Nghiên cứu công nghệ khử sâu phốt pho và lưu huỳnh trong thép chế tạo vỏ liều đạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI THẾ HIỂN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHỬ SÂU PHỐT PHO VÀ LƯU HUỲNH TRONG THÉP CHẾ TẠO VỎ LIỀU ĐẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI THẾ HIỂN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHỬ SÂU PHỐT PHO VÀ LƯU HUỲNH TRONG THÉP CHẾ TẠO VỎ LIỀU ĐẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VẬT LIỆU GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN SƠN LÂM Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu tơi Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình sở khác dạng luận văn Người cam đoan Bùi Thế Hiển i LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, PGS TS Nguyễn Sơn Lâm, người trực tiếp định hướng đề tài tận tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn tập thể cán phịng Cơng nghệ Vật liệu - Viện Công nghệ - Tổng cục Công nghiệp quốc phịng động viên, khích lệ em hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Kỹ thuật gang thép thầy cô giáo Viện Khoa học Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dạy em suốt năm học trường tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới người thân gia đình động viên khích lệ em mặt Em xin chân thành cảm ơn! Học viên Bùi Thế Hiển ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học thép 10ΠC theo ГOCT 1050-2013 (% khối lượng) Bảng 1.2 Thành phần hóa học thép vỏ liều AK-630 Nga (%) [3] Bảng 2.1 Giá trị mS thép lỏng gang lỏng t°C khác [4] 12 Bảng 2.2 Yêu cầu TPHH vật liệu thép 10 ΠC làm phôi vỏ liều đạn 30mm (%) 28 Bảng Yêu cầu tính vật liệu thép 10 ПС làm phôi vỏ liều đạn 30mm 28 Bảng Thành phần hóa học thép phế liệu 08KΠ để nấu luyện thép 10 C .32 Bảng 3.2 Thành phần hóa học gang thỏi GĐT7 theo (TCVN 2361:1989) .32 Bảng 3.3 Thành phần hóa học FeMn75 32 Bảng 3.4 Thành phần hóa học FeSi75 .33 Bảng Thành phần phối liệu nấu luyện lò hồ quang 1,5 34 Bảng 4.1 Hàm lượng phốt thép 10 ПС nấu luyện hồ quang .49 Bảng Hàm lượng lưu huỳnh thép 10 ПС nấu luyện hồ quang 50 Bảng 4.3 Hàm lượng lưu huỳnh thép 10 ПС tinh luyện plasma 51 Bảng 4.4 Hàm lượng P thép 10 ПС nấu luyện lò hồ quang sau nhiều lần tạo xỉ 52 Bảng Hàm lượng S thép 10 ПС nấu luyện lò hồ quang sau nhiều lần tạo xỉ 53 Bảng 4.6 Hàm lượng S thép 10 ПС tinh luyện lò trung tần plasma sau nhiều lần tạo xỉ 55 Bảng 4.7 Thành phần hóa học thép nguyên liệu (qua nấu luyện lò hồ quang) 56 Bảng 4.8 Thành phần hóa học thép 10 ПС .56 Bảng Cơ tính phôi chế tạo vỏ liều đạn pháo hải quân 30mm 57 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Giản đồ trạng thái Fe-FeS Hình 2.2 Sơ đồ nguyên nhân “bở nóng” Hình 2.3 Ảnh hưởng lưu huỳnh đến tính thép với 0,09%C Hình 2.4 Ảnh hưởng photpho đến tính thép 0,13%C Hình 2.5 Ảnh hưởng nguyên