Передільний чавун: технічні умови

Для того щоб перейти до розгляду передільного чавуну, необхідно розібратися в загальному складі цього продукту та його якостях. Отже, чавуном називають сплав, який складається з такого матеріалу, як залізо, вуглець і кілька інших домішок.

Загальний опис чавуну

Залежно від домішок, які використовуються для плавки чавуну, змінюються і його властивості. Однак є й ті особливості, які повинні підтримуватися в будь-якому випадку. Одна з них - це масова частка вуглецю в складі. Цей параметр повинен бути не менше ніж 214 %. Якщо показник вмісту вуглецю буде нижче, то це вже не чавун, а сталь. Тут важливо розуміти, що як такого звичайного чавуну не проводиться. В процесі отримання цього матеріалу в кінці операції завжди додаються присадки двох видів, за якими і відбувається поділ на ливарний або переробний чавун. Одна з особливостей цієї сировини також полягає і в тому, що температура, необхідна для його плавки, на 250-300 градусів вище, ніж для сталі. Щоб розплавити це речовина, потрібна температура в 1200 °С.

Як отримують чавун?

Тут відразу варто відзначити, що виробництво передільного чавуну або звичайного - це практично ідентичні процеси, а тому описувати обидва не має сенсу. Розглянемо лише загальну технологію плавки. Отже, щоб отримати дану речовину, необхідно витратити велику кількість ресурсів. Основним робочим сировиною є кокс і вода. Для того щоб вдалося виплавити тонну передільного чавуну, потрібно взяти приблизно 550 кг коксу або близько 900 л води. Кількість руди, яку витратять на переробку, точно визначити для кожної партії неможливо, оскільки її витрата повністю залежить від процентного вмісту заліза. Проте абсолютно будь-яку руду використовувати невигідно, якщо дивитися з точки зору економіки. З цієї причини застосовується сировина, яка містить від 70 % заліза у своєму складі і більше. Також важливо відзначити, що перед плавкою руда збагачується, а тільки після надходить в доменну піч, саме в них відбувається процес одержання чавуну. Електричні печі виплавляють лише 2 % від загальної кількості матеріалу.

Перший етап

Весь процес плавки поділяється на декілька етапів, пов'язаних між собою. Процедура починається з того, що в топку печі завантажують руду, у складі якої є магнітний залізняк. Крім того, можна використовувати руду, у складі якої є водна окис заліза або його сіль. Разом з завантаженням робочого мінералу в піч завантажуються і коксівне вугілля. Їх основна задача - це підтримка високих показників температури. Для того щоб швидше плавити руду і отримати доступ до залозу, в топку відправляється флюс. Речовина, що є каталізатором, сприяє більш швидкому розпаду руди. Тут важливо відзначити, що перед завантаженням у піч руда зазвичай проходить процес дроблення, промивання, сушіння. Всі ці етапи сприяють видаленню зайвих домішок, а також збільшення швидкості плавки.

Другий етап

До другого етапу виплавці передільного чавуну приступають тоді, коли в доменну піч були завантажені всі необхідні матеріали. Запускаються пальники, які підігрівають кокс, а той розігріває руду. Важливо знати, що при розігріві кокс починає викидати в повітря вуглець, який проходить по ньому, вступає в реакцію з киснем і утворює оксид. Дане летюча речовина бере активну участь у відновних процесах. Однак цей процес протікає лише до тих пір, поки в печі залишається повітря. Чим більше газу всередині домни, тим слабкіше цей ефект, а з плином часу він і зовсім припиняється. Коли цей момент настає, то весь газ, який всередині печі, йде, щоб підтримувати високу температуру всередині агрегату.
Весь надлишок вуглецю змішується з розплавленим речовиною, що поглинається залізом, що й утворює чавун. Всі елементи, які не розплавилися у процесі плавки, спливають на поверхню, звідки вони видаляються. Після завершення цього процесу очищення настає момент, коли в розплавлене сировину додають різні присадки. Який саме у підсумку вийде чавун залежить від того, який вид присадок буде застосовуватися.

