Close

В состав варки чугуна входят процессы: В состав варки чугуна входят процессы мти

Содержание

Производство чугуна (доменный процесс) — Справочник химика 21

    ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА (ДОМЕННЫЙ ПРОЦЕСС) [c.153]

    ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА (ДОМЕННЫЙ ПРОЦЕСС) 3. Сырье для производства чугуна [c.172]

    Черная металлургия. Промышленное производство железа. Выплавка чугуна, доменный процесс. Передел чугуна в сталь. Применение чугуна и стали. [c.182]

    Производство чугуна. В процессе производства чугуна железная руда (обычно в виде агломерата или окатышей) загружается в смеси с восстановителем (коксом) и флюсующим материалом (известняком) в большую вертикальную печь, называемую доменной. Горячий воздух вдувается в нее через несколько фурм, расположенных по окружности вблизи донной части печи. (Отсюда и английское название доменной печи — дутьевая печь .) На разных горизонтах печи осуществляется ряд реакций. [c.305]


    В дальнейшем развитие техники выплавки чугуна (доменный процесс) и получения стали сталеплавильное производство) шло параллельно в направлении совершенствования технологии, увеличения мощности агрегатов, внедрения новых материалов и снижения стоимости выплавляемого металла. 
[c.48]

    Томасовский процесс — производство томасовской стали, процесс передела фосфористого жидкого (получаемого из доменной печи) чугуна (томасовского чугуна) в литую сталь продувкой сквозь него окислительной газовой смеси (сжатого воздуха или смеси кислорода с углекислым газом и водяным паром), Т, п. протекает в томасовском конверторе. Превращение чугуна в сталь происходит в результате окисления кислородом примесей чугуна кремния, марганца, углерода, фосфора, частично серы (в некотором количестве железа). Процесс был разработан металлургом Томасом в 1878 г. При использовании чистого кислорода получают сталь, превосходящую по качеству даже мартеновскую. 

[c.137]

    Доменный процесс организуется для производства целевого продукта чугуна. Однако, помимо чугуна, конечными продуктами доменной плавки являются также шлак и доменный газ. [c.71]

    Технологический процесс переработки железной руды, угля, известняка и углеводородных топлив в конечный продукт может быть разбит на 3—4 основные стадии, которые осуществляются раздельно с получением определенного продукта, на следующей стадии перерабатываемого в продукт нового вида. Различные стадии процесса могут проходить в одной технологической установке. Это будет способствовать не только экономии энергии и расходов на транспортировку, но и упрощению технологического процесса. Основные технологические стадии при производстве чугуна и стали следующие подготовка сырья (коксование угля, обжиг известняка, производство железорудного агломерата и окатышей) производство чугуна (доменная выплавка, производство губчатого чугуна за счет прямого восстановления железа) стали (в мартеновских и электродуговых печах, бессемеровских и основных кислородных конвертерах) проката (непрерывное литье заготовок, прокатка сортовой стали, производство труб, поковки). 

[c.303]


    Одним из перспективных способов повышения эффективности коксования является производство формованного кокса. Этот вариант имеет ряд технологических преимуществ по сравнению с традиционной технологией. При его применении меньше загрязняется окружающая среда и, самое главное, расширяется ассортимент перерабатываемых углей (в сторону низкокачественных) без ухудшения качества получаемого металлургического кокса. Метод основан на том, что в диапазоне 400—450 °С угли определенных типов способны размягчаться и переходить в пластическое состояние. Поэтому, используя подобный уголь как связующее, шихту, содержащую до 80% низкокачественных углей, нагревают до указанной температуры и в горячем состоянии подвергают прессованию в прочные брикеты. Их затем нагревают со скоростью 1,5—2°С/мин до 850°С. При этой температуре завершается образование прочной коксовой структуры. Применение полученного таким образом формованного кокса при выплавке чугуна позволяет на 2—5% повысить производительность доменной печи и сократить удельный расход кокса. Следовательно, формованный кокс не только является полноценной заменой обычного слоевого кокса, но и создает благоприятные условия для форсированного ведения доменного процесса. 
[c.95]

    В различных отраслях народного хозяйства широко распространены процессы, в которых сыпучий материал движется компактной массой под действием силы тяжести в направлении относительно узкого выпускного отверстия. К таким процессам относятся производство чугуна в доменных печах, обжиг и термическая переработка твердых топлив и минерального сырья в шахтных и камерных печах, каталитический крекинг и пиролиз нефтяного сырья, разделение и очистка газов и жидкостей, их нагревание и охлаждение, выпуск сыпучих материалов из бункерных устройств, руды из обрушенных блоков при подземной разработке рудных месторождений и др. 

[c.4]

    Если исключить чисто механическую обработку, путем которой железу, полученному в результате металлургических процессов, придается требуемая форма, то добывание железа разделяется на два основных процесса производство чугуна (доменная плавка) и переработка чугуна в ковкое железо (переделочный процесс). [c.1]

    Основной продукт коксохимической промышленности— кокс. Около 80% производимого кокса потребляется доменным производством для выплавки чугуна. Доменный процесс осуществляется в шахтных печах, называемых домнами. Мощные доменные печи имеют полезный объем более 2000 и позволяют получать в настоящее время до 5000 т чугуна в сутки. 

[c.4]

    Кокс является основным сырьем и топливом в металлургической промышленности. Он применяется главным образом для выплавки чугуна в доменных печах. В доменном процессе кокс является не только топливом (источником тепла), но в виде окиси углерода, полученной восстановлением углекислоты раскаленным коксом, участвует в восстановлении руды. Кроме того, он применяется в литейном производстве для плавления чугуна в вагранках. Требования к литейному коксу несколько отличаются от требований к металлургическому коксу, что видно из приведенных выше стандартов. 

[c.32]

    Получающийся карбид растворяется в жидком железе. В результате доменного процесса получается или передельный чугун с повышенным содержанием углерода, марганца, кремния, используемый для производства стали, или литейный чугун для машиностроительных деталей, станин станков и т. п. [c.309]

    Современный период характеризуется созданием на основе ароматических углеводородов производства таких многотоннажных продуктов, как пластические массы, каучуки и синтетические волокна, что потребовало резкого расширения сырьевой базы. Коксохимическая промышленность, масштабы которой определяются потребностью в металлургическом коксе, не смогла удовлетворить растущий спрос на бензольные углеводороды, Расход кокса благодаря совершенствованию доменного процесса снизился за последние десятилетия с 800—900 до 500—560 кг на 1т чугуна в среднем по металлургической промышленности. Возможно и дальнейшее сокращение расхода кокса, хотя в 1980—1985 гг. он вряд ли будет меньше 350—400 кг/т чугуна [1, 2]. В результате снижения расхода кокса при сравнительно небольших темпах роста производства черных металлов (5,2—5,3% в год) объемы производства кокса и побочных продуктов коксования за последние годы в большинстве стран стабилизировались (темпы роста не более 2,4% в год) [3]. 

[c.145]

    Скрап-рудный процесс, в котором основным компонентом шихты является жидкий чугун с добавкой 45—25% скрапа и железной руды для окисления примесей в чугуне. Этот процесс применяется на заводах, имеющих собственное доменное производство. [c.92]


    Один из эффектов частичной замены кокса в шихте доменной плавки — снижение теплоты сгорания колошникового газа. Если значительно снизить долю кокса в завалке, доменный газ в дальнейшем может стать непригодным для обогрева кауперов и других целей в процессах производства чугуна и стали, где он широко использовался в прошлом. Однако, чтобы не терять достаточно больших количеств тепла вместе с низкокалорийным газом и в какой-то мере снизить закупку топлива на стороне, многие металлургические заводы все же используют бедный доменный газ, обогащая его вдуванием высококалорийных газов (например СНГ) или легкоиспаряющихся жидких топлив (например дистиллятов). 
[c.306]

    Новейшим направлением в производстве стали является прямое восстановление железной руды водородом, природным или генераторным газом, минуя доменные процессы. При этом получают губчатое железо, состав которого в отличие от доменного чугуна очень близок к стали. Мартеновский способ в настоящее время также устарел. Гораздо более прогрессивными являются конверторный и электроплавильный. Происходит бурное развитие технологии непрерывной разливки стали благодаря ее исключительно высокой эффективности. Основными направлениями экономического и социального развития до 2000 г. предусмотрено увеличить выплавку конверторной стали и электростали в 1,3—1,4 раза, разливку стали непрерывным способом не менее чем в 2 раза и выпуск металлических порошков более чем в 3 раза. 

[c.182]

    Основной недостаток процесса прямого восстановления железа — зависимость от определенных, главным образом относительно богатых сортов железных руд. Это обстоятельство снижает его конкурентоспособность по отношению к доменному процессу. Возможность увеличения производства чугуна за счет вдувания углеводородов в доменную печь также снижает уровень эффективности методов прямого восстановления. 