tố thứ ba hệ số hoạt độ lưu huỳnh 12 Hình 2.6 Quan hệ (MnO) xỉ có độ bazơ 1,19 với LS 13 Hình 2.7 Ảnh hưởng cùa (FeO) xỉ tính bazơ đến tỷ lệ phân bố lưu huỳnh 13 Hình 2.8 Quan hệ (FeO), độ bazơ với tỉ lệ (S)/(P) 14 Hình 2.9 Quan hệ LogKP với số đảo nhiệt độ tuyệt đối 18 Hình 2.10 Quan hệ P2O5/[P]2với độ bazơ (FeO) xỉ 19 Hình 2.11 Quan hệ hệ số phân bố (P2O5)/[P]2với độ bazơ lượng (FeO) 20 Hình 2.12 Quan hệ hệ số (P2O5)/[P]2với với lượng (CaO) (FeO) 20 Hình 2.13 Đường biểu diễn số khử photpho 21 Hình 2.14 Quan hệ số khử photpho với độ bazơ xỉ với lượng (FeO) 22 Hình 2.15 Quan hệ số khử photpho với độ bazơ xỉ với lượng (FeO) 23 Hình 2.16 Quan hệ số khử photpho nhiệt độ 24 Hình 2.17 Quan hệ lượng P thép với lượng xỉ lượng P mẻ liệu khác (CaO/SiO2=1,8, (FeO)=15%) 25 Hình 2.18 Sơ đồ lị hồ quang nấu luyện thép 26 Hình 2.19 Sơ đồ lị trung tần plasma 27 Hình 3.1 Lò hồ quang 1,5T Z127 29 Hình 3.2 Lò trung tần plasma 1,25 Z127 30 Hình 3.3 Máy quang phổ SPECTROLAB 30 Hình 3.4 Máy kéo nén HW2-1000KN 31 Hình 3.5 Máy đo độ cứng FM-100 31 Hình 3.6 Kính hiển vi Axiovert 25 32 Hình 3.7 Gạt xỉ lò hồ quang 42 Hình 3.8 Rót thép ngun liệu 42 iv Hình 3.9 Tinh luyện plasma 48 Hình 3.10 Đúc thỏi thép đúc 10ΠC 48 Hình 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử P thép 10 ПС nấu luyện hồ quang 49 Hình 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử S thép 10 ПС nấu luyện hồ quang 50 Hình 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử S thép 10 ПС tinh luyện plasma 52 Hình 4.4 Sự phụ thuộc hàm lượng P thép 10 ПС số lần tạo xỉ nấu luyện hồ quang 53 Hình 4.5 Sự phụ thuộc hàm lượng S thép 10 ПС số lần tạo xỉ nấu luyện hồ quang 54 Hình 4.6 Sự phụ thuộc hàm lượng S thép 10 ПС số lần tạo xỉ tinh luyện plasma 55 Hình 4.7 Phơi vỏ liều đạn pháo hải quân 30mm từ thép 10ΠC 57 Hình 4.8 Phơi thép 10 ΠC sau rèn 57 Hình 4.9 Bản vẽ mẫu thử kéo chế tạo từ phôi vỏ liều đạn pháo hải qn 630 57 Hình 4.10 Phơi vỏ liều sau chồn nguội 58 Hình 4.11 Đạn pháo hải quân 30mm qua công đoạn 58 v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv MỞ ĐẦU .1 Chương TỔNG QUAN Tổng quan tình hình nấu luyện thép chế tạo vỏ liều nước quốc tế 2 Sự cần thiết việc nghiên cứu khử sâu S,P thép chế tạo vỏ liều Nội dung nghiên cứu luận văn .5 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Ảnh hưởng S,P tới tính thép 2.1.1 Nguồn gốc S, P thép .6 2.1.2 Ảnh hưởng S đến tính thép 2.1.3 Ảnh hưởng P đến tính thép 2.2 Sự khử S, P trình nấu luyện thép 2.2.1 Sự khử lưu huỳnh trình nấu luyện thép .9 2.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến khử lưu huỳnh thép 11 2.2.3 Sự khử P trình nấu luyện thép 16 2.2.