Выплавки чугуна использованы. Большая энциклопедия нефти и газа. Производство чугуна в доменной печи
Cтраница 1
Температуры плавления чугунов значительно ниже (на 300 - 400 С), чем у стали, что облегчает процесс литья.
Температура плавления чугуна ниже температуры то воспламенения, а появляющиеся тугоплавкие окислы кремния препятствуют нормальному процессу резки. Цветные металлы не режутся в связи с высокой температурой плавления образующихся окислов и значительной теплопроводностью.
Самый старый способ изготовления стали в больших количествах, процесс Бессемер, использовал высокую печь грушевидной формы, называемую конвертером Бессемер, которая может быть наклонена боком для зарядки и заливки. Большие количества воздуха продували через расплавленный металл; его кислород объединяется химически с примесями и уносит их. В процессе основного кислорода сталь также очищается в грушевидной печи, которая наклоняется в сторону для зарядки и заливки. Воздух, однако, был заменен потоком высокого давления почти чистого кислорода.
Температура плавления чугуна ниже температуры t - то воспламенения, а появляющиеся тугоплавкие окислы кремния препятствуют нормальному процессу резки. Цветные металлы не режутся в связи с высокой температурой плавления образующихся окислов и значительной теплопроводностью.
Температура плавления чугуна ниже температуры горения железа, поэтому кислородная резка чугуна без применения флюса затруднена. При резке чугуна кремний, сгорая, дает тугоплавкую окисную пленку, препятствующую резке. А углерод при сгорании загрязняет режущий кислород, препятствуя тем самым сгоранию железа.
Расплавленное железо затем разливается в различные формы. Эти формы изготавливаются на сталелитейных заводах путем прокатки и в противном случае образуются нагретые слитки до требуемой формы. Сталь также улучшает качество стали, улучшая ее кристаллическую структуру и делая металл более жестким. Основной процесс работы стали известен как горячая прокатка. Горячая прокатка особенно применима к слиткам, подобным показанным выше. При горячей прокатке литой слиток сначала нагревают до ярко-красного тепла в печи, называемой выемкой, а затем пропускают между парами металлических роликов, которые сжимают его до желаемого размера и формы.
Кислородная резка чугуна без флюса также затруднена, так как температура плавления чугуна ниже температуры горения железа. Содержащийся в чугуне кремний дает тугоплавкую пленку окиси, которая препятствует нормальному протеканию резки. При сгорании углерода чугуна образуется газообразная окись углерода, загрязняющая режущий кислород и препятствующая сгоранию железа.
Расстояние между роликами уменьшается для каждой последовательной пары, когда сталь удлиняется и уменьшается по толщине. Такие мельницы быстро обрабатывают тонколистовую сталь, прежде чем она остынет и станет неработоспособной. Стальной слиток в конечном итоге передается на многие роликовые мельницы, которые уменьшают его до нужной толщины. Для современного производства требуется большое количество тонкой листовой стали. Подумайте обо всех продуктах, которые вы используете каждый день, в которых есть листовая сталь: автомобили, техника, здания, столы, грузовики, столы, банки, коробки и т.д. все они начинались как рулоны стали, как показано ниже.
Обычная сварка чугуна производится при температуре сварочной ванны, превышающей температуру плавления чугуна.
Монель имеет температуру плавления 1260 - 1340 С, что соответствует температуре плавления чугуна, и благодаря никелю хорошо сплавляется с чугуном. Однако этот сплав дает значительную усадку, что приводит к появлению высоких внутренних напряжений, способствующих образованию трещин. Поэтому монель наплавляют короткими валиками длиной 40 - 50 мм и сразу же после этого проковывают шов молотком.
Многие из сталелитейных заводов Мичигана производят в основном прокатанную сталь. Сталь проката «холодная», то есть она прокатается при комнатной температуре, а не при высоких температурах. В конечном итоге достигается оптимальная толщина стали, как на выход.
И, наконец, сталь «на дороге», на пути к автомобильному телу или сборочному заводу. Части текста на этой странице были взяты из журнала «Этот старый дом». Этот материал был составлен только для образовательного использования и не может быть воспроизведен без разрешения. Один экземпляр может быть напечатан для личного использования.
Чугун, как известно, не поддается кислородной резке обычными приемами ввиду того, что температура плавления чугуна ниже температуры его воспламенения в кислороде, а образующаяся при резке на поверхности детали пленка кремнесодержащпх окислов значительно более тугоплавка, чем основной металл.
