книги из ГПНТБ / Грачев В.А. Современные методы плавки чугуна

6-6

б

Рис. 71. Агрегат для производства труб при плавке в дуплекс-процессе.

Опыт эксплуатации агрегата для отливки чугунных труб пока­ зал, что использование дуплекс-процесса не только целесообразно, но и необходимо.

Дуплекс-процесс выплавки чугуна более широкое распростране­ ние получил за рубежом [163—169].

Итальянские тигельные печи фирмы «Крещении» применяются в дуплекс-процессах производства чугуна [169]. Характеристика их приведена в табл. 56.

Эти печи хорошо зарекомендовали себя в работе. Так, на литей- но-механическом заводе в Бонджанни печь CSA-12G без замены футеровки проработала почти два года.

Большое применение дуплекс-процесс вагранка — индукционная печь нашел при производстве чугуна с шаровидным графитом. Процесс получения чугуна с шаровидным графитом за рубежом, как правило, состоит из четырех последовательно проводимых опе­ раций [165]: плавка в вагранке, обессеривание расплава, перегрев и доводка металла в электропечи, обработка расплава сфероидизирующими модификаторами. В одном из литейных цехов ФРГ установ­ лена вагранка горячего дутья производительностью 8—10 т/час с

232

копильником и индукционная печь средней частоты емкостью 5 т. Исходный чугун выплавляется в вагранке на шихте, состоящей из 15% специального доменного чугуна, 50% стали и 35°/0 возврата. Расход кокса 12—14%. Химический состав чугуна: 3,1—4,0% С; 1,0—1,8% Si; 0,2—0,4% Мп; 0,03—0,06°/о Р; 0,06—0,11% Si После перелива в индукционную печь и отбора предварительной пробы скачивается кислый шлак и начинается перегрев. После образова­ ния сплошного слоя карбида кальция включается мешалка; время перемешивания 7 минут. После перемешивания чугун, имевший 0,046—0,10% Si, содержит серы не более 0,015% [166].

На некоторых зарубежных заводах обессеривание исходного чу­ гуна производят не в индукционной печи, а в ковше специальной конструкции с пористой пробкой. Огнеупорная пористая пробка не­ проницаема для металла, но может пропускать через себя сжатый воздух. При использовании такого устройства металл из вагранки выпускают в хорошо подогретый ковш для обессеривания, куда вво­ дится карбид кальция, и производят продувку металла .сжатым воздухом через пористую пробку [165].

233

После перемешивания при температуре 1440—1480°С берется повторная проба, проводится дополнительная корректировка хими­ ческого состава, причем количество легирующих добавок не превы­ шает обычно 6—7 кг/т, и чугун выдается на дальнейшую обработку. Количество серы в чугуне после обработки не превышает 0,006%. Металл, перегретый до нужной температуры, выливают в сосуд для обработки сфероидизирующими присадками и модификаторами.

Внедрение дуплекс-процесса для получения высокопрочного чу­ гуна в описываемом цехе позволило достичь такой производительно­ сти, которая была бы возможной только при установке второй печи. Удорожание процесса плавки из-за большого износа тигля и стои­ мости карбида кальция перекрывается снижением затрат на элект­ роэнергию, расход которой сократился в среднем на 450 кет в срав­ нении с работой на твердой завалке. Расход магниевой лигатуры также снизился [166].

Применение в дуплекс-процессах канальных индукционных электропечей

Наиболее широкое распространение для производства чугуна в дуплекс-процессах за рубежом получили индукционные канальные печи.

Существует несколько типов канальных печей: барабанные, ковшовые и полубарабанные. К барабанным печам относятся, на­ пример, выпускаемые в ФРГ печи типа IRS и IRSV, конструкция которых описана выше. Барабанные канальные электропечи опи­ саны в литературе и широко известны. Менее известны другие кон­ струкции индукционных канальных печей. Печи типа IRV (рис. 72 а) имеют емкость 1 т для металла и с ней соединяются канальные ин­ дукционные элементы 2. Характеристика печей этого типа приве­ дена в табл. 57.

Принципиальное устройство печи полубарабанного типа показа­ но на рис. 72 6. Она вращается вокруг горизонтальной продольной

234

Рис. 73. Индукционные канальные печи типа «Duplex» малой емкости.

оси на катках 5 и имеет в сечении вертикальные боковые стенки 1 и 3 и выполненные по дуге крышку 2 и днище 6. В нижней части в месте сочленения вертикальной стенки и днища устанавливаются ин­ дукционные канальные элементы 4 и 7.

