Общая характеристика процесса плавки чугуна

В вагранках операции, характерные для любого процесса плавки, реализуются в соответствующих зонах. В зоне нагрева горячие газы нагревают металл, который при этом вступает во взаимодействие с газовой фазой – происходит его окисление; кокс, нагреваясь, теряет летучие вещества и т.д. Операция плавления характеризуется переходом металла из твердого состояния в жидкое и сложным взаимодействием фаз в этой зоне. В зоне перегрева жидкий металл и образующийся жидкий шлак реагирует между собой, с газовой фазой, с коксом, а также с футеровкой печи. В зоне накопления жидкий металл реагирует со шлаком и коксом. В результате всех взаимодействий рабочий вход (шихта) преобразуется в полезный выход – жидкий чугун.

При плавке чугуна в электропечах процесс подразделяют на два основных периода: 1) нагрева и расплавления; 2) перегрева и доводки.

Реализация операций плавки в индукционной печи. Вслед за операцией загрузки следуют операции нагрева и расплавления, осуществляемые одновременно. Шихту обычно загружают в остаток жидкого металла от предыдущей плавки, поэтому нагрев и расплавление связаны с взаимодействием жидкого металла с твердым. Газовая фаза, присутствующая при этом, окисляет металл. В период перегрева весь металл жидкий и взаимодействует со шлаком и футеровкой печи. В итоге процесса получают жидкий сплав (выход системы). Модель выхода включает температуру чугуна, его химический состав и свойства: литейные, достаточные для получения отливки требуемого качества; механические, требуемые по ГОСТу для данной марки чугуна, и эксплуатационные свойства по ТУ на данную отливку (герметичность при гидроиспытаниях и т. п.). Модель воздействия включает корректировку по химическому составу, перегрев до требуемой температуры, внепечную обработку, модифицирование на выпуске и корректировку состава шихты. Кроме того, во время плавки требуется соблюдение определенных условий ее ведения: последовательность загрузки, режим подачи энергии и т. п. Например, при плавке в вагранке необходимо следить за правильностью загрузки холостой колоши кокса (определенная высота колоши и крупность кокса), за количеством и температурой дутья и т. п.

Модель воздействия неодинакова для различных плавильных агрегатов. Одни агрегаты позволяют широко воздействовать на процесс, другие нет. Например, при плавке в электропечах доводка по химическому составу и температуре осуществляется значительно эффективнее, чем при плавке в вагранке.

Во время плавки формирование химического состава чугуна происходит в результате взаимодействия фаз.

Дата добавления: 2014-01-06