6.2. Расчет шихты на компьютере

Исходные данные для расчета

Таблица 5 – Химический состав чугуна СЧ 20

Основные компоненты, %				Примеси, %, не более
Железо (Fe)	Углерод (C)	Кремний (Si)	Марганец (Mn)	Сера (S)	Фосфор (P)
Основа	3,3…3,5	1,4…2,4	0,7…1,0	< 0,15	< 0,2

Таблица 6 – Шихтовые материалы

№	Наименование компонентов	Хим. состав, %						Сумма всех элементов	Цена за 1 кг, руб	% шихтового материала без учета угара
		С	Si	Mn	S	P	Fe
1	Возврат чугун СЧ 20	0,36	0,27	0,65	0,045	0,04	98,635	100	10	30
2	Ст. лом Ст20	0,2	0,3	0,45	0,05	0,02	98,98	100	6	24,8
3	Передельный чугун	0,36	0,27	0,65	0,045	0,04	98,635	100	15	45,09
4	Ферросилиций ФС75	0,1	80	0,5	0,03	0,05	19,32	100	100	0,01
5	Ферромарганец ФМн90	0,2	2,0	85	0,03	0,03	12,74001	100	130	0,1

Рисунок 3- Расчет шихты

6.3. Определение порядка загрузки шихтовых материалов в плавильную печь

Шихту в тигель следует загружать осторожно без ударов и возможно плотнее. Габаритные размеры кусков шихты должны обеспечить хорошую плотность загрузки и отсутствие зазоров между ними и стенками тигля. Этим достигается быстрое расплавление металла и минимальный расход электроэнергии. Зона наивысшей температуры во время плавки находится в нижней части тигля, поэтому тугоплавкие ферросплавы следует загружать на дно тигля. Крупные и тугоплавкие куски шихты загружают вертикально, параллельно и ближе к стенкам тигля, легкоплавкие составляющие шихты – в середину тигля. Шихту в печи небольшой емкости загружают вручную.

6.4. Выбор шлакообразующих материалов

Флюсами называют минеральные вещества, добавляемые в шихту для понижения температуры плавления шлака, удаления золы из топлива в виде шлака, а также для изменения вязкости и жидкотекучести шлака. При плавке чугуна в ИЧТ применяют следующие флюсы: известняк, мартеновский шлак, апатито-нефелиновую руду.

Известняк. Известняк должен содержать 40-50% СаО, не более 1% Si и минимальное количество серы и фосфора. Качество известняка можно определить, не прибегая к полному химическому анализу. Для этого достаточно знать содержание нерастворимого осадка в нем. Навеску средней пробы известняка 0,5 г измельчают и растворяют в пробирке с 6,6 см³ соляной кислоты (1:1). Известняк растворяется быстро, в течение 20-30 с. По количеству нерастворимого осадка, состоящего из SiO₂ и Al₂O₃, можно установить сорт известняка.

Перед плавкой известняк подвергают дроблению на камнедробилке. Величина кусков известняка должна быть 25-100 мм, так как крупные куски трудно плавятся.

Таблица 7 – Состав известняка, %

Сорт известняка	СаО, не менее	SiO2	Нерастворимый осадок	Al2O3+Fe2O3	MgO	P2O5	O2
I	52,0	1,75	2,15	2,0	3,5	0,02	0,25
II	50,0	3,0	3,75	3,0	3,5	0,04	0,35
III	49,0	4,0	5,0	3,0	3,5	0,05	0,35

Известняк при плавке чугуна способствует разжижению шлака. Благодаря этому облегчается выпуск шлака из печи и уменьшается вероятность зависания шихты, процесс плавки идет более равномерно.

Мартеновский шлак. При плавке чугуна применяют основной мартеновский шлак или шлак из основных электропечей. Основной мартеновский шлак в изломе – матовый, плотный и имеет следующий состав: не более 25% SiO₂; 40% (СаО+MgO); не менее 20% (FeO+MnO); не более 2% P₂O₅ и 4% CaS. Содержание окислов железа не должно превышать 10%.

Шлак используют в раздробленном виде, размер его кусков должен быть 25-100 мм. Мартеновский шлак вводят в шихту в количестве 0,5-1,2% массы металлической шихты.

Плавиковый шпат. Плавиковый шпат представляет собой минерал кристаллического строения, окрашенный в разные цвета. Он понижает вязкость и температуру плавления шлака, тем самым укоряя химические реакции, происходящие в шлаке, увеличивает растворимость железа в шлаке и частично сам вступает в соединение с серой. Плавиковый шпат делят на три сорта. В плавиковом шпате I сорта должно быть не менее 92% CaF₂ и не более 5% SiO₂; II сорта – не менее 82% CaF₂, не более 20% SiO₂ и III сорта – не менее 25% CaF₂; содержание SiO₂ не лимитируется. При плавке вводят до 8 % плавикового шпата.

Распространению плавикового шпата препятствуют его высокая стоимость и дефицитность.

Апатито-нефелиновая руда. Эта руда представляет собой минерал 3 Са₃РО₄∙2 CaF₂. Руду делят на три сорта: I сорт содержит 25-26% P₂O₅; II сорт – 28-29% P₂O₅; III сорт – 31-32% P₂O₅. При этом 1 кг руды содержит 0,13-0,14 кг фосфора. Для плавки рекомендуется использовать апатито-нефелиновую руду II сорта. Размер кусков руды 25-100 мм. Иногда апатито-нефелиновую руду применяют взамен известняка (1% руды вместо 0,5% известняка) и при плавке чугуна для насыщения ее фосфором с целью повышения жидкотекучести.