Технология получения чугуна – Производство чугуна: оборудование, технология, сырье, производители

Содержание

Технология получения чугуна

В современном производстве чугуна используется продукция многих предприятий: добывающего, по производству кокса, огнеупорных материалов и многих других. Чугунное литье начинается с изготовления шихты — специальной смеси, в состав которой входит агломерат, окатыши, кокс и флюсы. На одну тонну чугуна используется от восьмидесяти процентов агломерата, до двадцати – окатышей и полтонны кокса.

Шихта переплавляется в сложных инженерных сооружениях – доменных печах, которые работают почти беспрерывно в течение десяти лет. Специальные машины, находящиеся в помещении нагнетательной станции, нагнетают воздух. Воздух, нагретый до температуры 1400-1500ºС, подается через воздуховод в печь. Дымовые газы отводятся через дымовую трубу. После горения топлива и восстановления железа обогащенная шихта называется чугуном. Вместе со шлаком он выпускается через чугунную и шлаковую летку, и направляется по желобам в ковши.

Специальный кран обслуживает литейный двор доменной печи. Жидкий чугун в ковшах взвешивается на весах и транспортируется в помещение литейных машин. Из ковшей с помощью лебедки чугунная масса выливается на машину, с которой полученные твердые чушки отправляются на склад. Жидкий шлак в ковшах отвозят на грануляцию, где он сливается в грануляционный бассейн, заполненный водой. Таким образом шлак превращается в мелкие гранулы. Также его могут перерабатывать в портландцемент, шлаковату и гранулы.

Доменные печи выпускают литейный и специальный виды чугуна. Литейные чугуны используются для производства разнообразного литья, их отличает высокое содержание кремния до пяти процентов. Чугунное литье выполняется из чугунных заготовок – чушек весом по пять-десять килограммов. Специальный чугун используется в процессах раскисления и легирования различных видов стали.

Загрузка шихты в печь выполняется в определенной последовательности: каждый скип разгружается на малый конус через приемную воронку. Из малого конуса материал выгружается на большой после полной разгрузки каждого скипа. Нагретый до 1950ºС оксид углерода с высокой скоростью движется навстречу шихтовому потоку и отдав ему свое тепло, восстанавливает железо.

Капли чугуна и шлака медленно стекают в нижнюю часть доменной печи, которая называется горном. Шлак представляет собой смесь из пустой породы, золы и кокса с известняком после химических взаимодействий. Вес получаемого продукта в два раза меньше веса чугуна, и поэтому он плавает на поверхности чугуна в горне. Так же он играет роль фильтра для чугуна, очищая его от серы. Разгружается горн от жидкого материала через специальные отверстия, которые называются летками. Они расположены на разных уровнях для отделения шлака от чугуна благодаря разнице в удельном весе.

Технология получения материала для чугунного литья в принципе не отличается от технологии для специального чугуна, разница заключается в температурных режимах и добавках в смесях.

tsen.ru

Технология получения высококачественного серого чугуна с пластинчатым графитом :: Технология металлов

Требования к жидкому чугуну.

Отливки, используемые в современном машиностроении, должны обладать стабильно высокими механическими свойствами.

Так, например, в автомобилестроении в основном используются отливки серого чугуна, временное сопротивление при растяжении которого σ_Β = 200…300 МПа и твердость НВ 190…240. Для значительной части ответственных автомобильных отливок технические условия предусматривают преимущественно перлитную структуру с максимальным содержанием феррита до 5 %. Механические условия определяют также характер и размеры включений пластинчатого графита.

Получение высококачественного чугуна связано с применением внепечной обработки расплава — модифицирования. Однако для эффективного модифицирования выплавленный чугун должен удовлетворять определенным требованиям.

Как известно, для получения чугуна с высокими прочностью и твердостью необходимо выплавить металл с пониженным содержанием углерода и кремния при некотором повышении содержания марганца. Для получения чугунов марок СЧ40 и СЧ45 необходимо, кроме того, снизить содержание серы и фосфора.

На первый взгляд пониженное содержание углерода и кремния упрощает задачи плавки, так как для этого требуется меньше дорогостоящего ферросилиция, существенно уменьшается время на науглероживание металла. В этой связи существует присущий только плавке серого чугуна парадокс — чем выше марка чугуна, тем дешевле шихта для его выплавки.

