Изменение состава шлака по мере опускания его в горн

Формирующаяся ниже зоны пластичности жидкая оксидная фаза расплавленнные пустая порода агломерата и окатышей и невосстановившиеся оксиды FeO и МnО — образует первичный шлак. По составу он отличается от конечного шлака в горне, в первую очередь более высоким содержанием FeO (до 5-15 %) и МnО. Первичный iлак каплями стекает в горн через слой кокса (“коксовую насадку”), при этом изменяется его состав. В результате прямого восстановления железа и марганца в шлаке уменьшается содержание FeO и МтО, и он становится более тугоплавким. На горизонте фурм к шлаку присоединяется зола кокса (в основном SiО₂ и Al₂О₃). При движении капель (особенно в горне) в шлак переходит сера. В районе горна в результате восстановления кремния несколько уменьшается количество Si02 в шлаке.
Конечный шлак на 85—95 % состоит из Si0₂ и Al₂О₃ и СаО и содержит, %: 38-42 Si0₂; 38-48 СаО; 6-20 Al₂О₃; 2-12 MgO; 0,2-0,6 FeO; 0,1-2 МnО и 0,6-2,5 серы (в основном в виде CaS). Температура шлака несколько выше температуры чугуна и составляет 1400—1560 °С. Состав шлака, его физические свойства, основность и количество оказывают существенное влияние на ход доменной плавки и показатели работы печи.

Физические свойства шлака. Состав шлаков для доменной плавки выбирают, исходя, прежде всего, из данных об их температуре плавления и вязкости при различных температурах. Поскольку основу доменных шлаков составляют СаО, SiО₂ и Al₂О₃, для характеристики свойств шлаков используют тройную диаграмму состава системы СаО— Si0₂ — Al₂О₃, на которую наносят значения того или иного свойства, получая таким образом диаграммы состав—температура плавления, состав—вязкость и т.п.

В.№41: Классификация чугунов. Требования стандартов предприятия на чугун.

В соответствии с состоянием углерода чугуны подразделяются на серые и белые. В первых преобладает углерод в свободном состоянии, а во вторых — весь углерод находится в связанном состоянии. Белые чугуны более тверды и хрупки, чем серые. На свойства чугуна влияют различные примеси.

Кремний способствует выделению свободного графита, т. е. образованию серого чугуна.

Марганец, находясь в чугуне в виде карбида марганца (Мn₃С), препятствует выделению графита при производстве чугуна, т. е. обладает способностью «отбеливать» чугун.

Сера является вредным элементом: при производстве чугуна она переходит в него из топлива и руды, соединяется с железом и образует сернистое железо (FeS). Сера повышает хрупкость чугуна, уменьшает его жидкотекучесть, способствует образованию газовых раковин и препятствует выделению графита.

Фосфор, соединяясь с железом, образует фосфид железа (Fe₃P); увеличивает хладноломкость чугуна. Однако присутствие фосфора способствует жидкотекучести чугуна.

В зависимости от химического состава и назначения различают литейные, передельные и специальные чугуны.

Литейные чугуны предназначаются для получения чугунных отливок.

Химический состав их следующий: 1,25—4,25% Si, 0,5— 1,3% Мn, до 0,3% Р, до 0,07% S. В зависимости от содержания кремния различают следующие марки чугуна: ЛК00, ЛК0, ЛК1... ЛК4 (ГОСТ 4832—58). Наибольшее количество кремния в чугуне ЛК00.

Литейные чугуны имеют хорошие литейные свойства и содержат 3—3,5% графита.

Передельные чугуны различают по своему химическому составу в зависимости от способа переработки в сталь. Такие чугуны подразделяются на три группы:

1) с высоким содержанием фосфора и низким кремния (томасовский передельный чугун Т);

2) с низким содержанием фосфора и высоким кремния (бессемеровский передельный чугун Б);

3) с широкими пределами изменений состава (мартеновский передельный чугун М).

К особому виду чугунов относятся ферросплавы, применяемые в качестве специальных присадок при получении стали и для ее раскисления. В этих чугунах содержание какого-либо одного или нескольких элементов (Mn, Si и др.) значительно более повышенное в сравнении с содержанием этих элементов в литейных или передельных чугунах.

 

Требования стандартов предприятия на чугун

Требования, предъявляемые к отливкам из серого чугуна с пластинчатым графитом, регламентируются ГОСТ 1112 – 54. Для отливок с преобладающей толщиной стенки более 50 мм. а также для отливок всех сечений из чугуна марок СЧ 32–52, СЧ 35–56 и СЧ 38–60 при испытаниях на растяжение наряду с заготовками диаметром 30 мм допускаются заготовки диаметром 50 мм.

Для тонкостенных отливок могут быть использованы образцы других размеров и формы по согласованию между заказчиком и поставщиком литья. Для отливок, получаемых в металлических формах, образцы для испытаний вырезаются из готовых отливок. Во всех случаях испытание производится на 3 образцах ог партии. Годность партии оценивается по результатам испытаний 2 из 3 образцов. Геометрическая ось образцов для испытаний на растяжение, изготовленных из цилиндрических заготовок диаметром более40лш, должна отстоять от оси заготовки на расстоянии радиуса заготовки.

Применение стабилизирующих модификаторов производится при необходимости повышении прочности серого чугуна с высокой степенью эвтектичностн. Наибольшее распространение в производстве отливок получил первый метод модифицирования.
Расход графитизирукшшх модификаторов в зависимости от их природы и требуемого класса чугуна составляет 0,1–1–0,5 %. Введение в модифицируемый чугун менее 0,1 % Si не изменяет его структуры, увеличение же с помощью модификаторов содержания кремния на величину Солее 0,5 %, как правило, не является эффективным.
Расход стабилизирующих модификаторовсоставляет 0.5 – 1,0 %. Необходимо отметить, что в этом случае трудно установить разницу между модифицированием и мнкролегнрованием.

Для обеспечения эффективности процесса модифицирования необходимы определенные условия: тщательное соблюдение оптимального для данной группы отливок технологического процесса модифицирования и использования шихтовых материалов постоянного состава, высокая температура чугуна, быстрая заливка чугуна в литейные формы. Стабильные результаты при модифицировании и сохранение высокой температуры чугуна легче достигаются при вводе в чугун предварительно расплавленных модификаторов. Эффект, подобный модифицированию, достигается при смешении в определенных пропорциях в жидком состоянии мягкого серого чугуна и белого или половинчатого. Также действует смешение мягкого серого чугуна с жидкой сталью. Замечено, что при применении некоторых модификаторов эффект модифицирования увеличивается или ослабляется при наличии в них определенных примесей. Так, например, использование ферросилиция, содержащего от 1 до 2 % алюминия, дает лучшие результаты, чем применение ферросилиция без алюминия.
Двойное модифицирование применяется в определенных случаях для получения более высоких показателей механических свойств. Известны два варианта такого модифицирования.