Расчет шихты и баланса металла

Расчет формы

Габаритные размеры блока рассчитываются исходя из габаритных размеров отливки,размеров литниково-питающей системы и толщины оболочки.

Толщина огнеупорного покрытия принимаем согласно заводским данным: толщина 1-го слоя 0,3 мм, а последующих 0,5.

Рассчитываем толщину огнеупорного покрытия;

n=0,3*1+0,5*13=6,8мм

Длина блока - А рассчитывается по формуле:

А= 2*S_об + ℓ_отл +2*b_ш (19)

где: S_об – толщина огнеупорного покрытия;

ℓ_{мод. блока} – длина модельного блока;

b_ш- ширина прибыли.

А= 2*6,8 + 500+2*35 =584 мм

Ширина блока - Б

Б = 2* S_об + ℓ_отл+ 2*b_ш (20)

где: S_об – толщина огнеупорного покрытия;

ℓ_отл. – длина модельного блока;

b_ш- ширина прибыли.

Б = 2*6,8 + 110+2*80,5 = 284,5 мм

Высота блока - С

С = h_отл + S_об + h_зал + h_п (21)

где: h_отл – высота модельного блока;

S_об – толщина огнеупорного покрытия;

h_{зал –} высота заливочной воронки;

h_п – расстояние между отливкой и воронкой.

С =320+6,8+120+80 = 527 мм

Габаритные размеры блока, мм: 584 × 284,5 × 527

Задача расчета шихты — определение необходимой комбинации исходных материалов и соотношения между ними, при котором обеспечивается получение стали, по химическому составу и механическим свойствам соответствующей требованиям ГОСТ 977 – 88.

Рассчитать металлическую шихту сплава 15Х23Н18Л. Плавка – в индукционной тигельной печи емкостью 1 т. Выход годного литья в год – 900 т.

Находим отходы собственного производства исходя из таблицы 2.

(22)

= 63 %

Состав шихты:

Отходы собственного производства – 63 %

Стальная стружка – 5 %

Стальной лом – 20 %

Передельный чугун П1 – 12%

Лигатуры: ФС20,ФМн0,5, ФХ001А, электродный бой.

Угар:

По элементам: Si – 10-15%(12,5%), Mn – 5-10%(7,5%), Cr – 5-10%(7,5%).

Выполняем расчет шихты на 100кг.

Химический состав стали 15Х23Н18Л.

Определяем средний хим. состав принимаемый к расчету:

C = 0,1 – 0,2% (0,15%);

Si = 0,2 – 1% (0,6%);

Mn = 1 – 2% (1,5%);

Ni = 17-20% (18,5%);

S = до 0,03%;

P =до 0,03%;

Cr = 22 – 25% (23,5%);

Fe = 51,44 – 59,7% (55,69%).

Таблица 8 - Состав шихтовых компонентов, %

Состав шихты	Химический состав, %
C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Fe
Стальной лом	0,2	0,3	0,8	-	0,05	0,05	-	98,6
Отходы собственного производства	0,15	0,6	1,5	18,5	0,03	0,03	23,5	55,69
Чугун передельный, П1	-	0,7	1,25	-	0,05	0,015	-	97,985
Брикетированная стружка	0,15	0,6	1,5	18,5	0,03	0,03	0,95	78,24

Определяем количество элемента с учетом угара:

Искомое содержание кремния примем за – х %, марганца за – у %, хрома за – z %.

Угар Si – 12,5%;

Угар Mn – 7,5%

Угар Cr – 7,5%

Si в шихте Х-0,125Х=0,875Х

Mn в шихте У-0,075У=0,925У

Cr в шихте Z-0,075Z=0,925Z

Среднее содержание Si – 0,6%;

Среднее содержание Mn – 1,5%

Среднее содержание Cr – 23,5%

C учетом угара в загруженной шихте должно быть:

Si – 0,6 = 0,875Х; Х = 0,6/0,875 = 0,686%

Mn – 1,5 = 0,925У; У = 1,5/0,925 = 1,62%

Cr– 23,5 = 0,925Z; Z = 23,5/0,925 = 25,4%

Таблица 9 - Среднее содержание расчетных элементов в шихте на 100 кг

Компоненты	Масса	Содержание элементов, %
%	кг	C	Si	Mn	Ni	S	Р	Cr	Fe
Стальной лом			0,2	0,04	0,3	0,06	0,8	0,16	-	-	0,05	0,01	0,05	0,01	-	-	98,6	19,72
Отходы собств.   го производства			0,15	0,0945	0,6	0,378	1,5	0,945	18,5	11,655	0,03	0,0189	0,03	0,0189	23,5	14,805	55,69	35,0847
Чугун передел			-	-	0,7	0,084	1,25	0,15	-	-	0,05	0,006	0,015	0,0018	-	-	97,985	11,7582
Брикет. стружка			0,15	0,0075	0,6	0,03	1,5	0,075	18,5	0,925	0,03	0,0015	0,03	0,0015	23,5	1,175	55,69	2,7845
Итого				0,142		0,552		1,33		12,58		0,0364		0,0322		15,98		69,3474

