Расчет шихты для цветных металлов
Обновлено: 19.05.2024
Для получения литейных сплавов цветных металлов используют лом и отходы, чистые металлы, сплавы в чушках, лигатуры.
В соответствии с ГОСТ 1639-78 лом и отходы цветных металлов подразделяют по видам основного металла на алюминий и его сплавы, медь и его сплавы, медь и её сплавы и т.д. Цветные металлы по внешним признакам делятся на классы:
А – лом и кусковые отходы;
В – порошковые отходы;
Г – прочие отходы;
Д, Е и Ж – отходы содержащие ртуть.
По химическому составу – на группы: (I, II, III, IV, V, VI).
По качеству на сорта 1-4 (основным показателем сорта является степень незасоренности лома и отходов другими цветными металлами и сплавами). Сорт определяет вид лома, степень засор.
При выплавке сплавов в ряде случаев непосредственное введение в расплав некоторых элементов затруднено из-за большой разницы в температуре плавления основного металла и легирующей добавки или трудности её растворения в чистом виде, а так же высокой окисляемости или испаряемости. В этом случае добавляют лигатуры, т.е. промежуточные сплавы, в которых содержится значительное количество нужной легирующей добавки. Лигатуры должны удовлетворять следующим требованиям:
1) Иметь температуру плавления близкую к температуре плавления основного металла;
2) Обеспечить однородность по химическому составу;
3) Содержать возможно большее количество легирующего элемента, иметь достаточную хрупкость для удобства дробления.
Составы наиболее применяемых лигатур при плавке цветных металлов и сплавов приведены в справочной литературе.
Чистые металлы: никель, цинк, олово, свинец – являются основой при приготовлении соответствующих сплавов, а так же при легировании многих цветных сплавов на основе меди, алюминия, магния и др.
Неметаллическая шихта.
Флюсы – это минеральные вещества или их смеси, добавляемые в шихту в целях удаления из металла остатков топлива, оксидов, вредных примесей в виде шлака, а так же понижения температуры плавления шлака, изменения его вязкости и жидкотекучести. В ряде случаев флюсы предохраняют металл от окисления, рафинируют его, способствуют регулированию образования шлака в процессе плавки. В зависимости от назначения флюсы подразделяются на покровные, рафинирующие и универсальные. Составы флюсов и назначение приводятся в справочниках в технической литературе.
Модифицирование – процесс воздействия на кристаллизацию и структура сплава (улучшение механических свойств) введением в расплавленный металл малых присадок (модификаторов), практически не изменяющих его химический состав. Модификаторы улучшают механические свойства сплавов, так как при их введении измельчается структура, а вредные легкоплавкие примеси переводятся в тугоплавкие менее вредные соединения.
Методика расчет шихты.
Для расчета шихты необходимы следующие данные:
- химический состав заданного сплава по ГОСТу или ТУ;
- оптимальный расчетный состав сплава;
- химический состав исходных шихтовых материалов;
- угар отдельных компонентов сплава в процессе плавки.
При расчете необходимо учесть так же компактность шихты, тип плавильной печи и состав атмосферы в плавильной камере, продолжительность плавки и другие факторы. В зависимости от назначения сплава за расчетный состав может быть принят либо средний, либо оптимальный состав сплава. Если принят средний состав, то содержание отдельных элементов в сплаве указывают в некоторых пределах. Для получения оптимального состава принимают оптимальное содержание компонентов сплава.
Угар металла, возникающий в процессе плавки, является безвозвратной потерей. При расчете шихты потери на угар принимают обычно из практических данных.
Рассмотрим несколько примеров расчета шихты для различных сплавов.
Пример 1. Рассчитать шихту для сплава Ал5; плавка осуществляется в тигельной печи (примесями, содержащими в исходном материале и готовом сплаве, при расчете пренебречь).
По ГОСТ 2685 – 75 сплав содержит , % (массовая доля): Si 5, Mg 0,4, Cu 1,25, Al – остальное в качестве шихтовых выбираем материалы, содержащие, % - чушковый силумин СИЛО: Al 87; Si 13; лигатуры; Аl – Mg (Al 90, Mg 10), Al-Cu (Al 50, Cu 50). Угар элементов составляет, %: Si, Cu, Al – 1,0, Mg – 3.
Шихта рассчитывается на 100 кг сплава. Для учета угара отдельных элементов масса шихтовых материалов должна быть увеличена:
Расчет плавки цветных металлов
Расчет шихты для получения медного штейна методом автогенной плавки "оутокумпу". Проведение расчета шихты для плавки окисленных никелевых руд в шахтной печи. Материальный баланс плавки агломерата на воздухе, обогащенном кислородом, без учета пыли.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.10.2013 |
| Размер файла | 36,4 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Расчет шихты для получения медного штейна методом автогенной плавки «оутокумпу»
Концентрат состава, %: 26,00 Cu; 1,15 Ni; 32,00 S; 34,00 Fe; 1,65 SiO2; 2,25 Al2O3; 1,00 (CaO + MgO), прочие 1,95 плавят на штейн, содержащий 50% (Cu + Ni). Плавка ведется во взвешенном состоянии на подогретом воздушном дутье методом финской плавки.
