Книжки по товарознавству

Чавуни та їх характеристика

Зрезарцев. Товарознавство сировини та матеріалів

Чавун — залізовуглецевий сплав який містить більше 2,14% вуглецю (до 6,67%). Чавун виготовляють в доменних печах, що являють собою плавильні агрегати шахтного типу які працюють за принципом протитоку. Сутність процесу отримання чавуну полягає у відновлені оксидів заліза у складі руди твердим розжареним вуглецем, воднем або оксидом вуглецю (чадним газом CO) який виділяється при згорянні палива.
Для виплавки чавуну в доменних печах використовують залізні руди, паливо, флюси.
Для нормальної роботи доменної печі потрібно, щоб шматки матеріала були оптимального розміру (30>80 мм). До руд заліза відносять магнітний залізняк Fe304 (магнетіт), червоний залізняк Fe203 (гематит), бурий залізняк 2Fe203*3H20, Fe203*H20 (лимоніт) та шпатовий залізняк FeC03. Перспективним є використання агломерата або офлюсованого агломерата.
Флюси — мінеральні домішки, що понижують температуру плавлення пустої породи і переводять її у легкоплавкі шлаки. Вони видаляють з метала сірку яка при плавці переходить з кокса та залізної руди. При роботі доменної печі на коксі використовують вапняк CaCOg, доломіт, кремнезем та глинозем.
Кокс — продукт перегонки кам'яного вугілля без доступу повітря. Його використовують як джерело енергії та як хімічний реагент, що відновлює залізо з окислів. З метою економії частину коксу замінюють природними газом, мазутом або пиловидним паливом. На коксі виплавляють більше 98% всіх чавунів. Тільки при виплавці чистих по сірці чавунів використовують деревне вугілля.
Сутність доменної плавки полягає у роздільному завантаженні у верхню частину печі (колошник) руди (агломерата), кокса та флюсів з допомогою засипного пристрою так, щоб вони розмістились прошарками.
У верхній частині горна (мал.3.14) знаходяться фурми через які подають гаряче повітря (+900>+1200°С) збагачене киснем, що необхідно для інтенсифікації процесів горіння та зниження витрат коксу. При горінні коксу розвивається температура більше 2000°С і утворюється газовий потік, що складається з CO, С02, N2, Н2, СН4 та інших газів. Вони піднімаючись віддають тепло шихтовим матеріалам і нагрівають їх. Шихта поступово опускається назустріч гарячим газам і при температурі приблизно 570°С починаються складні фізико-хімічні процеси. При горінні коксу відбуваються реакції:

Відновлення заліза починається від вищих оксидів до нижчих:

Насичення заліза вуглецем відбувається за схемою:

Сплав заліза з вуглецем має температуру плавлення нижчу ніж чисте залізо. Утворюються краплі чавуну, які стікають вниз і накопичуються у горні. Шлак накопичується на поверхні чавуну. Випускамий з доменної печі шлак зливають у шлаковозні чаші, а чавун — у чавуновозні (80>100т) ковші.
Вироблювані шлаки широко використовують у промисловості. На більшості заводів їх гранулюють, виливаючи з чаш у великі басейни. Отримані шлакові гранули переробляють у цемент та будівельні матеріали (шлаковату для теплоізоляції, шлакові блоки та інше). У верхній частині печі відділяють колошникові гази (CO — 26>32%, С02 — 9>14%, N — 54>58%) з теплотворною спроможністю 4000Дж/м3. Після очистки від пилу (50 кг на 1 т чавуну) його використовують як паливо для нагрівання повітря подаваємого у доменні печі.
Класифікація, асоримент і маркування чавунів
Вироблюванні чавуни класифікують за певними ознаками (мал. 3.15).
Вуглець у чавунах знаходиться як у зв'язаному стані (у вигляді цементіта Fe3C) так і у вільному (у вигляді графітових вкраплень). Кількість, форма та розмір графітових вкраплень визначають основні механічні властивості чавунів. Чим вони дрібніші, тим більше ізольовані одна від одної» тим вище механічні властивості чавунів.


При зменшені кількості вуглецю погіршуються ливарні властивості та підвищуються механічні властивості. Кремній — головний елемент який підвищує ливарні властивості. Марганець нейтралізує шкідливий вплив сірки, підвищує механічні властивості та погіршує ливарні властивості. Фосфор сильно підвищує ливарні властивості, твердість і крихкість. Сірка погіршує ливарні властивості та оброблюваність різанням. Хром звичайно вводять разом з нікелем для підвищення зносостійкості та жаростійкості. Молібден вводять для відливок, що працюють при підвищених температурах. Алюміній вводять для жаростійких відливок > що працюють при температурах до + 900°С. Титан сприяє підвищенню міцності відливок.
Властивості чавунів визначаються будовою їх металічної основи і вкрапленнями графіта.
За формою графітових вкраплень чавуни бувають:

Ви бачите тільки 31% питання.

Текст смс:
kkdtk2
на номер
4345

Щоб отримати доступ до матеріалів сайту надішліть смс з текстом kkdtk2 на номер 4345. Після цього введіть номер мобільного, з якого ви надіслали смс. Вартість смс — 3 грн.