[c.306]

    Свыше 60% всего промышленного кислорода используется в металлургии. При выплавке чугуна и стали (в доменном, кислородно-конверторном и мартеновском производствах) для интенсификации процессов окисления применяется кислородное дутье или дутье обогащенным кислородом воздухом. Кислород в смеси с ацетиленом используют также для сварки и резки металлов. Широкое применение кислород находит практически во всех отраслях химической промышленности. Кислород используют в лечебных целях в медицине (кислородные подушки, кислородные коктейли и др.). [c.359]

    На основании анализа доменного процесса можно определить роль кокса и требования к его качеству. Кокс, сгорая в доменной печи, является источником получения восстановителя оксидов железа. Чем больше в коксе углерода, тем выше качество кокса, а чем больше в коксе минеральных составляющих и влаги, тем качество кокса хуже. Влага просто балласт, но она испаряется еще на колошнике, а вот каждый лишний процент зольности в коксе на 1,5—2,0% снижает производительность доменной печи. Для одной современной домны это означает снижение производства до 100 тыс.т чугуна в год. [c.11]

    В доменном процессе на каждую тонну чугуна образуется около 2000 газа, содержащего горючие компоненты оксид углерода и водород, которые можно и целесообразно использовать в первую очередь для отопления агрегатов, работающих в металлургическом производстве, в том числе для коксовых печей. В связи с низкой теплотой сгорания доменного газа и ее колебаниями коксовые печи отапливают смесью доменного газа с 1,5—15% коксового или природного. В результате теплота сгорания доменного газа повышается до 4160-5408 кДж/м , близкой к показателю генераторного. [c.132]

    Промышленным производством чугунов и сталей занимается черная металлургия, которая перерабатывает руды железа и железные сплавы. При переработке руд сначала получают чугун, а затем чугун переводят в сталь. Чугуны—сплавы железа, содержащие больше 1,7% углерода. Стали — сплавы железа, содержащие менее 1,7% углерода. Для получения чугуна используют только те руды, в состав которых входит сера (гематит, магнетит, сидерит). Руды с содержанием серы больше 0,3% непригодны для доменных процессов, так как сера, которая переходит в железо, придает ему, свойство ломкости и хрупкости. [c.346]

    И тем не менее, учитывая, что доменный процесс на ближайшие 30-40 лет остается основным в производстве чугуна, кокс не утратит своего значения, поэтому коксохимическая промышленность мира продолжает определять стратегические направления своего развития. [c.330]

    К бетону в металлургии. Каменноугольный кокс применяется в доменном процессе для выплавки чугуна, в литейном производстве, цветной металлургии, в химической промышленности электродный пековый и нефтяной кокс — для производства электродов. Активный уголь незаменим в адсорбционной технике, для разделения газовых смесей, как основа для каталитических и хемосорбционных добавок. [c.294]

    Производство чугуна — это первая стадия двухступенчатого процесса перерабо1 и железных руд в сталь, который в настоящее время преобладает. Чугун выплавляют из железорудного сырья в доменных печах, в которых за счет сгорания топлива создаются высокие температуры, обеспечивающие процессы восст шовления оксидов железа руды, образования жидкого чугуна и отделения пустой породы в виде шлака. Подобный процесс получил название доменного процесса или доменной плавки. [c.54]

    Процессы, аналогичные генераторным, протекают также в доменных печах при выплавке чугуна. В результате этого доменный процесс сопровождается выделением больших количеств горючих газов, являющихся побочными продуктами производства чугуна. [c.97]

    Древесный уголь ранее в подавляющем количестве применялся как металлургическое топливо для выплавки чугуна в доменном процессе. В настоящее время древесный уголь в этой отрасли промышленности применяется значительно меньше, так как его вытесняет кокс, получаемый из ископаемых углей. Наибольшее количество древесного угля сейчас потребляет химическая промышленность для производства сероуглерода на вискозных заводах и для получения активных углей. Меньше угля используют заводы, на которых получают карбюризатор — препарат, применяемый для цементации стали. Перспективными потребителями древесного угля являются заводы ферросплавов и сельское хозяйство. [c.10]

    Целевым продуктом этого процесса является кокс, используемый главным образом в металлургической промышленности. По зтой причине установки по производству кокса (коксовые батареи) часто включают в состав металлургических заводов, а для обогрева коксовых печей применяют низкокалорийный доменный газ, получаемый в качестве побочного продукта в доменном процессе. Расход кокса достигает 0,8 т на 1 т чугуна. В этом процессе кокс выполняет функцию топлива и одновременно является источником оксида углерода, который восстанавливает железо из руды. Наряду с этим кокс можно использовать в качестве генераторного топлива для получения горючих газов методом газификации. [c.79]

    Каменный уголь также частично подвергают переработке для получения кокса, широко применяемого при выплавке чугуна в доменных печах и при производстве чугунного литья в вагранках. Попутно с коксом получается коксовый газ, используемый для оболрева сталеплавильных и других промышленных печей и применяемый также в качестве бытового топлива и сырья для получения водорода. В процессе коксования, кроме того, получают каменноугольную смолу, используемую для производства ряда химических продуктов от взрывчатых веществ до духов и фармацевтических П1репа ратов. Часть получаемой смолы применяют также в виде жидкого топлива в печах. [c.4]

    Более 95% мирового производства чугуна выплавляется в домнах (рис. 14.13), и поэтому в 50-х годах были начаты исследования по повышению экономичности доменного процесса. [c.580]

    Как видно из данных, приведенных в таблицах, из-за заниженных расходов энергии на доменное дутье и сырьевые материалы доменного процесса, а также в связи с не учитывающимся рядом факторов ТТЧ чугуна по методике [4.16] оказалось почти на 280 кг у.т. меньше, чем по нашей методике. Эти и другие факторы привели к неточностям в оценке полной энергоемкости различных сталеплавильных переделов. Таким образом у нас появляется возможность более достоверного анализа полных энергозатрат (ТТЧ) для самых различных технологических процессов и, как следствие — возможность оценивания рациональных путей использования ТЭР при производстве конечной продукции. Эта методика может быть использована при составлении энергетического прейскуранта всех основных материалов и оборудования. [c.252]

    Но в противоположность доменному процессу в литейном производстве расход кокса не имеет большого значения, так как топливо представляет лишь относительно малую часть стоимости ии1хты. Себестоимость ваграночного передела зависит преимущественно от брака литья, получающегося в результате недостаточной температуры чугуна. [c.216]

    При изучении доменного процесса и его химизма на основе знаний об окислительно-восстановительных реакциях можно применить кинофрагмент Получение чугуна в сочетании с красочной схемой Доменная печь . Это позволяет ознакомить учащихся со схемой доменного процесса, химизмом плавки, устройством и принципом действия колошников, воздухонагревателя и т. д. Кинофильмы Доменный процесс , Металлургия чугуна и стали , кинофрагменты Воздухонагреватель , Загрузка доменной печи , Устройство и работа доменной печи , киноколь-цовка Теплообмен в доменной печи могут найти применение на этапе закрепления знаний о производстве чугуна. Для ознакомления с производством стали целесообразно применить диафильмы Получение металлов из руд , диасерию Производство стали и чугуна , кинофрагменты и кинофильмы Применение кислорода в производстве стали , Устройство и работа мартеновской печи и др. [c.60]

    Смешанное использование приемов наложения и снятия изображений позволяет вскрывать и детально анализировать производственные процессы. Например, серия Металлургический комбинат полного цикла наглядно показывает систему основных и вспомогательных производств металлургического комбината. Уже транспарант 1 позволяет обратить внимание учашихся на основные виды сырья, используемого в черной металлургии (коксующийся каменный уголь и железная руда). Учитель рассказывает, как в процессе соответствующей переработки сырье превращается в кокс и агломерат. Рассказ можно сопровождать отдельными кадрами из диафильмов Получение металлов из руд или Производство чугуна , учебными картинами ( Коксохимический комбинат , Металлургический комбинат ). Транспарант 2, наложенный на 1-й, показывает дальнейший этап процесса кокс и агломерат поступают в доменный цех, загружаются в домны. И снова учитель использует фрагмент из диафильма о производстве чугуна . Следующий этап металлургического процесса — плавка стали. На экране — транспарант 3 и кадры из диафильма Производство и применение стали (загрузка сталеплавильной печи). Затем сталь перерабатывается в различные виды проката (транспарант 4), а отходы металлургического производства поступают на цементные заводы, азотнотуковые комбинаты, строительные предприятия (транспарант 5). Таким образом, при последовательном наложении всех пяти транспарантов на экране формируется наглядная схема металлургического комбината полного цикла. [c.131]

    Промышленное значение железа в эпоху бурного развития науки и техники особенно велико. Металлическое железо получают из кислородных руд восстановлением углем (коксом), оксидом углерода (И), водородом при высокой температуре. Такой процесс называют выплавкой. Сложность процесса выилавки железа состоит в том, что при температурах, которые дает горящий уголь, оно не плавится, а потому пе отделяется от сопутствующих примесей. Но при высокой температуре железо обладает способностью соединяться с углеродом (от 2 до 5% С), образуя чугун, который легко плавится при указанных температурах. Поэтому один из старейших способов производства железа из руды включает Две стадии первая — доменное производство чугуна из руды вторая — сталеплавильный передел чугуна, ведущий к уменьшению в металле содержания углерода и других примесей. [c.145]