Рассчитать материальный баланс, тепловой баланс и температуру дутья, обеспечивающую автогенность процесса.
Расчет ведется на 100 кг концентрата. Влажность шихты 1%.
Таблица 1.Рациональный состав концентрата
В качестве флюса используется песчаники следующего химического состава, %: 5,30 FeO; 75,00 SiO2; 13,50 Al2O3; 5,20 CaО; 1,00 прочие.
1. Для расчета материального баланса плавки определим выход и состав штейна.
Принимаем извлечение металла в штейн равным 98%.
Всего в штейн перейдет
(26,00 + 1,15) • 0,98 = 26,61 кг (Cu + Ni).
Масса штейна пр 50%-ном содержании металла составит:
26,61: 0,5 = 53,22 кг.
По справочным данным в штейнах с 50% металла содержится 2,00% кислорода и 23,70% серы.
В этом случае содержание железа в штейне составит:
100 - (50,00 + 2,00 + 23,70) = 24,30%.
В указанном количестве штейна содержится 26,61 кг (Cu + Ni), 12,39 кг Fe, 12,61 кг S и 1,06 кг О2.
(Содержание железа, серы и кислорода рассчитано через пропорции. Например, 53,22 кг штейна соответствуют 100%
Отсюда Х = (24,30 ? 53,22): 100 = 12,93 кг Fe).
В шлак перейдет железа: 34,50 - 12,93 = 21,07 кг.
2. Теперь рассчитаем количество кварца, необходимого для получения шлака. Расчет ведем на получение шлака, содержащего 30% SiO2.
Примем, что Х - общая масса шлака, У - масса загружаемого песчаника, кг.
Составляющие песчаника, указанного выше состава переходят в шлак полностью. Тогда общая масса шлака будет, кг:
Х = У + 21,07 ? 71,85: 55,85 + 1,65 + 3,25,
где 21,07 ? 71,85: 55,85 - масса FeO, образовавшаяся из железа концентрата, перешедшего в шлак;
1,65 - количество SiO2 в концентрате;
3,25 - количество Al2O3 + CaО + MgO в концентрате.
Второе уравнение получим из баланса 0,30 Х = 1,65 + У ? 0,75,
Где 0,30 - содержание SiO2 в шлаке;
0,75 - содержание SiO2 в песчанике;
1,65 - содержание SiO2 в концентрате.
Решая уравнения, находим: Х = 49,67 кг, У = 17,67 кг.
Результат проверяем подсчетом количества и состава шлака:
FeO - 27,11 + 17,67 ? 0,053 = 28,05 кг 56,47%
SiO2 - 1,65 + 17,67 ? 0,75 = 14,95 кг 30,10%
Al2O3 - 2,25 + 17,67 ? 0,135 = 4,64 кг 9,34%
CaО + MgO - 1,00 + 17,67 ? 0,052 = 1,92 кг 3,87%
Прочие 0,11 кг 0,22%
Итого 49,67 кг 100%
Практика показывает, что содержание металла в шлаке колеблется в пределах 0,6 - 1,2% (для этого вида плавки). Примем содержание металла и серы в шлаках равным 0,6 и 0,8% соответственно.
С учетом меди и никеля реальный состав шлака будет следующим, %: 55,81 FeO; 29,75 SiO2; 9,23 Al2O3; 3,82 CaО; 0,60 (Cu + Ni); 0,80 S.
Реальный состав шлака рассчитывается следующим образом:
49,67 ? 0,6: 100 = 0,3 кг (Cu + Ni);
49,67 ? 0,8: 100 = 0,4 кг S;
т.о., 28,05 + 14,95 + 4,64 + 1,92 + 0,3 + 0,4 = 50,26 кг шлака.
Отсюда пересчитываем в проценты: 28,05 кг ? 100: 50,26 кг = 55,81% FeO и т.д.
3. Для расчета состава и количества отходящих газов примем, что весь кислород, необходимый для осуществления реакций, поступает с подогретым дутьем.
На практике следует учитывать подсосы воздуха, 2-6%.
При содержании в шихте влаги 1% в печь поступит её (100 + 17,67): 0,99 - (100 + 17,67) = 1,20 кг.
С учетом содержания серы в штейне и шлаке её перейдет в газы:
32,0 - 12,61 - 0,40 = 18,99 кг, что составляет 37,98 кг SО2.
На окисление железа, переходящего в шлак, расход кислорода составит:
27,11 - 21,07 = 6,04 кг.
Общая потребность кислорода на плавку 100 кг концентрата будет, кг:
На окисление серы - 18,99;
На окисление железа - 6,04;
Переходит в штейн - 1,06;
Вместе с кислородом в печь поступит азота 26,09: 0,23 ? 0,77 = 8734 кг
Т.О., будет 26,09 + 87,34 = 113,43 кг (87,9 м 3 ) воздуха.
Состав и количество получаемых газов:
SО2 - 37,98 кг 13,30 м 3
N2 - 86,34 кг 69,90 м 3
Н2О - 1,20 кг 1,50 м 3
Итого - 126,52 кг 84,70 м 3 .
Полученные данные сводим в таблицу 2 материального баланса.
Таблица 2.Материальный баланс плавки
Загружено
Если при расчете баланса статьи прихода и выхода не равны, необходимо рассчитать величину невязки.
На основании данных материального баланса проведем расчет теплового баланса плавки.
Приход тепла
Окисление FeS
Количество железа, окисленного до FeО, в шлаке равно 21,07 кг. По реакции
2 FeS + 3О2 = 2FeО + 2SО2 + 26771,43 кДж
на 1 кг окисленного железа выделяется тепла 26771,43: 55,85 = 479,29 кДЖ. При окислении 21,07 кг Fe из FeS до FeО получим 21,07 • 479,23 = 10099,69 кДж.
Количество железа, окисленного до Fe3О4, в штейне составляет 167,55: 64 ? 1,10 = 2,80 кг.
По реакции 3FeS + 5О2 = Fe3О4 + 3SО2 + 98009,52 кДж на 1 кг окисленного железа выделяется тепла 98009,52: 3 ? 55,85 = 585,48 кДж. При окислении FeS до Fe3О4 выделится 1639,28 кДж.
Всего при окислении сернистого железа выделится тепла 10099,69 + 1639,28 = 11738,97 кДж.
2. Окисление серы
Всего в газы переходит серы 18,99 кг, в том числе от окисления FeS до FeО: 21,07 ? 32: 55,85 = 12,07 кг, и от окисления FeS до Fe3О4 2,80 ? 32: 55,85 = 1,60 кг.
Количество серы от диссоциации составит 18,99 - 12,07 - 1,60 = 5,32 кг.
На основании рационального состава концентрата проводим проверку этого количества серы.
Свободная сера будет выделяться при диссоциации смеси халькопирита и кубанита по реакции:
При этом количество диссоциированной серы составит 27,05 ? 0,70: 4 = 4,73 кг.
От диссоциации пентландита по реакции:
3NiFe1,2S2 > Ni3S2 + 3,6FeS + 0,4S выделится 1,29 ? 0,40: 6 = 0,09 кг серы, а от диссоциации пирротина по реакции:
Fe10S11>10FeS + S выделится 3,66 ? 1: 11 = 0,33 кг.
Всего получим серы: 4,73 + 0,09 + 0,33 = 5,15 кг, что соответствует расчету.
Количество тепла, выделяющегося при окислении 1 кг серы по реакции
S + О2 = SО2 + 16890,48 кДж равно 16890,48: 32 = 527,86 кДж.
Всего тепла от горения серы - 5,15 ? 527,86 = 2718,48 кДж.
Ошлакование закиси железа
Тепло от ошлакования железа определяем по реакции:
2FeО + SiO2 = 2FeО*SiO2 + 1666,67 кДж.
На 1 кг железа выделится 1666,67: 2 ? 55,85 = 14,93 кДж. Всего тепла от ошлакования железа выделится 21,80 ? 14,93 = 325,48 кДж.
Ошлакование окиси кальция
По реакции CaO + SiO2 = CaO ? SiO2 + 5119,05 кДж на 1 кг CaO выделится тепла 5119,05: 56 = 91,41 кДж, а всего - 1,92 ? 91,41 = 175,51 кДж.
Т.О., от экзотермических реакций поступит тепла:
11753,97 + 2718,48 + 325,48 + 175,51 = 14958,44 кДж.
Физическое тепло шихты при 25 0 С составит 116,51 ? 0,05 ? 25 = 145,64 кДж, а весь приход тепла составит 14958,44 + 145,64 = 15104,08 кДж.
Определим расход тепла, При нормальном ведении процесса температура продуктов плавки, т.е. штейна, шлаков и отходящих газов, составит 1150, 1250 и 1300 0 С соответственно.
При этом расход тепла с продуктами плавки составит, кДж:
Со штейном 53,22 ? 0,05 ? 1150 = 3060,15;
Со шлаком 50,26 ? 0,07 ? 1250 = 4397,75;
С отходящими газами:
С SО2 13,3 ? 170,3 = 2264,99;
С N2 69,9 ? 105,9 = 7404,39;
С Н2О 1,50 ? 132,38 = 198,57.
