3.Графитизация чугуна. Механизм процесса и влияющие на него факторы.

Чугуны по степени графитизации:

1. Неграфитизируемые (Белый)

2. Значительно графитизируемые (СЧ, КЧ, ВЧ)

3. Незначительнографитизир. (половинчатые)

Углеродный эквивалент:

Сэ=%С – 0,3%(Si+P)

Степень эвтектичности:

Sэ=

Доэвтектический чугун (Сэ<4,26; Sэ<1)

Эвтектический (Сэ=4,26; Sэ=1)

Заэвтектический (Сэ>4,26; Sэ>1)

Ряд Гершовича:

Al,C,Si,Ti,Ni,Cu,P,Co,Zr,Nb,W,Mn,Mo, Cr,V,S,Ce,Te,B

Графитообразующие / Карбидообразующие

4.Выплавка чугуна в электродуговых печах постоянного тока. Преимущества и недостатки.

ПЛАВКА В КИСЛОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ

- Футеровка – динас (SiO2)

- шлак – кислый (%SiO2>>(%CaO+Al2O3))

- невозможность рафинирования от серы и Р.

- практически полное окисление марганца из завалки.

Mn+O2→(MnO), [Mn]+[O]→(MnO)

(MnO)+(SiO2)→mMnO*nSiO2

Это приводит к трудности выплавки стали, содержащей марганец (110Г13Л)

- невозможность выплавки сталей, содержащей титан и алюминий (SiO2)+[Ti]→[Si]+(TiO2)

- плавка углеродистых сталей

- плавка легированных сталей (Cr, Mo, V, Ni, Co)

Достоинства: 1) высокая стойкость футеровки; 2) низкая стоимость футеровки; 3) небольшая длительность плавки; 4) низкий расход электроэнергии.

Технология плавки:

- заправка;

- завалка: металлическая часть (стальной лом, возврат, науглероживатели), шлакообразующие (кварцит), окислителей нет.

- плавление: окисление C, Si, Mn, P, Cr, V, Mo.

- окислительный период: окисление ЛЭ; полное окисление марганца, КИП (окисление С) (FeO+[C]=[Fe]+{CO}↑→рафинирование жидкой стали от водорода, НВ)

- восстановительный период: раскисление металла и шлака. Раскисление металла за счет ФМн, ФС, алюминия, а шлака – угольного порошка, порошка ФС и алюминия; восстановление ЛЭ (Cr, Mo, V); восствновление кремния.

(SiO2)+[C]→[Si]+{CO}↑ Содержание кремния зависит от содержания углерода.

По ГОСТам % Si=(0.2-0.4(0.52)) %

0.2% - активный вариант плавки: препятствует восстановлению кремния. Уменьшается активность оксида кремния с добавлением основного оксида FeO.

mFeO+nSiO2→mFeO*nSiO2

0,4% - пассивный вариант: не препятствует восстановлению кремния. Раннее завершение плавки.

- выпуск металла и раскисление в ковше (Al, Ti, P, Si-Ca, РЗМ)

ПЛАВКА С ОСНОВНОЙ ДУГОВОЙ ПЕЧИ МЕТОДОМ ОКИСЛЕНИЯ

Футеровка: магнезит (MgO).

Несколько периодов плавки: 1)заправка – ремонт футеровки, наварка изношенных частей футеровки магнезитовым или доломитовым порошком;

2) завалка: а) металлическая часть (стальной лом, возврат); б) науглероживатели (чугун доменный, электродный бой и кокс); в) шлакообразующие (известь СаО); г) окислитель (железная руда). в и г на дне печи – (2-3)%;

3)плавление: а) сплавление шихтовых материалов и образование металлической ванны; б) окисление элементов (кремния, марганца, алюминия, титана, фосфора); условия для дефосфоризации – шлак основной, среда окислительная, температура низкая; в) скачивание шлака, наводка нового (CaO+CaF₂+шамотный порошок);

4) окисление углерода (КИП): а) ввод окислителей (железная руда или продувка расплава техническим кислородом, либо продувка осушенным воздухом)

[С]+[О]→{СО}↑

Пузырьки СО→удаление Н₂, неметаллических включений.

ΔCокисл=(0,3-0,4)%, Сшихты=Сспл+ΔСокисл+ΔСсплавл(15%)

б) скачивание шлака, наводка нового

7) восстановительный период: а) раскисление жидкого металла (вводятся ФС, СК, иногда алюминий); б) раскисление шлака (угольный порошок+ФСмолотый+алюмин.порошок)

Расход угольного порошка: 1-2 кг/т – белый шлак; 3-4 кг/т – карбидный шлак. Белый шлак – хорошо раскислен. Карбидный шлак – очень хорошо раскислен, но от него сталь будет науглероживаться (для высокоуглеродистых сталей).

8)выпуск металла и окончательное раскисление стали

Билет №7