18 Основы технологии литейного производства. Литейные сплавы и их свойства

Литейное произ-во – отрасль машиностроения, технологическими процессами к-рой получают литые заготовки (отливки), для деталей машин: станины прокатных станов, станины металлорежущих станков, корпуса гидротурбин и др. Характерной особ-тью явл-ся универсальность – вотзмож-ть получения самых разнообразных по массе, конфигурации, механ. и эксплуатац. св-вам фасонных заготовок (отливок) из чугуна, стали и сплавов цв. Ме. Сущность литейного производства заключается в приготовлении расплавленного Ме необх. кач-ва и заливке его в спец. литейную форму. Для изготов-я отливок применяют множ-во способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и пр.

Для произв-ва отливок используют спец. литейные сплавы, к-рые должны обладать высокими литейными, механич. и эксплуатац. св-вами; св-ва, состав и стр-ра должны быть постоянными, не изменяться в процессе эксплуатации готовой детали. Литейные сплавы делятся на черные (чугуны и стали) и цветные (тяжелые, напр. медные, и легкие, напр. алюминиевые). По содержанию спец. добавок: низко-, средне- и высоколегированные.

Жидкотекучесть – это способ-ть Ме и сплавов течь в расплавленном состоянии по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры отливки.

Газопоглощение – способность литейных сплавов в расплавленном состоянии растворять водород, азот, кислород и другие газы.

Усадка – св-во литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Усадка в отливках проявляется в виде усадочных раковин, пористости, трещин и короблений.

Ликвация – неоднородность хим. состава и сплава в различных частях отливки.Возникает в поцессе затвердевания отливки из-за различ. растворимости отдельных комп-тов сплава в его тв. и жид. фазах. Различают дендритную (химическая неоднородность наблюдается в каждом зерне) и зональную (различные части отливки имеют различный химический состав) ликвации.

9 Производство стали в мартеновских печах

М артеновская печь по устр-ву и принципу работы является пламенной отражательной регенеративной печью. В плавильном простр-ве сжигается газообразное топливо или мазут. Высокая темпер-ра для получения стали в расплавленном состоянии обеспечивается регенерацией тепла печных газов.

1-корпус; 2-под печи; 3-свод; 4-загруз. окна; 5-форсунки; 6-газовые каналы; 7-регенератор; 8-переключатель. Она работает непрерывно с периодическим сливом шлака и стали. Ч/з загрузочные окна на под печи выкладывают загрузочные материалы (шихту). После подачи воздуха ч/з регулятор 8 воздух направляется в один из предварительно нагретых регенераторов. Прерходя в верхнюю часть нагретый воздух воспламеняет топливо, подающееся ч/з форсунки 5. Пламя горит непосредственно над шихтой, увеличивая t °С до 1800°С. По мере плавления верхняя часть шихты опускается вниз, увеличивая темпер-ру в нижней части пода. Продукты сгорания удаляются ч/з боковой боров 6. Зола и тв. частицы попадают карман борова, откуда периодически вычищаются. Продукты сгорания проходят ч/з отключ. регенератор 7, повышая его темпер-ру до 1600°С. По мере охлаждения прод. сгор-я и нагревания регенератора система может переключаться переключателем 8 на др. регенератор.

В завис-ти от огнеупорных материалов рабочего простр-ва мартен. печи делят на основные и кислые. Наиб. распростр-е получили печи с осн. футеровкой, т.к. происходит очистка от Р. В завис-ти от состава шихты различают виды мартен. процесса:

– скрап-процесс, при к-ром шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25…45 % чушкового передельного чугуна.

– скрап-рудный процесс, при к-ром шихта состоит из жидкого чугуна (55…75 %), скрапа и железной руды.

Осн. операцией плавки в мартен. печи явл-ся кипение. Кипение происходит с  темпер-ры в верхней части шлака, над к-рой горит пламя. Для  процесса горения  Р подачи воздуха или меняют наклон форсунок. Кипение в стали приводит к выравниванию темпер-ры и хим. составу, способствует удалению из Ме абсорбир. газов, вредных примесей и перемещению неметалл. включений в шлак. В процессе кипения может подниматься уровень шлака, поэтому производится периодический слив шлака. Для углубления процессов очистки от S и P может наводиться новый шлак за счет загрузки в печь шихты с высоким содержанием осн. оксидов. Затем проводят раскисление металла в два этапа. Сначала раскисление идет путем окисления углерода металла, при одновременной подаче в ванну раскислителей – ферромарганца, ферросилиция, алюминия. Окончательное раскисление алюминием и ферросилицием осуществляется в ковше, при выпуске стали из печи. После отбора контрольных проб сталь выпускают в ковш.

Общая продолж-ть плавки ок. 10,5 часов. Эфф-ть работы печи зависит от ее объема. Чем больше объем печи, тем выше эфф-ть, поэтому сейчас используют печи с 2 подами.

Дост-ва: 1) высокая производ-ть печи; 2) высокая степень автоматизации и механизации; 3) создание усл-ий для более глубокого удаления P и S.