Наиболее сильно задерживают процесс графитизации (оказывают отбеливающее действие) сера, ванадий, олово. Поэтому в серых литейных чугунах всегда содержится значительное количество кремния.

Классификация чугунов. Маркировка. Области применения

Классификация

В зависимости от содержания углерода серый чугун называется доэвтектическим (2,14-4,3 % углерода), эвтектическим (4,3 %) или заэвтектическим (4,3-6,67 %). Состав сплава влияет на структуру материала.

В зависимости от состояния и содержания углерода в чугуне различают: белые и серые (по цвету излома, который обуславливается структурой углерода в чугуне в виде карбида железа или свободного графита), высокопрочные с шаровидным графитом, ковкие чугуны, чугуны с вермикулярным графитом. В белом чугуне углерод присутствует в виде цементита, в сером — в основном в виде графита.

В промышленности разновидности чугуна маркируются следующим образом:

передельный чугун — П1, П2;

Передельный чугун для отливок (передельно-литейный) — ПЛ1, ПЛ2,

Передельный фосфористый чугун — ПФ1, ПФ2, ПФ3,

передельный высококачественный чугун — ПВК1, ПВК2, ПВК3;

чугун с пластинчатым графитом — СЧ (цифры после букв «СЧ», обозначают величину временного сопротивления разрыву в кгс/мм);

Антифрикционный чугун

Антифрикционный серый — АЧС,

Антифрикционный высокопрочный — АЧВ,

антифрикционный ковкий — АЧК;

чугун с шаровидным графитом для отливок — ВЧ (цифры после букв «ВЧ» означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм и относительное удлиненние(%);

Чугун легированный со специальными свойствами — Ч.

Наиболее часто применяется для изготовления изделий ответственного назначения в машиностроении, а также для производства высокопрочных труб (водоснабжение, водоотведение, газо-, нефте-проводы). Изделия и трубы из Высокопрочного чугуна отличаются высокой прочностью, долговечностью, высокими эксплуатационными свойствами

30. Подготовка сырьевых материалов (производство чугуна).

Материалы для доменного производства чугуна

Исходные материалы для доменного производства и их подготовка к плавке

В различных железных рудах железо находится в виде безводной окиси железа Fe2O3 (красный железняк), водной окиси железа Fe2О3·n Н2O (бурый железняк), окиси-закиси Fe3О4 (магнитный железняк) или углекислого железа FeCО3 (шпатовый железняк). Кроме того, руда содержит пустую породу, в состав которой входят глинозем, углекислый кальций, углекислый магний, кремнезем и др.

В доменном производстве, кроме руды, используют различные отходы промышленности, содержащие железо и марганец — шлак, окалина, колошниковая пыль, окисленная стружка. В доменных печах применяют марганцовые руды при выплавке передельных чугунов и доменных ферросплавов. Марганец в рудах присутствует в виде перекиси марганца МnO2, окиси марганца Мn2O3 и марганцевого шпата МnСО3. Руда для доменного процесса должна иметь определенные химический состав и размер кусков.

Слишком большие куски медленно восстанавливаются, проходят в область высоких температур, расплавляются и переходят в шлак без восстановления.

Мелкая, пылевидная руда также нежелательна, она уносится я колошниковыми газами, закрывает поры для прохождения газов в кусковых материалах, понижает производительность печи и увеличивает расход топлива.

Поэтому основная масса руды перед плавкой проходит предварительную обработку, ее размельчают на щековых дробилках на куски размером 30—100 мм в поперечнике. Более мелкие фракции размалывают на дробильных валиках и шаровых мельницах, потом просеивают на ситах и брикетируют или спекают.

Для повышения процентного содержания железа в рудах применяют различные способы обогащения: обжиг руд, мокрое или магнитное обогащение. Пылевидную руду или мелкие концентраты необходимо подвергать агломерации. Для этого их смешивают с нидным топливом, увлажняют и засыпают на транспортерную ленту в открытые ящики. Смесь в ящиках зажигается газовой горелкой и за счет тепла, выделяющегося от горения топлива, смесь при 1000—1100° спекается и образует агломерат.

Агломерат лучше восстанавливается, чем сырая руда, меньше содержит пустой породы и вредных примесей. Кроме того, при спекании в него вводят необходимые флюсы и таким образом получают самофлюсующийся агломерат, что позволяет сократить и полностью устранить добавку в доменную печь сырых флюсов. В настоящее время доля агломерата в шихте составляет около 70% и будет доведена до 90%.Топливо в металлургии играет важную роль. При сгорании милива выделяется тепло, которое нагревает металлы и другие материалы; кроме того, часть топлива идет на химические процессы.

Топливо используется в трех видах: жидком, газообразном и твердом. Горючая часть топлива представляет собой сложную смесь разнообразных органических соединений, состоящих из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. К негорючим частям топлива относятся влага и зола, которая состоит из окислов А12О3; SiО2; CaO; FeO; Fe.O, и др.Твердое топливо употребляют в нескольких видах: дрова, торф, каменный уголь, антрацит и кокс. Теплотворная способность воздушно-сухих дров 2500—3000 ккал/кг.Теплотворная способность торфа колеблется в пределах от 1500 до 3500 ккал/кг, бурого каменного угля — 2500÷5000 ккал/кг, каменного угля и антрацита — 4500 ÷ 8500 ккал/кг.Естественное твердое топливо не обладает необходимыми качествами для непосредственного его применения в доменном производстве. Куски топлива для доменного производства должны иметь определенные размеры, большую теплотворную способность, минимальное содержание золы, малое содержание летучих веществ, быть достаточно прочными, минимально истираться, содержать минимальное количество вредных примесей, не должны растрескиваться при высоких температурах.Этим требованиям удовлетворяет подвергнутый тепловой обработке каменный уголь — кокс. Кокс получают из естественных каменных коксующихся углей путем сухой перегонки их без доступа воздуха. Угольные смеси загружают в специальные коксовальные печи (рис. 10) с помощью загрузочных тележек 3, затем герметически закрывают и нагревают до 1000÷1100°. Выделяющиеся коксовальный газ и летучие вещества улавливают и используют в химической промышленности для производства ценных продуктов. Продолжительность коксования 13 — 18 час.