Составление и расчет шихты

Составление и расчет шихты

  • Без рубрики
  • Полезные советы
  • Проектирование зданий и домов
  • Художественная ковка
  • О металле, инструменте и оборудовании
  • Инструмент и изделия
  • Отделка изделий
  • Художественное литье
  • Пресс-формы
  • Модели
  • Покрытия моделей
  • Материалы и оборудование
  • Плавка металла и заливка форм
  • Расчет шихты
  • Литье ювелирных отливок
  • Поверхность отливок
  • Дефекты отливок
  • Микролитье
  • Получение отливок
  • Древнерусское литье

Горн, как известно, представляет собой металлургическую.
Читать полностью

На дворе XXI век и совсем неудивительно, что современные.
Читать полностью

Составление и расчет шихты

При выборе и расчете шихты учитывают особенности отдельных шихтовых материалов, их физико-химические свойства. Кроме того, необходимо принимать во внимание методику ведения процесса плавки, конструкцию применяемого плавильного агрегата и род топлива (отражательные или тигельные печи, электрические или работающие на жидком или газообразном топливе), так как это в большей степени влияет на величину потерь металлов при плавке.

Для расчета шихты необходимо иметь следующие данные: 1) химический состав приготовляемого сплава, принимаемый за основу при расчете шихты; 2) исходный состав исходных шихтовых материалов; 3) величину потерь металлов в процессе приготовления сплава (угар).

Химический состав приготовляемых сплавов и допускаемые пределы содержания отдельных компонентов устанавливаются соответствующими ГОСТами или техническими условиями.

Обычно расчет шихты ведется по одному из двух методов.

1. По среднему химическому составу сплава. Например, для алюминиевой бронзы марки БрАЖ9-4 средний химический состав, по которому можно вести расчет шихты, будет: 9 % А1; 4 % Fe и 87 % Си.

2. По оптимальному химическому составу, при котором сплав имеет наилучшие технологические и эксплуатационные свойства. В отдельных случаях оптимальный состав может не отличаться от среднего химического состава.

При расчете шихты для приготовления сплавов АК6 и Д1б содержание меди следует принимать по верхнему пределу, что способствует снижению склонности сплавов к трещинообразованию. Содержание железа должно быть на нижнем пределе для уменьшения ликвации. Содержание магния и кремния принимается по нижнему пределу.

Обычно расчет шихты ведется на 100 кг готового сплава (в отличие от драгоценных металлов, где расчет ведется на 100 г сплава), т. е. при расчете определяется необходимое количество шихтовых материалов, которое нужно загрузить в печь, чтобы получить 100 кг готового сплава. При расчете увеличиваются потери, получающиеся в процессе приготовления сплава, или так называемый угар.

Угар складывается из потерь вследствие испарения, потерь в результате взаимодействия жидкого металла с атмосферой печи и образования не растворимых в металле соединений (из них наибольшее значение имеют оксиды) и потерь вследствие взаимодействия сплава и футеровки печи. Угар можно учитывать не по всем компонентам сплава, а только по одному из наиболее угораемых. Угар остальных компонентов может быть учтен, если считать их в шихте по верхнему пределу содержания, указанному в ГОСТе.

В случае необходимости иметь более точный расчет шихты надо учитывать угар отдельно по каждому компоненту. 0 величине угара судят по разности весов загруженной шихты и полученного жидкого или твердого металла или сплава.

Угар различных при плавке в различных условиях в пределах, приведенных ниже, на примере выплавки медных сплавов.

При расчете шихты встречаются четыре вида сочетаний шихтовых материалов:

1) шихта только из первичных металлов;

2) шихта как из первичных металлов, так и из первичных или вторичных сплавов и лигатур;

3) шихта из отходов, возвратов с применением первичных металлов и лигатур;

4) шихта только из отходов, возвратов и ломов.

Наиболее часто встречается в практике третий случай составления шихты, так как у любого плавильщика в процессе плавок образуются разнообразные отходы, которые используются в качестве шихтовых материалов, — их называют отходами собственного производства или возвратами.