Всего расход тепла со всеми продуктами плавки равен 17325,85 кДж.
Примем, что потери тепла через кладку печи составляют 4,5% от прихода тепла. Тогда общий расход тепла составит 17325,85: 0,955 = 18142,25 кДж, т.е. потери через кладку составят 18142,25 - 17325,85 = 816,4 кДж.
Полученные результаты расчета сведем в таблицу 3.
Таблица 3. Тепловой баланс плавки
Потери через кладку
С воздухом требуется ввести тепла 18142,25 - (14958,44 + 145,64) = 3038,17 кДж. Энтальпия 1м 3 воздуха в этом случае будет 3038,17: 87,0 = 34,92 кДж; по таблице «Расход тепла на нагревание газов» находим, что это значение соответствует температуре приблизительно 404 0 С. Т.о., рассчитанная температура обеспечит автогенность протекания процесса.
Расчет шихты для плавки окисленных никелевых руд в шахтной печи
Составить материальный баланс плавки агломерата следующего состава, %: Ni 0,96; MgO 16,50; SiO2 48,10; Al2O3 7,0; Fe2O3 23,0; CaO 3,50; S 0,07; прочие 0,87.
Принимаем в штейне 20% Ni и 22% S; извлечение никеля рассчитываем по формуле В.И. Смирнова, считая содержание никеля в шлаке 0,2% (0,01 от содержания в штейне), выход шлака 100% от веса агломерата, угар 0,7%, пренебрегая пока уносом в пыль, возвращаемую на агломерацию.
И Ni = () *100 - 0,7 = 78,50%.
Расход сухого кокса 33% от веса агломерата, десульфуризация при плавке 50%. Состав кокса, %: 82,0 С; 1,0 летучих; 1,0 S и 16,0% золы. Состав золы кокса, %: 50,0 SiO2; 30,0 Al2O3; 11,0 Fe2O3; 5,0 CaO; 4,0 прочие.
Составляем расчетный баланс для подсчета количества потребного гипса и выяснения предварительного состава шлака, получающегося при плавке без флюсов, кроме гипса.
По условию содержание никеля в агломерате 0,96%, из них 78,5% переходит в штейн. На 100 кг агломерата в штейн переходит 0,96 * 0,785 = 0,75 кг Ni, этот никель в штейне составляет 20%. Штейна будет 3,75 кг (0,75: 0,2).
В штейне содержится 3,75 * 0,22 = 0,83 кг S.
При 50% десульфуризации в шихте должно быть 0,83: 0,5 = 1,66 кг S общ.
Содержание серы в шихте, кг:
В агломерате 0,07
В коксе 33 * 0,01 = 0,33
Должно быть введено с гипсом 1,66 - 0,40 = 1,26 кгS.
Следует ввести 1,26: 0,16 = 7,88 кг гипса. Вместо гипса можно принять пирит. Порядок расчета будет тот же. Расчетный баланс сведем в таблицу 1.
Таблица 1. Расчетный баланс плавки агломерата без учета воздуха, флюсов, пыли и угара
Предварительный состав шлака при плавке без флюсов:
Итого 102,48 100,00
При плавке без флюсов шлак получается слишком кислым (SiO2 + Al2O3 = 59,99%). Хотя содержание FeО почти на пределе, ведем расчет на добавку в качестве флюса только известняка. Расчет ориентируем на получение в шлаке 43% SiO2, учитывая довольно большое количество Al2O3.
Расчет количества известняка в этом случае получается несложным: в шлаке 51,25 кг SiO2; задано 43% SiO2.
Общий вес шлака 51,25: 0,43 = 119,19 кг.
Следует ввести 119,19 - 102,48 = 16,71 кг CaO.
Принимаем для упрощения чистый CaСO3 (56% CaO и 44% СО2).
Такого известняка потребуется 16,71: 0,56 = 29,84 кг и содержание CaO в шлаке составит (6,92 + 16,71): 119,19 * 100 = 21%. Содержание MgO в шлаке 16,50: 119,19 * 100 = 14,0%. Сумма 21 + 14 = 35% укладывается в предельное содержание 36%, но содержание FeО (17,3: 119,19 * 100 = 14,5%) получается почти на нижнем пределе 12%, т.е. агломерат является тугоплавким маложелезистым.
Для расчета количества потребного воздуха нужно задаться соотношением углерода, сгорающего в СО к углероду, сгорающему в СО2. Это соотношение равно соотношению этих компонентов в отходящих газах по объему, за вычетом объема СО2. На практике анализы отходящих газов дают отношение СО: СО2 (включая СО2 известняка) в среднем от 1: 1,5 до 1: 2.
Для нашего расчета данное соотношение принимаем СО: СО2 = 1: 1,5.
В этом случае сгорает в окись углерода 27,06: 2,5 * 1 = 10,82 кг С. и в углекислоту 27,06: 2,5 * 1,5 = 16,24 кг С.
Потребуется кислорода, кг
Для сгорания С в СО 10,82: 12 * 16 = 14,43
Для сгорания С в СО2 16,24: 12 * 32 = 43,31
За вычетом 7,63 кг О2, переходящего в газы из шихты (на восстановление Fe2O3 и CaSO4: 7,6 + 2,52 + 0,18 - 4,43) потребуется 51,48 кг О2 или 51,48: 0,23 = 223,83 кг воздуха.
Полученные данные сводим в таблицу 2.
Таблица 2. Материальный баланс плавки агломерата без учета пыли, оборотного и конвертерного шлаков, кг
Расчет шихты для плавки магния
Процесс плавки в тигельной печи с выемным тиглем. Расчет шихтовых материалов для плавки сплава МА3Ц: модифицирование, рафинирование. Определение необходимой емкости ковша, техника подготовительных работ перед заливкой. Механизм реализации заливки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.12.2012 |
| Размер файла | 19,0 K |
Исходные данные
Масса отливки, кг
Химический состав сплава
Суммарное количество примесей, не более
Процесс плавки ведем в тигельной печи с выемным тиглем. В качестве шихтовых материалов применяем чушковые материалы и возврат собственного производства. При приготовлении сплава в выемном тигле применяют флюс ВИ3. Перед плавкой ковши, ложки и другой инструмент промывают при температуре 750 - 800 єС криолитовым флюсом.
Стальной тигель нагревают до 400…500 0 С и загружают в него флюс ВИ3 до 10 кг. Флюс расплавляют, а затем небольшими порциями загружают в него подогретые до 120… 150 0 С шихтовые материалы. После введения всех составляющих шихты расплав нагревают до 700…730 0 С и проводят рафинирование и модифицирование. Выстаивают сплав 10…15 мин, отбирают пробы на химический и спектральный анализ и излом, затем при помощи различных ковшей разливают по формам.
Остаток металла (20…30% от объема в тигле) загрязненный оксидами и флюсом, сливают после каждой плавки и используют для производства предварительного сплава.
2. отходы и возврат
Расчет шихтовых материалов
Средний химический состав шихтовых материалов
У примесей, не более
Магний Мг90 ГОСТ 804 - 73
Алюминий А95 ГОСТ 11069 - 74
Цинк Ц1С ГОСТ 3640 - 79
Возврат собственного производства
Принимаем угар элементов:
Определяем количество элементов шихты
Средний химический состав сплава
Масса компонентов на 100 кг
Количество элементов, кг
Принимаем количество возврата - 40%. Возврат внесет, кг:
Al = 40*3,4/100 = 1,36 кг
Zn = 40*0,5/100 = 0,2 кг
Mn = 40*0,35/100 = 0,14 кг
Mg = 40*95,57/100 = 38,228 кг
Определим сначала количество лигатуры необходимое для получения заданного состава сплава по марганцу.
Необходимо внести Mn: 0,357 - 0,14 = 0,217 кг
Следует внести лигатуры Al - Mg - Mn: (Al - Mg - Mn) = 0,217*100/10 = 2,17 кг
Al = 2,17*70/100 = 1,519 кг
Mg = 2,17*19,9/100 = 0,432 кг
Упр = 2,17*0,1/100 = 0,00217 кг
Определим необходимое количество чистых металлов алюминия, цинка и магния.
Необходимо внести алюминия: 3,434 - 1,36 - 1,519 = 0,555 кг
Количество А95: 0,555*100/99,95 = 0,5552 кг
Примесей вносится: Упр = 0,5552 - 0,555 = 0,0002 кг
Необходимо внести цинка: 0,51 - 0,2 = 0,31 кг
Количество Ц1С: 0,31*100/99,96 = 0,3101 кг
Примесей вносится: Упр = 0,3101 - 0,31 = 0,0001 кг
Необходимо внести магния: 97,96 - 38,228 - 0,432 = 59,3 кг
Количество Мг90: 59,3*100/99,9 = 59,36 кг
Примесей вносится: Упр = 59,36 - 59,3 = 0,06 кг
Расчет шихты для плавки сплава МА3Ц
Цинк Ц1С ГОСТ 3640 - 93
Магний Мг90 ГОСТ 804 -73
Возврат: 40 * 100 / 102,395 = 39,23%
Алюминий А95 ГОСТ 11069 - 74: 0,5552 * 100 / 102,395 = 0,542%
Цинк Ц1С ГОСТ 3640 - 93: 0,3101 * 100 / 102,395 = 0,308%
Магний Мг90 ГОСТ 804 -73: 59,36 * 100 / 102,395 = 57,8%
Al - Mg - Mn: 2,17 * 100 / 102,395 = 2,12%
Модифицирование
В качестве модификаторов используют молотый мел, мрамор или магнезит. Для модифицирования магнезит дробят на куски до размеров 10Х25 мм и просушивают при температуре 150 - 200 єС. Магнезит вводят в расплав с помощью колокольчиков закрытого типа. Продолжительность модифицирования 5 - 10 мин. Если возникают очаги горения на поверхности металла, то ее засыпают флюсом. Затем снимают шлак и поверхность расплава посыпают флюсом.