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến khử P thép 17 2.3 Ưu nhược điểm nấu luyện lò hồ quang 26 2.3.1 Ưu điểm nấu luyện lò hồ quang 26 2.3.2 Nhược điểm nấu luyện lò hồ quang 26 2.4 Ưu nhược điểm nấu luyện lò trung tần plasma 27 vi 2.4.1 Ưu điểm nấu luyện lò trung tần plasma 27 2.4.2 Nhược điểm nấu luyện lò trung tần plasma 28 2.5 Yêu cầu thép làm vỏ liều 28 2.6 Phương pháp tiến hành nghiên cứu thực nghiệm luận văn 28 Chương QUÁ TRÌNH NẤU LUYỆN THÉP 10ΠC LÀM VỎ LIỀU ĐẠN PHÁO HẢI QUÂN 29 3.1 Thiết bị nghiên cứu 29 3.1.1 Thiết bị nấu luyện 29 1.2 Thiết bị đo đạc kiểm tra 30 1.3 Nguyên vật liệu 32 3.2 Tính tốn phối liệu chuẩn bị liệu 33 3.3 Quá trình nấu luyện đúc thỏi thép nguyên liệu lò hồ quang 1,5 34 3.4 Quá trình tinh luyện đúc thỏi thép 10ПC lò plasma 1,25 42 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện thép 10ПС 49 4.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện thép 10ПС lò hồ quang 49 4.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình tinh luyện thép 10ПС lò trung tần plasma 51 4.2 Ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện thép 10ПС 52 4.2.1 Ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện thép 10ПС lò hồ quang 52 4.2.2 Ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử lưu huỳnh phốt q trình tinh luyện thép 10ПС lị trung tần plasma 54 vii 4.3 Kết trình nấu luyện tinh luyện 55 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 viii - Trường hợp tinh luyện, xỉ khơng đạt u cầu (xỉ bị khơ), phải tiến hành thay xỉ để tiến hành tinh luyện lại - Thao tác thay xỉ sau: + Cắt điện nguồn plasma nâng đầu plasma lên vị trí + Nâng nắp lò lên dịch chuyển sang trái + Múc hết xỉ cũ, đổ xỉ lên bề mặt kim loại lỏng - Thực lại bước trình tinh luyện lại tiếp tục thực quy trình lại thực Yêu cầu kỹ thuật: - Nạp liệu đảm bảo cho liệu chảy tự tụt tránh treo liệu trình nấu Khi tiếp liệu không làm cho mặt kim loại kéo màng (đóng rắn bề mặt) - Liệu nấu luyện, Fero, chất phụ gia nấu luyện, trước cho vào lò nấu luyện phải cân xác theo tính tốn Chỉ chất liệu nấu, cho chất tạo xỉ, đo nhiệt độ kim loại ngắt điện lị - Trong q trình nấu có kim loại lỏng phải dùng que chọc cho liệu tụt xuống vùng kim loại chảy - Các loại Fero trước cho vào lò phải sấy nhiệt độ 400- 600oC - Phân xưởng lưu lại đánh số tồn mẫu phân tích TPHH Các phiếu phân tích thành phần, hồ sơ mẻ nấu lưu lại riêng vào cặp hồ sơ - Sau nấu chảy thép nguyên liệu tiến hành tráng nồi rót trước kiểm tra thành phần hố học hợp kim hoá - Thành phần hoá học mác thép 10ПС theo yêu cầu sản phẩm: C Si Mn P S Cr Ni Cu 0,07÷0,14 0,05÷0,17 0,35÷0,60 ≤0,013 ≤0,011 ≤0,15 ≤0,30 ≤0,30 - Trước tinh luyện plasma thường xuyên kiểm tra hệ thống cấp nước làm mát cho lò làm mát cho hệ thống plasma (không bị gấp ống, đường ống hộp xả nước chảy bình thường) - Khi có nước dò từ phận plasma, phải ngắt điện ngắt nước tới plasma, nâng tới vị trí cao nhất, nâng nắp đậy lên đưa sang bên Tiếp tục nấu nguồn cảm ứng 46 - Trường hợp khơng có nước làm mát cho