Однако на практике получение отливок серого чугуна высоких марок сопряжено с опасностью получения отбела. Это объясняется тем, что структура таких отливок должна быть по преимуществу перлитная, на грани отбела. Поэтому даже небольшие отклонения в минус по содержанию углерода и кремния, связанные, например, с неточностью дозирования шихты или нарушениями принятого режима плавки и модифицирования, приводят к получению половинчатого или белого чугуна. Этот вид брака неизбежно вскрывается в процессе механической обработки и никогда, в отличие от других видов брака, не остается незамеченным. Очевиден в данном случае и виновник брака — плавильное отделение.

Из этих рассуждений следует важнейшее требование к жидкому металлу при получении отливок высококачественного серого чугуна — стабильность химического состава.

Кроме того, пониженный углеродный эквивалент приводит к понижению жидкотекучести и требует повышенной температуры заливки.

Содержание вредных примесей — серы и фосфора, допустимое для чугунов вплоть до СЧ35, составляет соответственно 0,12 и 0,3 %. Оно обеспечивается при плавке на обычной шихте в печах с кислой футеровкой. Для получения СЧ40 и СЧ45, содержащих серы и фосфора не более 0,02 % каждого, необходимы специальные приемы плавки и внепечной обработки.

Поэтому для получения серого чугуна высокого качества необходимо:

о использовать шихту стабильного состава и обеспечить точность дозирования ее компонентов;

• обеспечить оптимальные уровни перегрева и продолжительности выдержки в условиях применения электроплавильных агрегатов;

• обеспечить надежность контроля процесса плавки на всех его этапах и возможность оперативного воздействия на него;

• использовать внепечную обработку.

Технология модифицирования.

Модифицирование является наиболее простым, эффективным и, поэтому, самым распространенным способом повышения прочностных свойств чугуна.

В качестве модификатора при производстве отливок серого чугуна чаще всего используют ферросилиций ФС75, обладающий одновременно раскисляющей и графитизирующей способностями. За счет его свойств можно получить мелкозернистую структуру отливки, снизить отбел и повысить механические свойства металла. Количество модификатора зависит от различных производственных условий и увеличивается от 0,2…0,4 % для СЧ25 до 1,5…2% для СЧ45.

Обычно модификатор вводят в ковш под струю металла, на желоб, в литниковую чашу или в форму. Размер зерен модификатора составляет 2…5 мм при обработке жидкого металла массой до 2 τ и 5… 15 мм при обработке больших количеств.

В зависимости от способа ввода модификатора может усваиваться 70…90% (кремния).

Перед употреблением модификатор прокаливают при 300… 400 °С в течение 1…2 ч. Пылевидные фракции размером менее 0,5 мм отсеивают.

Температура металла при выпуске из печи составляет обычно 1420… 1460°С, она должна быть тем большей, чем выше марка чугуна. После ввода модификатора металл целесообразно перемешать для равномерного распределения его в объеме ковша. Во избежание потери эффекта модифицирования выдержка чугуна после добавки модификатора не должна превышать его живучести. Эта величина для ферросилиция ФС75 в зависимости от емкости ковша составляет:

Масса металла в ковше, τ………..До 0,5 0,5…2 2… 10

Допустимая выдержка, мин…….. 3…5 5…8 8…10

В настоящее время для получения высококачественного серого чугуна применяются разнообразные модификаторы и способы их ввода. Эффективность их применения в большой степени зависит от разнообразных условий производства, поэтому имеющиеся данные позволяют лишь отметить наиболее характерные особенности различных модификаторов, не давая оснований для сравнительной оценки эффективности их использования.

Силикокальций может использоваться самостоятельно в количестве 0,3 …0,6 % от массы жидкого чугуна, а также в смеси с ферросилицием ФС75 в соотношении 1:1 или с ФС75 и графитом в зернах.

Алюминий в смеси с ферросилицием или с графитом эффективно предотвращает отбел чугуна.

Графит черный — наиболее простой и дешевый модификатор, предотвращающий отбел на тонкостенных отливках.

Силикобарий является комплексным модификатором с повышенной живучестью.

