Чугун: спецификации

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

За да преминем към разглеждането на чугуна, е необходимо да разберем общия състав на този продукт и неговите качества. Така че чугунът се нарича сплав, която се състои от материал като желязо, въглерод и няколко други примеси.

Общо описание на чугун

В зависимост от примесите, използвани за топене на чугун, неговите свойства също се променят. Въпреки това, има някои функции, които трябва да се поддържат във всеки случай. Един от тях е масовата част на въглерода в състава. Този параметър трябва да бъде най-малко 2,14%. Ако съдържанието на въглерод е по-ниско, тогава вече не е чугун, а стомана. Тук е важно да се разбере, че като такъв обикновен чугун не се произвежда. В процеса на получаване на този материал в края на операцията винаги се добавят два вида добавки, според които се извършва разделянето на леярски или чугун. Една от характеристиките на тази суровина се крие и във факта, че температурата, необходима за нейното топене, е с 250-300 градуса по-висока, отколкото за стоманата. За да се стопи това вещество, е необходима температура от 1200 °C.

Как да получитечугун?

Тук веднага си струва да се отбележи, че производството на чугун или обикновен - това са почти идентични процеси и затова няма смисъл да се описват и двата. Помислете само за общата технология на топене.

И така, за да получите това вещество, трябва да похарчите много ресурси. Основните работни суровини са коксът и водата. За да можете да топите един тон чугун, трябва да вземете около 550 кг кокс или около 900 литра вода. Невъзможно е да се определи точно количеството руда, което ще бъде изразходвано за преработка за всяка партида, тъй като нейното потребление зависи изцяло от процента на желязо. Въпреки това е нерентабилно да се използва абсолютно всяка руда, ако погледнете от гледна точка на икономиката. Поради тази причина се използват суровини, които съдържат от 70% желязо в състава си и повече. Също така е важно да се отбележи, че преди топенето рудата се обогатява и едва след като попадне в доменната пещ, именно в тях протича процесът на производство на желязо. Електрическите пещи топят само 2% от общото количество материал.

Първи етап

Целият процес на топене е разделен на няколко взаимосвързани етапа.

Процедурата започва с факта, че в пещта на пещта се зарежда руда, която съдържа магнитна желязна руда. В допълнение може да се използва руда, съдържаща воден железен оксид или негова сол. Заедно с зареждането на работния минерал в пещта се зареждат и коксуващи въглища. Основната им задача е да поддържат високи температури. За да се стопи по-бързо рудата иполучите достъп до желязото, потокът се изпраща към пещта. Веществото, което е катализатор, допринася за по-бързото разпадане на рудата.

Важно е да се отбележи, че преди да се зареди в пещта, рудата обикновено преминава през процес на смачкване, измиване, сушене. Всички тези стъпки допринасят за отстраняването на излишните примеси, както и за увеличаване на скоростта на топене.

Втори етап

Вторият етап на топене на чугун започва, когато всички необходими материали са заредени в доменната пещ. Пускат се горелките, които загряват кокса, който загрява рудата. Важно е да се знае, че при нагряване коксът започва да отделя въглерод във въздуха, който преминава през него, реагира с кислорода и образува оксид. Това летливо вещество участва активно в процесите на възстановяване. Този процес обаче продължава само докато въздухът остава в пещта. Колкото повече газ е вътре в доменната пещ, толкова по-слаб е този ефект и с течение на времето той спира напълно. Когато настъпи този момент, целият газ, присъстващ в пещта, напуска, за да поддържа висока температура вътре в модула.

Целият излишен въглерод се смесва с разтопеното вещество, се абсорбира от желязото, което образува чугун. Всички елементи, които не са се стопили по време на процеса на топене, изплуват на повърхността, откъдето се отстраняват. След като този процес на пречистване приключи, идва момент, когато към стопената суровина се добавят различни добавки. Какъв вид чугун ще се получи в резултат зависи от товакакъв тип добавки ще се използват.

Кои чугуни?

Ако разгледаме веществото за преобразуване по-подробно, можем да отбележим няколко отличителни качества. Първо, съдържанието на манган и силиций в състава е много по-ниско, и второ, той се използва за производство на стомана по кислородно-конверторния метод. Ако говорим за чугун, тогава той се използва за производството на голямо разнообразие от продукти. Тук също е важно да се отбележи, че всички материали, принадлежащи към тази група, са разделени на няколко типа.

Освен това трябва да знаете, че в зависимост от състава си чугунът се разделя на класове:

• P1 и P2 са маркировките на обикновена преработвателна субстанция;
• PF1, PF2 и PF3 са фосфорни суровини;
• PVK1, PVK2 и PVK3 са група от висококачествен чугун;
• Чугун PL 1 и PL2 е категория материали, свързани с леярното производство.

За пример можем да разгледаме съдържанието на тези вещества в суровините със среден качествен индекс. Съдържанието на Si е от 0,2 до 0,9%, Mn е от 0,5 до 1,5%, P е не повече от 0,3%, S е не повече от 0,06%.

Характеристики на химическия състав

Ако вземем предвид химическия състав, изискван от спецификациите, трябва да отбележим една важна характеристика. Основната цел на чугуна е да се стопи в стомана и следователно изискванията за неговото качество и състав се определят от процесите на производство на стомана.

Една от слабостите на този технологичен процес бешече той не е в състояние да се справи с такъв примес като сярата. И тъй като основната разлика между чугун и стомана е съдържанието на въглерод, става ясно, че основната задача, която трябва да се изпълни, е отстраняването на въглерода от състава. За да се постигне тази цел, е необходимо химичният състав да позволява протичането на процеса на окисление. Чрез окисляването на въглерода той се отстранява от чугуна.

Тук обаче е необходимо да се разбере, че при окисление на въглерода ще бъдат засегнати и други примеси - силиций, манган и в по-малка степен - желязо. Веществата, получени по време на този процес, се наричат оксиди, след което се прехвърлят в изхвърлянето на шлаката. Крайният продукт на такава индустрия е желязна шлака - това са отпадъци с високо съдържание на желязо, което значително усложнява отстраняването на сярата от състава. Поради тази причина масовата част на елемента S трябва да бъде минимална в състава на чугуна.

Рециклиране в други устройства

В зависимост от метода, по който чугунът е преработен в стомана, ще бъдат представени различни спецификации за състава.

Използвайки устройство за преобразуване на кислород, можете да се отървете от такива примеси като фосфор. Колкото по-висока е масовата част на този елемент, толкова по-висока е студената крехкост на суровините (напукване при ниски температури).

Ако вземем, например, мартенови пещи, те могат да стопят чугун в почти всякакъв вид стомана. Важно е обаче да се следи количественото съдържание на фосфор и силиций. Какколкото по-висока е масовата част на тези елементи, толкова по-скъп ще бъде процесът на преработка. Освен това времето, необходимо за завършване на работата, значително се увеличава. Поради тази причина съдържанието им в състава на материала не трябва да надвишава средните стойности съгласно техническата документация. Трябва да се отбележи, че съдържанието на манган в чугуна не е ограничено. Това се дължи на факта, че допринася за процесите, свързани с отстраняването на сярата.

Чугуна се характеризира с това, че съдържанието на силиций в него е по-високо - до 1,2%.

Държавен стандарт

Както е случаят с други промишлени материали, чугунът трябва да се произвежда съгласно строги правила, описани в държавния стандарт. За чугун GOST 805-95 установява всички технически условия, според които трябва да бъде създаден. Количественото съдържание на всички химични елементи във всяка от групите е регулирано.

ГОСТ технически изисквания

В документацията са посочени точките, които трябва да се спазват във всеки случай, а има и такива, които се задават от потребителя по споразумение с производителя.

Първата категория включва следните правила:

1. Сортовете чугун, свързани с PL1 и PL2, трябва да се доставят до преработвателните обекти със задължителното посочване на масовата част на въглерода в състава.
2. Ако чугунът се топи от медно-съдържащи руди, тогава масовата част на този елемент в крайна сметка не трябва да надвишава 0,3%.
3. Производството на този материал се извършва вслитъци, без щипки, с една или две щипки максимум. В местата на прищипване дебелината на слитъка (слитъка) не трябва да надвишава 50 mm.
4. Масата на прасето не трябва да надвишава такива стойности като: 18, 30, 45, 55 килограма.
5. Не трябва да има остатъци от шлака по повърхността на тези устройства.

Изисквания на клиента

GOST 805 за чугун също регламентира няколко технически изисквания, които потребителят има право да задава при поръчка от производителя. Те включват следните артикули:

1. Сортовете чугун, свързани с PL1 и PL2, трябва да се произвеждат с масова част на въглерода в състава от 4 до 4,5% включително.
2. Ако вземем предвид едни и същи класове PL1 и PL2, които впоследствие ще бъдат използвани за производството на отливки от чугун с нодуларен графит, тогава масовата част на хрома в такова вещество не трябва да надвишава 0,04%. Също така, при производството на висококачествен чугун съгласно GOST, за по-нататъшно производство на бутални пръстени, съдържанието на манган трябва да бъде ограничено до 0,3%, а хром до 0,2%.
3. Ако няма специални искания, тогава обикновеният рециклиран и висококачествен материал трябва да бъде направен със съдържание на манган над 1,5%. Ако се произвежда чугун от групата на фосфора, тогава съдържанието на фосфор е повече от 2%.
4. Масовата част на силиция в класове като PL1, PF1 и PVC1 трябва да бъде повече от 1,2%.
5. Много важен момент е съдържанието на сяра, което е разрешено не повече от 0,06% при видовете чугун P1, P2 и PL1, PL2.

Приемане иконтрол на качеството

Документът също така определя правилата за получаване на стоки и операции за контрол на качеството.

Този материал може да се приема само на партиди. За партида се счита чугун, принадлежащ към една и съща марка, група, вид и тип, както и с документ, който потвърждава качеството на продукта. Най-често такива документи посочват: търговската марка на предприятието, което е произвело продукта; наименование на предприятието, което действа като потребител; марка, група, клас и категория чугун, контролен печат и още няколко артикула.

Ако говорим за методи за контрол, тогава тук е необходимо да се провери качеството на люспите. За това не е необходимо да използвате лупи. За извършване на качествен контрол на люспите се използва методът, който е договорен между потребителя на продукта и производителя. Ако масата на партидата е до 20 тона, тогава се вземат 10 проби от везни от различни места. Ако масата надвишава 20 тона, тогава трябва да се вземат 20 проби от повърхността на чугуна.

Качество на структурата

Заслужава си да добавим, че има специално разделение на чугуна на такива видове като: бял, сив, ковък, с висока якост. Разделянето на видове се извършва в зависимост от структурата на материала.

Например, категорията бял чугун е тази партида материал, в която целият въглерод е в химически свързано състояние и също има вид на цементит. Поради наличието на това вещество цветът на чугуна става бял, откъдето идва и името.

Ако говорим за сив чугун, тук основното отличително качество е въглеродът,който е представен под формата на графит с формата на извити плочи или люспи. Поради големия брой на тези елементи, счупването на чугун има сив цвят. Сплав желязо-въглерод се произвежда в големи количества в Китай, Япония, Русия, Индия, Южна Корея, Украйна.