Які чавуни передельные?

Якщо більш детально розглядати саме передельное речовина, то можна відзначити кілька відмінних якостей. По-перше, вміст марганцю і кремнію у складі набагато нижче, а по-друге, воно використовується для отримання сталі киснево-конверторним способом. Якщо говорити про ливарному чавуні, то він використовується для виробництва різної продукції. Тут також важливо відзначити, що весь матеріал, що відноситься до цієї групи, ділиться на кілька типів. Далі слід знати, що в залежності від свого складу переробний чавун поділяється на класи:

П1 і П2 - це маркування звичайного переделочного речовини;

ПФ1 ПФ2 і ПФ3 - це фосфористое сировину;

ПВК1 ПВК2 і ПВК3 - це група високоякісного чавуну;

чавун переробний ПЛ 1 і ПЛ2 - це категорія матеріалів, що належать до ливарного виробництва.

Для прикладу можна розглянути зміст цих речовин в сировині, має середній показник якості. Зміст Si від 02 до 09 %, Mn від 05 до 15 %, Р не більше 03 %, S не більше 006 %.

Особливості хімічного складу

Якщо розглядати хімічний склад, необхідний технічними умовами, то потрібно відзначити важливу особливість. Основне призначення передільного чавуну - це переплавка в сталь, а тому вимоги до його якості та складу визначаються сталеплавильними процесами. Однією зі слабких сторін такого технологічного процесу стало те, що він не в змозі впоратися з такою домішкою, як сірка. А так як основна різниця між чавуном і сталлю в змісті вуглецю, то стає зрозуміло, що основна задача, яка повинна бути виконана, це видалення вуглецю зі складу. Для того щоб досягти цієї мети, необхідно щоб хімічний склад дозволяв провести процес окислення. Саме за допомогою окислення вуглецю він видаляється з передільного чавуну. Однак тут необхідно розуміти, що при окисленні вуглецю під вплив потраплять і інші домішки - кремній, марганець, меншою мірою - залізо. Отримані речовини в ході цього процесу називають оксидами, після чого їх переносять в розряд шлаку. Кінцевим продуктом такої індустрії стає залізистий шлак - це відходи з підвищеним вмістом заліза, які істотно ускладнюють видалення сірки з складу. З цієї причини масова частка елемента S повинна бути мінімальна у складі передільного чавуну.

Переробка в інших пристроях

В залежності від того, яким саме методом чавун перероблявся на сталь, будуть пред'являтися і різні технічні умови до складу. Використавши киснево-конверторне пристрій, можна позбутися від такої домішки як фосфор. Чим вище масова частка цього елемента, тим вище хладноломкость сировини (розтріскування при низьких температурах). Якщо взяти, наприклад, мартенівські печі, то в них можна переплавити чавун в сталь практично будь-якого виду. Однак тут важливо стежити за кількісним вмістом фосфору і кремнію. Чим вище масова частка цих елементів, тим дорожче буде процес переробки. До того ж сильно збільшується і час, необхідний на завершення роботи. З цієї причини у складі матеріалу їх вміст не повинен перевищувати середніх значень технічної документації. Варто відзначити, що вміст марганцю в передельном чавуні не лімітується. Це пояснюється тим, що він сприяє процесам, пов'язаним з видаленням сірки. Ливарний чавун передільний характеризується тим, що вміст кремнію в ньому вище - до 12 %.

Державний стандарт

Як і у випадку з іншими промисловими матеріалами, чавун повинен виготовлятися за суворими правилами, описаними в державному стандарті. Для передільного чавуну - ГОСТом 805-95 встановлюються всі технічні умови, за якими він повинен створюватися. Регламентується кількісний вміст всіх хімічних елементів у кожній з груп.