Сварка чугуна затрудняется также образованием различных тугоплавких окислов с более высокой температурой плавления, чем температура плавления чугуна.
Электродуговая печь для плавки металлов и метод плавления металла с использованием такой печи. Описание. Три электрода расположены по существу по прямой линии, и впускные отверстия для загрузки сырья расположены в стволе или корпусе печи, чтобы обеспечить подачу сырья в форме стружки в печь параллельно линии трех электродов. Впускные отверстия для загрузки сырья также служат для удаления пыли и дыма, образующихся при эксплуатации электропечи.
Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение в целом относится к электродуговой печи для плавки металлов и, более конкретно, к электродуговой печи для плавки металлов, которая способна заряжать, плавить, рафинировать и нарезать непрерывно, а также способ плавления чугуна с использованием печи.
В расплавленном состоянии чугун быстро окисляется и покрывается окислами, температура плавления которых может быть выше температуры плавления чугуна.
Чугун отливается, обрабатывается на станках и поддается сварке, при нагреве он не размягчается и остается хрупким; температура плавления чугуна - 1150 - 1250 С.
Но только при содержании в меди 10 - 15 % железа можно получить сплав с температурой плавления 1330 - 1370 С, близкой к температуре плавления чугунов. В этом случае обеспечивается смешиваемость составляющих самого расплава с чугуном. Однако после затвердевания наплавка представляет собой мягкую медную основу с различными по форме и величине вкраплениями очень твердой стальной составляющей. Эти включения и затрудняют механическую обработку металла. Частично диффундируя в основной металл, медь проявляет себя как графитизатор, поэтому на участке / околошовной зоны отбел проявляется слабо.
Описание предшествующего уровня техники. Обычно плавление металлов с использованием электродуговой печи осуществляется с использованием сырья, поставляемого в одной или нескольких отдельных зарядах, до емкости печи, и расплавленный или очищенный металл забирается за один раз. То есть в обычных электрических печах зарядка и плавление сырья и нарезание расплавленных металлов являются независимыми и прерывистыми операциями, изменяющимися по объему в соответствии с размером печи. Обычные печи сталкиваются с тем недостатком, что добавление сырья и отбраковка рафинированного металла требуют тяжелой работы.
Чугуном назван сплав железа, в котором содержится более 2% углерода. Помимо этих компонентов, в смеси присутствуют постоянные вещества, такие как сера, кремний, фосфор, марганец и легирующие добавки. Материал подразделяется на разные виды в зависимости от сплава, который определяется по структуре излома. Чугун имеет до ста разных марок, среди них выделяется литейный, он отличается от остальных:текстурой, назначением и технологией получения.
Выпуск металла из вагранки и заделка летки
Это верно, поскольку, если однократное нарезание больших количеств рафинированного металла происходит, температура расплавленного металла падает до его обработки или отливки, вызывая различия в температурах литья расплавленного металла в отдельных отливках, что приводит к плохим качество отливок. Так как расплавленный металл, который был использован в количестве в определенный момент времени, должен быть обработан быстро, крупномасштабные операции литья могут быть трудоемкими, вызывая усталость со стороны задействованных рабочих.
Данный материал более хрупкий, нежели сталь . Он способен разрушаться без заметных деформаций. Углерод в сплаве имеет вид графита и цементита либо каждое вещество представлено по отдельности. Разновидности чугуна появляются в связи с их формой и количеством:
- Белый. Весь углерод находится в виде цементита. Данный цвет у материала виден на изломе. Его можно охарактеризовать как хрупкий, но твердый. Его обрабатывают, главным образом, для получения ковкой разновидности.
- Серый. Углерод в виде пластичной формы графита. Характеризуется как мягкий, хорошо поддающийся обработке, при которой используются низкие температуры плавления.
- Ковкий. Этот тип назван условно, так как материал не подвергается ковке. Данный вид получается в результате продолжительного обжига белого, после чего образуется графит. На свойства материала негативно влияет нагрев более 900 градусов, а также скорость охлаждения графита. В результате чего затрудняется процесс сварки и обработки.
- Высокопрочный. В нем содержится шаровидный графит, который образуется посредством кристаллизации.