    Применение. Кислород щироко применяют в промышленности для интенсификации многих процессов, в основе которых лежит кислородное окисление. В нашей стране более 60% производимого кислорода расходуется в черной и цветной металлургии для ускоре- ния доменного процесса, для переработки чугуна в сталь, для обогащения воздушного дутья при выплавке свинца. При добавлении кислорода к воздуху до 35% расход кокса при выплавке сплавов на основе железа (ферромарганца, ферросилиция и др.) снижается почти в два раза, а производительность печи становится вдвое больше. КиЬлород необходим для производства многих важных соединений (Н2504, НЫОз и т. д.),. в медицине, для газификации углей и мазута. [c.233]

    Необходимость развития научных основ коксования с целью совершенствования и технического перевооружения коксового производства диктуется повышенными требованиями потребителей к коксу. По прогнозам Международного института черной металлургии (1151, г. Брюссель) доменный процесс в ближайшие десятилетия остается основной технологией получения чугуна, причем систематически ведутся работы по его интенсификации и повьгшению экономичности путем применения повышенной температуры дутья, восстановительных газов, пылеугольного топлива и др. В связи с этим значительно возрастает роль кокса, особенно по прочности и крупности, для обеспечения необходимых условий ведения процесса. Поэтому перед коксохимической промышленностью поставлена весьма трудная и сложная задача, от решения которой в большой мере зависит дальнейший прогресс в черной металлургии, — разработать и осуществить рациональную систему развития техники и технологии производства, обеспечивающую получение высококачественного кокса в достаточном количестве. [c.9]

    Три скрап-процессе плавка ведется на твердой шяхте, состоящей главным образом из 60—80% стального лома я 15—40% чугуна. Скрап-процесс применяется на заводах, не имеющих доменного производства. [c.172]

    Анализ результатов расчетов ТТЧ продукции доменных цехов позволяет определить, что главное направление в экономии ТЭР при производстве чугуна—это повы-гпение содержания железа в гпихте, повышение ее качества и в конечном итоге — снижение удельного расхода гпихтовых материалов в доменном процессе. [c.276]

    За своеобразный эталон в черной металлургии России может быть принята энергоемкость производства стальных металлоизделий в интефированном (полном) металлургическом цикле, включающем доменную печь, конвертер, непрерывную разливку, прокат и механообработку [4.25]. Они составили около 1500 кг у.т./т продукции, при этом глобальный энергетический КПД составил = 0,6, т.е. 40 % энергии в этих процессах теряется. Львиную долю энергозатрат при этом составляет процесс производства чугуна — 900-1000 кг у.т./т продукции (см. табл. 4.5). [c.357]

    Подготовка рудного сырья, процессы окускования являются важнейшей стадией металлургического производства. До 90 % рудного сырья в черной и цветной металлургии подвергается предварительному измельчению и обогащению с последующим окомкованием. На современном этапе отмечаются явно выраженные тенденции к большему развитию этого передела, к увеличению затрат топлива на тепловую обработку и подготовку сырья. Производство стабильного высококачественного сырья для доменного процесса — агломератов и окатышей — позволяют улучшить технико-эшно-мические показатели работы доменных печей, добиться снижения удельных расходов дефицитного кокса и, как следствие, снизить как общие энергозатраты на получение продукции, так и себестоимость чугуна и проката. И в нашей стране, и во всем мире вопросам подготовки сырья и его тепловой обработки уделяется все большее внимание растут мощности агломерационных машин и машин для производства окатышей, совершенствуются тепловые схемы и режимы этих процессов, разрабатываются мероприятия, направленные на более эффективное использование топлива в процессах окускования. В черной металлургии расход топлива на подготовку рудного сырья составлял около 7 % от общего потребления топлива [9.12,9.13]. [c.147]


Гилева_Металлургия чугуна.indd

%PDF-1.3 % 1 0 obj >]/Pages 3 0 R/Type/Catalog/ViewerPreferences>>> endobj 2 0 obj >stream 2021-11-19T13:03:42+05:002021-11-19T13:05:35+05:002021-11-19T13:05:35+05:00Adobe InDesign CS6 (Windows)uuid:8b7b9cbb-9014-468b-b806-52e74fc36e94xmp.did:A3EFBA1FB752E4118BF5AA137F15CC0Cxmp.id:C89E32CE0B49EC1194E9FDE8ADB4E532proof:pdf1xmp.iid:D06CBE5C0149EC1194E9FDE8ADB4E532xmp.did:BA3EC0AFD445EC11B0BBFCB4BB68B557xmp.did:A3EFBA1FB752E4118BF5AA137F15CC0Cdefault

  • convertedfrom application/x-indesign to application/pdfAdobe InDesign CS6 (Windows)/2021-11-19T13:03:42+05:00
  • application/pdf
  • Гилева_Металлургия чугуна.indd
  • Adobe PDF Library 10.0.1FalsePDF/X-1:2001PDF/X-1:2001PDF/X-1a:2001 endstream endobj 3 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 31 0 obj > endobj 32 0 obj > endobj 33 0 obj > endobj 34 0 obj > endobj 35 0 obj > endobj 56 0 obj >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 57 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 58 0 obj >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 59 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 60 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 61 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 62 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 63 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 481.89 680.315]/Type/Page>> endobj 87 0 obj >stream [email protected][#zfvB =qGKiR&R~gfױL*{oֹh40A=+߀3+Z OUwhKP xMu

    38 Получение чугуна. Исходные материалы. Сущность процесса доменной плавки

    Процесс получения чугуна из железных руд называют доменным.

    Исходные материалы:

    — железные руды (магнитный, красный, бурый и шпатовый железняк+комплексные железные руды для улучшения св-в чугуна)

    — топливо — кокс – топливо+нагрев печного пространства до необходимой температуры; обеспечивает восстановление окислов железа. Возможна частичная замена кокса газом или мазутом

    — флюсы — известняк CaCO3 или доломитизированный известняк, содержащий CaCO3 и MgCO3, так как в шлак должны входить основные оксиды (CaC, MgO), которые необходимы для удаления серы из металла. В их состав входит минимальное количество вредных примесей.

    Получение чугуна в доменной печи заключается в восстановлении железа из оксидов железной руды. Чтобы отделить примеси, содержащиеся в руде и коксе (продукте переработки каменного угля), их нужно расплавить, однако температура плавления у них намного выше, чем у чугуна.Ее понижают, вводя флюсы (плавни), чаще всего — известняк.

    Загружаемая сверху в доменную печь шихта, содержащая железную руду, кокс и флюсы, постепенно перемещается вниз и попадает в зоны все более высокого нагрева. В нижней части домны (горне) температура возрастает до 1 600 °С. Сюда стекают жидкие чугун и шлак. Более легкий шлак скапливается над чугуном. Периодически шлак и чугун выпускают и направляют для дальнейшей переработки.

    Вдуваемый в доменную печь воздух, нагретый до 700…800°С, обеспечивает горение кокса с образованием окиси углерода (СО), которая отнимает кислород у оксидов железа. При температуре около 1 000 “С имеет место науглероживание восстановленного железа и превращение его в чугун:

    Пустая порода и флюсы также претерпевают определенные превращения и переходят в шлак. Азот воздуха, СО и С02 образуют доменный газ, удаляемый из домны через колошник по газопроводам.

    В материалах шихты имеются вещества, дающие чугуну полезные (марганец, кремний) и вредные (сера, фосфор) примеси. Сера может быть удалена из чугуна при сильнооснбвном шлаке и высокой температуре процесса. Фосфор же удалить из чугуна нельзя. Чтобы чугун не содержал фосфора, шихта должна быть свободна от Р205.

    39 Устройство и работа доменной печи схема

    Доменная печь состоит: из колошника 1, куда при опускании колошникового затвора 2 поступают руда, плавень и топливо, шахты 3, в которой протекают реакции восстановления железа, «распара» 4, где заканчивается шлакообразование, и «заплечиков» 5, по которым загруженные материалы постепенно опускаются в горн 6, превращаясь в расплавленный чугун и расплавленный шлак. Горн выкладывают из высококачественного шамотного кирпича; снаружи он покрыт стальными листании и охлаждается водой. Доменная печь имеет стальной сварной кожух. Топливо сгорает у (воздушных фурм 7, к которым через кольцевую воздушную трубу 8 и отходящие от нее рукава подводится нагретый воздух. В нижней части горна имеется чугунная летка» 10 — отверстие для выпуска чугуна. Выше расположена «шлаковая летка» 11 для выпуска шлака. Горячие газы, образующиеся в печи, отводят через газопроод 12, очищают их и используют для подогрева воздуха, подаваемого в печь, и для других нужд завода (для нагревания мартеновских печей, в которых идет передел чугуна на сталь).

    Руду, плавень (флюс) и кокс загружают в доменную печь сверху чередующимися слоями. По мере сгорания кокса и расплавления слоев, находящихся внизу, вся масса в печи постепенно опускается, сверху же загружают все новые порции материалов. Горение в доменной печи поддерживается воздухом, который вдувают под давлением около 1,5 ати, предварительно нагревая до 800—900°. Подогревают воздух в особых воздухо­нагревателях (устаревшее название «каупер»), представляющих собой круглую башню со стальным кожухом и внутренней кладкой из огнеупорного кирпича с вертикальными каналами.