Рафинирование
1) Рафинирование производят флюсом ВИ3 при температуре расплава 700…720 0 С, продолжительность перемешивания 5…6 мин. Затем удаляют использованный флюс и наносят свежий, нагревают до 750…780 0 С и выдерживают при этой температуре 10…15 мин. Снижают температуру расплава до температуры заливки 680…700 0 С и заливают формы.
Состав флюса ВИ3
Температура плавления, 0 С
2) Фильтрация. Для фильтрации применяют стальную сетку размером 1х1 мм, зернистые фильтры, изготовленные из магнезита, графита, кокса. Стальная сетка позволяет уменьшить содержание неметаллических включений в 3…4 раза. Фильтры из магнезита и углеродистых материалов почти полностью ликвидируют брак по пленкам и флюсовым включениям.
3) Для защиты сплава от интенсивного окисления вводят бериллий в количестве 0,1 кг на 100 кг металла.
Ёмкость ковша
Емкость ковша рассчитываем по формуле:
где M - металлоемкость заливочного ковша, кг; t - допустимый интервал заливки, 0 С; ti - падение температуры металла в ковше за время заливки одной формы, 0 С; Pi - металлоемкость одной формы, кг.
t = 20 0 С, ti = 3 єС, Pi = 16 кг.
плавка тигель заливка ковш
М = (20/3)*16 = 106 кг - расчетная металлоемкость разливочного ковша.
Заливка. Ковши перед заливкой промывают в тигле с карналлитовым флюсом и нагревают до температуры красного каления. Оставшийся флюс сливают через носок ковша. Во время заливки недопустимо попадание шлака в металл, а из тигля в ковш - без присыпки флюсом зеркала металла. Присыпать флюсом поверхность металла в разливочном ковше не разрешается, а в случае возникновения очагов горения поверхность металла покрывают смесью серы и борной кислоты или серным цветом.
Подобные документы
Расчет шихты для получения медного штейна методом автогенной плавки "оутокумпу". Проведение расчета шихты для плавки окисленных никелевых руд в шахтной печи. Материальный баланс плавки агломерата на воздухе, обогащенном кислородом, без учета пыли.
контрольная работа [36,4 K], добавлен 15.10.2013
Выбор плавильного агрегата - индукционной тигельной печи с кислой футеровкой. Подготовка и загрузка шихты. Определение необходимого количества хрома, феррохрома и марганца. Модифицирование высокопрочного чугуна и расчет температуры заливки металла.
практическая работа [21,6 K], добавлен 14.12.2012
Расчет шихты для плавки, расхода извести, ферросплавов и феррованадия. Материальный баланс периода плавления. Количество и состав шлака, предварительное определение содержания примесей металла и расчет массы металла в восстановительном периоде плавки.
курсовая работа [50,9 K], добавлен 29.09.2011
Определение параметров процесса плавки стали в конвертере с верхней подачей дутья: расчет расход лома, окисления примесей металлической шихты, количества и состава шлака. Выход жидкой стали перед раскислением; составление материального баланса плавки.
курсовая работа [103,4 K], добавлен 19.08.2013
Выбор плавильного агрегата. Подготовка шихтовых материалов. Исследование порядка загрузки шихты. Анализ состава неметаллической части шихты и кладки. Расчет количества шлака без присадок извести, чугуна в шихте, остаточной концентрации кремния и магния.
практическая работа [164,0 K], добавлен 11.12.2012
Устройство и рабочий процесс вагранки (плавильная печи шахтного типа). Описание технологии плавки. Материальный и тепловой баланс вагранки. Расчет размеров плавильной печи. Управление работой вагранки в период плавки. Дутье и период окончания плавки.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.03.2012
Приминение бестигельной зонной плавки. Применение метода зонной плавки для глубокой очистки металлов, полупроводниковых материалов и других веществ. Оборудование для зонной плавки. Установки зонной плавки в контейнерах. Влияние электромагнитных полей.