Важно отметить, что для достижения максимального эффекта модифицирования исходный чугун должен иметь пониженный углеродный эквивалент и при затвердевании без модифицирования образовывать структуру белого или половинчатого чугуна. Модификатор вводится в таком количестве, что углеродный эквивалент модифицированного чугуна оказывается равным его величине в немодифицированном чугуне, имеющем структуру на грани отбела для данной толщины стенки отливки.

Жидкое модифицирование.

При производстве крупных толстостенных отливок температура заливки обычно не превышает 1250 °С. Введение твердых модификаторов в такой «холодный» чугун не дает положительных результатов. В этих случаях оказывается эффективным жидкое модифицирование, которое осуществляют путем смешивания жидкого чугуна с расплавленным модификатором — расплавленной сталью или жидким чугуном с высоким углеродным эквивалентом. Такая операция не является Простым смешиванием и усреднением химического состава и температуры расплава, при этом происходят процессы, по результатам аналогичные модифицированию, — структура чугуна измельчается.

Существенное влияние на результат жидкого модифицирования оказывает продолжительность выдержки полученного металла до его заливки в форму. Модифицирующее воздействие жидкого модификатора так же, как и при введении твердого модификатора, спустя 20 мин исчезает.

Недостатком метода жидкого модифицирования является необходимость использования двух одновременно работающих плавильных печей.

Кроме модифицирования разработаны многочисленные методы внепечной обработки, из которых для получения высококачественного серого чугуна в настоящее время наибольшее практическое значение имеет обρабоτка чугуна жидкими синтетическими шлаками с целью снижения содержания серы, фосфора, неметаллических и газовых включений.

Синтетический шлак на основе извести (60…70 %) и плавикового шпата (5… 10 %) приготовляют в специальной шлаковой печи, затем сливают в ковш и заливают в него жидкий чугун. При этом происходит эмульгирование мельчайших капель шлака в чугуне и существенно возрастает величина межфазной поверхности металл-шлак. В результате такой обработки содержание серы в чугуне снижается на 90 % от первоначального. Этот метод целесообразно использовать в тех случаях поставок шихты с повышенным содержанием серы, которые не носят систематического характера.

Источник:
Трухов А.П., Маляров А.И. Литейные сплавы и плавка М.: Академия, 2004.

markmet.ru

Технология производства чугуна

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

Украинская академия банковского дела

Кафедра менеджмента и внешнеэкономической деятельности

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

“Техника и технология отрасли: промышленность”

на тему:

“Сущность и особенности производства чугуна. Основные пути и направления совершенствования и повышения экономической эффективности технологий подготовительно-обогатительного и металлургического производства”

Выполнил: студент Васильев М.Ю.

группа М-82

Научный руководитель: Нечепуренко В.Н.

Сумы 2000

Содержание

Введение………………………………………………………….…………3

1. Сырые материалы и подготовка их к доменной плавке……..…………. 4

1.1 Топливо доменной плавки…………….…………………….…………… 4

1.2 Руды и флюсы доменной плавки…….…………………….……………..5

1.3 Подготовка руд к плавке:…………….…………………….……………..7

a) дробление;………………………….……………………………………7

b) грохочение;………………………….……………………………….….7

c) усреднение;………….……………..….…………………………….….8

d) обогащение………………………………………………………….….8

1.4 Окуксование руд……………………………………………………….….9

2. Доменный процесс…………………………………………………….….10

2.1 Общая схема и сущность доменного процесса…………………….…..10

2.2 Распределение и движение газов и шихты в доменной печи:…….…..11

a) газовый поток;…………………………………………………….…..11

b) распределение материалов на колошнике при загрузке

доменной печи;………………………………………………….…….12

c) движение шихты в доменной печи…………………………….…….13

2.3 Восстановление оксидов металлов:……………………………….……14

a) физико-химические основы восстановительных процессов;….…..14

b) восстановление оксидов железа оксидом углерода…………………14

2.4 Образование чугуна и шлака:……………………………………………15

a) науглераживание железа;………………………………………….…15

b) образование шлака……………….……………………………………16

2.5 Методы интенсификации доменного процесса:…….…………………17

a) некоторые понятия об интенсификации;……………………………17

b) нагрев дутья;………………………………………………………..…18

c) увлажнение дутья;………………………………………………….…18

d) обогащение дутья кислородом;………………………………………18

e) вдувание в горн природного газа и других добавок к дутью;………19

f) комбинированное дутье;………………………………………………19

g) повышение давления газа…………………………………………….19

2.6 Продукты доменной плавки…………………………………………….20

Список использованной литературы……………………….……………….21

Приложения.

