Оптимальная технология плавки, рафинирования, модифицирования и разливки чугуна марки ВЧ70 в индукционной тигельной печи 1 тонны

Тип работы:
Практическая работа
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре Государственный технический университет»

ИКПМТО

Кафедра МиТЛП

Практическое задание

По дисциплине: «Плавка литейных сплавов»

«Оптимальная технология плавки, рафинирования, модифицирования и разливки чугуна марки ВЧ70 в индукционной тигельной печи 1 тонны»

Студент гр. 8ЛП-1 Шурыгин Р. С.

Преподаватель Соболев Б. М.

2012

Исходные данные.

Марка сплава

Емкость печи, т

Масса металла, заливаемого в форму

Толщина стенки отливки, мм

ВЧ 70

1,0

75

30

Химический состав ВЧ 70

Марка сплава

Углерод

Кремний

Марганец

Фосфор

Сера

Хром

ВЧ 70

3,2−3,6

2,4−2,6

0,4−0,7

0,1

0,02

0,15

Выбор плавильного агрегата.

Плавку производим в индукционной тигельной печи с кислой футеровкой.

Подготовка печи к работе:

1. Убедиться в исправности всех механизмов, системы печи. Включить печь.

2. Осмотреть футеровку и при необходимости произвести текущий ремонт.

3. Включить воду на охлаждение индуктора.

4. Включить вентиляцию.

5. Загрузить шихту.

6. Подать на печь напряжение и начать процесс плавки.

Подготовка и загрузка шихты.

Шихту в тигель следует загружать осторожно без ударов и возможно плотнее. Большие куски шихты загружаются ближе к индуктору. Не допускается вводить в печь листовую шихту толщиной менее 5 мм. Зона наивысшей температуры во время плавки находится в нижней части тигля, поэтому ферросплавы лучше загружать на дно тигля. Загрузка шихты производится большой бадьей.

Кусковые шихтовые материалы необходимо подогревать до 50 — 60 єС. Возврат и стальной лом предварительно очистить от формовочной смеси.

Расчет шихтовых материалов.

Принимаем угар элементов в печи:

ДС = 17,5%

ДSi = 7,5%

ДMn = 12,5%

ДP = 0

ДS = 0

ДCr = 1% - но хрома в чугуне менее одного процента, поэтому угар хрома можно не учитывать.

Т.о. количество элементов в шихте должно быть (с учетом угара):

СШ = 3,4+ 0,595= 3,995%

SiШ = 2,5 + 0,19 = 2,69%

MnШ = 0,55 + 0,07 = 0,62%

РШ = 0,1%

SШ = 0,02%

CrШ = 0,15%

Подбираем состав шихты:

Состав

Условное обозначение

С

Si

Mn

P

S

Cr

Передельный чугун П1 2А2

Х1

4,0−4,5

0,5−0,9

0,5−1,0

0,1

0,02

-

Стальной лом

Х2

0,1 — 0,8

0,4

0,5 — 0,7

0,05

0,05

-

Возврат

Х3

2,5 — 2,8

1,1 — 1,3

0,3 — 0,6

0,12

0,2

0,06

Феррохром ФХ100А

Х4

1,0

2,0

-

0,03

0,02

65

Количество хрома внесенное возвратом:

Сr = 0,06*30 /100 = 0,018 кг

Необходимое количество хрома:

Сr = 0,06 — 0,018 = 0,042 кг

Неоходимое количество феррохрома:

FeCr = 0,042*100/65 = 0,065 кг

Необходимо найти количество компонентов Х1, Х2, Х3. Количество возврата принимаем Х3 = 30%. Составляем балансовые уравнения по шихте, по углероду и по кремнию.

Проверим количество вносимого шихтой марганца:

Mn = 0,01*(21,12*0,4 + 38,644*0,75 + 10,171*0,6 + 30*0,45) = 0,57%

Необходимое количество марганца Mn = 0,506%, т. е. марганца вносится чуть больше положенного, поэтому ферромарганец в шихту вводить не будем.

Тогда результаты проведенных расчетов сведем в таблицу.

Компоненты шихты

Содежание элементов, %

Наименование

Количество, кг

С

Si

Mn

P

S

Cr

Расчетный состав чугуна

100

3,3…3,8

1,9…2,9

0,2…0,6

0,1

0,02

0,1

Литейный чугун Л3 2Б2

21,12

1,65

0,92

0,167

0,033

0,004

0,0167

Передельный чугун П1 2А2

38,64

1,014

0,652

0,11

0,013

0,0017

-

Стальной лом

10,171

0,05

0,045

0,0675

0,0056

0,0056

-

Возврат

30

1,05

0,97

0,12

0,03

0,006

0,03

Феррохром ФХ100А

0,065

0,108

0,216

-

0,324

0,216

0,07

Всего

100

3,965

1,94

0,54

0,08

0,0173

0,116

Угар при плавлении, %

17,5

7,5

12,5

0

0

0

Угар при плавлении, кг

0,54

0,09

0,0685

0

0

0

Химический состав шихты, %

3,425

2,452

0,48

0,104

0,081

0,06

Модифицирование высокопрочного чугуна.