    Отходящие из доменной печи газы содержат значительное количество окиси углерода (СО). При горении она выделяет большое количество тепла. Газы очищают от пыли в специальном устройстве и направляют в воздухонагреватель, где СО сгорает, нагревая огнеупорную кладку. Затем в воздухонагреватель нагнетают воздух. Проходя через нагретые каналы огнеупорной кладки, воздух подогревается, газы же из доменной печи в это время направляются в другой воздухонагреватель. Материалы, загруженные в верхнюю часть доменной печи, высушиваются и постепенно прогреваются. В нижележащих зонах печи окись железа (Fe2O3 или Fe3O4), содержащаяся в руде, восстанавливается окисью углерода до закиси железа (FeO). Дальше закись железа восстанавливается до чистого железа: в средних и нижних зонах доменной печи появляются его первые губчатые комочки. Восстановленное железо, опускаясь в печи, постепенно насыщается углеродом. Получившийся карбид железа (Fe3C) растворяется в железе при высоких температурах и науглероживает его, понижая температуру плавления сплава. Поэтому в верхней части «заплечиков» при t = 1250—1300° появляются первые капли жидкого сплава, которые стекают вниз, еще больше насытившись углеродом и растворив часть кремния и марганца. Так образуется. чугун, содержащий до 3,5—4,0% углерода и стекающий в расплавленном состоянии на дно горна. Одновременно идет реакция между пустой породой и плавнями, в результате которой образуется жидкий шлак, также стекающий вниз. Шлак всплывает поверх чугуна, защищая его от окисления. Время от времени шлак сливают через шлаквую летку, чугун же периодически выпускают через нижнюю летку. Таким образом осуществляется непрерывный процесс выплавки чугуна. Для получения 1 т чугуна (передельного) примерно расходуется: железной руды 1,6 г, известняка 0,4 т, марганцевой руды 0,1 т,кокса 0,9 т.

    Домна — это… Что такое Домна?

    Устройство доменной печи
    1. Горячее дутьё
    2. Зона плавления (заплечики и горн)
    3. Зона восстановления FeO (распар)
    4. Зона восстановления Fe2O3 (шахта)
    5. Зона предварительного нагрева (колошник)
    6. Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса
    7. Доменный газ
    8. Столб железорудных материалов, известняка и кокса
    9. Выпуск шлака
    10. Выпуск жидкого чугуна
    11. Сбор отходящих газов

    До́менная печь, до́мна — большая металлургическая, вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна, ферросплавов из железорудного сырья. Первые доменные печи появились в Европе в середине XIV века, в России — около 1630 г.

    Описание и процессы

    Доменная печь представляет собой сооружение высотой до 35 м, высота ограничивается прочностью кокса, на котором держится весь столб шихтовых материалов. Загрузка шихты осуществляется сверху, через типовое загрузочное устройство, которое одновременно является и газовым затвором доменной печи. В домне восстанавливают богатую железную руду (на современном этапе запасы богатой железной руды сохранились лишь в Австралии и Бразилии), агломерат или окатыши. Иногда в качестве рудного сырья используют брикеты.

    Доменная печь состоит из пяти конструктивных элементов: верхней цилиндрической части — колошника, необходимого для загрузки и эффективного распределения шихты в печи; самой большой по высоте расширяющейся конической части — шахты, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов; самой широкой цилиндрической части — распара, в котором происходят процессы размягчения и плавления восстановленного железа; суживающейся конической части — заплечиков, где образуется восстановительный газ — монооксид углерода; цилиндрической части — горна, служащего для накопления жидких продуктов доменного процесса — чугуна и шлака.

    В верхней части горна располагаются фурмы — отверстия для подачи нагретого до высокой температуры дутья — сжатого воздуха, обогащенного кислородом и углеводородным топливом.

    На уровне фурм развивается температура около 2000 °C. По мере удаления вверх температура снижается, и у колошников доходит около 270 °C. Таким образом в печи на разной высоте устанавливается разная температура, благодаря чему протекают различные химические процессы перехода руды в металл.

    В верхней части горна, где приток кислорода достаточно велик, кокс сгорает, образуя диоксид углерода и выделяя большое количества тепла.

    C + O2= CO2+ Q

    Диоксид углерода, покидая зону, обогащенную кислородом, вступает в реакцию с коксом и образует монооксид углерода — главный восстановитель доменного процесса.

    CO2+ C = 2CO

    Поднимаясь вверх монооксид углерода взаимодействует с оксидами железа, отнимая у них кислород и восстанавливая до металла:

    Fe2O3+ 3CO = 2Fe + 3CO2

    Полученное в результате реакции железо каплями стекает по раскаленному коксу вниз, насыщаясь углеродом, в результате чего получается сплав, содержащий 2,14 — 6,67 % углерода. Такой сплав называется чугуном. Кроме углерода в него входят небольшая доля кремния и марганца. В количестве десятых долей процента в состав чугуна входят также вредные примеси — сера и фосфор. Кроме чугуна в горне образуется и накапливается шлак, в котором собираются все вредные примеси.

    Ранее, шлак выпускался через отдельную шлаковую лётку. В настоящее время и чугун, и шлак выпускают через Чугунную летку одновременно. Разделение чугуна и шлака происходит уже вне доменной печи — в желобе, при помощи разделительной плиты. Отделенный от шлака чугун сливается в чугуновозные ковши и вывозится в сталеплавильный цех.

    Этимология

    Слово «домна» образовано от старославянского «дмение» — дутьё. На других языках: англ. blast furnace — дутьевая печь, нем. Hochofen — высокая печь, фр. haut fourneau — высокая печь.

    Следует иметь в виду коренное отличие в значении слов «домница» и «доменная печь»: в домнице получали (в виде кусков или криц) штуки восстановленного сыродутного (от слова «сырое», то есть неподогретое дутьё) железа, а в доменной печи — жидкий чугун. А также собирается вода которая стекает с металла и образуется металлическая вода и примесями кальция.

    Vasmer’s Etymological Dictionary: Домна

    Литература

    • Толковый металлургический словарь. Основные термины / Под ред. В. И. Куманина. — М.: Рус. яз., 1989. — 446 с. — ISBN 5-200-00797-6.
    • Ефименко Г.Г., Гиммельфарб А.А., Левченко В.Е. Металлургия чугуна. — Киев.:Выща школа, 1988. — 352 с.
    • Ферсман А. Е. Занимательная геохимия. — М.: Детгиз, 1954. — 486 с.

    Wikimedia Foundation. 2010.

    Как варить чугун | Особенности сварки чугуна

    Сваривать чугун очень сложно, и далеко не каждый специалист берется за эту работу. Тем не менее, выполнить ее можно даже в домашних условиях. Особенности процесса, требования к подготовке, выбор расходных материалов – об этом и многом другом идет речь в статье.

    Чугун как материал является сплавом углерода и железа. Помимо основных в составе содержатся и дополнительные компоненты – легирующие добавки. Данная смесь является сложной для выполнения сварочных работ. Но несмотря на специфику, их можно выполнить даже в домашних условиях. Существуют методы, позволяющие исправить дефекты литья, изношенность или разрушение частей чугунной конструкции. Больше того, чугун можно соединять со стальными деталями.

    Чугун как материал

    Чугун делится на два вида. Более светлый принято называть белым: на изломе он имеет светло-серый почти что белый цвет. Углерод в его составе представлен в виде цеменита. Такой материал характеризуется высокой хрупкостью и не поддается механической обработке. Он редко применятся для производства разного рода продукции и не подлежит сварке.

    После дополнительной обработки белого чугуна, а именно – длительного плавления при температуре 1000 градусов Цельсия – получается другой вид чугуна – серый. В отличие от первого продукт более технологичен, может подвергаться механической обработке и сварке. Он используется для производства широкого ассортимента деталей, устойчивых к вибрации и механическим нагрузкам. Ковкий чугун востребован в производстве сельхозтехники, машин, станков, судов и множества иного оборудования.

    Вид чугуна Содержание углерода Форма углерода Свойства Маркировка
    серый 3,2-3,5 Пластинчатый графит Малая усадка, хорошо льется, высокая текучесть в расплавленном состоянии СЧ-10
    СЧ-35
    белый 2,14-6,67 Цементит (карбид железа) Твердость, хрупкость, большая усадка, не поддается механической обработке  
    ковкий 2,4-3,0 Хлопьевидный графит Пластичность, хорошие механические свойства, устойчивость к коррозии КЧ33-8
    высокопрочный 3,2-3,8 Шаровидный графит Жидкотекучесть, почти не образует горячих трещин малая усадка ВЧ60-2

     

    Если в состав ковкого вида материала ввести определенное количество легирующих добавок, то получится высокопрочный чугун. Материал применяется в производстве труб высокого давления, ответственных деталей для автомобильной промышленности и машиностроения. На изломе цвет такого чугуна будет иметь серебристо-серый оттенок. Углерод в его составе представлен графитом. Этот тип широко используется в качестве конструкционного материала, обрабатывается режущим токарным инструментом, обладает износостойкостью, отличными литейными показателями, устойчивостью к вибрациям.