Ведение

Цель доменного производства состоит в получении чугуна из железных руд путем их переработки в доменных печах. Сырыми материалами доменной плавки являются топливо, железные и марганцевые руды и флюс.

Топливом для доменной плавки служит кокс, получаемый из каменного угля. Его роль состоит в обеспечении процесса теплом и восстановительной энергией. Кроме того кокс разрыхляет столб шихтовых материалов и облегчает прохождение газового потока в шихте доменной печи.

Железные руды вносят в доменную печь химически связанное с другими элементами железо. Восстанавливаясь и науглераживаясь в печи, железо переходит в чугун. С марганцевой рудой в доменную печь вносится марганец для получения чугуна требуемого состава.

Флюсом называются добавки, загружаемые в доменную печь для понижения температуры плавления пустой породы руды, офлюсования золы кокса и придания шлаку требуемых технологией выплавки чугуна физико-химических свойств. Для руд с кремнеземистой (кислой) пустой породой в качестве флюса используют материалы, содержащие оксиды кальция и магния: известняк и доломитизированный известняк.

Для получения высоких технико-экономических показателей доменной плавки сырье и материалы предварительно подвергают специальной подготовке (см. приложение 1).

1. Сырые материалы и подготовка их к доменной плавке

1.1 Топливо доменной плавки

В качестве топлива в современной доменной плавке применяют кокс, мазут, природный и коксовый газы и каменноугольную пыль. Основным видом топлива является кокс. Коксом называется пористое спекшееся вещество, остающееся после удаления из каменного угля летучих веществ при нагревании его до 950-1200° С без доступа воздуха. Это единственный материал, который сохраняет форму куска в доменной печи на всем пути движения от колошника к горну. Благодаря этому обстоятельству обеспечивается прохождение газового потока через слой жидких, полужидких и твердых материалов в доменной печи. В нижней части печи раскаленный кокс образует своеобразную дренажную решетку, через которую в горн стекают жидкие продукты плавки. Высота столба шихты в современной доменной печи достигает 30 м, поэтому кокс, особенно в нижней части печи, воспринимает большие нагрузки. Отсюда вытекает основное требование, предъявляемое к коксу: высокая механическая прочность как в холодном, так и в нагретом состоянии.

Загружаемый в доменную печь кокс не должен содержать ни мелких кусков, ухудшающих газопроницаемость шихты, ни чрезмерно крупных кусков, которые, как правило, поражены трещинами и легко разрушаются в печи с образованием мелких фракций.

Кокс должен быть пористым для обеспечения хорошей горючести в горне печи и обладать высокой теплотой сгорания для получения требуемого количества тепла и необходимой температуры. Теплота сгорания кокса зависит от содержания в нем углерода, которое определяется содержанием золы, вредных примесей и летучих веществ в коксе. Чем выше содержание золы, вредных примесей и летучих веществ в коксе, тем меньше в нем углерода и меньше теплота его сгорания. Кроме того, с увеличением содержания золы и серы в коксе возрастают количество шлака, расход тепла на его расплавление и снижается механическая прочность кокса, а с увеличением содержания серы и фосфора в коксе ухудшается качество чугуна. Повышенное содержание летучих веществ в коксе свидетельствует о незавершенности процесса коксования, что приводит к снижению механической прочности кокса. Чрезмерно низкое содержание летучих в коксе, получающееся при пережоге кокса, также отрицательно сказывается на его качестве. Поэтому кокс должен содержать по возможности меньше золы, серы, фосфора и умеренное количество летучих веществ.

В коксе всегда содержится влага, поступающая в кокс при его тушении на коксохимическом заводе или из атмосферы. В связи с тем, что кокс в доменной печи загружают по массе, содержание влаги в коксе должно выдерживаться постоянным для сохранения заданного теплового режима печи.

1.2 Руды и флюсы доменной плавки

Среди металлов железо занимает третье место по распространенности в земной коре (4,2 %) после кремния(26 %) и алюминия(7,4 %). Железо в недрах земли в чистом виде не встречается. Оно входит в состав горных пород в различных химических соединениях. В природе известно более 300 разновидностей горных пород, содержащих железо, но далеко не все они представляют собой железные руды. Железными рудами принято называть такие горные породы, из которых экономически выгодно извлекать железо методом плавки. Экономическая целесообразность извлечения железа из руд зависит от уровня развития техники и характеристики месторождений.