Кроме отходов собственного производства литейщики используют разнообразные ломы и отходы, поступающие со стороны. Количество возвратов и отходов, которое должно быть использовано в качестве шихтового материала при приготовлении сплавов, оговорено в инструкциях и технологических картах. Примерные составы шихт при приготовлении различных сплавов, наиболее часто встречающихся при изготовлении художественных отливок.

Читайте также:  Какое давление в шинах кама флейм на ниве Автопортал «Суперкар»

Как правило, при литье отливок из благородных металлов расходуется больше первичных металлов, а при литье художественных отливок для статуарного литья и отливок средней пластики — больше отходов лома и вторичных металлов.

Ювелирные Известия

Рас­чет ших­то­вых ма­те­ри­а­лов для спла­ва про­из­во­дит­ся ис­хо­дя из со­ста­ва се­реб­ря­но­го спла­ва СрМ925. Рас­счи­ты­ва­ет­ся по­треб­ное ко­ли­че­ство ших­то­вых ма­те­ри­а­лов для про­ве­де­ния плав­ки, ко­ли­че­ство воз­вра­та.

Рас­счи­ты­ва­ет­ся со­дер­жа­ние ком­по­нен­тов в 100г спла­ва, в гр. с уче­том уга­ра. При плав­ке в ин­дук­ци­он­ной пе­чи угар эле­мен­тов со­став­ля­ет:

Ко­ли­че­ство ком­по­нен­тов с уче­том уга­ра, г

Ag=92,5+0.46=92,96 г., Cu=7,5+0,04=7,54

Ко­ли­че­ство соб­ствен­ных от­хо­дов при­ни­ма­ем рав­ны­ми 60 %. Со­дер­жа­ние ком­по­нен­тов спла­ва в от­хо­дах со­став­ля­ет:

Ag = 92,5*0,6=55,5г., Cu = 7,5*0,6= 4,5

В сум­ме со­став­ля­ет: 60­г

Ко­ли­че­ство чи­стых ком­по­нен­тов:

Ag= 92,96-55,5=37,46 г., Cu=7,54-4,5=3,04 г

Та­б­ли­ца 1 — Со­дер­жа­ние ком­по­нен­тов спла­ва СрМ925.

Та­б­ли­ца 2 — Со­став ших­ты.

Расчeт лит­ни­ко­во-ли­тей­ной си­сте­мы

Здесь опре­де­ля­ет­ся раз­ме­ры ча­стей лит­ни­ко­вой си­сте­мы для от­лив­ки-пред­ста­ви­те­ля мас­сой — 0,0125кг со стен­ка­ми тол­щи­ной от 1,3 до 3мм. Опре­де­ле­ние вре­ме­ни за­пол­не­ния по­ло­сти фор­мы жид­ким ме­тал­лом.

где: G = 0,0125 кг * 8 шт + 30% = 0,13 кг— мас­са от­лив­ки со сто­я­ком (8­шт – ко­ли­че­ство от­ли­вок-пред­ста­ви­те­лей; 30% — по­сто­ян­ное чис­ло, до­пол­ни­тель­ный за­пас ме­тал­ла для про­лив­ки);

S = 1,3 – ко­эф­фи­ци­ент, за­ви­ся­щий от тол­щи­ны стен­ки от­лив­ки (1,3 – 2,3);

δ = 2,2 мм – сред­няя тол­щи­на от­лив­ки;

t = 1,3* 3 √2,2*0,13= 0,86 с, при­ни­ма­ем 0,9с

При рас­че­те раз­ме­ров лит­ни­ко­вой си­сте­мы не­об­хо­ди­мо опре­де­лить се­че­ние ми­ни­маль­но­го ка­на­ла для за­пол­не­ния фор­мы в се­че­ние оп­ти­маль­но­го вре­ме­ни.

Fmin = G / m*p*t√ 2*q*Hр, (10)

где: Fmin — ми­ни­маль­ное рас­чет­ное се­че­ние пи­та­те­ля, м 2 ; m — ко­эф­фи­ци­ент рас­хо­да (со­про­тив­ле­ния) (от 0,4 до 0,8); q — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, м/с 2 ; p — плот­ность жид­ко­го ме­тал­ла, кг/ м3 ; Н — сред­ний гид­ро­ста­ти­че­ский на­пор, м.

При m = 0,5; p = 9750 кг/­м 3 ; Нр = 0,0303 м; q = 9,8 м/с 2 по­лу­ча­ем:

Fmin = 0,13/0,5*9750*0,9√2*9,8*0,0303 = 0,0000385­м 2

На сто­я­ке рас­по­ла­га­ют­ся 8 от­ли­вок, на каж­дую от­лив­ку при­хо­дит­ся по 1 пи­та­те­лю.

Fпи­т=Fmin/8 = 0,0000385/8=0,0000048­м 2

Раз­ме­ры пи­та­те­ля бу­дут рав­ны:

dп = √4F/π = √(4 × 0,0000048 / π) = 0,00247215489 = 2.4 мм

Со­от­но­ше­ние пи­та­те­ля и сто­я­ка 1:3.

Fсто­я­ка=Fmin*3=0,0000385* 3 = 0,0001155­м 2

Опре­де­ля­ем диа­метр сто­я­ка:

Dст = √4F/π = √(4 × 0,0001155 / π) = 0,01212679543 = 12.1 мм

Ри­су­нок 1 — Диа­метр сто­я­ка (а) и пи­та­те­ля (б).

Расчет шихты

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Ноября 2013 в 08:53, контрольная работа

Краткое описание

1. Определение химического состава чугуна заданной марки
2. Шихтовые материалы для плавки чугуна
3. Изменение содержания химических элементов в шихте в процессе плавки
4. Выполнение расчетов при плавке чугуна в вагранке

Прикрепленные файлы: 1 файл

расчет шихты контр.docx

1. Определение химического состава чугуна заданной марки

Химический состав серых чугунов определяют по ГОСТ 1412-85

Рекомендуемый состав серого чугуна по ГОСТ 1412-85

Средний расчетный состав чугуна чаще всего определяют как полусумму указанных в табл. 1 и 2 предельных значений. Например, для чугуна СЧ 15 можно принять следующий состав: 3,6 % С, 2,2 % Si, 0,6 % Mn, не более 0,15 % S, не более 0,2 % Р.

2. Шихтовые материалы для плавки чугуна

Среди применяемых при плавке чугуна шихтовых материалов можно выделить следующие группы:

  • отходы собственного производства литейного цеха;
  • стальной и чугунный лом;
  • стальная и чугунная стружка;
  • чушковые чугуны;
  • ферросплавы и легирующие добавки;
  • лигатуры и модификаторы;
  • карбюризаторы.

К отходам собственного производства относятся литники, прибыли, выпоры, скрап, бракованные отливки и т.п. Как правило, химический состав отходов можно принять равным среднему расчетному составу выплавляемого чугуна. Количество отходов в шихте должно быть согласовано с балансом металла по цеху и выходом годного.

Все отходы целесообразно переплавлять в цехе. Это обеспечивает снижение себестоимости чугуна. Не переплавленные отходы придется фактически списывать. Так как цена металлолома значительно ниже себестоимости отходов, это приведет к повышению себестоимости чугуна. При выполнении расчета количество включаемых в шихту отходов либо указывается в задании, либо определятся при расчете баланса металла по цеху. В зависимости от марки чугуна и типа отливок (в зависимости от выхода годного) доля отходов шихте составляет от 15 до 35 %.

Читайте также:  Женские машины (автомат и ручные) - недорогие маленькие модели и их цена

Вторичные черные металлы (чугунный и стальной лом, стружка) должны соответствовать требованиям ГОСТ 2787-86. Их классифицируют по наличию легирующих элементов на категории (А — углеродистые, Б -легированные), на 25 видов по показателям качества и 67 групп по содержанию легирующих элементов. Химический состав лома указывается поставщиком в сертификатах и для каждой партии контролируется на предприятии. Количество чугунного лома в шихте колеблется от 10 до 40 %, а стального лома от 0 до 60 % в зависимости от химического состава лома, марки выплавляемого чугуна и типа плавильного агрегата.

3. Изменение содержания химических элементов в шихте в процессе плавки

В результате взаимодействия элементов шихты с газами, футеровкой печи и топливом происходит уменьшение (угар) или увеличение (пригар) содержания химических элементов в шихте. Выраженное в процентах изменение содержания элемента в процессе плавки, отнесенное к его содержанию в шихте, называют угаром элемента У. Величина угара У зависит от типа плавильного агрегата, его конструкции и размеров, режима плавки, а также от вида элемента.

В соответствии с этим на практике значения y для каждого элемента и типа плавильного агрегата характеризуются некоторыми диапазонами значений. Например, при плавке в вагранке угар кремния составляет 10-35 %, угар марганца 15-40 %, угар хрома 15-20 %. При плавке в вагранке с кислой футеровкой угар фосфора равен нулю. Содержание никеля при плавке не изменяется (Ум=0).

При опускании твердой шихты в верхней части печи происходит угар углерода Ус, а при протекании капель жидкого чугуна через холостую калошу и при выдержке его в горне происходит науглероживание, вызванное переходом углерода из кокса в чугун. Содержание углерода в чугуне Сч можно определить по формуле

где Сш — процентное содержание углерода в шихте;

Кн — коэффициент науглероживания, представляющий собой выраженное в процентах количество углерода, перешедшего из кокса в чугун.

Величины Ус и Кн зависят от многих факторов и колеблются в значительных пределах. При плавке серых чугунов в среднем при выполнении расчетов можно принять Кн=2 % и Ус=50 %.

Для того чтобы обеспечить в чугуне требуемое содержание углерода Сч необходимо, чтобы содержание углерода в шихте удовлетворяло следующему, полученному из (1) уравнения

Основное количество серы в вагранку поступает с коксом. 30 % серы кокса окисляется, а 70 % переходит в чугун, что приводит к повышению содержания серы в чугуне. При выполнении расчетов можно принять пригар серы 60 %.

Для обеспечения получения чугуна заданного состава необходимо определить содержание элементов в шихте с учетом их угара или пригара. Справедливо следующее балансное уравнение

где Эш и Эч — содержания элемента в шихте и в чугуне.

Отсюда находим уравнения для расчета содержания элементов в шихте

В случае угара У>0, а в случае пригара У 100)=3,2

4. Выполнение расчетов при плавке чугуна в вагранке 4.1.Последовательность расчета шихты

В обобщенном виде последовательность расчета шихты описана во введении. Рассмотрим здесь эту последовательность на примере расчета шихты для выплавки чугуна марки СЧ 15.

Определенные выше соответствующие значения для чугуна СЧ 20 записываем в соответствующие колонки в строках 1 и 3 табл. 6. Расчет ведем на 100 кг жидкого чугуна. Данные по угару элементов, помещенные в строку 2, определены как разность содержания элементов в шихте (строка 3) и в чугуне (строка 1). Угар железа принимаем равным 0,25 % от его содержания в чугуне, т.е

Суммарный угар элементов определится как алгебраическая сумма угаров элементов, т.е

У=0,34+0.2+0,23-0,6-0,056= =0,11 кг.

Примем количество вводимых в шихту отходов собственного производства равным 25 кг, а количество покупного чугунного лома — 14 кг. Химический состав применяемых шихтовых материалов приведен в табл. 7.

Читайте также:  Проверка состояния и замена реактивных тяг ВАЗ 2107 (Видео)

Внесем процентные содержания элементов в отходах и ломе в соответствующие колонки строк 4 и 5 табл. 6. Количества элементов, внесенных отходами и ломом, определяем путем умножения данных колонки 3 на процентные содержания элементов (колонки 4, 6, 8, 10 и 12) и деления на 100. В строке 6 приведены суммарные количества элементов, введенные отходами и ломом, а строке 7 — количества элементов, которые нужно вве сти остальными шихтовыми материалами. Они определены как разности соответствующих значений в строках 3 и 6.

В строке 7 в колонках 4, 6, 8, 10, 12 приведены требования по средним процентным содержаниям элементов в оставшейся части шихты. Они определены путем деления данных колонок 5, 7, 9, 11 и 13 на число в колонке 3 и умножения на 100. Например, процентное содержание углерода равно 1,47 100/60,11=2,45 %.

В остальной части шихты используется чушковый чугун. Содержание углерода в нем колеблется от 3,4 до 4,5 %, т.е. значительно выше полученного выше значения 2,45 %. Поэтому для обеспечения требуемого содержания углерода необходимо в шихту ввести стальной лом.

Целесообразно вводить в шихту среднекремнистые литейные чугуны марок Л3 или Л4, так как в структуре высококремнистых чугунов (Л1 и Л2) содержится значительное количество графитовой спели, отрицательно влияющей на литейные свойства чугуна.

Для получения достаточного количества перлита в структуре чугуна желательно вместе с литейным чугуном применять в шихте передельный чугун. Доля передельного чугуна в зависимости от марки выплавляемого чугуна колеблется от 10 до 25 % от количества литейного чугуна. Примем для использования в шихте литейный чугун марки Л4БШ и передельный чугун марки ПЛ1Б11. Количество передельного чугуна примем равным 20 % от количества литейного чугуна. Анализ химического состава этих чугунов показывает (данные колонок 6 и 8 в строках 9 и 10), что содержание в них кремния и марганца меньше требуемых значений, приведенных в соответствующих колонках строки 7 (по кремнию 2,45 %, а по марганцу 1,21 %).

Поэтому для обеспечения требуемых содержаний марганца и кремния необходимо применять ферромарганец и ферросилиций. При ваграночной плавке применяют низко кремнистый ферросилиций, чаще всего ФС20. Применим также низкоуглеродистый ферромарганец ФМн0,5.

Обозначим количество введенного стального лома буквой А, количество литейного чугуна буквой В, количество предельного чугуна примем равным 0,2В, а количество ферросилиция обозначим буквой С. Сумма количества стального лома, литейного, предельного чугунов и ферросилиция равна числу в колонке 3 в строке 7, т.е.

Отсюда находим, что С=60,11 -А-1,2В.

Напишем балансное уравнение по углероду

В этом уравнении слева сумма количеств углерода, вносимых стальным ломом, литейным и передельным чугуном, а в правой части количество углерода, которое необходимо внести (см. в строке 7 колонку 5).

Напишем балансное уравнение по кремнию

Здесь слева сумма количеств кремния, внесенного стальным ломом, литейным и передельным чугунами и ферросилицием, а справа количество кремния, которое необходимо внести (см. в строке 7 колонку 7). Подставим в это уравнение вместо С полученное выше выражение и после преобразований получим следующее уравнение

Решив совместно уравнения (4) и (5), получаем:

Количество стального лома А=20,62 кг; количество литейного чугуна В=30,22 кг, количество передельного чугуна равно 6,04 кг и количество ферросилиция ФС20 равно 3,22 кг.

Внесем эти данные в табл. 6. Внесем также в соответствующие строки и колонки величины по количеству внесенных материалами элементов. Как видно из строки 13, необходимо внести 0,436 кг марганца. Количество ферромарганца ФМн0,5 равно 0,436/0,85=0,51 кг. Внесем эту величину в колонку 3 строки 14 и рассчитаем количество внесенных ферромарганцем элементов.

В строке 15 приведены итоговые данные по составу шихты. Видно, что они практически не отличаются от приведенных в строке 3 необходимых значений. Содержание серы и фосфора в шихте меньше приведенных в строке 3 предельных значений.

В табл. 6 приведены итоговые данные по составу шихты, приведенные к 100 кг шихты.

Ссылка на основную публикацию
Сокол описание птицы, виды, что ест, сколько живет, среда обитания
Сокол сапсан - описание птицы, полет, гнездо, скорость Соколы выделяются в особое семейство хищных птиц, и сапсан— один из самых...
Снятие обшивки двери на Гранте
Устранение сверчков обшивки крышки багажника Калина 2 После зимы появилось сверчки обшивки крышки багажника. Для их устранения необходимо снять крышку....
Снятие панели приборов Калина; «»
Замена лампочек в приборной панели Лада Калина как поменять подсветку на щитке Подсветка панели приборов украшает салон, позволяет отчетливее видеть...
Солнечные батареи для отопления частного дома и дачи
Солнечные панели для частного дома в Казани Установите солнечные панели и начинайте экономить на счетах за электричество Комплекты от 71...
Adblock detector