Файл: Храмченков А.И. Применение электропечей для выплавки серого чугуна на заводах БССР.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 28

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ветствовал 40—50-минутной выдержке. При дальнейшей выдержке прочность образцов несколько снижалась. При длительных выдержках расплава (более 3 ч) в печи на­ блюдалось изменение химического состава: уменьшение содержания углерода и пригар кремния. Содержание Mn, Cr, Ni оставалось неизменным. Увеличение выдерж­ ки жидкого расплава способствовало измельчению фор­ мы графитовых включений (по отношению к 5-минутной выдержке). При выдержке более часа во всех шлифах отмечено появление большого количества точечного гра­ фита.

Для сравнения свойств чугунов, выплавленных в ин­ дукционных печах промышленной частоты и в вагранке, были использованы результаты статистического анализа работы плавильного участка Каунасского чугунолитей­ ного завода и литейного цеха серого чугуна Московского автозавода, оборудованного вагранками с горячим дуть­ ем.

В1965 г. Каунасский чугунолитейный завод работал

сиспользованием в шихте 34% стружки. С 1966 г. завод перешел на выплавку синтетического чугуна на основе чугунной и стальной стружки и отходов собственного производства. Химические составы сопоставляемых ма­ рок серого чугуна приведены в табл. 9. В табл. 10 при­ ведены составы и стоимость шихты для марки СЧ18-36 Каунасского чугунолитейного завода и сравниваемого Московского автозавода. На рис. 9 показаны результа­

ты статистического

анализа для марок СЧ 18-36 и

СЧ24-44. Данные

по электроплавке серого чугуна

СЧ24-44 взяты на основе обработки результатов опыт­ ных плавок. Из приведенных графиков следует, что плавки с использованием 100% отходов (Каунасский за­ вод, 1966) характеризуются пониженными механически­ ми свойствами по сравнению с чугунами, выплавленны-

48

М а р к а

чу г у н а

СЧ 18-36

С-424-44

Таблица 9

 

 

 

 

Химический состаи,

%

 

 

Т в е р ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З а в о д

с

Si

 

 

S

 

Ni

дость,

 

М и

Р

С г

кг/мм2

зил

3,2—3,4

2,3— '

0,5—0,8

0,15—0,2

До

до 0,2

до 0,1

 

 

 

2,6

 

 

 

0,15

 

 

 

Каунас-

3 ,4 -3 ,6

2

0,6—0,7

0,12—0,16

До

 

 

ский

2,2

 

0,15

 

зил

3,2—3,4

2

0,5—0,8

0,15—0,2

До

0,2—0,4

0,1—

200—

 

 

2,3

 

 

 

0,15

 

0,25

230

Опытные

 

2

 

 

До

 

0,2— 230—

шлавки

3,3—3,5

2,1

 

0,5—0,6

0,12-0,15

0,05

0,3—0,4

0,25

260


Таблица 10

 

 

 

 

зил

К а у н а с с к и й ч у г у н о л и т е й н ы й

з а в о д

 

 

 

Ц е н а I г

 

 

1965

г.

1966— 1967

гг.

 

 

М а т е р и а л

м а т е р и а л а ,

в ш и х ­

с т о и м о с т ь ,

 

 

в ш и х ­ с т о и м о с т ь ,

 

 

 

р у б .

т е , %

р у б .

в ш и х ­ с т о и м о с т ь ,

 

 

 

 

 

 

т е , °;о

р у б .

т е , % р у б .

Чугун

литейный ЛКО

75,5

7,6

5 ,7

 

 

 

 

 

 

Чугун литейный ЛК1

71,6

10

7 ,1 6

 

Чугун литейный ЛК2

68,6

20

13,72

34

2 3 ,2

 

Чугун

зеркальный

94

0 ,6

0 ,5 6

 

Чугун

хромоникелевый

101,1

1,2

1,33

 

Лом

чугунный

56,5

8

4 ,5 5

 

Лом

стальной

56,5

8,3

4 ,7

 

 

 

Возврат собственного

56,5

 

 

19,5

11

38

2 1 ,4

производства

30,7

17,3

Брикеты чугунной

42,9

 

 

 

 

 

 

стружки

11

4 ,7 5

 

Брикеты стальной

32,4

 

2 ,9 4

 

 

 

 

стружки

9,1

___

___

___

 

Стружка чугунная

23,9

33

7 ,8 5

28

6 ,8

Стружка стальная

27,6

1

0 ,2 8

30

8 ,3 5

Ферросилиций доменный

75

3,5

2 ,6

0,45

0 ,3 4

-----

___

 

СиЮ

 

 

 

 

2 ,4 6

Ферросилиций — 75%

205

0,1

0 ,2

0 ,7 5

1,54

1,2

Феррофосфор

148

__

___

___

___

0 ,6

0 ,8 9

 

 

 

 

2 ,2

0 ,1 9

Термоантрацит (отсев)

8,6

1,2

0,1

 

 

И т о г о . . .