В отливках углерода должно быть 0,15%, а в расчетной шихте получилось 0,142%, следовательно углерода не хватает на 0,15%-0,142%=0,008%. Восполним недостаток углерода с помощью электродного боя. Чтобы увеличить содержание С на 0,1%, надо на 1т металла добавить 1,3кг эл. боя

0,1 % – 1,3 кг

0,008 % – Х кг

Х = 0,13 кг – электродного боя на 100 кг шихты

Кремния не хватает: 0,686% - 0,552% = 0,134%

Марганца не хватает: 1,62% - 1,33% = 0,29%

Хрома не хватает: 25,4% - 15,98% = 9,42%

Недостаток кремния восполняем ферросилицием марки ФС20 с содержанием Si (0,19 – 0,23 кг) на 1 кг, но вследствие 12,5 % угара в отливку попадает 0,184 кг Si.

1 кг – 0,184 кг Si

Х кг – 0,134 кг Si

Х = 0,73 кг – ФС20 на 100 кг шихты

Недостаток марганца восполняем ферромарганцем марки ФМн0,5 с содержанием Mn (0,85 кг) на 1 кг, но вследствие 7,5 % угара в отливку попадает 0,786 кг Mn.

1 кг – 0,786 кг Mn

Х кг – 0,29 кг Mn

Х = 0,37 кг – ФМн0,5 на 100кг шихты

Недостаток хрома восполняем феррохромом марки ФХ001А с содержанием Сr (0,68 кг) на 1 кг, но вследствие 7,5 % угара в отливку попадает 0,629 кг Cr.

1 кг – 0,629 кг Cr

Х кг –9,42 кг Cr

Х = 14,98 кг – ФХ001А на 100 кг шихты

Недостаток никеля восполняем чушковым никелем

18,5-12,58=5,92кг Ni

Таблица 10 – Перерасчет шихты на 100 кг

Шихтовые материалы	кг	%
Стальной лом		16,37
Отходы производства		51,6
Чугун передельный, П1		9,82
Стальная стружка		4,1
Ферросилиций, ФС20	0,73	0,6
Ферромарганец, ФМн0,5	0,37	0,3
Феррохром, ФХ001А	14,98	12,26
Чушковый Ni, Н1	5,92	4,85
Электродный бой	0,13	0,1
Всего	122,13

Стальной лом: 20*10=200 кг

Отходы производства: 63*10=630 кг

Чугун передельный:12*10=120 кг

Стальная стружка:5*10=50 кг

Ферросилиций:0,73*10=7,3 кг

Ферромарганец:0,37*10=3,7 кг

Феррохром:14,98*10=149,8 кг

Чушковый Ni: 5,92*10=59,2 кг

Электродный бой: 0,13*10=1,3 кг

Таблица 11 – Шихтовая карта

Показатели	Шихтовые материалы	кг
Сплав: 15Х23Н18Л Печь: ИСТ-1 Вес плавки: 1000 кг	Стальной лом
Отходы производства
Чугун передельный, П1
Стальная стружка
Ферросилиций, ФС20	7,3
Ферромарганец, ФМн0,5	3,7
Феррохром, ФХ001А	149,8
Чушковый Ni, Н1	59,2
Электродный бой	1,3
Всего	1221,3

Составляем баланс металла на 900 т/г

Таблица 12 – Баланс металла

Расход	Приход
Состав шихты	%	кг	Состав шихты	%	кг
Стальной лом	16,37	404286,51	Выход годного литья
Отходы собственного производства	51,6	1274354,55	Брак литейных и мех. цехов		45001,5
Чугун передельный, П1	9,82	242522,51	Литники и прибыли		1500236,6
Стальная стружка	4,1	101256,85	Всего		2445227,1
Ферросилиций, ФС20	0,6	14818,07	Потери без возврата		24452,27
Ферромарганец, ФМн0,5	0,3	7409,04
Феррохром, ФХ001А	12,26	302782,69
Чушковый Ni, Н1	4,85	119779,45
Электродный бой	0,1	2469,7
Итого		2469679,37	Итого		2469679,37

Дата добавления: 2015-08-31