anot, đầu plasma Phải cắt điện ni nguồn plasma, điện lị cảm ứng Nâng đầu plasma lên vị trí cùng, nâng nắp lị lên dịch chuyển sang trái để khắc phục cố nước Nếu không khắc phục phải đổ kim loại lỏng lò khắc phục cố - Khi điều chỉnh mở khí argon, phải mở từ từ xem hệ thống có làm việc hay khơng (chỉ mở 01 đồng hồ lưu lượng) - Tỷ lệ trộn hỗn hợp tạo xỉ cho lần tinh luyện sau: trộn 12 kg/lần Vôi : Huỳnh thạch : Sạn ma nhê = : : (5 kg Vôi + kg huỳnh thạch + 1,2 kg sạn ma nhê - Trường hợp có biến động thành phần hố học q trình tinh luyện phải xử lý cắt nguồn plasma, dùng lị cảm ứng tiến hành điều chỉnh thành phần Chỉ thép đạt thành phần hoá học nhiệt độ mác thép (trừ cố đồng ý kỹ thuật viên trực tiếp đạo) - Thời gian tinh luyện lần xỉ khoảng 20 - 25 phút - Khi có nước dị từ phận plasma, phải ngắt điện ngắt nước tới plasma, nâng tới vị trí cao nhất, nâng nắp đậy lên đưa sang bên Tiếp tục nấu nguồn cảm ứng - Trường hợp có biểu thể bào mòn, nứt tường lò giới hạn cho phép, cần phải ngắt điện lị rót kim loại nồi rót * Ra thép, rót khn làm sản phẩm - Ra thép: + Nâng nhiệt độ kim loại lỏng đến 1680 - 1700oC rót vào nồi rót Trọng lượng kim loại lỏng ~ 1250 kg - Rót khn: + Chuyển nhanh nồi rót đến vị trí ghép khn tiến hành rót khn, nhiệt độ rót khn từ 1640 - 1650oC + Lấy đánh dấu mẫu để phòng kiểm nghiệm kiểm tra lại thành phần hố học - Dỡ khn làm sản phẩm: + Tiến hành dỡ khuôn làm sơ sau sản phẩm nguội + Cắt hệ thống rót, đậu ngót làm sản phẩm + Cân trọng lượng sản phẩm hệ thống rót (HTR cân lần đầu tiên) 47 + Ghi dấu hiệu nhận biết lên tất sản phẩm mẻ + Bảo quản: Tránh nước, dầu mỡ, hố chất q trình chờ sử dụng u cầu kỹ thuật: - Kiểm tra thành phần hoá học mẫu máy phân tích quang phổ - Chuẩn bị nồi rót (nung nóng nhiệt độ từ 700 - 800oC), cân điện tử để xác định trọng lượng kim loại lỏng - Cho nhơm khử khí vào nồi rót, lượng nhơm 0,1% kim loại lỏng - Kiểm tra 100% nhiệt độ lị, nhiệt độ rót khn - Phịng kiểm nghiệm kiểm tra 100% thành phần hố học mẫu lưu nồi rót đánh dấu, lưu lại mẫu - Dấu hiệu nhận biết: Viết ký hiệu bút sơn trắng lên thỏi cách đầu khoảng 100mm gồm: ngày - tháng - năm; mẻ số; Trọng lượng Hình 3.10 Đúc thỏi thép đúc 10ΠC Hình 3.9 Tinh luyện plasma 48 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện thép 10ПС 4.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử lưu huỳnh phốt q trình nấu luyện thép 10ПС lị hồ quang Để nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ tới khử phốt lị hồ quang, q trình oxi hóa lị hồ quang, xỉ sử dụng có thành phần vơi : Samốt = 3:1 với lượng xỉ 45kg (tương đương 3% khối lượng mẻ liệu), thời gian tạo xỉ lần 20ph Đề tài tiến hành nghiên cứu mẻ nấu nhiệt độ nấu luyện khác từ 1450oC đến 1650oC kết thu sau: Bảng 4.1 Hàm lượng phốt thép 10 ПС nấu luyện hồ quang Nhiệt độ,oC Hàm lượng P trước tạo xỉ,% Hàm lượng P sau