    Особенности сварки чугуна

    Материал наделен специфическими свойствами, которые оказывают влияние на процесс чарки. Основные из них:

    • Быстрое остывание влечет за собой так называемый эффект отбеливания. На поверхности образуется тонкая пленка белого чугуна непригодного к механической обработке из-за высокой хрупкости.
    • Неверная установка температурного режима, из-за чего возле шва образуется множество микротрещин.
    • Во время сварки в ванночке образуется большое количество газов, что может привести к повышенной пористости сварного соединения.
    • Чугун обладает высокой текучестью, что усложняет образование сварочного шва, поскольку расплав такой консистенции быстро вытекает из ванны.
    • Большая теплоемкость металла, из-за чего он прогревается и охлаждается неравномерно. В сочетании с хрупкостью «разнобой» температур приводит к образованию трещин.
    • Окисления кремния инициирует образование тугоплавких оксидов. В результате образуются непровары.

    Несмотря на приличный список трудностей сварка чугуна является востребованным и весьма распространенным способом ремонта, а также изготовления новых сварно-литых изделий. Но сварщикам необходимо тщательно анализировать исходные данные, внимательно подбирать способ и расходники для сварки. От этого зависит и качество будущего сварного соединения, и комфорт во время выполнения работ.

    Подготовка

    От того, насколько грамотно будут выполнены подготовительные работы, во многом зависит наличие или отсутствие дефектов. Трещины в чугуне отличаются тонкой и глубокой структурой. Чтобы избавиться от них, необходимо разделать кромки на всю глубину. Для этих целей можно прибегнуть к простым механическим методам – шлифование или вырубка, а можно использовать термическую обработку – дуговую или кислородную резку.

    По длине разделка должна быть больше видимой части трещины примерно на 5 миллиметров по каждой из сторон. Ближе к краю разделочная канавка должна становиться мельче с тем, чтобы в конечном итоге выйти вровень с поверхностью заготовки. По глубине разделка сквозных дефектов делается на 1-2 мм меньше от толщины стенок изделия. Относительно несквозных трещин, то здесь наоборот: разделка должна превышать трещину по глубине на 1-2 мм как минимум.

    Грамотная разделка кромок позволяет исключить перекалку чугуна. Если все сделать правильно, то металл будет прогреваться равномерно по всему участку. Для этого нужно следить, чтобы скос кромок был ровно 45 градусов. Важно, чтобы кромки были лишены острых углов. Поверхность зачищать желательно наждачной бумагой, пескоструйным аппаратом, болгаркой или же обычной щеткой по металлу. Если некоторые загрязнения механическим путем удалить не получается, то можно прибегнуть к термической обработке.

    Чугунные детали с тонкими стенками свариваются с помощью графитовых форм. Они служат в качестве подкладки. Благодаря такому приему, температура равномерно распределяется по всему объему и сохраняется первоначальная форма заготовки.

    Технология сварки по чугуну

    Существует две широко используемые технологии сварки чугунных деталей. Они разделяются в зависимости от температурного режима процесса, а также наличия или отсутствия предварительного прогрева заготовок.

    Горячая

    Способ разработан для промышленного производства. Для домашних мастерских он малопригоден, поскольку разогреть заготовки до температуры в 600-650 градусов Цельсия в гараже без специального оборудования не получится. Технология предварительного прогрева дает возможность исключить образование трещин в наплаве.

    Важно обеспечить равномерный подогрев заготовок. Избежать разницы температуры основного изделия и сварочного шва принципиально важно. В противном случае высока вероятность разлома. Перед нагревом детали фиксируются в нужном положении. Это необходимо для того, чтобы избежать внутреннего напряжения, которое может привести к трещинам.

    Не нужно перегревать заготовки. Если температуру предварительного прогрева довести до 750 градусов Цельсия, то чугун попросту начнет плавиться.

    Полугорячая

    Процесс полностью идентичен горячей предварительной подготовке. Разница заключается только в поддержании температурного режима. В данном случае заготовки прогреваются до температуры 400-450 градусов. Технология используется как на производстве, так и в небольших мастерских.

    Холодная

    Предварительный прогрев заготовок не требуется. Технология используется повсеместно, в том числе и в быту. Она оправдана в том случае, когда нет оборудования для предварительной подготовки, а соединения чугуна носит разовый или нерегулярный эпизодический характер. Качество сварного шва невысокое. Улучшить надежность сварного соединения удается путем использования специальных электродов.

    Способы сварки чугуна

    Ручная дуговая сварка

    Универсальный вариант, позволяющий работать со всеми технологиями соединения чугуна – горячей, полугорячей и холодной. Для каждого метода подбираются расходные материалы. Ручную дуговую сварку с предварительной подготовкой деталей выполняют в несколько этапов:

    1. подготовка стыка;
    2. нагрев заготовок;
    3. сварка;
    4. охлаждение.

    Для соединения ковкого чугуна применяются электроды таких марок: ОЗЧ-2, МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-6. Серый чугун сваривается расходниками ОЗЧ-2, МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2. Высокопрочные марки соединяются электродами ОЗЖН, МНЧ-2, ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4. Сварочный шов формируется при больших настройках показателей силы тока непрерывным способом. Какие конкретно должны быть настройки силы тока зависит от марки электрода.

    Недостатки технологии:

    • сварочный процесс является трудоемким;
    • равномерно нагреть рабочую зону достаточно сложно;
    • для выполнения работы требуется много времени;
    • необходимое для сварки оборудование стоит дорого.

    В случаях, когда к качеству шва не предъявляются строгие требования, можно прибегнуть к технологии полугорячего или даже холодного сваривания чугуна. Электроды можно выбрать обычные стальные. Если есть возможность, то лучше использовать электроды чугунные с медной и никелевой основой.

    Неплавящимися электродами

    Используется широкий спектр расходных материалов – вольфрамовые, графитовые, угольные. Для присадки подходят специальные прутки, в состав которых входит никель, медь, алюминий и другие металлы. Зона формирования шва защищается посредством инертных газов. Чаще всего используется аргон или же флюс на основе буры. Касательно технологии, то оптимальным вариантом является AC TIG – выполнение сварочных работ вольфрамовыми электродами в защитной среде от источника переменного тока.

    Холодная, полугорячая и автоматическая

    Можно прибегнуть к технологии MIG (выполняется в среде защитного инертного газа) или MAG (в облаке активного газа). Процесс происходит следующим образом. В зону сварки подается проволока, где под воздействием высокой температуры она плавится и образует соединительный шов. Это происходит в защищенной среде, так как непрерывно подается инертный газ, изолирующий соединение от атмосферного воздуха.

    Горячая сварка полуавтоматом применяется в случаях, когда необходимо сделать сварное соединение очень качественным, когда стык должен обладать хорошими показателями сопротивляемости на разлом и разрыв. Чтобы свести к минимуму количество микротрещин, охлаждать шов следует постепенно.

    Технология полугорячей сварки применяется в тех ситуациях, когда шов в процессе эксплуатации будет испытывать сравнительно небольшие нагрузки. Холодная технология подходит, если не планируется нагрузка на сварное соединение.

    Полуавтоматическая сварка подразумевает непрерывную подачу расходного материала в рабочую зону. Это дает возможность сократить расход времени на выполнения работ. В случае соединения чугунных деталей посредством полуавтомата можно рассчитывать на хороший и посредственный результат.

    Аргонодуговая

    TIG-метод характеризуется сложностью сварочного процесса. В качестве защитного газа, обеспечивающего изоляцию рабочего пространства и отсекающего атмосферный воздух, является аргон. Оптимальный вариант присадочного материала – алюминиево-бронзовые или никелевые прутки. В случаях, когда сварное соединение в процессе эксплуатации будет подвергаться воздействию высокой температуры, то следует использовать никелевые присадки и вольфрамовые электроды.

    Технология TIG требует от исполнителя соблюдения ряда требований:

    1. Перед сваркой заготовки нужно прогреть. Это позволит уменьшить количество трещин.
    2. Выбирается переменный ток небольшой величины.
    3. Чтобы исключить перегрев металла, соединять нужно короткими участками.
    4. Каждый из участков следует проковывать (простукивать молоточком), чтобы снять внутреннее напряжение чугуна.
    5. По окончанию работы сварочный шов должен остывать медленно.

    Газовая

    Важно равномерно прогреть заготовки перед началом работ. Поэтому подготовка занимает больше времени. Постепенный продолжительный нагрев снижает вероятность возникновения участков с белым налетом. Обработка кромок тоже требуется при условии, что их толщина превышает 4 миллиметра. Делается V-образный скос с углом раскрытия 90 градусов.

    Присадочными материалами служат чугунные стержни. Важно правильно подобрать их толщину. Она высчитывается по следующему алгоритму. Толщину стенки заготовок нужно разделить пополам. Это и будет диаметр стержня. Он может отклоняться от полученного результата на 1 миллиметр в большую сторону. Помимо этого, нужно использовать флюс. Хорошо подходят марки ФСЧ-1, БМ-1, ФСЧ-2. Флюсом желательно покрыть присадку и плюс к этому добавить его в сварочную ванну. Материала должно быть в достатке, поскольку он выполняет ряд важных функций:

    • защищает от окисления сварочную ванночку;
    • повышает сплавляемость разнородных включений;
    • тугоплавкие окислы переводятся в легкоплавкие шлаки;
    • повышается текучесть расплава.

