Тема 2. Современные представления о процессах доменной плавки

Специальные чугуны.

Литейные чугуны

Литейные чугуны являются готовым продуктом и используются для получения чугунных отливок.

В зависимости от содержания кремния в литейном чугуне различают 6 марок чугуна Л1¼Л6.

Si, %	Mn, %	P, %	S, %
1,2…3,6	0,3…1,5	0,08…1,2	0,02…0,05

Характеризуя в целом химический состав литейных чугунов, следует отметить высокое содержание в них кремния.

С чем это связано. При производстве чугунных отливок очень важно получить высокие механические свойства металла, в частности высокую стойкость против ударных нагрузок.

Механические свойства чугуна получаются высокими в том случае, когда углерод в чугуне находится в виде мелкодисперсного графита. То есть прочностные свойства чугуна определяются формой существования углерода в чугуне.

Возможны две формы существования углерода в металле - в виде графита (C) и цементита (карбида железа - Fe₃C).

Выделению углерода в виде графита способствует повышенное содержание кремния в чугуне. Степень же дисперсности его выделения зависит с одной стороны от скорости охлаждения отливок, а с другой стороны от содержания кремния. Поэтому литейные чугуны отличаются высоким содержанием кремния и широким диапазоном его изменения.

Марганец способствует образованию в чугуне карбида железа - цементита (Fe₃C). Образование цементита приводит к снижению его механической прочности, к увеличению хрупкости. Поэтому в литейном чугуне содержание марганца ограничивают.

Реальные структуры чугуна содержат и графит и цементит. Чугун, в котором много цементита, называют белым чугуном. Чугун с большим содержанием пластинчатого графита - серым чугуном.

Для получения качественных отливок содержание фосфора не должно превышать 0,1%. Однако, в связи с тем, что фосфор повышает жидкоподвижность чугуна и, следовательно, фосфористый чугун лучше заполняет форму, для производства неответственных отливок сложной формы содержание фосфора может быть повышено.

Сера придает чугуну красноломкость и при затвердевании отливок вызывает появление трещин. Поэтому в литейном чугуне содержание серы должно быть минимальным (не более 0,02%).

Специальные чугуны или доменные ферросплавы используются в качестве легирующих добавок в сталеплавильном производстве и отличаются высоким содержанием отдельных компонентов: ферросилиций - кремния, зеркальный чугун и ферромарганец - марганца.

Вид ферросплава	Si, %	Mn, %	P, %	S, %
Ферросилиций	9…13	<=3	<0.2	<0.04
Зеркальный чугун	<2	10…25	<0.18	<0.03
Ферромарганец	<2		<0.45	<0.35

При производстве чугуна протекает большое количество сложных физико-химических, теплотехнических и механических процессов.

Основными физико-химическими процессами можно считать восстановительные процессы, а также процессы образования чугуна и шлака.

Мы уже отмечали, что доменный процесс - это в целом восстановительный процесс. Рассмотрим процессы восстановления железа и других элементов, входящих в состав железорудных материалов.

Дата добавления: 2014-01-07