Отличия стали от чугуна
Разница материалов выражается в следующем:
Кроме того, при плавке металлов, особенно чугуна и чугуна с графическим графитом, обычные процессы плавления неэффективны, особенно при удалении вредной серы, содержащейся в чугуне, и в рафинировании через раскисление. Причина в том, что при таком плавлении или рафинировании почти невозможно предотвратить образование оксидов кремния в расплавленном металле. Присутствие оксидов кремния вызывает усадочные полости, что приводит к образованию штифтовых отверстий или дробной подонки или других дефектов в отливках из такого расплавленного металла.
Чугун: температура плавления
Плюсы материала
У этого материала хорошие литейные свойства
, обладает неплохой жидкотекучестью, более низкой температурой плавления по сравнению со сталью и ковким чугуном. Данные свойства учитывают при изготовлении формы.
Поскольку эти осложнения практически неизбежны при обычных способах плавления, в процессе плавки металлов были решены решения, что является самой сложной проблемой. Еще одна проблема с обычной электродуговой печью - неизбежное производство пыли и дыма в больших объемах во время операций плавки металлов. Это серьезная проблема, особенно из-за загрязнения воздуха. Это не может быть предотвращено или уменьшено в обычных печах из-за сложности полного закрытия верхней части печи из-за расположения электродов в виде правильного треугольника на верхней части печи.
Чаще всего применяют для сварки материала с латунью газообразный флюс. Также используют чугунные прутки с медным покрытием, которые улучшают смачиваемость окантовки наплавляемым металлом. Применяют прутки из эвтектического чугуна, его температура плавления находится в диапазоне 1050 - 1200 градусов . Сварка происходит и благодаря флюсам, которые употребляются в виде пасты. Если отсутствуют специальные чугунные прутки или латунь Л-62, то трещины в деталях из данного материала можно заварить проволокой, которая сделана из электролитической красной меди.
Производство чугуна в доменной печи
Кроме того, невозможно закрывать обычные печи и добавлять в них пылеуловители из-за их структуры, что требует наклона печи, чтобы облегчить прокачку расплавленных металлов. Другой целью настоящего изобретения является создание электродуговой печи для плавления металлов, которая, по существу, полностью закрыта и способна непрерывно и автоматически загружать сырые материалы и набивать расплавленный металл и которая предотвращает рассеивание пыли и дыма внутри него атмосфера.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание электродуговой печи для плавки металлов, которая является компактной по размеру, но большей по плавлению, чем обычные печи того же размера, а также низкая стоимость строительства. Еще одной целью настоящего изобретения является создание электродуговой печи для плавления металлов и способа плавления металла с использованием указанной печи, что позволяет проводить полное раскисление-десульфурационное рафинирование расплавленного чугуна в процессе плавки без производства вредных оксидов кремния, поддерживая атмосферу в печи сильно редуктивной.
Значительно выше температуры плавления перегрев чугуна, что приводит к тому, что эти взвешенные частицы растворяются, возможно, не полностью, а это затрудняет образование графита. В ряде случаев он может возникнуть при добавлении к чугуну различных веществ, отчего возникнут дополнительные центры кристаллизации графита.
Чугун имеет лучшие литейные свойства, если его сравнивать со сталью. Удобство в работе, а также хорошая жидкотекучесть и заполняемость формы обеспечивается благодаря более низкой температуре плавления и завершающему процессу кристаллизации при постоянной температуре.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание электродуговой печи для плавки чугуна, которая способна производить при низкой стоимости расплавленный чугун хорошего качества и очень низкого содержания серы после полного раскисления и десульфурации из дешевых сырьевых материалов в чиповой или гранулированной форме и низкого качества, содержащие высокие концентрации серы, такие как чугун и стальные режущие чипсы.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства для загрузки сырья, которое может автоматически или непрерывно загружать исходные материалы для плавки в электродуговой печи и непрерывного отвода расплавленного металла из него. Эти и другие задачи достигаются за счет использования электродуговой печи закрытого типа для плавки металлов. Печь включает в себя три электрода и снабжена загрузочными впускными отверстиями для сырья и отводящим отверстием в его корпусной части. Печь включает в себя три электрода, расположенных по существу по прямой линии, и впускные отверстия для ввода сырья предусмотрены в верхней части стенки печи, чтобы обеспечить возможность загрузки сырьевых материалов в линию, параллельную линии электродов.
Вышеперечисленные преимущества чугуна превращают материал в ценный конструктивный материал, который широко применяется в деталях машин, когда они не подвергаются значительным растягивающим и ударным нагрузкам.