К печам такого вида относятся печи «Duplex», выпускаемые итальянской фирмой «Fomet» [170]. Этой фирмой разработано не­ сколько типов таких печей. На рис. 73 показаны печи малой емкости. Они могут быть выполнены в двух модификациях в зависимости от расположения оси поворота. Поворот печи, показанной на рис. 73 о, осуществляется вокруг оси 1, расположенной возле сливного жело­ ба 2. У печи, показанной на рис. 73 б, ось поворота 1 расположена ближе к центру тяжести. Поворот печей осуществляется при помощи механизмов поворота 5. В месте сочленения свода 3 с основным корпусом печи 7 с одного торца выполнено окно с дверцей 4. Индук-

236

Рис. 74. Индукционная печь типа «Duplex» средней емкости.

ционные элементы в печах малой емкости монтируются со стороны печи, противоположной сливному желобу. Они могут быть однофаз­ ные (рис. 73 б) или двухфазные (рис. 73 о). Характеристика этих печей приведена в табл. 58.

237

Печи средней емкости типа «Duplex» имеют несколько иную кон­ струкцию (рис. 74). Индукционные элементы 1 у этих печей распо­ лагаются на торцевых стенках справа и слева от сливного желоба 4. Механизм поворота 2 расположен с задней стороны печи; ось пово­ рота 3 находится возле сливного желоба. Характеристика этих пе­ чей приведена в табл. 59.

Печи большей емкости типа «Duplex» являются, по сути дела, уже барабанными печами (рис. 75). Их отличительной особенно­ стью является то, что индукционные элементы / расположены с тор-

238

Т а б л и ц а 59 Основные размеры печей «Duplex» средней емкости

цов цилиндрического кожуха 2.и с его лицевой стороны, на которой расположен сливной лоток 3. Типаж этих печей приведен в табл. 60.

Т а б л и ц а 60 Основные размеры печей «DupIex» большой емкости

Размер «С» печей средней и большой емкости связан с располо­ жением их в цехе и не зависит непосредственно от конструкции печи.

Большим преимуществом печей типа «Duplex» является унифи­ цированность и взаимозаменяемость индукционных элементов. Они выпускаются фирмой двух типов: однофазные и двухфазные. Мощ­ ность однофазных индукторов достигает 750 кет на одну единицу, вес до 4,4 т. Двухфазные индукторы еще более громоздки, но их мощность 1200 кет на одну двухфазную единицу.

Печи типа «Duplex» предназначены исключительно для исполь­ зования их в дуплекс-процессе с вагранками. Фирмой рекомендует­ ся 4 варианта установки печей, каждый из которых выбирается в зависимости от местных условий. Варианты расположения печей и сочетания их с вагранками показаны на рис. 76. Как правило, блок вагранок / из двух-штук сочетается с одной электропечью 2. Пере­ дача металла из вагранок в электропечь может производиться по

239

Рис. 76. Варианты расположения индукционных

двум желобам 3 и 4 (вариант /) или путем перемещения миксера по рельсам к одной из вагранок (вариант / / ) , или (посредством ковша 5 (вариант / / / ) . Вариант / / применяется при слишком большом рас­ стоянии между вагранками, а вариант / / / — при слишком малом. Возможен также вариант, при котором две вагранки сочетаются с двумя электропечами при помощи V-образного желоба 6 и перекид­ ного желоба 7 (вариант IV). Выбор этого варианта связан с особы­ ми условиями разливки металла или необходимостью приготовления двух различных марок металла одновременно с одного блока вагра­ нок. Выбор того или иного варианта установки индукционных мик­ серов определяется в основном местными условиями и соответству­ ющими технико-экономическими расчетами и предпосылками.

Индукционные канальные печи разрабатываются и в нашей стра­ не. Типаж этих печей приведен в табл. 61.

В дуплекс-процессе вагранка — индукционная печь чаще всего применяются канальные печи. Новые высококачественные огнеупо­ ры и усовершенствование конструкции индуктора и канала сущест­ венно повысили мощность и экономичность этих печей. Такие печи могут применяться при дуплекс-процессе в качестве копильников и раздаточных печей. Благодаря большей емкости канальной печи

240

ж

канальных электропечей в дуплексе с вагранками.

происходит выравнивание химического состава всего металла, вы­ пускаемого из вагранки. Подвод тепла снизу обеспечивает термоди­ намическое перемешивание ванны и выравнивание температуры металла. Путем целесообразного выбора емкости печи сглаживают­ ся возможные перебои в работе вагранки [164].