Определение состава металлической шихты для выплавки чугуна в вагранке и расчет расхода топлива (кокса) на тонну чугуна.

Определение химического состава чугуна

Определяем химический состав СЧ-40 по таблице 30 [2, с.60]:

Углерод – 2,6%; кремний – 2,7%; марганец – 0,3%; фосфор – 0,02%;

сера – 0,02%, хром – 0,25%.

Определение состава шихты

1) Чушковый легированный чугун – 15%;

2) Чушковый нелегированный чугун – 14%;

3) Стальной лом – 31%;

4) Собственные отходы – 20%;

5) Чугунный лом – 20%.

Расчет массовой доли элементов в шихте для плавки приведем в таблице 8.                                                                                                    

 Таблица 8

Проверяем состав шихты: считая угар кремния 10%, марганца 50%, хрома 30% пригар серы 100% (по табл. 34 [2,с. 64]) находим по заданному составу чугуна массовую долю элементов в шихте по формуле:

 , где а – необходимое количество элемента. Входящего состав металла после плавки в вагранке, %

х – пригар (+) и угар (-) элемента при плавке, %

Кремний (2,7/(100-10))*100% = 3,0%

Марганец (0,3/(100-50))*100% = 0,6%

Сера (0,02/(100+100))*100% = 0,04%

Хром (0,25/(100-30))*100% = 0,4%

Фосфор 0,02% . Согласно табл. 34 [2, с.64] изменение массовой доли элементов при плавке в вагранке не происходит у фосфора.

Сопоставляя полученный состав шихты с необходимым, видим недостаток  кремния 3,0 – 1,76 = 1,24%

Для увеличения массовой доли кремния заменяем чугун ЛК2 чугуном ЛК1 (добавляем ферросилиций СИ10 с 15% кремния) , его необходимо добавить:

(1,24/15)*100% = 8,3%

Добавка ЗЧ2 дается сверх 100% и металлическая калоша массой 600 кг определяется окончательно:

Таблица 9

Плавление шихты

Плавление шихты осуществляется в специальных печах вагранках. Процесс плавки чугуна: в вагранку загружают дрова, разжигают их, затем засыпают слой кокса на 700-800 мм выше уровня фурм и включают дутьё. После разогрева нижней части вагранки в неё загружают шихту. За счет тепла от сгорания кокса происходит расплавление металлической части шихты. Процесс плавки происходит непрерывно, а загрузка шихты и выпуск жидкого чугуна производится периодически.

Расчет кокса для получения 1000 кг отливок

Q_ж.м. – масса жидкого металла

Q_ж.м. = Q_отл+Q_лит.с.

Q_отл=1000 кг – масса отливок

Q_лит.с. – масса литниковой системы из п. 5.3.1.

X_к – расход топлива (кокса) в процентах, определяем по таблице 35 [2, с. 65].

X_к = 18%

Q_ж.м. = 1000+180 = 1180 кг

Список использованных источников:

1. МУ-57-02. Методические указания для выполнения контрольных и лабораторных работ по курсам «Технологические процессы в машиностроение» и «Проектирование производства заготовок» для студентов заочного факультета           Сост.: А.К. Денисюк, В.А. Иванова, О.М Епархин; ЯГТУ. – Ярославль, 2002 – 40 с. [№2455]

2. Потанин С.Л. Технология изготовления чугунных отливок в песчаные формы: Учеб. пособие к РГР / Яросл. политех. ин-т. – Ярославль, 1992, - 80 с. [№1561]

3.         Дальский А.М. Технология конструкционных материалов. Учебник для вузов. М., «Машиностроение», 1977- 664с.