, не ожидает в краткосрочной перспективе позитивных сдвигов на рынке сталепродукции. Для уменьшения издержек компания планирует уволить 5 тыс. работников.

Ведущий немецкий сталепроизводитель ThyssenKrupp принимает программу, которая в ближайшие три года позволит сократить издержки на EUR 2,6 млрд.

И все же надежды на восстановление спроса в ЕС пока живы. Британская MEPS, отмечая слабость текущей покупательской активности европейского рынка, надеется на ее активизацию в начале 2014 г. в связи с потребностью пополнения запасов.

Достаточно оптимистично оценивается состояние рынка сталепродукции в России. http://www.stal.by По предварительным данным, за 2014 г. видимое потребление проката увеличится на 5%. Наибольшее увеличение спроса пришлось на плоский прокат с покрытием (+20%) и арматуру (+16%). Реализация в России таких проектов, как XXII Зимние Олимпийские игры - 2014, XXVII Всемирная летняя Универсиада - 2013, Чемпионата мира по футболу - 2018 и программы «Жилище 2011-2015», создают условия для стабильного перспективного спроса на металлопродукцию.



Заключение

рынок сталь литье

В данной курсовой работе было рассмотрено производство стальных отливок, начиная от плавки стали и заканчивая техническим контролем уже готовых изделий. Здесь представлены и охарактеризованы основные способы литья: в песчаные формы и специальные способы литья.

Производство стальных отливок - сложный и трудоемкий процесс, требующий больших финансовых вложений, квалифицированных кадров, соблюдения технологии. Этот процесс включает в себя несколько отличных друг от друга этапов: плавка металла, производство форм, разливка жидкого сплава в формы, термическая обработка готовых изделий, контроль качества. Каждый из этих этапов обладает своими особенностями и тонкостями, соблюдение которых необходимо для изготовления качественной продукции. Так, например, при литье в металлические формы необходимо соблюдение определенных конструктивных размеров, а при заливке жидкого металла в формы необходимо строго контролировать температуру сплава, потому, что любое отклонение может вызвать множество неисправимых дефектов, а, значит, принести убытки для предприятия.

В отечественном машиностроении широко применяются отливки, изготовленные из конструкционных, инструментальных сталей и сталей со специальными свойствами. Коррозионно-стойкие, жаропрочные, кислотоупорные, износостойкие стальные отливки удобно использовать в различных средах, при высоких температурах или при больших нагрузках. Стальные отливки способны при правильной технологии изготовления обеспечить большой запас прочности и надежность конструкций с их использованием.

Везде в производстве сталь занимает более 80%. В технологии черной металлургии тяжело ждать чего-то принципиально нового. Это одна из самых консервативных в технологическом плане отраслей.

С началом века мировая экономика вступает в новую фазу, которая будет характеризоваться ростом дефицитности природного сырья и повышением цен на него. При этом замедлилось развитие ресурсосберегающих технологий. Это важный момент, который будет сказываться на развитии металлургии. Причем на цветной еще сильней, чем на черной, потому, что в цветной металлургии есть подотрасли, базирующееся на, весьма специфических вещах.

Но позитивный рост будет сохранен, не смотря на всевозможные коллизии и колебания роста ВВП. Мировая экономика, и в первую очередь ведущие страны, разработали механизмы противостояния этим катаклизмам. Таким образом, рынок сталепродукции находится в определенном равновесном состоянии, определяемом низкими темпами развития мировой экономики. В региональном разрезе ситуация достаточно неоднозначная. Декларируемые продавцами цены на металлопродукцию следует более точно сопоставлять с реальными возможностями покупателей, ибо надувание ценовых «пузырей» приведет только к дальнейшему ухудшению ситуации. Тем самым следует дать возможность потребителям сталепродукции создать в ближайшие два-три года определенный финансовый резерв, который позволит приступить к реализации новых проектов и обеспечит более динамичный спрос на сталепродукцию. Что касается избыточных мощностей, то прежде, чем поднимать эту тему, следует для начала проанализировать производство стали на душу населения. Если в среднем по миру в 2013 г. по данным WSA производилось 234 кг стали, то в ЕС-27 - 342, на Ближнем Востоке - 339, Европе (прочая) - 307, Океании - 295, Северной Америке - 258, Азии - 254, СНГ - 247, Южной Америке - 121 и Африке - 43. Так что потребности населения нашей планеты в сталепродукции пока удовлетворены далеко не полностью, потенциал для роста есть, однако когда он может быть реализован - большой вопрос и Индия (81,2 млн. тонн, рост на 5,1%).



Список литературы

1. Литейное производство / под ред. И.Б. Куманина - М., «Машиностроение», 2009г.

2. Литье повышенной точности по разовым моделям / Озеров В. А., Гаранин В. О. - М., «Высшая школа», 2008г.

3. Стальное литье / под ред. Н. П. Дубинина - М., «МАШГИЗ», 2010г.

4. Стальные отливки / Арсов Я. Б. - М., «Машиностроение», 2004г.

5. Технические и экономические основы литейного производства / под ред. В.М. Шестопала - М., «Машиностроение», 2004г.

6. Технология конструкционных материалов / под ред. А. М. Дальский, Н.П. Дубинин - М., «Машиностроение», 2007г.

7. Технология литейного производства / Титов Н.Д., Степанов Ю.А. - М., «Машиностроение», 2005г.

Размещено на Allbest.ru