- •Литейные сплавы и плавка предисловие
- •Литейные свойства сплавов
- •1.1. Технологические свойства сплавов и важность их определения для практики
- •1.2. Номенклатура литейных свойств сплавов
- •1.3. Жидкотекучесть. Технологические пробы
- •Взаимосвязь толщин стенок отливок и площади их поверхности при литье в кокиль
- •Взаимосвязь толщины стенок отливки и площади их поверхности при литье под давлением
- •1.4. Склонность отливок к образованию усадочных раковин и пористости
- •V1, v2, v3 и v0 - объемы сплава при соответствующих температурных условиях
- •Температурные коэффициенты объемного сжатия (ткос) в жидком состоянии (индекс «ж») и объемная усадка затвердевания (индекс «з»)
- •1.5. Линейная усадка сплавов и отливок
- •1.6. Усадочные напряжения в отливках
- •1.7. Склонность сплавов и отливок к горячим трещинам
- •1.8. Склонность сплавов и отливок к холодным трещинам
- •3.9. Склонность сплавов к насыщению газами и образованию газовой пористости
- •Растворимость водорода в металлах
- •1.10. Неметаллические включения и плены в сплавах
- •1.11. Склонность компонентов сплавов к ликвации
- •1.12. Зависимость механических свойств сплавов от толщины стенок отливок
- •Механические свойства и рекомендуемый химический состав серого чугуна по гост 1412-85
- •Механические свойства серых чугунов, не предусмотренные гост 1412-85
- •Физические свойства чугунов
- •5.3. Высокопрочный чугун
- •Механические свойства*1 и рекомендуемый химический состав высокопрочного чугуна с шаровидным графитом по гост 7283—85
- •5.4. Чугун с вермикулярным графитом
- •Зависимость механических свойств и объема усадочных раковин в чвг от содержания шаровидного графита (шг)
- •5.5. Ковкий чугун
- •Содержание с и Si в отливках из ковкого чугуна в зависимости от толщины стенок
- •Механические свойства и рекомендуемый химический состав ковкого чугуна по гост 7293-79 (изм. В 1991 г.)
- •Марки, содержание углерода и механические свойства литейных углеродистых сталей по гост 977-88
- •Средний химический состав легированных сталей, мае. %
- •Механические свойства легированных сталей
- •Литейные сплавы цветных металлов
- •6.1. Алюминиевые сплавы
- •Химический состав и механические свойства алюминиевых литейных сплавов по гост 1583—93
- •* В данной таблице обозначения способов литья те же, что в табл. 6.1; то — термическая обработка; ств — временное сопротивление разрыву; стт — предел текучести; 5 — относительное удлинение.
- •Химический состав литейных титановых сплавов, мае. %
- •Линейная усадка 8/ и объем ву.Р усадочных раковин в отливках титановых сплавов
- •Механические свойства бронз
- •Механические свойства латуней
- •Средний химический состав и прочностные свойства никелевых литейных сплавов при температурах 800 и 900 °с
- •Основные понятия и определения
- •Классификация огнеупорных материалов
- •Типовые операции и процессы плавки литейных сплавов Горение топлива
- •Шлакообразование. Строение шлаковых расплавов
- •8.3. Окислительное рафинирование
- •8.4. Закономерности угара элементов в кислых и основных печах
- •Удаление вредных примесей из железоуглеродистых сплавов
- •8.7. Раскисление металла
- •Науглероживание расплавов железа
- •Взаимодействие футеровки с расплавами шлакаи металла
- •Исходные материалы для плавки литейных сплавов Первичные металлические материалы
- •Соотношение содержаний с и Si в литейных чугунах
- •9.2. Вторичные металлические материалы
- •Вторичные черные металлы
- •Физические характеристики* важнейших шихтовых материалов
- •Топливо
- •Важнейшие характеристики каменноугольного кокса
- •9.4. Флюсы
- •Состав известняка, мае. %
- •9.5. Расчет шихты
- •Список компонентов шихты и ограничений по их содержанию
- •Угар (пригар) химических элементов при плавке чугуна
- •Угар элементов при выплавке цветных сплавов, отн. %
- •Примечание. В числителе — угар при плотной шихте, в знаменателе — угар при некомпактной шихте.
- •Примечание. Минимальное значение функции равно 2720,49 руб./т.
- •10.1. Принцип действия и разновидности конструкций коксовых вагранок
- •Особенности горения кокса в вагранках
- •Изменение температуры и химического состава газовой фазы по высоте вагранки
- •Влияние высоты холостой колоши на процесс плавки в вагранке
- •Влияние размеров рабочих колош на процесс плавления шихты в вагранке
- •Влияние качества кокса на тепловые процессы в вагранке
- •Влияние подготовки шихты на ход ваграночной плавки
- •Влияние величины удельного расхода кокса и воздуха на ход ваграночной плавки
- •Способы интенсификации ваграночного процесса
- •Металлургические процессы плавки в коксовой вагранке
- •Расчет требуемого расхода известняка
- •Данные о характере газовой фазы в зонах вагранки
- •Значение коэфициента к науглероживания в холостой колоше
- •Зависимость концентрации серы в чугуне от содержания ее в коксе
- •Особенности плавки в вагранках с основной футеровкой
- •Особенности плавки в металлургических вагранках
- •Особенности плавки чугуна в коксогазовых вагранках
- •Плавка чугуна в бескоксовых вагранках
- •Стабилизация химического состава чугуна, выплавляемого в вагранках
- •Плавка чугуна в дуговых печах
- •11.2. Технология плавки
- •Особенности конструкции и технологии плавки чугуна в дуговых печах постоянного тока
- •Плавка чугуна в индукционных печах
- •Выбор частоты тока для питания индукционных тигельных печей
- •Электромагнитное перемешивание металла в тигле
- •12.4. Основные элементы конструкции печей промышленной частоты
- •Изготовление футеровки печи
- •Технология плавки чугуна в индукционных тигельных печах промышленной частоты
- •12.7. Особенности плавки чугуна в индукционных тигельных печах средней частоты
- •Индукционные канальные печи в чугунолитейном производстве
- •Преимущества и недостатки индукционных канальных печей.
- •12.9. Сравнительный анализ процессов плавки чугуна в современных чугуноплавильных печах
- •Технологические особенности плавки различных сортов чугуна
- •13.1. Технология получения высококачественного серого чугуна с пластинчатым графитом
- •13.2, Технология получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом
- •13.3. Производство чугуна с вермикулярным графитом
- •13.4. Производство ковкого чугуна
- •Рекомендации по введению легирующих элементов при плавке легированных чугунов
- •Плавка стали
- •14.1. Плавка стали в мартеновских печах
- •Плавка стали в мартеновской печи с основной футеровкой.
- •Плавка стали в основной дуговой печи с окислением примесей.
- •14.4. Плавка стали в индукционных тигельных печах Общая характеристика особенностей плавки стали в индукционных тигельных печах.
- •Плавка в печи с кислой футеровкой.
- •Особенности плавки в индукционных тигельных печах с основной футеровкой.
- •14.6. Электрошлаковый переплав стали
- •Плавка сплавов цветных металлов
- •15.1. Плавка сплавов на основе алюминия
- •Характеристики двойных алюминиевых лигатур
- •Состав модификаторов и параметры процесса модифицирования алюминиевых сплавов
- •15.2. Плавка сплавов на основе магния
- •Режимы модифицирования магниевых сплавов
- •15.3. Плавка сплавов на основе цинка
- •Составы лигатур для плавки медных сплавов
- •Список литературы к разделу 1
- •К разделу II
Способы интенсификации ваграночного процесса
Расширение зоны горения кокса. В большом числе современных вагранок фурмы установлены в два или три ряда, расположенные один над другим на расстоянии 300...1000 мм. Воздух в фурмы каждого из рядов подается от своей фурменной коробки, причем через нижний ряд фурм подается большая часть (до 80 %) дутья. Использование вторичного дутья позволяет улучшить равномерность распределения дутья по сечению вагранки, приводит к частичному дожиганию СО, образовавшегося в редукционной зоне. Высота кислородной зоны увеличивается, и средняя температура в ней растет. Расширение зоны высоких температур и дожигание СО позволяет сократить расход кокса на 10... 15%, а при неизменном расходе кокса повысить температуру чугуна на 40...50 °С или увеличить производительность на 10... 15 %.
Подогрев дутья. В связи с высокой теплоемкостью воздуха подогрев его до 500 °С равноценен добавке в печь около 20 % теплоты, образующейся при сгорании кокса. Поэтому подогрев дутья оказывает существенное влияние на распределение температуры газовой фазы. На рис. 10.9 показаны кривые изменения температуры газов при холодном и горячем дутье. Из сопоставления кривых следует, что при подогреве дутья имеют место:
Рис. 10.9. Влияние подогрева дутья на распределение температуры газов в вагранке
повышение tT(max);
уменьшение высоты кислородной зоны hK 3, так как процесс горения с участием горячего воздуха происходит быстрее;
увеличение высоты редукционной зоны, так как температура окончания реакции редукции остается неизменной, а температура ее начала повышается (следует, однако, учитывать, что начальная скорость реакции редукции возрастает);
о уменьшение высоты захолаживающей зоны у фурм.
Суммарная высота зоны перегрева (на режиме максимального перегрева) не изменяется. Важно отметить, что высокотемпературный режим плавки приводит к уменьшению полноты сгорания кокса и увеличению содержания СО в ваграночных газах.
Производительность вагранки, т/(м2 • ч)
Рис. 10.10. Взаимосвязь параметров плавки в случае дутья: а — холодного; б — горячего (450 °С); W — удельный расход воздуха
Однако в современных ваграночных комплексах эти газы после очистки их от пыли и дожигания СО используются для подогрева дутья. Теплоты ваграночных газов оказывается достаточно для подогрева воздуха до 400... 600 °С.
Производственный опыт показывает, что подогрев дутья до 500 °С позволяет получать температуру металла на уровне 1500 °С при расходе кокса около 9 % и удельной производительности порядка 8 т/(м2-ч). На рис. 10.10 показана взаимосвязь важнейших параметров плавки чугуна в вагранке на холодном и горячем дутье.
Использование кислорода в ваграночном процессе. Обогащение воздуха кислородом приводит к уменьшению содержания в нем балласта — азота и уменьшению массы продуктов горения. В результате этого /Г(таХ) повышается. Действие обогащения кислородом дутья на перегрев металла в вагранке аналогично подогреву дутья.
б
При плавке в вагранках небольшой производительности практикуется продувка кислородом жидкого чугуна в выносном стационарном копильнике. Перегрев металла в этом случае достигается за счет экзотермических реакций (главным образом, окисления кремния, содержащегося в чугуне). При расходе кислорода 4... 5 м3/т чугуна перегрев достигает 80... 100 °С. Угар кремния при этом не превышает 0,5 % и компенсируется вводом в ковш соответствующего количества ферросилиция ФС75.
Этот метод обычно используется не на всем протяжении плавильной кампании, а лишь в те периоды плавки, когда требуется чугун с повышенным перегревом. Кроме того, продувка копиль- ника кислородом позволяет избежать затвердевания («закозления») металла в чугунной летке при продолжительных вынужденных простоях печи.