Среди известных видов руд наиболее распространены в природе руды осадочного происхождения. Из этих руд выплавляется более 90 % чугуна.

Железная руда состоит из минерала (орудняющего вещества), пустой породы и примесей. Главной частью руды является рудный минерал, в состав которого входит железо. Чаще всего железо в минерале химически связано с кислородом, реже с другими элементами и соединениями. Пустая порода состоит из кремнезема, глинозема, извести и магнезии, образующих сложные минералы. Примеси руд делятся на полезные и вредные. Полезными примесями считаются марганец, хром, никель, ванадий, вольфрам, молибден и др. Вредные примеси – сера, фосфор, мышьяк, цинк, свинец и в большинстве случаев медь – либо ухудшают качество металла, либо разрушающе действуют на огнеупорную футировку доменной печи.

В зависимости от типа рудного минерала железные руды делятся на четыре основные группы:

1. Красный железняк или гематитовая руда. Минерал гематит – безводный оксид железа, в чистом виде содержит 70 % железа и 30 % кислорода. Это наиболее распространенная железная руда.

2. Магнитный железняк или магнетитовая руда. Минерал – магнетит (72,4 % железа и 27,6 % кислорода).

3. Бурый железняк представлен железосодержащими минер

mirznanii.com

Технология получения чугуна

tsen.ru

Технология получения чугуна

tsen.ru

13.2, Технология получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

Известно, что высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ) получают путем модифицирования жидкого чугуна сфе- роидизирующими модификаторами, содержащими магний, церий и иттрий. Чугун, подвергаемый модифицированию, должен удовлетворять ряду приведенных ниже требований, выполнение которых является задачей плавки.

Требования к жидкому чугуну. Важнейшим требованием к химическому составу жидкого металла при получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом является низкое содержание серы — до 0,03%. При этом снижение содержания серы способствует уменьшению расхода дорогостоящих модификаторов.

Техническими условиями, принятыми на ВАЗе и КамАЗе, допускается содержание серы не более 0,012%. Составить шихту с таким низким содержанием серы практически невозможно, поэтому важнейшей задачей плавки является десульфурация. В связи с этим использование для плавки дуговых печей с основной футеровкой в данном случае является оправданным, несмотря на высокое пылегазовыделение и шум.

При наведении основного шлака рекомендуется вводить известь (6 кг/т металла) для снижения избыточного количества серы на 0,001 %. Содержание в чугуне демодификаторов Pb, Bi, Sn, Sb, As, Ti, A1 даже в незначительных количествах препятствует сфероиди- зации графита. С учетом этого требуется тщательный отбор шихтовых материалов. Не допускается использование лома неизвестного происхождения. Помимо первичных материалов и возврата используются стальные отходы кузнечно-прессового производства.

Температура чугуна при модифицировании должна быть выше, чем при модифицировании серого чугуна, 1480… 1530 °С. Это объясняется тем, что на испарение магния, введенного в расплав, требуется значительное количество теплоты (при введении каждого 1 % Mg температура чугуна снижается на 80…90 °С).

Сфероиднзирующие модификаторы. Шаровидная форма графита в чугуне достигается использованием модификаторов, содержащих магний, церий и иттрий. Модификаторы на основе магния, в свою очередь, разделяют на металлический магний и маг- нийсодержащие лигатуры. Металлический магний имеет плотность в 4 раза меньшую, чем расплавленный чугун, поэтому при простом введении его в металл он всплывает и сгорает ослепительно ярким пламенем. При принудительном погружении его в расплав чугуна при температуре 1400 °С магний испаряется и давление его паров может достигать 0,7 МПа. Пары магния, выходя из расплава, вызывают интенсивное перемешивание и выбросы металла. Над поверхностью расплава пары магния сгорают. Обычно в металле остается не более 1/10 количества введенного в него магния.

Для улучшения усвоения магния расплавом используются маг- нийсодержащие лигатуры, магний—кремний—железо, магний- никель, магний—медь, магний—никель—медь и др. Особенно широкое распространение получили в свое время тяжелые лигатуры содержащие около 85 % никеля. Плотность такой лигатуры выше, чем жидкого чугуна, что в сочетании с относительно низким содержанием магния предопределяет ее хорошее усвоение и незначительный пироэффект.

Однако никель возвращается в шихту в составе возврата и практически не угорает в процессе плавки. Учитывая, что доля возврата при производстве ВЧШГ составляет не менее 40%, содержание никеля в металле быстро растет от плавки к плавке, если в шихте используется более 10 % возврата. Это создает организационные трудности, связанные с использованием излишков возврата чугуна, модифицированного никель-магниевой лигатурой.

Учитывая отбеливающее действие магния, производят вторичное модифицирование ферросилицием ФС75 в количестве от 0,3 до 1 % в зависимости от толщины стенки отливки.

Цериевые модификаторы. Температура кипения церия около 3450 °С, поэтому при вводе его в расплав чугуна не наблюдается выбросов металла, и, кроме того, температура расплава может быть ниже (1390… 1410 °С). Однако для равномерного распределения его необходимо принудительное перемешивание металла.

Церий, так же как и магний, является активным десульфурато- ром, но в отличие от магния не образует черных пятен в структуре отливок при повышенном содержании серы в исходном чугуне.

Для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом церий применяется в виде многообразных лигатур, таких как ферроцерий, миш-металл, цериевый миш-металл, сиитмиш и другие, содержащие около 50 % Се.

Комплексные модификаторы, разнообразные по составу и свойствам, получили в настоящее время наибольшее распространение. Наряду с магнием, который производит сфероиди- зирующее действие и перемешивание, в них обычно входит кремний, предотвращающий отбел. Церий и кальций в комплексных модификаторах способствуют связыванию избытка серы.

Модификатор ФЦМ5, содержащий 5 % магния, успешно применялся при литье коленчатых валов трактора «Владимирец». В модификаторах марок ЖКМК1 …ЖКМК10 помимо железа содержатся Mg, Са, Si и редкоземельные элементы.

В настоящее время наибольшее применение имеют модификаторы ФСМг5 и ФСМгб, содержащие соответственно 5 и 6 % Mg и использующиеся как для внутриформенного, так и для ковшового модифицирования.

Сфероидизирующие модификаторы в размельченном состоянии не подлежат длительному хранению, так как входящие в них элементы легко окисляются.

Иттривые модификаторы не получили до настоящего времени промышленного применения. . ^%

Способы введения в расплав сфероидизирующих модификаторов. Из всего многообразия способов ввода в расплав сфероидизирующих модификаторов к настоящему времени получили при-

Рис. 13.1. Способы ввода в расплав сфероидизирующих модификаторов: а — под колокольчиком; б — в автоклаве; в — в герметизированном ковше- конвертере; 1 — колокольчик; 2 — крышка; 3 — корпус автоклава; 4 — ковш с металлом; 5— мешалка; 6 — полость для модификатора; 7— крышка ковша; 8 —

кодификатор

менение лишь несколько способов, удовлетворяющих условиям техники безопасности и обеспечивающих достаточно ^высокий коэффициент усвоения модификатора. Способ ввода модификатора выбирают с учетом масштабов производства и стоимости применяемого оборудования.

Для целей лабораторных и исследовательских работ, а также при небольших объемах производства предпочтителен способ ввода модификатора под колокольчиком в ковше с металлической крышкой (рис. 13.1, а). В шамотографитовый или стальной колокольчик 1 с отверстиями в боковых стенках закладывают бумажный пакет с навеской модификатора. Пакет закрепляют в колокольчике вязальной проволокой. Крышку 2 надевают на штангу колокольчика и устанавливают на ковш. Колокольчик опускают в глубь металла.

При использовании тяжелой никель-магниевой лигатуры широко используется ввод ее под струю в разливочный ковш.

При использовании в качестве модификатора металлического магния наилучшие результаты дает применение автоклава (рис. 13.1, б). В стальной корпус автоклава 3 при снятой крышке устанавливают ковш с металлом 4. В полость 6 крышки закладывают навеску магния и закрывают ее мешалкой 5. Крышку устанавливают на корпус автоклава, стык между ними герметизирован. Между крышкой и штоком мешалки также имеется уплотняющая манжета. После подачи воздуха в автоклав под давлением Р пневматический цилиндр опускает мешалку вниз, при этом модификатор падает в металл, который перемешивается в процессе возвратно-поступательного движения мешалки.

Широкое распространение получили также герметизированные Ковши, принцип действия которых показан на рис. 13.1, е. В боко

вую полость ковша закладывают навеску модификатора 8. После заливки металла ковш закрывают крышкой и поворачивают в вертикальное положение.

Установлено, что минимальное количество остаточного магния, необходимое для получения шаровидной формы графита в чугуне в любом сечении отливки, должно быть не менее 0,03 %. С учетом коэффициента усвоения модификатора количество магния, вводимого с модификатором, должно быть около 0,4 %. При использовании комплексных сфероидизирующих модификаторов суммарное содержание в них магния, кальция и редкоземельных элементов должно быть эквивалентно указанному выше содержанию магния.

Расход модификатора зависит от его состава, способа ввода в металл, содержания в металле серы, температуры металла и других факторов и составляет от 0,15 % для металлического магния, вводимого в автоклаве, до 2,5 % для лигатур при добавлении их в ковш. Необходимое и достаточное количество вводимого модификатора уточняется только опытным путем.

Выбор плавильных агрегатов для плавки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В практике литейного производства известны примеры получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с использованием практически любого плавильного агрегата. К ним относятся:

вагранка холодного дутья при последующих ковшовой десульфурации металла и модифицировании;
индукционная чугуноплавильная тигельная печь (ИЧТ) с кислой футеровкой и десульфурацией карбидом кальция или цианамидом кальция;
ИЧТ с футеровкой на основе электрокорунда и дистенсил- лиманита с основным шлаком;
газовые вагранки и т.д.

Однако стабильное высокое качество высокопрочного чугуна с шаровидным графитом при минимальном расходе модификатора обеспечивается применением дуговых печей с основной футеровкой для десульфурации металла. На КамАЗе для плавки и выдержки металла используют дуговые печи с основной футеровкой емкостью 50 и 75 т соответственно. Содержание серы в металле не превышает 0,012 %.

На ВАЗе плавку ведут в ЭДП с основной футеровкой емкостью 40 т. Выплавленный металл переливают в два индукционных тигельных миксера емкостью по 20 т. Содержание серы также не превышает 0,012 %.

На ГАЗе для производства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом используется дуплекс-процесс, осуществляемый в ИЧТ-12 с кислой футеровкой и дуговой печи ЭДП-10 с основной футеровкой. Содержание серы выдерживается на уровне 0,002 %•

Перспективным представляется использование в качестве агрегата для десульфурации ЭДППТ.

studfiles.net

Технология получения чугуна | Справочник конструктора-машиностроителя

Внутриформенное модифицирование применяется на множестве литейных предприятий по всему универсуму для получения отливок из высокопрочного чугуна.
Главная идея данного метода внепечной обработки чугуна сводится к тому, что обеспечивается сфероидизирующая обработка базового чугуна в одну стадию.
При заливке металла в форму расплав попадает в литниковую чашу, потом в стояк, после чего начинает взаимодействовать с модификатором, помещенным в особенный реакционную камеру, попадает в шлакоуловитель и, пройдя через фильтр, а потом и питатель начинает заполнять полость литейной формочки.

Сегмент плиты — литье
Серийные отливки

Сварочный нагрев и дальнейшее охлаждение настолько изменяют структуру и свойства чугуна в зоне расплавления и околошовной зоне, что получить сварные соединения без недостатков с должным уровнем свойств оказывается очень затруднительно.
В связи с этим чугун глядит к тканям, имеющим плохой технологической свариваемостью.
Тем не менее сварка чугуна имеет очень большое распространение подобно средству исправления брака чугунного литья, ремонта чугунных изделий, а иногда и при изготовлении конструкции.

Для горячей сварки чугуна можно использовать дуговую сварку угольным электродом.
По возможности изменения теплового влияния на свариваемый металл сварка угольным электродом занимает промежуточное положение между газовой сваркой и сваркой плавящимся электродом.
Сваривают на вечном токе, прямой полярности угольными электродами диаметром 8 …
20 мм.
Диаметр электрода и мощность сварочного тока выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла ( табл.
В качестве присадочного материала используют прутки марок А и Б. Для перевода тугоплавких окислов в легкоплавкие соединения применяют флюсы на борной основе, чаще всего техническую безводную ( прокаленную ) буру.

Восстановление оксидов железа оксидом углерода По степени убывания кислорода оксиды железа располагаются в слой : Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 и FeO, охватывающие соответственно 30, 06 ;
27, 64 и 22, 28 % кислорода.
Из трех оксидов железа, взятых в свободном состоянии, наиболее прочнее в условиях рабочего пространства доменной печи, а точнее при температуре выше 570° С, является FeO.
Восстановление железа из его оксидов протекает постепенно путем последовательного удаления кислорода и в зависимости от температуры может быть написано двумя схемами : при температуре выше 570° С Fe 2 O 3 速 Fe 3 O 4 ® FeO ® F при температуре ниже 570° С Fe 2 O 3 速 Fe 3 O 4 ® Fe.
Ниже 570° С прочность FeO становится меньше прочности Fe 3 O 4 и она превращается в Fe 3 O 4 и Fe.
В доменной печи восстановление железа из его оксидов протекает в основном по главной схеме, так как уже через несколько минут после загрузки материалов на колошник они нагреваются до температуры выше 570° С. Большая половина кислорода, объединенного в оксиды железа, отбирается оксидом углерода, поэтому основным восстановителем в доменной печи является оксид углерода.
Восстановление оксидов железа оксидом углерода при температуре выше 570° С течет по реакциям : 3Fe 2 O 3 + СО ® 2Fe 3 O 4 + СО 2 + 37, 137 МДж, Fe 2 O 3 + mCO « 3FeO + ( m – 1 ) CO + СО 2 – 20, 892 МДж, FeO + nCO « Fe + ( n – 1 ) CO + СО 2 + 13, 607 МДж.

В зависимости от структуры чугуны подразделяют на бледные и бесцветные.
В белых чугунах весь углерод связан в химическое соединение карбид железа Fe 3 C — цементит.
В серых чугунах значительная часть углерода находится в структурно — независимом состоянии в виде графита.
белые обладают очень высокой твердостью и режущим инструментом обрабатываться не могут , если серые чугуны хорошо поддаются механической обработке .
Поэтому белые чугуны для изготовления изделий применяют крайне не часто, их используют главным образом в виде полупродукта для получения ковких чугунов.
Получение белого или серого чугуна зависит от состава и скорости охлаждения.

Газовая сварка чугуна является одним из наиболее верных способов, позволяющих получать наплавленный металл по характеристикам, ближайшим к главному металлу.
Это обусловлено тем, что при газовой сварке происходит длительнее и равномерный нагрев и охлаждение детали, чем при дуговой сварке, а поэтому обеспечиваются лучшие условия для графитизации углерода в наплавленном металле и менее вероятно появление в соседних со швом участках зон отбеленного чугуна.
Уменьшаются духовные усилия в свариваемом изделии и возможность формирования в нем трещинок.
Газовую сварку серого чугуна здорово вести с применением предварительного подогрева.
Скос кромок делают односторонний ( V — образный ), с углом раскрытия 90°.
Кромки тщательно чистят от масла, ржавчины и грязи щеткой или пескоструйным аппаратом и прогревают пламенем горелки.
В качестве присадочных прутков для электросварки и наплавки используют чугунные стержни диаметром 6 ;
14 и 16 мм, длиной 400 …
700 мм марок «А» и «Б» ( см.
табл.
1 ), а также : НЧ — 1 — для низкотемпературной газовой сварки тонкостенных отливок ;
НЧ — 2 — для низкотемпературной газовой сварки толстостенных отливок ;
ВЧ и ХЧ т — для износостойкой наплавки.
Прутки выпускаются : 0 6 мм, длиной 350 мм : 0 8 …
10 и 12 …
16 мм, длиной 450 мм.
Прутки должны располагать следующую характеристику :

spravconstr.ru

Технология получения чугуна – Производство чугуна: оборудование, технология, сырье, производители

Технология получения чугуна

Технология получения высококачественного серого чугуна с пластинчатым графитом :: Технология металлов

Технология производства чугуна

КУРСОВАЯ РАБОТА

Содержание

1.1 Топливо доменной плавки

Технология получения чугуна

Технология получения чугуна

13.2, Технология получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

Технология получения чугуна | Справочник конструктора-машиностроителя

Добавить комментарий Отменить ответ