Расчет шихты для индукционной плавки аналитическим методом
Характеристика расчета шихты аналитическим путем. Методы определения количества шихтовых материалов, обеспечивающих получение жидкого чугуна заданного химического состава и определенных механических свойств. Особенности технических условий на отливку.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.01.2010 |
| Размер файла | 24,7 K |
Министерство образования Украины
Сумской Государственный Университет
Кафедра ПМ и ТКМ
Практическая работа №1
Студент Мысливченко А.Н.
Проверил Любыч А.Й.
Расчет шихты аналитическим методом
Рассчитать шихту для отливки «поршень» из СЧ35, с толщиной стенки -- 10 мм. Расчет ведем на 100 кг шихты.
1. Согласно ГОСТ 1412-85 химсостав серого чугуна СЧ35 состоит:
Массовая доля элементов, %
Чугун СЧ35 имеет структуру П + Г.
Для нахождения суммарного содержания С + Si применяем структурные диаграммы Грейнера и Маурера.
Для отливки с толщиной стенки -- 10 мм. С + Si = 4,55 %.
Согласно ГОСТ 1412-85 количество углерода принимаем С = 2,9 %, тогда содержание Si = 4.55-2.9=1.65%
Содержание остальных элементов также принимаем согласно ГОСТ 1412 - 85
2. Определяем содержание элементов в шихте с учетом угара.
где: Эм - содержание элемента в шихте.
Э.ж.м. - содержание элемента в жидком металле.
%- процент угара элемента.
При плавке чугуна в индукционной печи угар элементов составляет:
3.Определяем количество углерода, которое нужно зашихтовать.
где:См - количество углерода в отливке.
Сж.м. - количество углерода в жидком чугуне, %.
4. Определяем количество стального лома для понижения углерода в шихте от 2.9 до 2.6 и повышение механических свойств чугуна. Для этого составляем балансное уравнение по углероду вносимого составляющими шихты.
ах+(100-х)*д=См •100
где: а - содержание углерода в стальном ломе, %
х - количество стального лома в шихте, %
д - среднее содержание углерода в чугунном ломе и чушковом чугуне.
(100-х) - количество чугунного лома чушкового чугуна и возврата собственного производства.
См - количество углерода в шихте
Стальной лом применяем следующего химсостава:
Среднее содержание всех чугунных составляющих равно 2.9%
Количество углерода, вносимое этим составляющим, будет:
Содержание Si - 1.6%
Количество Si вносимое в шихту:
Содержание Mn- 1.2%
Количество Mn вносимое в шихту:
Содержание P- 0.2%
Количество P вносимое в шихту:
Содержание S- 0.15%
Количество S вносимое в шихту:
Аналогично для чугунного и стального лома. Данные заносим в таблицу.
После этого сложением массы внесенного элемента каждым составляющим шихты, определяем статью «Итого в отходах и ломе».
1. Отходы собственного производства внесли углерода -- 0,66 кг.
2. Чугунный лом -- 0,465 кг. 3Стальной лом --0,02 кг.
Итого в отходах и ломе: 1.145 кг.
5. Для нахождения неизвестных в шихте Л1 ЛХЧ1 составляем уравнение по количеству элементов вносимых составляющими шихты. Уравнение составляем по Si.
Находим содержание элементов в Л1 и ЛХЧ1 и заносим их в таблицу.
6. Определяем состав шихты для индукционной плавки. Обычно в состав шихт входят:
Возврат собственного производства, количество его равно сумме отходов на литниковые системы и браку отливок. Для отливок из серого чугуна возврат составляет 30 -- 35 %.
Лом чугунный 15 - 25%. Количество чугунного лома необходимо принимать из расчета того, чтобы в сумме с возвратом собственного производства на их долю припадало 40 - 45 % состава шихты.
Доменный чушковый чугун 20 - 40 %.
Стальной лом около --10%.
Принимаем следующий состав шихты:
Отходы собственного производства -- 22 %.
Чугунный лом -- 15%
Чушковые чугуны: Л1, ЛХЧ1.
Стальной лом -- 11.5 %
Содержание и количество в шихте
Содержание в шихте, %
Отходы собств. пр-ва
Итого в отходах и ломе
Чушковый чугун Л1
Итого в чушковых чугунах
Итого в ломе и чугунах
Во время расчёта шихты я определил количество различных шихтовых материалов, которые обеспечит получение жидкого чугуна заданного химического состава, а следовательно и определенных механических свойств. Исходными данными для расчета шихты служили заданный хим. состав жидкого чугуна. Величина угара или пригара элементов в процессе ее плавки, хим. состав всех шихтовых материалов и технические условия на отливку.
1. Н. Д, Титов, Ю. А. Степанов. «Технология литейного производства». М. 1985 г.
2. Н. Т. Тирмович. «Справочник по чугунному литью». М. 1960 г.