Технічні вимоги за Гост

В документації зазначені пункти, які повинні дотримуватися в будь-якому випадку, а є ті, які встановлюються споживачем при договорі з виробником. До першої категорії відносяться наступні правила:

Марки чавуну, що відносяться до ПЛ1 і ПЛ2 повинні поставлятися на місця переробки з обов'язковим зазначенням масової частки вуглецю в складі.

Якщо переробний чавун виплавляється з руд, що належать до медесодержащим, то масова частка цього елемента в кінцевому підсумку не повинна перевищувати 03 %.

Виробництво цього матеріалу здійснюється в чушках, без перетискань, з одним перетисканням або двома пережимами максимум. У місцях перетискання товщина чушки (зливка) не повинна перевищувати 50 мм.

Маса чушки не повинна перевищувати такі значення, як: 183045 55 кілограмів.

На поверхні цих агрегатів не повинно бути будь-яких залишків шлаку.

Вимоги споживача

ГОСТ 805 для передільного чавуну також регламентує кілька технічних вимог, які споживач має право встановити при замовленні у виробника. До них відносяться наступні пункти:

Марки передільного чавуну, що відносяться до ПЛ1 і ПЛ2 повинні виготовлятися з масовою часткою вуглецю у складі від 4 до 45 % включно.

Якщо розглядати ці ж марки ПЛ1 і ПЛ2 які згодом будуть використовуватися для виготовлення виливків з чавуну з кулястим графітом, то масова частка хрому в такому речовині не повинна перевищувати 004 %. Також при виготовленні високоякісного передільного чавуну за ГОСТ, для подальшого виробництва поршневих кілець, слід обмежити вміст марганцю до 03 %, а хрому до 02 %.

Якщо немає спеціальних заявок, то звичайний переробний і високоякісний матеріал повинен виготовлятися з вмістом марганцю більше 15 %. Якщо проводиться переробний чавун фосфористої групи, то вміст фосфору більше 2 %.

Масова частка кремнію в таких марках, як ПЛ1 ПФ1 і ПВК1 повинна бути понад 12 %.

Дуже важливий пункт - це вміст сірки, яке допускається не більше 006 % в типах чавуну П1 П2 і ПЛ1 ПЛ2.

Приймання і контроль якості

У документі також встановлені правила приймання товару та операції з контролю якості. Прийом цього матеріалу дозволяється здійснювати тільки партіями. Партією вважається чавун, що належить до однієї марки, групи, типу і виду, а також має документ, який підтверджує якість продукції. Найчастіше в таких паперах вказують: товарний знак підприємства, яке виготовляло продукт; найменування підприємства, який виступає в ролі споживача; марку, групу, клас і категорію чавуну, штамп контролю та ще кілька пунктів. Якщо говорити про методи контролю, то тут необхідно перевіряти якість лусочок. Для цього використовувати збільшувальні прилади необов'язково. Для того щоб провести контроль якості, що стосується лусочок, використовується той метод, який був обумовлений між споживачем вироби і виробником. Якщо маса партії до 20 тонн, то відбирають 10 проб лусочок з різних місць. Якщо маса перевищує 20 тонн, то необхідно відібрати 20 проб з поверхні чавуну.

Структурний якість

Варто додати, що існує особливе поділ чавуну на такі види, як: білий, сірий, ковкий, високоміцний. Поділ на види здійснюється в залежності від структури матеріалу. Наприклад, до категорії білого чавуну відноситься та партія матеріалу, в якому весь вуглець перебуває у хімічно зв'язаному стані, а також має вигляд цементиту. З-за наявності цієї речовини забарвлення чавуну стає білою, звідки й назва. Якщо говорити про сірому чавуні, то тут основна відмітна якість - це вуглець, який представлений у вигляді графіту з формою вигнутих пластин або ж лусочок. З-за великої кількості цих елементів, злам чавуну має сірим кольором. Сплав заліза з вуглецем виробляють у великих кількостях в Китаї, Японії, Росії, Індії, Південній Кореї, Україні.