tạo xỉ,% Lượng P bị khử, % 1450 1500 1550 1600 1650 0,022 0,021 0,021 0,020 0,022 0,017 0,015 0,014 0,014 0,018 0,004 0,006 0,007 0,006 0,004 Dựa kết trên, ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử P thép 10 ПС biểu diễn hình 4.1 Hình 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử P thép 10 ПС nấu luyện hồ quang 49 Kết cho thấy khử phốt diễn tốt 1550 oC, nhiệt độ cao hay thấp có ảnh hưởng khơng tích cực đến khử P Như khoảng nhiệt dộ để khử P hiệu 1500-1600oC Để nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ tới khử lưu huỳnh lò hồ quang, q trình hồn ngun lị hồ quang, xỉ sử dụng có thành phần vơi : Samốt = 3:1 với lượng xỉ 45kg (tương đương 3% khối lượng mẻ liệu), thời gian tạo xỉ lần 20ph Luận văn tiến hành nghiên cứu mẻ nấu nhiệt độ nấu luyện khác từ 1600oC đến 1680oC kết thu sau: Bảng Hàm lượng lưu huỳnh thép 10 ПС nấu luyện hồ quang Nhiệt độ,oC Hàm lượng S trước tạo xỉ,% Hàm lượng S sau tạo xỉ,% Lượng S bị khử, % 1600 1620 1640 1660 1680 0,020 0,020 0,022 0,021 0,021 0,017 0,017 0,018 0,016 0,015 0,003 0,003 0,004 0,005 0,006 Dựa kết trên, ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử S thép 10 ПС biểu diễn hình 4.2 Hình 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử S thép 10 ПС nấu luyện hồ quang 50 Kết cho thấy khử lưu huỳnh diễn tốt 1680oC, nhiệt độ thấp có ảnh hưởng khơng tích cực đến khử S tăng nhiệt độ làm cho khử S diễn hiệu Như khoảng nhiệt độ để khử S hiệu lò hồ quang 16401680oC 4.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình tinh luyện thép 10ПС lò trung tần plasma Sự khử phốt diễn chủ yếu trình nấu luyện hồ quang, q trình nấu luyện lị trung tần plasma nhiệt độ nấu luyện cao, diện tích bề mặt nhỏ nên khử phốt diễn không đáng kể Do q trình nấu luyện lị trung tần plasma, luận văn nghiên cứu đến khử lưu huỳnh Để nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ tới khử lưu huỳnh lò trung tần plasma, q trình tinh luyện xỉ sử dụng có thành phần Vôi : Huỳnh thạch : Sạn ma nhê = : : với lượng xỉ 12kg (tương đương 1% khối lượng mẻ liệu), thời gian tinh luyện lần 20ph Luận văn tiến hành nghiên cứu mẻ nấu nhiệt độ nấu luyện khác từ 1670oC đến 1750oC kết thu sau: Bảng 4.3 Hàm lượng lưu huỳnh thép 10 ПС tinh luyện plasma Nhiệt độ,oC Hàm lượng S trước tinh luyện,% Hàm lượng S sau tinh luyện,% Lượng S bị khử, % 1670 1690 1710 1730 1750 0,016 0,015 0,015 0,016 0,015 0,014 0,014 0,013 0,013 0,012 0,002 0,001 0,002 0,003 0,003 Dựa kết trên, ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử S thép 10 ПС biểu diễn hình 4.3 51 Hình 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình khử S thép 10 ПС tinh luyện plasma Dựa kết thu được, ta thấy nhiệt độ 1730oC 1750oC khử lưu huỳnh diễn mạnh khử diễn hiệu tăng nhiệt độ Như khoảng nhiệt độ khử lưu huỳnh hiệu lò trung tần plasma 1700-1750 oC 4.2 Ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện thép 10ПС 4.2.1 Ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện thép 10ПС lò hồ quang Để nghiên cứu ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới khử phốt lị hồ quang, q trình oxi hóa lị hồ quang, xỉ sử dụng có thành phần vôi:Samốt = 3:1 với lượng xỉ 45kg (tương đương 3% khối lượng mẻ liệu), nhiệt độ nấu luyện 1500-1600oC, thời gian tạo xỉ lần 20ph Luận văn tiến hành nghiên cứu mẻ nấu, mẻ tạo xỉ lần kết thu sau: Bảng 4.4 Hàm lượng P thép 10 ПС nấu luyện lò hồ quang sau nhiều lần tạo xỉ %P sau lần tạo xỉ Mẻ nấu Ban đầu 0,021 0,021 0,020 0,015 0,014 0,014 0,012 0,013 0,011 0,010 0,011 0,009 0,010 0,010 0,009 52 Dựa kết trên, ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử P thép 10 ПС nấu luyện hồ quang biểu diễn hình 4.4 Hình 4.4 Sự phụ thuộc hàm lượng P thép 10 ПС số lần tạo xỉ nấu luyện hồ quang Dựa vào đồ thị kết thu ta thấy, lần tạo xỉ thứ hiệu khử cao hàm lượng P thép cao, lần tạo xỉ thứ hiệu khử giàm 2/3 mẻ đạt yêu cầu kỹ thuật, lần tạo xỉ thứ khử diễn gần không đáng kể Như việc tạo xỉ giai đoạn oxi hóa lị hồ quang nên diễn từ đến lần để vừa đạt yêu cầu kỹ thuật vừa tiết kiệm điện rút ngắn thời gian nấu luyện Để nghiên cứu ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới khử lưu huỳnh lị hồ quang, q trình hồn ngun lị hồ quang, xỉ sử dụng có thành phần vôi:Samốt = 3:1 với lượng xỉ 45kg (tương đương 3% khối lượng mẻ liệu), nhiệt độ nấu luyện từ 1640-1680oC, thời gian tạo xỉ lần 20ph Luận văn tiến hành nghiên cứu mẻ nấu mẻ nấu tạo xỉ kết thu sau: Bảng Hàm lượng S thép 10 ПС nấu luyện lò hồ quang sau nhiều lần tạo xỉ %P sau lần tạo xỉ Mẻ nấu Ban đầu 3 0,022 0,021 0,021 0,018 0,016 0,015 0,016 0,015 0,014 0,015 0,014 0,014 53 Dựa kết trên, ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử S thép 10 ПС nấu luyện hồ quang biểu diễn hình 4.5 Hình 4.5 Sự phụ thuộc hàm lượng S thép 10 ПС số lần tạo xỉ nấu luyện hồ quang Dựa kết thu ta thấy lần tạo xỉ thứ thứ 2, khử lưu huỳnh diễn mạnh, lần thứ hiệu khử giảm rõ rệt hàm lượng S thép lúc thấp Bên cạnh sau phân tích mẫu thử lấy sau tạo xỉ lần thứ 3, hàm lượng P tang lên 0,010 Do q trình hồn ngun khử S lò hồ quang tạo xỉ tối đa lần 4.2.2 Ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử lưu huỳnh phốt q trình tinh luyện thép 10ПС lị trung tần plasma Sự khử phốt diễn chủ yếu trình nấu luyện hồ quang, trình nấu luyện tong lò trung tần plasma nhiệt độ nấu luyện cao, diện tích bề mặt nhỏ nên khử phốt diễn khơng đáng kể Do q trình nấu luyện lị trung tần plasma, đề tài nghiên cứu đến khử lưu huỳnh Để nghiên cứu ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới khử lưu huỳnh lò trung tần plasma, trình tinh luyện xỉ sử dụng có thành phần Vôi : Huỳnh thạch : Sạn ma nhê = : : với lượng xỉ 12kg (tương đương 1% khối lượng mẻ liệu), nhiệt độ nấu luyện từ 1700-1750 oC, thời gian tinh luyện lần 20ph Đề tài tiến hành nghiên cứu mẻ nấu, mẻ nấu tạo xỉ lần kết thu sau: 54 Bảng 4.6 Hàm lượng S thép 10 ПС tinh luyện lò trung tần plasma sau nhiều lần tạo xỉ %P sau lần Ban đầu 0,015 0,013 0,011 0,011 0,011 0,016 0,013 0,012 0,011 0,011 0,015 0,012 0,011 0,010 0,011 tạo xỉ Mẻ nấu Dựa kết trên, ảnh hưởng số lần tạo xỉ tới trình khử P thép 10 ПС nấu luyện lò trung tần plasma biểu diễn hình 4.6 Hình 4.6 Sự phụ thuộc hàm lượng S thép 10 ПС số lần tạo xỉ tinh luyện plasma Dựa kết thu ta thấy lần tạo xỉ thứ thứ 2, khử lưu huỳnh diễn mạnh lần thứ 3, Ở lần tạo xỉ thứ khử gần không xảy xảy không đáng kể hàm lượng lưu huỳnh thép thấp Theo tinh luyện lị trung tần plasma ta khử S xuống tới 0,010% sau 2-3 lần tạo xỉ, lần tạo xỉ sau không hiệu 4.3 Kết trình nấu luyện tinh luyện Trong phạm vi luận văn thực tất mẻ nấu luyện thép nguyên liệu lò hồ quang 1,5 mẻ tinh luyện lò trung tần plasma Kết kiểm tra thành phần hóa học mẻ thép sau: 55 Bảng 4.7 Thành phần hóa học thép nguyên liệu (qua nấu luyện lò hồ quang) Mẻ nấu C Si Mn P S Cr Ni Cu 0,1255 0,0449 0,2873 0,0101 0,0152 0,0377 0,1676 0,0234 0,1056 0,1320 0,3947 0,0104 0,0141 0,0835 0,1897 0,0521 0,1333 0,0990 0,4555 0,0095 0,0143 0,0457 0,1340 0,0153 0,0968 0,1594 0,5344 0,0086 0,0120 0,0568 0,1559 0,0132 0,1195 0,1637 0,5105 0,0113 0,0135 0,0927 0,2038 0,0247 Bảng 4.8 Thành phần hóa học thép 10 ПС Mẻ nấu C Si Mn P S Cr Ni Cu 0,1325 0,1439 0,3873 0,0121 0,0112 0,0257 0,1432 0,0379 0,0932 0,1270 0,3542 0,0114 0,0108 0,0745 0,1883 0,0346 0,1217 0,0850 0,5817 0,0113 0,0113 0,0837 0,1540 0,0175 0,1154 0,1237 0,4325 0,0093 0,0085 0,0652 0,0842 0,0186 0,1295 0,1543 0,4305 0,0122 0,0096 0,1127 0,1738 0,0345 Phơi đúc sau tinh luyện plasma có kích thước Ø360x600mm gia cơng khí theo tiến trình sau: Phôi dúc Ø360 Rèn + cán tới Ø42 Chồn bánh tròn Dập bát Vuốt Dập đáy Tiện+ mài vơ tâm Ø36x51 Dập tạo hình đáy Tóp miệng 56 Vuốt Vuốt Gia cơng hồn chỉnh Hình 4.8 Phơi thép 10 ΠC sau rèn Hình 4.7 Phơi vỏ liều đạn pháo hải quân 30mm từ thép 10ΠC Phơi sau rèn cán nóng mang chế tạo mẫu thử tính xem tổ chức tế vi Kết thử tính tổ chức tế vi thu sau: Hình 4.9 Bản vẽ mẫu thử kéo chế tạo từ phôi vỏ liều đạn pháo hải quân 630 Bảng Cơ tính phôi chế tạo vỏ liều đạn pháo hải quân 30mm Mẫu Giới hạn bền Giới hạn chảy Độ cứng Độ dãn Độ co thắt thử Rm, MPa Rp, MPa HRB dàiA5, % Z, % 332,8 206,3 49/50 33,8 55 341,2 213,1 48,5/49 39,6 56 373,1 227,8 53,5/54,5 37,3 56 377,7 227,7 53,0/53,0 40,7 57 380,6 229,1 55,0/54,5 36,0 55 57 Hình 4.10 Phơi vỏ liều sau chồn nguội Hình 4.11 Đạn pháo hải quân 30mm qua công đoạn Phôi thép 10ΠC đề tài nấu luyện nhà máy Z127 chế tạo thử thành sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật bắn thử nghiệm đạt yêu cầu 58 KẾT LUẬN Căn vào nhiệm vụ giao với hướng dẫn thầy cô giáo hỗ trợ nhóm đề tài, đề tài hoàn thành mục tiêu đề Dưới số kết luận cụ thể Trên sở lý thuyết kết hợp với trình thực nghiệm đề tài thực thành công mục tiêu đề nghiên cứu công nghệ khử sâu phốt lưu huỳnh thép 10ΠC làm vỏ liều đạn pháo hải quân đạt yêu cầu thành phần hóa học đề (cụ thể: ≤0,013%P ≤0,011%S thành phần lại theo ГOCT 1050-2013) đưa quy trình cơng nghệ nấu luyện lò hồ quang 1,5 lò trung tần plasma 1,25 Nhà máy Z127 Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phịng Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ nấu luyện số lần tạo xỉ đến hiệu trinh khử lưu huỳnh phốt trình nấu luyện Cụ thể là: - Trong trình nấu luyện lị hồ quang, giai đoạn ơxi hóa nhiệt độ để khử P hiệu 1500-1600oC cần tạo xỉ từ đến lần, lần 20ph với tổng khối lượng xỉ 45kg theo tỷ lệ vôi: samốt=3:1 - Trong q trình nấu luyện lị hồ quang, giai đoạn hoàn nguyên nhiệt độ để khử S hiệu 1640-1680oC cần tạo xỉ tối đa lần, lần 20ph với tổng khối lượng xỉ 45kg theo tỷ lệ vôi: samốt=3:1 - Trong trình nấu luyện lị trung tần plasma nhiệt độ để khử S hiệu 1700-1750oC cần tạo xỉ từ đến lần, lần 20ph với tổng khối lượng xỉ 12kg theo tỷ lệ vôi: huỳnh thạch: sạn ma nhê = 5:4:1 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Dy (1963), Đề cương luyện thép lò điện, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội Bùi Anh Hòa, Nguyễn Sơn Lâm (2010), Luyện thép hợp kim thép đặc biệt, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Trường Huy cộng (2016), Thuyết minh đề tài cấp Bộ Quốc phịng Nghiên cứu cơng nghệ nấu luyện tạo phôi thép mác 10VL, 15VL chế tạo vỏ liều, vỏ đầu đạn pháo hải quân Bùi Văn Mưu, Nguyễn Văn Hiền, Nguyễn Kế Bình, Trương Ngọc Thận (2006), Lý thuyết trình luyện kim, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Ngơ Trí Phúc, Bùi Anh Hịa, (2010), “Cơng nghệ sản xuất thép sạch”, Hội thảo khoa học Nâng cao chất lượng sản phẩm kim loại, tr 77-82 Л.Я Козлов, В.М Колокольцев, К.Н Вдовин, Э.Д Тен, Л.Б Долгополова, А.А Филиппенков (2003), Производство стальных отливовб МИСиС, Москва В Дембовчкий (19981), Плазменная металлургия, МЕТАЛЛУРГИЯ, Москва Д А Дюдкин, В В Кисиленко (2008), Производство стали том I, Теплотехнико, Москва 60 ... chúng, thép thành vật liệu thay vỏ liều đạn con, đạn pháo loại Thép chế tạo vỏ liều nằm nhóm thép dập nguội Vỏ liều đạn vỏ liều đạn 30mm Liên bang Nga chế tạo thép 10ΠC Theo tài liệu thiết kế vỏ liều. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI THẾ HIỂN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHỬ SÂU PHỐT PHO VÀ LƯU HUỲNH TRONG THÉP CHẾ TẠO VỎ LIỀU ĐẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... Tổng quan tình hình nấu luyện thép chế tạo vỏ liều nước quốc tế 2 Sự cần thiết việc nghiên cứu khử sâu S,P thép chế tạo vỏ liều Nội dung nghiên cứu luận văn .5 Chương CƠ