3.Исходные материалы для ваграночной плавки чугуна и процессы, протекающие при плавке чугуна в коксовой вагранке.

1) Подготовка вагранки к плавке

2) Розжиг кокса холостой колоши производится в открытых вагранках за счет естественной тяги трубы. Загрузка кокса и его розжиг (4 часа).

3) Завалка шихты

Шихтовые материалы:

1. Чугун литейный коксовый чушковый

2. Чугун передельный

3. Лом чугунный и возврат

4. Лом стальной кусковой

5. Брикеты чугунной стружки

6. ФС, ФМн (ферросилиций, ферромарганец)

4) Дутье в вагранку подается сразу после завалки через фурмы, по мере проплавления столба шихты следует снижать давление дутья.

При плавке в вагранке происходит теплообмен между топливом и шихтой, и химические взаимодействия между шлаком, газовой фазой и металлическими компонентами. Топливо – кокс. Основная горючая составляющая – углерод. Для образования жидкотекучего шлака в вагранки подеется известняк.

Методы интенсификации ваграночного процесса направлены на: 1) повышение температурного режима 2) Или на перегрев жидкого металла на желобе, в горне или копильнике. Для этого применяют подогрев дутья, обогащение его кислородом, подача части дутья через горн, применение карбида кальция.

Оптимальный режим работы вагранок: (1340-1400) – при холодном дутье; (1400-1450) – при подогретом дутье.

4.Свойства хромистых чугунов (износостойкость, прочность) в зависимости от содержания с, структуры металлической основы.

Хромовые чугуны применяются главным образом как жаростойкие, коррозионностойкие и износостойкие. Жаростойкость повышается, при повышении содержания Cr. Вместе с тем благоприятное влияние оказывает и содержание С до 2,5 – 3,5%, особенно в сплавах работающих в условиях истирания и высоких температур. Их выплавка производится в дуговых и индукционных печах.

ЧХ28, ЧХ34 – с низким содержанием С – Ферритные чугуны (насосы, вентили).

ЖЧХ(кокили), Х28П, ЧХ34 – жаростойкие и коррозионностойкие хромистые чугуны

ИЧХН4, ИЧХ28Н2 – износостойкие

Билет №5.

1. Усадка стали. Проявление усадки в жидком состоянии, при затвердевании и в твердом состоянии. Формирование усадочных раковин и усадочной пористости. Методы устранения и предупреждения их образования. Прибыли, их размещение, расчет количества и размеров.

Усадка – совокупность явлений, приводящих к сокращению объема и линйных размеров сплава, залитого в форму, при его затвердевании и охлаждении.

- объемная усадка: ε_ν=[Vф-Vо/Vо]*100%;

- линейная усадка: ε=[lф-lо/lо]*100%

- литейная усадка: ε=[lмод-lо/lо]*100%

Чем больше интервал кристаллизации сплава, тем протяженнее двухфазная область и тем больше склонность сплава к образованию рассеянных пор. Чистые металлы и сплавы, кристаллизующиеся в узком интервале, образуют небольшую двухфазную область и более склонны к образованию концентрированных раковин.

Интенсивное охлаждение способствует возникновению усадочной раковины.

Объемная усадка в жидком состоянии:

ε_Vж = α_Vж*(tзал-tл); α_Vж – коэффициент усадки в жидком состоянии. Чем больше перегрев, тем больше объемная усадка в жидком состоянии.

Объемная усадка в интервале кристаллизации:

ε_V3= ε’_Vж+ ε’_Vтв; ε’_Vж – усадка оставшейся жидкости; ε’_Vтв – усадка образовавшейся твердой фазы. В интервале кристаллизации количество жидкой фазы изменяется с 1 до 0, а твердой фазы – от 0 до 1. условно можно считать, что во всем интервале кристаллизации ½ объема находится в жидком состоянии, а ½ - в твердом. Объемная усадка в твердом состоянии: ε’_Vтв = α_Vтв*t_с.

Полная объемная усадка – сложение всех сусадок.

У сталей общая объемная усадка (в жидком состоянии и при затвердевании) в зависимости от хим.состава достигает 4-7%. При производстве отливок она проявляется в виде усадочных раковин и пор. Чем крупнее отливка и больше ее толщина, тем больших размеров формируется усадочная раковина, а также протяженнее становится зона усадочной пористости (усадочная пористость частично может допускаться). Процесс компенсации объемной усадки сплава при литье называется питанием отливки. Источником питания является прибыль.

Усадочная пористость – это дефект в виде мелких пор, образовавшихся в отливке в результате усадки стали в процессе ее затвердевания при недостаточном питании отливки.

Меры: для получения плотной отливки устанавливаются прибыли, в которых сплав должен находиться в жидком состоянии до конца кристаллизации питаемого узла отливки. Нужно соблюдать принцип направленного затвердевания (от торцевых или периферийных зон к внутренним, от тонких стенок – к толстым, а от массивной части отливки – к прибыли). Часть отливки, затвердевающая в последнюю очередь, называется тепловым узлом. Количество прибылей обычно равно числу тепловых узлов. Отливки, имеющие толстые протяженные стенки одинакового сечения также требуют питания. Используют одну или несколько прибылей, каждая из них имеет свою зону питания. Прибыли бывают: 1) проливные и сливные ( по последовательности заполнения жидкого металла); 2) открытые и закрытые (под атмосферным давлением, под газовым давлением); 3) верхние, отводные, боковые (по расположению относительно питаемого узла); 4) обычные, теплоизолированные, обогреваемые (по условиям охлаждения прибыли относительно отливки); 5) цилиндрические, шаровые, призматические (по геом.форме); 6) отбивные, отрезные (по способу отделения); 7) индивидуальные, групповые (по числу питаемых узлов).

Объем прибыли рассчитывается по формуле Намюра-Шкленника:

Как правило, прибыли устанавливают на торцевых поверхностях отливки. На необрабатываемых поверхностях прибыль нежелательна. Недопустимо, когда длина прибыли сопоставима с периметром отливки.