Температура плавления полусинтетического материала
Полусинтетический чугун плавится посредством плавления шихты, при этом диапазон температуры колеблется в промежутке 1400-1450 градусов . После расплавления шихты хранение чугуна в тигле печи осуществляется при незначительном перегреве, не превышающем температуру плавления на сто градусов. Что нужно делать чтобы создался шлаковый покров? Когда шихта постепенно начнет расплавляться, на зеркало металла нужно давать бой стекла либо прокаленный кварцевый песок.
Зарядные впускные отверстия также предназначены для удаления пыли и дыма, образующихся в печи в процессе плавки. Печь практически полностью закрыта, за исключением загрузочных впускных отверстий, чтобы при необходимости поддерживать сильно восстановительную атмосферу. Отверстие для отвода расплавленного металла предусмотрено в нижней части печи, предпочтительно на противоположной стороне от загрузочных впускных отверстий. Устройство для загрузки сырья прикреплено к печи для автоматического подачи сырья для плавки.
Физико-химические процессы доменной плавки
Эффективность такого рафинирования усиливается за счет поддержания атмосферы в печи, восстанавливающейся при помощи жесткой оболочки печи, или путем использования восстановительной способности атмосферы углерода при высокой температуре, создаваемой дугой печи, а затем непрерывного нагнетания высокоочищенного расплавленного литья железа через шлаковый фильтрующий слой.
Виды сварок
Реализовать газовую сварку следует за счет оплавления пламенем частей соединяемых элементов и прутка из присадочного металла. Данная сварка используется для того, чтобы соединить металлические детали, неметаллические элементы и сплавы, которые имеют различную температуру плавления, при этом толщина должна быть не более 30 мм
. Чтобы ее устроить не нужно прибегать к помощи электроэнергии.
Верхний ствол или корпус 6 печи, имеющий поперечное сечение почти прямоугольной формы, показан как имеющий три электрода 1, установленные для перемещения вверх и вниз через плотно закрытые отверстия в стволе. В стволе 6 имеются два загрузочных отверстия 4 и 5 для загрузки сырья, расположенные почти параллельно линии электродов 1 для загрузки сырьевых материалов в печь. Печь имеет нижнюю магистраль 8, также имеющую поперечное сечение почти прямоугольной формы, плотно соединенное с упомянутым верхним корпусом печи.
Плавка чугуна в вагранке
Удерживающее, поднимающее и опускающее устройство 3 электродов, которое может быть обычного типа, показано фиксированным на опоре. Часть верхнего ствола 6 печи, через которую указанные электроды 1 поднимаются и опускаются, полностью закрывается соответствующей металлической рамой 9 содержащий огнеупорный наполнитель.
Широко применяется электродуговая сварка. Благодаря электрической дуге оплавленный металл, который соединяет в себе различные элементы, вступает во взаимодействие с металлом электрода, образуя прочный шов. Чтобы шов не окислился, электрод покрывают защитным веществом, например, для этого используют флюс или инертные газы (аргон, гелий). Электродуговой сваркой посредством различных методов действия (вручную, на полуавтоматах и автоматах) производят соединение деталей из чугуна, конструкционных сталей, медных, алюминиевых и других сплавов.
В обычной электродуговой печи электроды, без исключения, расположены так, чтобы образовывать правильный треугольник, что затрудняет закрытие верхней части печи, содержащей электроды. Напротив, в электродуговой печи по настоящему изобретению легко полностью закрывать печь, поскольку три электрода расположены почти по прямой. Это составляет одну особенность настоящего изобретения.
Два стеклянных загрузочных впускных отверстия 4 и 5 в виде окна, расположенные близко друг к другу на верхнем стволе 6 печи, позволяют загружать сырые материалы с обеих сторон линии электродов. Зарядные впускные отверстия 4 и 5 могут быть размещены на верхнем положении ствола 6 печи в максимально возможном положении, так что пыль и дым, образующиеся в печи, могут быть истощены через них, что облегчает подачу дыма и пыли собирая капюшон 27 рядом с ним. Поскольку сырье может быть в порошкообразном или гранулированном виде, указанные загрузочные входы 4 и 5 не обязательно должны быть крупного размера, что упрощает закрытие печи.
От углерода, который содержится в составе материала, зависит температура плавления. Чем его больше, тем температура ниже, а текучесть при нагреве выше. Из этого можно заключить, что материал жидкотекучий, хрупкий, непластичный и трудно поддается обработке. Его удельный вес равен 6,9 Г/см3. Температура плавления находится в интервале 1150-1250 градусов.
