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
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