 

100

5 8 ,9 2

100

5 0 ,9

100

4 0 ,0 9



Числислутвб,

Рис. 9. Механические свойства чугунов ваграночной (ЗИ Л ) и электропечной выплавки (Каунасский за ­ вод) ( а ) ; зависимость предела прочности от степе­ ни эвтектичности (б): I — модифицированные п 11 — немодифицированные ваграночные чугуны

ми с применением 30—40% литейных чугунов (1965). Эти результаты не соответствуют литературным данным [22], где указано на увеличение предела прочности на из­ гиб при повышении содержания стружки в шихте. При плавке в индукционной печи разброс значений по пре­ делу прочности и твердости несколько ниже, чем при ва­ граночной плавке. Для марки СЧ18-36 гистограмма рас­ пределения смещена влево относительно кривой Москов­ ского автозавода, в то время как для плавок с исполь­ зованием чистой шихты (марки СЧ24-44) характерно близкое распределение.

Анализ частотных кривых распределения основных элементов химического состава чугуна показал, что пре­ делы колебаний связаны в первую очередь с качеством используемых шихтовых материалов и постановкой кон­ троля. Вполне очевидно, что при применении шихты, со­ стоящей из окисленной стальной и чугунной стружки не­ известного состава, разброс значений по углероду, крем­ нию, марганцу достаточно велик, в то время как при плавке на чистой шихте химический состав чугуна вы­ держивается в более узких пределах, чем это имеет место при плавке в вагранке.

Из сравнения данных по чугуну марки СЧ24-44 сле­ дует, что при близком химическом составе твердость чу­ гуна, выплавляемого в индукционной печи, оказывается на 25—30 кг/мм2 выше, чем твердость ваграночного чу­ гуна.

По литературным данным, чугун, выплавляемый в индукционной низкочастотной печи, обладает повышен­ ными прочностными свойствами по сравнению с вагра­ ночным чугуном того же химического состава. Сравне­ ние прочности чугунов, выллазляемых в вагранке и ин­ дукционной печи, проводилось при одинаковой степени эвтектичности. Для более полного учета влияния эле­

ментов степень насыщения чугуна Sc определялась так

[21]:

с

= ____________________ % С _____________________ш

с

4,23—0,31 Si—0,ЗЗР + 0,18(Мп—1.76S) + 0,6Сг '

 

На рис. 9, б приведена зависимость предела прочнос­

ти на изгиб от степени эвтектичности для модифициро­ ванных (область /) и немодифицированных (область II) чугунов ваграночной плавки. График построен по данным заводов автотракторной промышленности [21]. Там же нанесены точки, характеризующие индукцион­ ную плавку. Из графика следует, что при малых степе­ нях эвтектичности (Sc =0,85 + 0,95) прочность чугуна, выплавленного в индукционной печи промышленной час­ тоты, соответствует модифицированным ваграночным чугунам. Дальнейшее уменьшение степени эвтектичности для ваграночных чугунов характеризуется падением прочности чугуна вследствие образования междендрит­ ного графита, в то время как при плавках в индукцион­ ной печи такой эффект наблюдался при более низких значениях степени эвтектичности (Sc =0,74 + 0,76). Для мягких чугунов (Sc =0,95+-1,04) эффект в повышении прочности при электроплавке обнаружен не был. На г рафике рис. 9, б все данные опытных и промышленных плавок укладываются в область значений, характери­ зующих немодифицированные ваграночные чугуны. Од­ нако и в данном случае применение индукционных пе­ чей промышленной частоты является экономически вы­ годным при использовании в качестве шихты дешевых отходов (табл. 10).

Ковшевая обработка. Выше было отмечено, что чу­ гун, выплавленный в индукционной печи промышленной частоты, обладает повышенной твердостью и склон-

53


постью к отбелу, что вызывает необходимость в ковше­ вой обработке расплава графитизирующими добавками. В табл. 11 приведены данные по влиянию модификато-

Таблица II

Р а з м е р д о б а в к и , %

М о д и ф и ­

катор

0

0,01

0,02

0,03

0,05

0,1

0,2

0,3

0,5

 

Снлико-

42,5

 

 

 

42

41,5

44

44

49

каль-

 

 

 

цин

204

 

 

 

200

298

204

209

213

Силико-

42,8

 

 

 

45,6

44

46,7

45,8

47,8

цир-

 

 

___

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОННИ

210

 

 

217

215

215

212

215

Ф ^ р р о -

43

 

___

 

40,6

41,8

42,8

43,4

43

;сили-

 

 

 

 

 

дни

214

 

 

 

205

208

202

202

200

Ферро-

41,3

40,8

46,8

52,6

_

церий

204

 

 

192

201

202

 

 

 

Графит

42,5

43,7

42,5

45,4

Ал юм и-

214

210

210

44.2

213

46,2

 

42

43,4

47

ИМИ

214

 

234

225

220

225

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а ни е.

В числителе указано значение предела проч­

ности на

изгиб

(кг/мм2), в

знаменателе

— твердости

по Бринеллю.

ров на предел прочности стандартных образцов из чу­ гуна химического состава С—3,2—3,4%, Si—1,8—2,2,

Мп—0,6—0,8%, S—0,04—0,08%, Р—0,1%. Из таблицы видно, что добавки силикокальция в количестве 0,4— 0,5% и ферроцерия (0,05%) более эффективно повыша­