Формовочное отделение

 

4. Подбор шихты для проведения процесса плавки 

     При плавке чугуна для обеспечения заданного  химического состава и качества выплавляемого металла необходимо правильно рассчитать шихту, т. е. подобрать соответствующуюсмесьизразличныхсортовдоменногочугуна, чугуна оборотного, чугунного и стального лома и ферросплавов. Расчет шихты осуществляется на основании данных о химическом составе и качестве имеющихся нашихтовомскладематериалов.

     Для расчета необходимо иметь задание  на химический состав чугуна в отливках с допускаемыми отклонениями по содержанию элементов и установленный из условий данного производства угар элементов в процентах.

     При установившемся производстве составы  шихт по маркам отливок должны быть стабилизированы, и расчет делается только на поправку отдельных элементов из-за отклонений в химическом составе поставляемых на склад чугуновилома.

     Шихтовке  должна предшествовать тщательная рассортировка  поступающих на склад шихтовых материалов по данным химического анализа и другим отличительным признакам (окисленность лома, загрязненность песком, характер поверхности чушки чугуна, характер лома чугуна и стали и т. д.), имеющим значение для достижения успешнойшихтовки.

     Существуют  различные методы расчета шихты  — графические, номографические и арифметические. Последний метод называется также методом подбора. Осуществляется он наиболее просто, вполне доступен для персонала, требует простой записи расчета, которую всегда легко проверить или дополнить.

     1.Изимеющихся чугунов необходимо подобрать такие, которые обеспечивали бы заданный состав литья по углероду, кремнию, марганцу, фосфору и сере. Недостаток кремния и марганца возмещается присадкой доменных ферросплавов по расчету. Для обеспечения качества чугуна в шихту вводится 10% стального лома.

     2.Угар элементов при чугунной шихте для ваграночной плавки следующий: 15% кремния, 20% марганца, 0% углерода,0%фосфора, + 50% серы.

     3.Химическийсостав СЧ20следующий:3.1—3,3% углерода; 1,9—2,1% кремния (средний для расчета шихты2,0); 0,6—0,8%марганца(средний для расчеташихты 0,7);до 0,2%фосфора, до0,12% серы.

     4.Химическийсоставшихтовых материалов приведен в табл. 2.

     5.Вес металлической колоши в завалке 200 кг. 
 
 
 

Табл. 3

 

6.Изучетаналичияшихтовыхматериаловихимическогосостава их задаемся составом шихты по количеству в кг на колошу: 

Чугун ЛО    20%=40

Чугун Л1     20% =40

Оборотный    30% =60

Лом чугуна    20% =40

Лом стали    10% =20

Всего     100% =200 

7.Проверяем расчетом содержание элементов в процентах по отношению ко всей колоше. 

Углерода вносят (в %):

Чугун ЛО       0,2X3,5=0,70

Чугун Л1       0,2X3.3=0,66

Оборотный       0,3X3,2=0.96

Лом чугуна       0,2X3,1=0,62

Лом стали после науглероживания в вагранке  0,1X2,0=0,20

Всего         3,14%

т. е. углерод  в литье будет в пределах заданного. 

Кремния вносят (в %): 

Чугун ЛО        0,2X3,3=0,66

Чугун Л1        0,2X3,0=0,60

Оборотный       0,3X2,0=0,60

Лом чугуна       0,2X15=0,30

Лом стали       0,1 Х0,3=0,03

Всего        2,19%

Угар 15%       0.33

Остается        1,86%

Кремния не хватает: 

2,00—1,86=0,14% или0,14 *200 / 100= 0,28 кг на одну колошу. 

1 кг  ферросилиция марки Си10 содержит 0,09—0,13 кг кремния. Угар кремния в ферросилиции будет около 25%, т. е. попадет в литье на 1 кг ферросплава 0,07—0,09 кг кремния. Следовательно, в шихту необходимо дать не менее 4 кг ферросилиция. 

Марганца вносят (в %): 

Чугун Л0      0,2X0,6=0.12

Чугун Л1      0,2x0,5=0,10

Оборотный      0,3X0,6=0,18

Лом чугуна      0,2X0,8-0,16

Лом стали      0,1x0,8-0,08

Всего       0,64%

Угар 20%      0.13

Остается      0,51% 

Марганца  не хватает:

0,70 —0.51=0,19 или0,19 * 200 /100 = 0,36 кг на одну колошу.

1 кг  ферромарганца марки Мн6 содержит 0,7—0,75 кг марганца. Угар марганца около 30%. Следовательно, в шихту можно дать ферромарганца до 1кг на одну колошу. 

Фосфора вносят (в %): 

Чугун Л0      0,2X0,3 =0,06

Чугун Л1      0,2X0,15=0,03

Оборотный      0,3X0,18=0,054

Лом чугуна      0,2X0,2 =0,04

Лом стали      0.1X0.05=0,005

Всего        0,189% 

Серы вносят (в %): 

Чугун Л00,2X0,02=0,004

Чугун Л10,2X0,03=0.006

Оборотный 0,3X0,10=0,030

Лом чугуна 0.2X0.15=0,030

Лом стали0,1X0,05=0,05

Всего0,075%

Пригар 50%+0,0315

__________________________________________________

0,1125%

т.е. - серы в литье  будет менее заданного.

 

5. Описание работы  рассчитанного плавильного  агрегата  

      5.1 Описание технологии  плавки. 

      Технология  плавки должна обеспечивать получение  нужного и стабильного состава чугуна и высокой температура металла при заданной производительности. Выполняются эти требования за счет выбора соответствующего расхода кокса и дутья (иногда и за счет изменения температуры подогрева дутья). Сложность управления процессом заключается в том, что изменение расхода кокса или воздуха изменяет одновременно как температуру металла, так и производительность вагранки. Поэтому для изменения только производительности или только температуры металла, как правило, необходимо изменять и расход кокса, и расход дутья. Оперативное регулирование процессом обеспечивается только за счет  изменения температуры или расхода дутья и содержания в нем кислорода. Изменение же расхода кокса влияет на ваграночный процесс с задержкой 30-60 мин, т.е. после достижения измененной порцией кокса холостой калоши. В определенном интервале можно регулировать производительность вагранки только за счет изменения расхода дутья. При этом температура металла сохраняется практически постоянной. Применение подогрева дутья , доменного профиля шахты вагранки и подача 50 % дутья через фурмы , расположенные на высоте 700-1000 мм от первого ряда, позволяет значительно увеличить диапазон допустимого изменения производительности вагранки только за счет изменения подачи дутья.

      Тепловой  КПД работы вагранок различен при нагреве шихты, плавлении ее и нагреве жидкого металла. В зоне нагрева шихты КПД имеет наибольшее значение и составляет 50-60 %, в зоне плавления 30-40%, а в зоне нагрева капель жидкого металла – всего 10-15%.

      Оптимальный режим работы вагранок – получение чугуна в интервале температур 1340-1400 ⁰С при холодном дутье и 1400-1450 ⁰С при подогретом дутье. Получение более высокой температуры металла в вагранке (до 1550 ⁰С ) возможно, но требует высокотемпературного дутья  и повышенного расхода кокса; поэтому экономичнее использовать для перегрева электрические индукционные и дуговые миксеры. Выплавка чугуна с более низкими температурами, хотя и позволяет снизить расход кокса, приводит к техническим трудностям по обслуживанию вагранки из-за зашлаковывания фурм, опасности ”закозления” вагранки при незапланированных простоях и др.

      Методы  интенсификации ваграночного процесса направлены либо на повышение температурного режима в вагранке, либо на перегрев жидкого металла на желобе, на горне или в копильнике. Для повышения температуры металла применяют подогрев дутья, обогащение его кислородом, подача дутья через 2 ряда фурм, применение карбида кальция и подача части дутья через горн.

      Подогрев  дутья и обогащение его кислородом обеспечивают повышение температуры металла примерно на 15-25 ⁰С на каждые 100 ⁰С подогрева дутья или на 1% повышения содержания кислорода в дутье.

      Отвод части дутья через горн и стационарный копильник расширяет высокотемпературную  кислородную зону и может привести к повышению температуры металла на 30-50 ⁰С в вагранках малого диаметра. Положительные результаты при этом методе обеспечиваются только в случаи правильного распределения дутья, продуваемого через горн и шахту вагранки в отношении 20-25% и 75-80% , и увеличения общего расхода дутья.

      Карбиды кальция или кремния подаются в вагранку вместе с коксом рабочей  топливной колонии в количестве 2% от металлозавалки. Благодаря высокой  температуре плавления, карбид кальция  плавиться в кислородной зоне и сгорает, выделяя шлак.

      И повышая температуру в этой зоне. Присадка 2% карбида кальция повышает температуру металла на 40-50 ⁰С и приводит к снижению содержания серы в чугуне.

 

       5.2 Ремонт и подготовка  вагранки к плавке. 

      Заключается в ремонте футеровки, металлоконструкций, механизмов и оборудования, обеспечивающего нормальную работу вагранки.

      Капитальный ремонт трубы вагранки выше завалочного  окна производится не чаще 1 раза в год. После удаления всей старой футеровки труба выкладывается шамотным кирпичом на ремонтной глине “на ребро” или  “на ребро и плашку”; толщина футеровки120 или 180 мм. Зазор между кирпичом - не более 2-3 мм.

      Капитальный ремонт шахты вагранки выше зоны плавления  до защитных кирпичей или завалочного окна производится не чаще 1 раза в квартал. При этом удаляется внутренний ряд футеровки. Нарушенные места наружного ряда кладки закладываются подтесанным кирпичом.

      Продолжительность сушки на воздухе – не менее 24 часов. После капитального ремонта розжиг вагранки требуется производить на 0.5-1 час  дольше, чем после текущего ремонта, загрузив дополнительное количество кокса.

      Текущий ремонт шахты вагранки в плавильном поясе производят после каждой выбивки  вагранки. При этом сначала удаляют  шлак, прогоревшие кирпичи и настыли, но сохраняют ошлакованную поверхность  шахты. Новую футеровку выполняют кирпичом марки ШАВ, набивным футеровочным составом или торкретной массой. Толщина футеровки в вагранках без водяного охлаждения 180- 250 мм, в водоохлаждаемых 65-120 мм. Вагранки с длительным циклом работы вовсе не имеют футеровки, либо обмазываются ремонтной глиной 8-20 мм, либо выкладываются “на плашку” лещадкой или кирпичом ”клин ребровый”. Текущий ремонт зоны фурм и горна вагранки выполняется после каждой выбивки. При ежедневной выбивке вагранок после одной или двух смен работы они футеруются слоем толщиной 180-500 мм так же, как и плавильный пояс. При работе без выбивки в течении недели и более горн выкладывается высокоглиноземистым кирпичом от подины до уровня фурм. Вся зона может набиваться графитовой массой.