Для получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита используют сфероидизирующее и графитизирующее модифицирование. Сфероидизирующее модифицирование проводят с целью получения в структуре чугуна графита шаровидной формы. Для сфероидизирующего модифицирования исходного чугуна применяют магний первичный, сплавы магниевые, комплексные модификаторы ЖКМК1… ЖКМК6, лигатуры с РЗМ, лигатуры (магний — никель, магний — никель — РЗМ, магний — медь, железо — кремний — магний марок ЖКМг1, ЖКМг2, медь — никель — магний — церий, магний — кремний — железо — РЗМ) и другие лигатуры, выплавляемые в электропечах.

Минимальное количество остаточного магния, необходимое для получения в структуре чугуна графита шаровидной формы, в отливках разного сечения должно быть не менее 0,03…0,06%.

При использовании для модифицирования комплексных сфероидизирующих модификаторов суммарное содержание кальция, РЗМ и магния должно быть эквивалентно указанному выше содержанию магния. Перед вводом сфероидизирующего модификатора в чугун, выплавленный в электропечах (индукционных и электродуговых), для создания колоний углерода в чугуне необходимо присаживать 0,3…0,5% графитового порошка.

В качестве модификаторов выберем:

Модификатор

Средний состав, % по массе

Плотность,

10-2 кг/м3

Магний

Кремний

Кальций

Никель

Прочие элементы

Ni-Si-Fe-Mg

5…20

До 30

-

20…50

До 1,0 Се

6,5…7,5

Плавка

Плавление шихты ведется при максимальном использовании мощности трансформатора. Первые 5−10 мин работают на «звезде», а затем производится переключение на «треугольник» и максимальную нагрузку. При появление жидкого чугуна приступают к наводке шлака — вводится известь или известняк для повышения основности шлака. Расход известняка в процессе плавки составляет 3% от шихты. Все присадочные материалы в жидкий металл даются предварительно просушенными и прокаленными в кусках до 100 мм. За 10−15 мин до полного расплавления, во избежание перегрева и оплавления стен и свода печи, необходимо сокращать подводимую мощность за счет переключения трансформатора с соединения «треугольник» на «звезду».

Ёмкость ковша.

Емкость ковша рассчитываем по формуле: M =(t /ti) Pi ,

где M — металлоемкость заливочного ковша, кг; t — допустимый интервал заливки, 0С; ti — падение температуры металла в ковше за время заливки одной формы, 0С; Pi — металлоемкость одной формы, кг.

t = 40 0С, ti = 10єС, Pi = 25 кг.

М = (40/10)*25 = 100 кг —

плавильный тигельный футеровка чугун

расчетная металлоемкость разливочного ковша.

Температура заливки металла.

Температура заливки форм зависит от толщины стенки отливки и от заливаемого сплава. Толщина стенки отливки — 5…10 мм, температура заливки — 1410…1470єС. Для обеспечения указанной температуры заливки температура металла в печи должна быть больше на сумму потерь температуры металла в ковше при выпуске, транспортировке ковша, во время заливки:

tп = tзал + tвып+ tпер+ tтр + tзал ,

где tп — температура металла в печи, 0С; tзал— температура заливки форм, 0С; tвып — потери температуры при выпуске из печи, 0С; tпер — потери температуры при переливе из раздаточного в заливочный; tтр — потери температуры при транспортировке к месту заливки; tзал — потери температуры во время заливки форм.

tзал = 1460єС, tвып = 30єС, tпер = 30єС, tтр = 25єС, tзал = 20єС.

tп = 1460 + 30 + 30 + 25 + 20 = 1565єС

Выпуск металла.

Нагретый до 750…800 0С разливочный ковш подают к печи, заливают металл в ковш. Уровень металла в ковше не должен превышать 7/8 его высоты. Использовать два ковша 500…800кг. Слив металла производить равномерно, наблюдая за нормальной скоростью струи сливаемого металла. Вернуть печь в первоначальное положение, снять шлак с поверхности металла в ковше. Слив металла в ковш повторять до полного опорожнения печи. Слить остатки шлака из печи в приямок или шлаковню, тщательно очистить печь от шлака. Провести горячий ремонт и приступить к следующей плавке.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой