1.2. Характеристика сырья и материалов

Чугун, сталь, латунь и бронза - традиционные для литья сплавы. В крупнейшем секторе литейной промышленности производятся отливки из серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом. В цехах по производству серого чугуна используется передельный чугун для изготовления стандартных чугунных отливок. В цехах по производству чугуна с шаровидным графитом в ковши с расплавленным металлом перед его разливкой добавляются магний, церий или другие присадки (часто называемые ковшовыми присадками).

Остальную часть литейного сектора черной металлургии занимает производство стали и ковкого чугуна. В последние годы в литейном производстве используются титан, хром, никель, магний и даже такие высоко токсичные металлы как бериллий, кадмий и торий.

Хотя можно предполагать, что металлолитейная отрасль возникла при переплавке материала в виде болванок или чушек, процессы литья чугуна и стали на крупных установках могут быть настолько интегрированными, что деление становится менее очевидным. В обычном чугунолитейном производстве переплавка чушкового чугуна включает в себя и рафинирование. В литейном производстве цветных металлов подчас требуется добавление металлов и других веществ, что составляет процесс легирования.

1.3. Технологическое оборудование, машины и агрегаты

В литейном производстве используется следующее основное оборудование: электродуговые печи, заливочные ковши (стальковш), вибрационные решетки, галтовочных барабанах, дробеструйных и дробемётных установках (очистное отделение).

Дуговая сталеплавильная печь — электрическая плавильная печь, в которой используется тепловой эффект электрической дуги для плавки металлов и других материалов.

Дуговая сталеплавильная печь (ДСП) состоит из рабочей ванны (плавильного пространства), регулятора мощности дуги и вспомогательных технологических механизмов, позволяющих открыть (закрыть) свод печи, скачать шлак и слить металл. Регулятор мощности дуги представляет собой механизм перемещения электродов с приводом, управляемый программно-адаптивным регулятором электрического режима.

Плавку стали ведут в рабочем пространстве, ограниченном сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен снаружи заключена в металлический кожух. Съёмный свод может быть набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо, а может быть из водоохлаждаемых панелей, как и стенки. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены токопроводящие электроды, которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь обычно питается трёхфазным током, но есть печи постоянного тока. Современная мощная дуговая печь используется преимущественно как агрегат для расплавления шихты и получения жидкого полупродукта, который затем доводят до нужных состава и степени чистоты внепечной обработкой в ковше.

В современные печи шихту загружают сверху при помощи загрузочной бадьи (корзины). Для предохранения подины от ударов крупными кусками шихты на дно бадьи загружают мелкий лом. Для раннего шлакообразования в завалку вводят известь 2-3 % от массы металлической шихты. После окончания завалки в печь опускают электроды, включают высоковольтный выключатель и начинают период плавления.

После периода расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Шлак скачивают через шлаковую летку (рабочее окно), постоянно присаживая шлакообразующие, в течение всего периода плавления, с целью удаления фосфора из расплава. Шлак вспенивают углеродсодержащими материалами для закрытия дуг, для лучшей его скачиваемости и уменьшения угара металла.

Выпуск готовой стали и шлака в стальковш осуществляется через сталевыпускное отверстие и жёлоб путём наклона рабочего пространства (или, если печь оборудована вместо жёлоба донным выпуском, то через него). Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено для контроля за ходом плавки (замер температуры металла и отбор пробы химического состава металла). Также рабочее окно может использоваться для подачи шлакообразующих и легирующих материалов (на малых печах).