Экзаменационный билет № 6

1. Линейная и литейная усадка стали, факторы влияющие на ее величину. Роль литейной усадки в формировании качества отливок.

2. Дефекты в стальных отливках. Причины их возникновения и меры по устранению.

3. Плавка чугуна в коксовой вагранке. Устройство и работа вагранки.

Вагранки подразделяют: по степени отходящих газов: открытые, в которых дожигание газов производится непосредственно в шахте вагранки выше завалочного окна. Полузакрытые, в которых газы забираются ниже завалочного окна и поступают сначала на предварительную очистку, затем в камеру дожигания (рекуператор), после чего подвергаются окончательной тонкой пылеочистке и выбрасываются в атмосферу. Закрытые, в которых устройства дожигания газов и утилизация их тепла располагаются после системы полной пылеочистки. По теплотехническим особенностям: без пологрева и с подогревом дутья;

По типу применяемого топлива: коксовые, коксогазовые и газовые.

Вагранка-шахтная печь, работающая по принципу противотока. По условиям теплообмена между металлом, коксом и газами всю шахту вагранки можно условно разбить на четыре зоны: зона-I – зона подогрева шихты; она простирается от завалочного окна вниз до того уровня, на котором температура поверхности кусков чугунной шихты достигает температуры плавления (1150-1200 С) Размеры этой зоны не постоянны. Они зависят от многих факторов, в первую очередь от расхода кокса и воздуха и размеров кусков шихты. Зона II – зона плавления кусков металлической шихты. Продолжительность плавления 5 – 15 мин. в зависимости от размеров кусков, состава материала и условий теплообмена. За это время куски успевают опуститься в холостую калошу на 300-500 мм, т.е. время плавления определяет размеры зоны плавления. Зона III – зона перегрева жидкого чугуна, которая начинается с того места, где образуются капли чугуна и простирается до нижнего ряда фурм. Капли чугуна, стекая стекая по кускам раскаленного кокса и омываясь потоком раскаленных газов, значительно перегреваются. Зона IV – горн вагранки; она находится в нижней части шахты между нижней кромкой нижнего ряда фурм и лещадью. В этой зоне кокс и продукты его горения имеют более низкую температуру из-за недостатка кислорода. Чугун, стекая по кускам кокса и располагаясь между ними (при отсутствии копильника), охлаждается и насыщается углеродом и серой, поэтому желательно, чтобы время пребывания чугуна в горне вагранки было минимальным.

Металлургические процессы при плавке в коксовой вагранке

В кислородной зоне (4) h=200-600мм про-т образов. CO₂ и CO

C+O₂ =CO₂+34000 кДж/кг; (1)

C+0.5O₂ =CO +10300 кДж/кг; (2)

CO+0.5O₂ = CO₂ 23700 кДж/кг. (3)

Реакции (1) и (2) являются необратимыми, реакция (3) при Т выше 300 К протекает в обратном направлении

4. В чем отличие жаропрочных чугунов, особенности состава и технологии плавки и литья ?

Аустенитные никелевые чугуны, легированные Mn, Cu, Cr (нирезисты), применяются как коррозионностойкие и жаропрочные.

К жаропрочным относятся высоконикелевые чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом с аустенитной (ЧН15Д7) или аустенитно-карбидной матрицей, обладающие повышенным сопротивлением ползучести и пределом прочности (ЧН11Г7Ш, ЧН15Д3Ш, ЧН19Х3Ш и ЧН20Д2Ш).

Молибден подобно никелю и хрому увеличивает твердость отливок, повышает прочность при повышенных температурах (жаропрочность) – 350-400^оС. Чугун становится ростоустойчивым при переменных циклах нагрева и охлаждения.