    Сварочное пламя должно быть среднего уровня. Соединение выполняется в нижнем положении. Крупные заготовки обрабатываются горелками. Чтобы шов остывал медленней, его покрывают слоем асбеста.

    Электрошлаковая (ЭШС)

    Технология используется для соединения деталей из серого чугуна и дает возможность получить соединение с удовлетворительными показателями. При соблюдении требований технологического процесса исключается образование пор, трещин, отбеленных участков и ряда иных эффектов. Данный метод является оптимальным в случаях, когда требуется исправить дефекты чугунных отливок, то есть в ситуации, когда планируется наплавить большое количество металла. ЭШС востребована для производства массивных конструкций из высокопрочного чугуна. В качестве расходных материалов используются чугунное литье в виде пластин и флюсы.

    Лазерная

    Безопасный метод для высококачественного сваривания чугуна. Технологи позволяет получить сварное соединение без трещин. Существует две ее разновидности:

    1. С индукционным нагревом. Заготовки могут нагреваться как предварительно, так и во время работы. При помощи термической обработки снимается внутреннее напряжение, понижается количество трещин; а наплав получается умеренно мягким, без избыточной твердости. Естественно, что и скорость выполнения работ значительно вырастает.
    2. С присадкой. Метод эффективен для соединения чугуна между собой и с конструкционной, закаленной, цементованной сталью. Способ используется в производстве корпусов разных агрегатов, осей, шестерен, прочих деталей и узлов в машиностроении и других отраслях промышленности.

    Контактная

    Оптимальный вариант для работы с трубами разного диаметра. Требуется предварительный нагрев и оплавление стыков соединяемых заготовок. В таком случае исключается образование закалочных структур. Сварные соединения отличаются высокой плотностью.

    Плазменная пайка

    В структуре чугуна присутствует графит, затрудняющий адгезию между припоем и поверхностью материала. Его нужно убрать. Сделать это проще всего пескоструйным аппаратом. Далее поверхность при температуре 600-700 градусов Цельсия обрабатывается флюсом №№209 или 284. После этого кромки необходимо обезжирить ацетоном, растворителем либо щелочным раствором. Паять можно как паяльником, так и газовой горелкой с использованием хористоцинковых флюсов.

    Для пайки при низких температурах подходят легкосплавные припои, в том числе и оловянно-свинцовые. Для высокотермического соединения подходят медны и серебряные припои.

    Многослойная сварка по технологии отжигающих валиков

    Способ используется для устранения трещин на деталях с тонкими стенками – до 8 миллиметров. Формируются валики последовательно с таким расчетом, чтобы каждый новый термически воздействовал на предыдущий слой. Тем самым уменьшается твердость наплава.

    Предварительно трещина разделывается: V-образная обработка, угол раскрытия составляет 45 градусов. На каждую из кромок предварительно наваривают подготовительные валики, а на них – отжигающие. Валики накладываются небольшими участками длиной до 50 мм.

    Каждый переход от одного участка к другому должен быть неспешным, чтобы металл успел остыть до температуры 50-60 градусов Цельсия. В это момент валики нужно проковывать и сбивать окалину. Подготовительные валики наносятся раньше, а, следовательно, лучше прогреваются и медленнее остывают. В закаленной части металл частично отпускается и нормализуется. Когда формирование валиков по обе стороны трещины завершено, то накладывается, собственно, сварной шов. Он тоже формируется такими же небольшими отрезками.

    Сварка чугуна с применением стальных шпилек

    Металл шва может отслаиваться, что делает зону плавления наиболее уязвимым местом. Чтобы более равномерно распределить нагрузку во время остывания и связанной с ним усадки, применяются так называемые «завертыши» — стальные шпильки. Если толщина стенок заготовки превышает 6 мм, то кромки предварительно срезаются под углом 45 градусов.

    Потом насверливаются отверстия в шахматном порядке, в которые вкручиваются стальные шпильки. Они частично выступают на поверхности. По кругу завертыши обвариваются, после чего формируется слой наплава способом наложения отжигающих валиков. Особенность шва заключается в том, что большую часть механических нагрузок принимают на себя стальные шпильки, в то время как шов испытывает воздействия небольшой силы.

    Работа инвертором в импульсном режиме

    Суть метода заключается в том, что основной сварочный ток дополняется наложенными поверх него высокочастотными импульсами большей силы. Соотношение величины силы тока и длительности импульса регулируется в настройках аппарата и поддерживается автоматически. Технология способствует:

    • улучшению качества и прочности сварного соединения;
    • повышению уровня контроля дуги и управления процессом;
    • повышается эффективность сварки;
    • понижается вероятность прожога металла;
    • шов получается аккуратным.

    Чередование импульса и пауз заменяет необходимость выполнять сложные действия кончиком стержня. Метод не подходит для соединения деталей, которые будут испытывать вибрации, тряску и удары.

    Наплавка чугуна

    Выполняется работа электродами следующих марок:

    1. ОЗЖН-1. Подходя для устранения серьезных дефектов литья или обработки.
    2. МНЧ-2. Применяются для наплавки ответственных соединений. Предварительный нагрев поверхности не требуется.
    3. ОЗЧ-2. Наплавка серого и ковкого чугуна.

    Работа газовой наплавки основана на тепловой энергии, которая выделяется в результате горения ацетилена, а также его заменителей, и кислорода. Расходными материалами служат флюсы и легкие прутки.

    Как варить чугун электросваркой/электродом в домашних условиях

    Небольшие дефекты ненагруженных соединений можно исправить самостоятельно. Если к качеству сварки не предъявляются требования прочности, а важна герметичность, то вполне можно прибегнуть к самой простой технологии – холодной сварки.

    При таком способе соединения нельзя сильно повышать температуру в рабочей зоне. Поэтому шов формируется прерывистыми участками, длина которых не превышает 50 миллиметров. Время о времени необходимо делать перерывы, чтобы металл остыл до температуры 50 градусов. Тем самым понижается вероятность образования трещин.

    Не допустить перегрева металла намного проще, если варить при постоянном токе, а электрод подключить к положительной клемме, то есть работать с обратной полярностью. Как дополнительный способ борьбы с перегревом – постоянное зигзагообразное перемещение кончика электрода.

    Скорость движения электродом необходимо постоянно контролировать. Если двигать стержнем быстро, то будут образовываться непровары. Если же делать это слишком медленно, то можно перегреть и даже прожечь металл.

    Чем варить чугун

    Физико-химические особенности чугуна требуют внимательного отношения к выбору расходных материалов. Строение электрода очень простое – металлический стержень, покрытый специальным составом. Важно, чтобы стержень был выполнен из совместимого с чугуном металла. Покрытие стержня при нагревании выделяет газ, который служит защитной средой для зоны сварки.

    Диаметр электрода, мм Толщина свариваемых деталей, мм Сила сварочного тока, А
    2,5 2 65-80
    3 до 5 90-100
    4 5 и более 130-160
    5 от 10 до 13 180-220

     

    В таблице приведены основные характеристики для сваривания заготовок в нижнем положении для чугунных электродов. Медно-никелевые расходники на 30% состоят из меди и на 65 – из никеля. Они используются, если не требуется прочный сварной шов. Качество соединения получается удовлетворительным, а сам шов поддается механической обработке.

    Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна

    Достоинства:

    • экономичность;
    • можно выполнить работы без защитного газа;
    • можно заварить конструкция в труднодоступных местах;
    • мобильность;
    • простота использования оборудования.

    Недостатки:

    • образование шлака в зоне шва;
    • результат определяется умением специалиста;
    • невысокая производительность;
    • нет возможности автоматизировать отдельные операции.

    Техника безопасности

    Работа на производственном участке подразумевает обязательную аттестацию специалиста. Рабочее место в обязательном порядке должно быть оснащено системой приточно-вытяжной вентиляции. А также следует неукоснительно придерживаться основных правил, независимо от места работы – в цеху или домашней мастерской:

    • для безопасности сварочный аппарат нужно заземлить;
    • пользоваться средствами защиты – костюм, маска, одежда;
    • сваривание чугуна в домашних условиях должно выполняться в хорошо освещенном и проветриваемом помещении;
    • на рабочем месте должен присутствовать огнетушитель;

    Новичкам желательно выполнять работы под присмотром опытного специалиста. Они поможет справиться с трудностями и добавит начинающему сварщику уверенности.

    Технология сварки чугуна

    Оцените, пожалуйста, статью

    12345

    Всего оценок: 0, Средняя:

    5 Выплавка чугуна — Выплавка чугуна

    1.5. Выплавка чугуна /1,  с. 28/

    Чугун выплавляют в  вертикальных печах шахтного типа — доменных почах. Сущность процесса получения чугуна в доменных печах заключается в восстановлении окислов железа, входящих в состав руды, которую загружают в печь, окисью углерода, водородом и твердым углеродом, выделяющимися при сгорании топлива в печи.

    Устройство и работа доменной печи. Полезная высота доменной печи достигает до 80 м /Солнцев, с. 16/, или  примерно в 2,5… 3 раза больше диаметра. Рабочее пространство печи включает колошник 6, шахту 5, распар 4, заплечики 3, горн 1, лещадь 15. В верхней части колошника находится засыпной аппарат 8, через который в печь загружают шихту (офлюсованный агломерат и окатыши).

    Стенки печи выкладывают из огнеупорных материалов — в ос­новном из шамота. Нижнюю часть горна и его основание (лещадь) выполняют из особо огнеупорных материалов — углеродистых (графитизированных) блоков. Для повышения стойкости огнеупорной кладки в ней устанавливают (примерно на 3Д высоты печи) металлические холодильники, по которым циркулирует вода. Для уменьшения расхода воды (для крупных печей расход воды до 70000 м3 в сутки) применяют испарительное охлаждение, основанное на том, что погло­щаемое тепло используется для парообразования.

    Кладка печи снаружи заключена в стальной кожух толщиной до 40 мм. Для уменьшения нагрузки на нижнюю часть печи ее верхнюю часть (шахту) сооружают на стальном кольце, опирающемся на ко­лонны.                  Доменная печь (рис. 1.4) имеет стальной кожух, выложенный изнутри огнеупорным шамотным кирпичом.

    Схема работы доменного цеха современного металлургического за­вода приведена на рис. 1.5.

    Шихтовые материалы поступают в бункера, расположенные на рудном дворе: офлюсованный агломерат-  с агломерационной фабрики, а кокс — от коксовых батарей коксохимического завода. Из бункеров шихтовые материалы подаются в вагон-весы 1, на которых взвешивают определенные порции шихты. Из вагона-весов кокс и агломерат передаются в вагонетку 3 скипового подъемника. Скиповой подъ­емник представляет собой наклонный рельсовый мост, по которому дви­жутся две вагонетки. Скип поднимается стальным канатом до верхней точки рельсового моста и опрокидывается. Через загрузочное устройст­во (засыпной аппарат) 4 шихта попадает в доменную печь (см. рис. 1.5). Печь состоит из колошника 5, шахты б, распара 7, заплечиков 8 и горна 9.

    Две скиповые вагонетки с помощью лебедки передвигаются по наклонному мосту 12  (см. рис. 1.4) к засыпному аппарату 8 и, опрокидываясь, высыпают шихту в приемную воронку 7 распределителя шихты. При опускании малого конуса 10 засыпного аппарата шихта попадает в чашу 11 а при опускании большого конуса 13 — в доменную печь. Такая последовательность работы механизмов засыпного аппарата необходима для предотвращения выхода газов из доменной печи в атмосферу.

    Рекомендуемые материалы

    Рис. 1.4. Схема устройства доменной печи и  воздухонагревателя

    Для равномерного распределения шихты в доменной печи малый конус и приемная воронка после загрузки очередной порции материалов поворачиваются на угол, кратный 60°. Все механизмы засыпного аппарата и скипового подъемника Агломерат, руду, флюс и кокс, поступающие в печь в определенном соотношении, называют шихтой.

    Доменные печи, как и все шахтные печи, работают по принципу  противотока. Сверху сходят шихтовые материалы, а снизу им навстречу движутся газы, образующиеся в процессе горения топлива.

                Рис. 1.5. Схема работы доменного цеха

     В процессе работы печи шихтовые материалы постепенно опускаются вниз, а через загрузочное устройство в печь подаются новые порции шихтовых материалов в таком количестве, чтобы весь полезный объем печи был заполнен.

    Полезный объем печи — это объем, занимаемый шихтой от лещади до нижней кромки большого конуса засыпного аппарата при его опускании. Современные доменные печи имеют полезный объем 2000…5000 м3 Полезная высота доменной печи достигает 35 м. В верхней части горна находятся фурменные устройства 14 через которые в печь поступают нагретый воздух, необходимый для горения кокса, и газообразное топливо, в некоторых случаях жидкое или пылевидное топливо. Предварительный нагрев воздуха необходим для уменьшения потерь теплоты в печи. Воздух поступает в доменную печь из воздухонагревателей. Для нагрева воздуха применяют воздухонагреватели регенеративного типа. Внутри воздухонагревателя (рис. 1.4, справа) имеется камера сгорания 2 и насадка 4 занимающая основной объем воздухонагревателя. Насадка выложена из огнеупорных кирпичей 3 так, что между ними образуются вертикальные каналы. В нижнюю часть камеры сгорания к горелке 1 подается очищенный от пыли колошниковый газ, который сгорает и образует горячие газы. Горячие газы, проходя через насадку, нагревают ее и удаляются из воздухонагревателя через дымовую трубу. Затем подача газа к горелке прекращается, и по трубопроводу через насадку пропускается холодный воздух, подаваемый турбовоз-духодувной машиной. Доменная печь имеет несколько воздухо­нагревателей: в то время как в одних насадка нагревается горя­чими газами, в других она отдает теплоту холодному воздуху, нагревая его. По охлаждении нагретой насадки воздухом нагреватели переключаются. Воздух, проходя через насадку воздухо — нагревателя, нагревается до 1000…1200 °С и поступает к фурменному устройству 14 доменной печи (см. рис. II.2), а оттуда в ее рабочее пространство.

    Горение топлива. Вблизи фурм 2 (см. рис. 1.4) углерод кокса, взаимодействуя с кислородом воздуха, сгорает:

    С + О2 = СО2 + 393,51 кДж.

    При высоких температурах и в присутствии твердого углерода кокса двуокись углерода неустойчива и частично переходит и окись углерода;

    СО2 + С = 2СО — 171,88 кДж.

    Одновременно, на некотором расстоянии от фурм, идет реакция неполного  горения углерода кокса:

    С — 1/2О2 = СО + 110,5 к Дж.

    В результате горения кокса в доменной печи выделяется теплота и образуется газовый поток, содержащий СО, СО2 и другие газы. При этом в печи немного выше уровня фурм температура становится более 2000° С. Горячие газы, поднимаясь вверх, отдают свою теплоту шихтовым материалам и нагревают их, охлаждаясь до 400…300 °С у колошника. В зоне печи, где температура газон достигает 700 … 450 °С, часть окиси углерода разлагается с образованием сажистого углерода, оседающего на шихтовых материалах:

    2СО = СО2 + С↓

    Остальная часть газа, состоящего в основном из СО, СО2, N2, Н2, СН4 (колошниковый газ), отводится из печи по трубам и после очистки используется как топливо для воздухонагревателей.

    Шихтовые материалы (агломерат, кокс) опускаются навстречу потоку газов и нагреваются. В результате в них происходит целый ряд химических превращений: удаляется влага, из топлива выделяются летучие вещества, а при прогреве шихты до температуры ~ 570 °С начинается основной процесс — восстановление окислов железа, содержащихся в агломерате.

    Восстановление окислов железа в доменной печи. Этот процесс протекает в результате взаимодействия окислов железа с окисью углерода и твердым углеродом кокса, а также водородом. Восстановление твердым углеродом называют прямым, а газами — косвенным.

    При температурах до 570 °С восстановление окиси железа протекает по реакциям

    ЗFe2О3 + СО = 2Ге3О4 + СО2;

    3О4 + 4СО = ЗFе + 4СО2.

    При более высоких температурах (750…900 °С) окислы железа восстанавливаются наиболее интенсивно:

    ЗFе2Оз + СО = 2Fе3О4 + СО2;

    3О4 + СО = ЗFеО + СО2;

    FeО+СО = Fе + СО2.

    При этих температурах из руды, находящейся в нижней зоне шахты доменной печи, образуется твердое губчатое железо. Некоторая часть закиси железа опускается до уровня распара и заплечиков, где восстанавливается твердым углеродом кокса в результате двух одновременно протекающих реакций:

    СО2 + С = 2СО;

    FеО + СО = Fе + СО3

    FеО + C = Fe + CO

    В реакциях восстановления железа участвуют также сажистый углерод и водород, особенно при введении в доменную печь природного газа.

    По мере опускания шихта достигает зоны в печи, где температура составляет 1000 … 1100 °С. При этих температурах восстановленное из руды твердое железо, взаимодействуя с окисью углерода, коксом и сажистым углеродом, интенсивно науглероживается благодаря способности железа в твердом состоянии растворять углерод:

    ЗFе + 2СО = Ге3С + СО2;

    ЗFe + С = Fе3С.

    При насыщении углеродом температура плавления железа понижается и на уровне распара и заплечиков оно расплавляется. Капли железоуглеродистого сплава, протекая по кускам кокса, дополнительно насыщаются углеродом (до 4 % и более), марганцем, кремнием, фосфором, которые восстанавливаются из руды, а также серой, содержащейся в коксе. Эти процессы протекают следую­щим образом.