Определение содержания элементов в шихте с учетом угара, их описание. Балансовое уравнение по углероду. Обеспечение получения жидкого чугуна с заданными механическими свойствами. Химический состав шихтовых материалов и технические условия на отливку.
практическая работа [24,9 K], добавлен 30.01.2010
Технология получения чугуна из железных руд путем их переработки в доменных печах. Расчет состава и количества колошникового газа и количества дутья. Материальный баланс доменной плавки, приход и расход тепла горения углерода кокса и природного газа.
курсовая работа [303,9 K], добавлен 30.12.2014
Химический состав компонентов шихты. Определение состава доменной шихты. Составление уравнений баланса железа и основности. Состав доменного шлака, его выход и химический состав. Анализ состава чугуна и его соответствие требованиям доменной плавки.
контрольная работа [88,4 K], добавлен 17.05.2015
Расчет шихты доменной печи. Средневзвешенный состав рудной смеси. Выбор состава чугуна и шлака. Оценка физических и физико-химических свойств шлака. Заплечики и распар, шахта и колошник. Профиль и горн доменной печи, показатели, характеризующие ее работу.
Глава 7 составление и расчет шихты
При выборе и расчете шихты учитывают особенности отдельных шихтовых материалов, их физико-химические свойства. Кроме того, необходимо принимать во внимание методику ведения процесса плавки, конструкцию применяемого плавильного агрегата и род топлива (отражательные или тигельные печи, электрические или работающие на жидком или газообразном топливе), так как это в большей степени влияет на величину потерь металлов при плавке.
Для расчета шихты необходимо иметь следующие данные: 1) химический состав приготовляемого сплава, принимаемый за основу при расчете шихты; 2) исходный состав исходных шихтовых материалов; 3) величину потерь металлов в процессе приготовлении сплава (угар).
Химический состав приготовляемых сплавов и допускаемые пределы содержания от дельных компонентов устанавливаются соответствующими ГОСТами или техническими условиями.
Обычно расчет шихты ведется по одному из двух методов.
1. По среднему химическому составу сплава. Например, для алюминиевой бронзы марки БрАЖ9-4 средний химический состав, по которому можно вести расчет шихты, будет:
9 % Аl; 4 % Fe и 87 % Сu.
2. По оптимальному химическому составу, при котором сплав имеет наилучшие технологические и эксплуатационные свойства. В отдельных случаях оптимальный состав может не отличаться от среднего химического состава.
При расчете шихты для приготовления сплавов АК6 и Д16 содержание меди следует принимать по верхнему пределу, что способствует снижению склонности сплавов к трещинообразованию. Содержание железа должно быть на нижнем пределе для уменьшения ликвации. Содержание магния и кремния принимается по нижнему пределу.
Обычно расчет шихты ведется на 100 кг готового сплава (в отличие от драгоценных металлов, где расчет ведется на 100 г сплава), т. е. при расчете определяется необходимое количество шихтовых материалов, которое нужно загрузить в печь, чтобы получить 100 кг готового сплава. При расчете увеличиваются потери, получающиеся в процессе приготовления сплава, или так называемый угар.
Угар складывается из потерь вследствие испарения, потерь в результате взаимодействия жидкого металла с атмосферой печи и образования не растворимых в металле соединений (из них наибольшее значение имеют оксиды) и потерь вследствие взаимодействия сплава и футеровки печи. Угар можно учитывать не по всем компонентам сплава, а только по одному из наиболее угораемых. Угар остальных компонентов может быть учтен, если считать их в шихте по верхнему пределу содержания, указанному в ГОСТе.
В случае необходимости иметь более точный расчет шихты надо учитывать угар отдельно по каждому компоненту. О величине угара судят по разности весов загруженной шихты и полученного жидкого или твердого металла или сплава.
Угар различных металлов при плавке в различных условиях колеблется в пределах, приведенных ниже, на примере выплавки медных сплавов.
При расчете шихты встречаются четыре вида сочетаний шихтовых материалов:
1) шихта только из первичных металлов;
2) шихта как из первичных металлов, так и из первичных или вторичных сплавов и лигатур;
3) шихта из отходов, возвратов с применением первичных металлов и лигатур;
4) шихта только из отходов, возвратов и ломов.
Наиболее часто встречается в практике третий случай составления шихты, так как у любого плавильщика в процессе плавок образуются разнообразные отходы, которые используются в качестве шихтовых материалов, — их называют отходами собственного производства или возвратами.
Кроме отходов собственного производства литейщики используют разнообразные ломы и отходы, поступающие со стороны. Количество возвратов и отходов, которое должно быть использовано в качестве шихтового материала при приготовлении сплавов, оговорено в инструкциях и технологических картах. В табл. 2.7.1 приведены примерные составы шихт при приготовлении различных сплавов, наиболее часто встречающихся при изготовлении художественных отливок.
Читайте также: