Материалы, применяемые при плавке чугуна

Категория:
Литейное производство


Материалы, применяемые при плавке чугуна

При плавке чугуна используются металлические шихтовые материалы, топливо, флюсы и огнеупоры.

В состав металлической шихты входят чушковые чугуны, возврат собственного производства — оборотный металл и покупной лом (чугунный и стальной). Для получения чугуна необходимого химического состава, а также для его модифицирования и раскисления кроме этих материалов применяют различные ферросплавы. При плавке в вагранке в качестве топлива наиболее широко используются каменноугольный кокс и термоантрацит.

Для понижения температуры плавления и повышения жидко-текучести шлаков, образуемых в вагранке, применяют флюсы — известняк и шлак основных мартеновских печей.

Для футеровки вагранки и печей служат различные огнеупоры.

Чушковые чугуны. Наибольшее количество чугуна выплавляют иа коксе. На древесном угле выплавляют особочистые чугуны, из которых изготовляют высококачественную сталь и ответственные отливки.

Чугун коксовый литейный выплавляют семи марок — с различным содержанием кремния. В свою очередь каждая марка делится на три группы по содержанию марганца, на пять классов — ^содержанию фосфора и на пять категорий — по содержанию

Чугун коксовый передельный предназначен для дальнейшего передела в сталь. Он применяется и в чугунолитейном производстве для частичной замены более дорогостоящего литейного чугуна, также при производстве отливок из ковкого чугуна.

Ферросплавы. Сплавы железа с кремнием, марганцем, хромом, молибденом, титаном, фосфором и другими элементами носят общее название ферросплавов, которые используются для легирования и раскисления стали. В чугунолитейном производстве они применяются для легирования, модифицирования и восполнения недостающих элементов в составе металлической шихты.

Электропечной ферросилиций марок ФС18 и ФС25 вводится непосредственно в шихту. Ферросплавы с высоким содержанием кремния марок ФС75—ФС45 применяются для модифицирования серого чугуна с пластинчатым графитом. Присадка их производится на желоб вагранки при выпуске чугуна либо в ковш. При выплавке модифицированного чугуна с шаровидным графитом используют разные сплавы: магний + никель, магний + медь, магнии + кремний + кальций и др.

Вторичные шихтовые металлы. Применение в составе шихты чугунного и стального лома не только удешевляет стоимость шихты но и повышает механические свойства отливок. Ввод в шихту стального лома в количестве до 40—50% осуществляется при производстве модифицированного серого чугуна с пластинчатым графитом, а в количестве 10—20%—при изготовлении отливок из чугуна марок СЧ18-36—СЧ24-44 для снижения содержания углерода.

Вторичные шихтовые материалы поставляются по ГОСТ 2787—75 в рассортированном виде и определенных габаритов. Каждая партия металла должна сопровождаться, удостоверением о взры-вобезопасности.

Оборотный металл должен быть очищен в галтовочных барабанах от приставшей формовочной смеси, а бракованные отливки — от остатков стержней.

Химический состав чугунного лома может колебаться в сравнительно широких пределах. При пользовании им следует исходить из среднего химического состава и вида лома (машиностроительный, изложницы, поддоны, посудный, печной и т. п.).

Топливо. При плавке в вагранке применяется преимущественно твердое топливо (кокс, термоантрацит). В последние годы некоторое распространение получили вагранки, работающие на газообразном топливе, а также на смешанном — газообразном и твердом.

Ваграночное твердое топливо должно обладать высокой прочностью при нормальной и высокой температурах, большой плотностью, характеризуемой пористостью (не более 42%), малой горючестью, низким содержанием золы и серы. Для повышения температуры перегрева чугуна можно применять в смеси с коксом термоантрацит, представляющий термически обработанный (без доступа воздуха) антрацит. Получают такой антрацит в специальных печах, при этом он приобретает термостойкость, повышается его пористость и уменьшается содержание серы.

Флюсы. Шлаки, образующиеся при плавке чугуна в вагранках, характеризуются высокой температурой плавления. Для ее понижения и повышения жидкотекучести шлаков надо изменить их состав, что достигается присадкой в вагранку таких флюсов, как известняк (СаСОз), основной мартеновский шлак, плавиковый шпат (CaF2).

Применение перечисленных флюсов способствует частичному переходу в шлак серы, содержащейся в золе кокса, в результате чего уменьшается содержание ее в чугуне. Известняк при нагревании в вагранке разлагается с выделением углекислого газа, который с ваграночными газами удаляется, а оставшаяся окись кальция (СаО), поступая в зону плавления, соединяется с продуктами окисления и образует легкоплавкий шлак. Также действует и мартеновский шлак, в котором содержится около 40% окиси кальция. Мартеновский шлак применяется в смеси с известняком в отношении 1:1.

Огнеупорные материалы. Для футеровки вагранок используются огнеупорные изделия и материалы, которые подвергаются воздействию высоких температур, разъедаются шлаками, газами и жидким чугуном, а также истираются шихтой. В связи с этим они должны обладать высокими огнеупорностью, термической и химической стойкостью, механической прочностью и плотностью.

Наибольшее применение имеют шамотные и полукислые изделия — ребровый, прямой и трапецеидальный клинья.

Для связывания кирпичей при футеровке используют раствор, состоящий из 30—35% огнеупорной глины с высокой термохимической устойчивостью (огнеупорность не менее 1580 °С) и 65—70% кварцевого песка.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум