Влияние отдельных факторов на ход ваграночной плавки
В течение целого года автором проводились испытания по обнаружению влияния отдельных факторов на ход плавки в вагранке. Тут нет возможности дать полное описание их, исходя из этого приводим лишь те, каковые воображают неспециализированный интерес. Остановимся на 14 комплексных сериях опытов, проводившихся в том цехе, где создатель трудился в качестве, металлурга.
Целью опытов было увеличение качества чугуна при отказе от дорогостоящих сырых материалов. Вагранка, в которой производились испытания, имела диаметр в свету 1,8 м. Вес колоши 1000 кг; колоша складывалась из 25% металлического лома и 75.% доменного чугуна. v,
Данный тип шихты не совсем прост для рядовой литейной в Соединенных Штатах, но в этом случае шли на устранение всех переменных размеров, зависящих от состава железной шихты. То, что при таком составе шихты получался подходящий по заданному составу чугун, являлось достаточным основанием для ее выбора.
Переменными факторами в Ириведенной серии опробований были: 1) давление дутья, 2) количество общий метод 3) и кокса ведения плавки. По окончании предварительных опытов плавок мы остановились на оптимальном давлении дутья от 500 до 510 мм вод. ст. Мы поставили себе задачей узнать влияние давления на уровень качества чугуна. Расход кокса в среднем составлял 11%; в отношении этого фактора нужно было изучить влияние его на физические особенности чугуна.
Особенность способа плавки заключалась в том, что дутье прекращалось) по крайней мере три раза в течение плавки, что Противоречит практике, защищаемой известными металлургами. Поставленный опыт должен был осветить эту крайне важную сторону работы вагранки. Вагранка была разрешена войти на постоянную работу в течение некоего периода чтобы совершенно верно установить, какой итог окажется от для того чтобы способа, после этого по окончании полной записи результатов опробования, вагранка перешла на периодическую работу.
Способ подготовки к опробованиям пребывал в том, что детально определялись ваз переменные Факторы, участвовавшие в ходе).
Рис. 32.
Было совершено следующее:
1) измерена холостая колоша по высоте и взвешено все количество кокса;
2) взвешены все материалы железной шихты;
3) взвешен целый чугун, выпущенный из летки,—-все отливки, сплески и остаток чугуна, нерасплавившийся в вагранке1;
4) целый остаток столба шихты, вываленный через днище, был пропущен через магнитный сепаратор и промывочный барабан для определения утрат;
5) все образцы, отливавшиеся через шесть раз в час, были подвергнуты химическому анализу;
6) температура чугуна измерялась при каждом его выпуске из вагранки;
7) твердость измерялась на каждом отлитом примере, сопротивление на разрыв определялось по стандартному пробному бруску в соответствии с спецификации Американского общества опробования материалов.
Результаты опробований приведены ниже. Для каждой группы опробований были выстроены кривые, что позволяет без проблем сопоставлять результаты.
Опробование № 1, представленное на графине рис. 32, было совершено при стандартной высоте холостой колоши (750 мм выше фурм) при постепенном увеличении давлении дутья с 100 до 630 мм вод. ст. По кривой содержания кремня возможно делать выводы, что коксовая колоша через чур очень сильно выгорела перед тем, как было разрешено войти дутье.
После этого она говорит о том, что количество кокса между железным колошами было достаточным чтобы восполнить холостую колошу и таким стразом ослабить выгорание кремния в предстоящих выпусках.
Рис. 33.
Кривые рис. 32—46 не требуют особенных пояснений.
Опробование № 2, представленное на графике рис. 33, было про—ведено с целью продемонстрировать влияние постоянного давления дутья в течение всей плавки. Кривая давлений не показывает на данный фактор ка кна постоянный; в повседневных условиях производства маленькие колебания приемлемы. В этом случае давле ние было забрано 550 мм вод. ст., т. е. на 40 мм выше того, которое практически требовалось.
Итог был занимателен в отношении того. что при более большом давлении коксовая колоша, выжигалась, а это усиливало окисление кремния на 10—20%. Влияние па твердость было таким, как и предполагалось, — по мере уменьшения содержания кремния твердость возрастала в прямой пропорции. Влияние на температуру практически было незаметно.
В отношении углерода влияние было подобно тому, которое наблюдалось при опробовании № 1, в частности — постоянное пониясе-ние неспециализированного содержания углерода по обстоятельству более низкой холостой колоши, что результат давления выше обычного.
Рис. 34.
Опробование № 3 (рис. 34) было совершено при повышении холостой (юолоши с 750 до 1000 мм и при работе вагранки под давлением в 530 мм вод. ст., т. е. обычном для данной вагранки. Давление неспешно возрастало до 590 мм. Итог был обычный. Окисление в общем было обычное в течение всей плавки.
Твердость возможно было признать равномерной. Температура возрастала пропорционально давлению. Это есть прямым доказательством того, что способ производства чугуна высокой крепости, используемый Интернациональной никелевой компанией, есть в полной мере обоснованным.
Опробование № 4 (рис. 35) велось при обычном ходе плавки. Отдельные факторы в каждом опыте были обычны. Повышение сопротивления разрыву разъясняется уменьшением содержания углерода.
Уменьшение содержания углерода в вагранке и необходимо было ожидать при обычном ходе плавки потому, что холостая колоша оседает до постоянного уровня по окончании одного часа работы, и благодаря выравнивания всех других факторов процесса.
Опробование № 5 (рис. 36) выявляет эффект повышения коксовой колоши при одновременном применении низкой холостой колоши. Последняя была забрана высотой 550 мм над уровнем фурм.
Рис. 35.
Кокс в первых четырех колошах бы забран в размере 15% от веса железной шихты против простых 10%. Холостая колоша была, само собой разумеется, непропорциональна давлению, и температура чугуна срочно понизилась. По окончании четвертой колоши коксовая колоша была уменьшена до обычной, и давление дутья не- какое количество встало.
Эффект был увиден на данный момент же: температура снова встала пропорционально давлению; скорость окисления также увеличилась. Так было доказано, что высота коксовой колоши над фурмами имеет значение в отношении защиты металла от окисления. Кроме этого было доказано, что плавление происходило не в том поясе, что в большинстве случаев указывается вагранщиками, а в зоне выше пояса холостой колоши.
прочность и Твёрдость также изменились в соответствии с высотой коксовой колоши, температурой и давлением чугуна.
Опробование № 6 (рис. 37) показывает результаты, получающиеся при уменьшении давления дутья. В этом случае все другие условия работы, за исключением давления дутья, были стандартны. Дутье с 670 мм вод. ст. неспешно было снижено до 520 мм, была дана холостая колоша, и в следствии понижения давления скорость плавки уменьшилась, а содержание углерода увеличилось; температура пала, твёрдость и прочность чугуна уменьшились.
Увеличение кремния и содержания углерода является доказательством того, что коксовая колоша имеет воздействие защиты железной шихты, и того, что плавление происходит выше территории, где футеровка в большинстве случаев выгорает. Это обосновывает кроме этого, что рядовая вагранка обязана действующий при обычных, прекрасно отрегулированных условиях, в противном случае результаты получаются переменными.
Рис. 36.
Опробование № 7 (рис. 38) было совершено над вагранкой при переменном давлении дутья (см. кривую). В этом случае температура, и окисление и физические свойства следовали кривой давлений.
Полученные результаты подтверждают результаты исследований, совершённых компанией «Дженераль Электрик».
Опробование № s (рис. 39) показывает результаты, полученные при повышении высоты холостой колоши с 750 до 850 мм выше фурм и увеличении давления воздуха с 510 до 540 мм вод. ст. Температура металла (из летки) срочно поднялась в среднем на 25°.
Это показывает, что при обычном окислении смогут быть взяты обычные физические особенности, в случае если повысить холостую колошу пропорционально повышению давления дутья.
Опробование № 9 (рис. 40) дублирует опробование № 7 с тем отличием, что давление было повышено и холостая колоша поднята с 750 до 1000 мм выше фурм. При плавке температура оставалась более постоянной если сравнивать с простыми пределами колебаний.
Меньшие колебания были взяты кроме этого в содержании кремния и углерода. В следствии прочность металла была более постоянна, а твердость колебалась в более узких пределах. Опыт данный доказал, что рациональным режимом плавки возможно устранить вредные эффекты, приобретаемые при неравномерном давлении дутья.
Рис. 41.
Опробование № 10 (рис. 41) велось в условиях переменного давления дутья. Данный фактор имеет в большинстве случаев место в малых вагранках, -где заливка в формы либо расход металла на литье не находятся в правильном соответствии с выпуском чугуна. Высота холостой колоши была взята на 900 мм выше фурм против простых 750 мм.
Колебания давления должны были отбываться на темпе литья. При больших давлениях предполагалось взять более интенсивную выплавку как бы для покрытия расхода металла на более большие отливки.
Более низкие давления давались для понижения скорости выпуска чугуна, дабы Оставалось время на заливку. Оловом во всем были воспроизведены простые условия производства в рядовой литейной для разнообразного литья. Более высокая холостая колоша была применена для защиты металла в шихте, поскольку прошлые Испытания продемонстрировали, что изменение давления дутья является причиной колебаний физических особенностей выплавляемого чугуна.
Результаты продемонстрировали, что холостая колоша была поднята однако не хватает высоко, исходя из этого оказались колебания в физических особенностях чугуна. Окисление кремния и углерода шло неравномерно; твердость также колебалась без каких-либо видимых обстоятельств, температура увеличивалась по мере повышения давления дутья.
Рис. 42.
Каждое из приведенных опробований Доказало, что уровень качества чугуна, производимого из вагранки, в той либо другой степени зависит от высоты холостой давления и колоши воздуха. Высота коксовой колоши также Влияет на состав чугуна.
Дабы исчерпать вое операции, видящиеся в простой производственной практике, были совершены еще два следующих опыта, В течение 14 дней.
Опробование №11 (рис. 42) продемонстрировало, что был потерян один фактор при наблюдении — соответствие между повышением температуры и давлением дутья. Такое соответствие, само собой разумеется, имеется, но оно носит постоянный темперамент лишь до известного предела, выше которого повышение давления не приводит к температуры, а напротив, понижает eie.
Для получения нужного результата в отношении качества метатла при более больших давлениях нужно соответствующим образом поменять высоту холостой колоши. Из кривых рис. 42 видно, что если высота холостой колоши не установлена в соответствии с давлением, скорость окисления металла пропорционально возрастает; помимо этого не смогут быть контролируемы физические особенности чугуна.
Рис. 43.
Опробование № 12 (рис. 43) проводилось при тех же условиях, что и опробование А1» 11; давление дутья было ниже обычного, при некоторых колебаниях его. Результаты были взяты обычные. Исходя из этого нашли более эргономичным затевать дутье при давлении, пара более низком если сравнивать с обычным, поскольку благодаря частичному закупориванию фурм в следствии получается обычное давление.
Из кривых видно, что степень окисления была обычная. Холостая колоша не выгорала, а наоборот, восполнялась, как это видно по кривой содержания кремния.
Рис. 44.
Рис. 45.
Прочность чугуна была большая благодаря большой температуре, взятой при верно осуществленном режиме плавки. Приведенная в диаграмме кривая твердости может выдержать сравнение с той, которая получается при простой работе вагранки. Колебания этого фактора взяты в следствии! повышения содержания кремния.
Рис. 46.
По поводу рациональности остановки дутья в вагранке, по окончании того как плавка начиналась, было большое количество споров, но определенных доказательств вреда для того чтобы приема не было. Исходя из этого были предприняты опробования № 13 и 14, представленные соответственно на рис. 44 и 45.
И в том и другом случае дутье останавливалось два раза, любой раз на четыре 60 секунд в течение периода опробования.