    Марганец содержится в руде в виде МnО2, Мn2О3, Мп3О4. Эти соединения легко восстанавливаются до МnО. При температуре более 1000 °С часть МnО восстанавливается твердым углеродом по реакциям

    МnО+СО = Мn + СО2;

    СО2 + С=2СО

    МnО + С = Мn + СО

    Одновременно марганец взаимодействует с твердым углеродом и образует карбид Мn3С, повышая содержание углерода в сплаве. Другая часть МnО входит в состав шлака.

    Кремний, содержащийся в пустой породе руды в виде SiO2, температуре выше 1100 0С также частично восстанавливается твердым углеродом:

    SiO2 + С = SiO + СО;

    SiO + С = Si + СО

    SiO2 + 2С = Si + 2СО

    Образовавшийся кремний растворяется в железе. Другая часть SiO2 также входит в состав шлака.

    Фосфор содержится в рудо в виде соединений (FеО)3Р2О5 и (СаО)3Р2О5. Частично фосфат железа восстанавливается окисью углерода:

    2Fе3 (РО4)2 + 16СО = 2Fе3Р + 2Р + 16СО2.

    При температурах более 1000° С восстановление идет за счет твердого углерода:

    2Fе3(РО4)2 + 16С = ЗFе3Р + 2Р + 16СО.

    При температурах выше 1300 °С фосфор восстанавливается из фосфата кальция:

    (СаО)3Р2О5 + 5С = ЗСаО + 2Р + 5СО.

    Образовавшийся фосфид железа (Fе3Р) и фосфор полностью растворяются в железе и входят в состав чугуна.

    Сера присутствует в коксе и руде в виде органической серы и соединений FeS2, FеS, СаSО4. Сера летуча и поэтому часть ее удаляется с газом при нагреве шихты в печи. Сера из кокса окисляется у фурм кислородом дутья до SО2 и, поднимаясь с газами, восстанавливается твердым углеродом:

    2+2С = S + 2СО.

    При этом часть серы в виде 8 и Ге8 растворяется в чугуне. Сера является вредной примесью и ухудшает качество чугуна. Для удаления серы стремятся повысить содержание СаО в шлаке. При этом часть серы в виде Са8 удаляется в шлак по реакциям

    FеS + СаО=СаS + FеО,

    FеО + С = Fе + СО.

    Таким образом, в результате процессов восстановления окислов железа, части окислов марганца и кремния, фосфатов и сер­нистых соединений, растворения в железе С, Мn, Si, Р, S в печи образуется чугун. В нижней части печи образуется шлак в ре­зультате сплавления окислов пустой породы руды, флюсов и золы топлива. В условиях доменного процесса окислы Аl2О3, СаО, МgО, содержащиеся в пустой породе руды, полностью переходят в шлак. В шлаке содержится также часть невосстановившихся окислов SiO2, МnО, FеО и СаS. Шлак образуется постепенно, его состав изменяется по мере отекания в гори; где он скапливается на поверхности жидкого чугуна благодаря меньшей плотности. Состав шлака зависит от состава применяющихся шихтовых материалов и выплавляемого чугуна.

    По мере скопления чугуна и шлака их выпускают из печи. Чугун выпускают через 3 … 4 ч, а шлак через 1,0 … 1,5 ч. Чугун выпускают через чугунную летку 16 (см. рис. 1.4, отверстие в кладке, расположенное выше лещади), а шлак — через шлаковую летку 17. Чугунную летку открывают бурильной машиной, а после выпуска чугуна закрывают огнеупорной массой. Чугун и шлак сливают по желобам, проложенным по литейному двору, в чугуновозные ковши и шлаковозные чаши, установленные на железнодорожных платформах. Емкость чугуновозных ковшей 90…140 т. В них чугун транспортируют в кислородно-конвертерные или мартеновские цехи для передела в сталь. Чугун, не используемый в жидком виде, поступает на разливочные машины. Из ковша чугун через передаточный желоб заполняет металлические формы-изложницы разливочной машины и затвердевает в них в виде чушек-слитков массой 45 кг.

    Часто жидкий шлак из доменной печи не сливают в шлаковозные чаши, а для удобства дальнейшего использования подвергают мокрой грануляции: на него направляют струю воды, сод действием которой он рассыпается на мелкие гранулы.

    Продукты доменной плавки. В доменных печах получают два жидких продукта — чугун и шлак, а также колошниковый газ.

    Чугун — основной продукт доменной плавки. В доменных печах получают чугун различного химического состава в зависимости от его назначения.

    Передельный чугун выплавляют для передела его в сталь в конвертерах или мартеновских печах. Он содержит 4,0…4,4 % С; до 0,6…0,8 % Si; до 0,25 … 1,0 % Мn; 0,15 … 0,3 % Р и 0,03 … 0,07 % S. Передельный чугун некоторых марок, предназ­наченный для передела в сталь в конвертерах, имеет пониженное содержание фосфора (до 0,07 %).

    Литейный чугун используют для переплава его на ма­шиностроительных заводах при производстве фасонных отливок. Он содержит повышенное количество кремния (до 2,75 … 3,25 %). Кроме  чугуна,  в  доменной  печи  выплавляют  ферросплавы.

    Доменные ферросплавы — сплавы железа с крем­нием, марганцем и другими металлами. Их применяют для рас­кисления и легирования стали. К ним относятся: доменный ферросилиций с 9…13 % Si и до 3 % Мn; доменный ферромарганец с 70…  75 % Мn и до 2 % Si; зеркальный чугун с 10 … 25 % Мn и до 2 % Si.

    Побочными продуктами доменной плавки являются шлак и колошниковый газ, также используемые в производстве. Из шлака производят шлаковату, шлакоблоки, цемент, а колошниковый газ после очистки от пыли используют как топливо для нагрева воздуха, вдуваемого в доменную печь, а также в цехах металлургических заводов.

    Важнейшие технико-экономические показатели. Такими показателями работы доменных печей являются коэффициент ис­пользования полезного объема доменной печи (К. И. II. О) и удельный расход кокса. Коэффициент использования полезного объема печи (К. И. П. О. в м3/т) определяется как отношение полезного объема печи V (в м3) к ее среднесуточной производительности Р и тоннах выплавленного передельного чугуна.

    К. И. П. O. = V/P

    Чем выше производительность доменной печи, тем ниже К. И. П. О., который для большинства доменных печей в нашей стране составляет 0,5 … 0,7.

    Удельный расход кокса K — отношение расхода А кокса за сутки к количеству Р в тоннах передельного чугуна, выплавленного за то же время:

    В нашей стране удельный расход кокса в доменных печах составляет 0,5 … 0,7; он является важным показателем работы доменной печи, так как стоимость кокса составляет более 50 % общей стоимости чугуна.

    Лекция «57 Генератор кодов ГК-КЭБ» также может быть Вам полезна.

    Улучшение технико-экономических показателей работы доменных печей является одной из важнейших задач металлургического производства. Эта задача решается повышением производительности доменных печей путем улучшения их конструкций, способов подготовки шихты, интенсификации доменного процесса.

    Основным направлением в развитии современного доменного процесса является увеличение полезного объема доменных печей. Практика показывает, что с увеличением объема печей улучшаются технико-экономические показатели их работы. Поэтому у нас в России эксплуатируют доменные печи объемом 2300 и 2700 м3 и вводят в строй доменные печи объемом 5000 м3. Такие печи выплавляют в сутки более 10 000 т чугуна.

    Улучшение подготовки шихтовых материалов — обогащение руд, применение при плавке офлюсованного агломерата и окатышей обеспечивает прирост выплавки чугуна и снижает расход кокса. Например, увеличение содержания железа в шихте на 1 % дает прирост выплавки чугуна на 3 % и снижает расход кокса на 1,5…2,0 %; применение агломерата повышает производительность печей на 10…15 %, а замена агломерата окатышами снижает расход топлива и дополнительно увеличивает выплавку чугуна еще на 5 … 8 %. Вместе с тем повышение производительности доменных печей достигается интенсификацией процесса плавки за счет следующего:

    1)  повышения давления газа на колошнике до 0,18 МН м2, в результате чего снижается скорость их движения а шахте доменной печи, улучшаются условия восстановления железа, снижается расход кокса и уменьшается вынос колошниковой пыли:

    2)  обогащения дутья кислородом, благодаря чему повышается интенсивность горения кокса, повышается температура в горне доменной печи, ускоряются процессы восстановления кремния и марганца, что особенно важно при выплавке доменных ферросплавов и литейных чугунов;

    3) вдувания в горн природного  газа и угольной пыли, что позволяет снизить расход кокса на 10 — 15%, увеличить производительность печей на 2 — 3% за счет повышения восстановительной способности газов.

    Сварка чугуна электродами по чугуну, как правильно варить, какие электроды лучшие выбрать

    Чугун — сплав железа и углерода (содержание превышает 2,11-2,14%), в состав которого входят примеси: кремний (не более 3%), марганец (до 1%), сера, фосфор и легирующие добавки: хром, никель, ванадий, алюминий, магний и другие. Без специальных добавок и термической обработки чугун обладает низкими прочностью, твердостью и пластичностью.

    Углерод может присутствовать в сплаве в виде цеменита и графита. В зависимости от доли данных веществ в составе, можно выделить несколько видов чугуна.

    Некоторые из них поддаются обработке методом сваривания, другие — нет. Для каждого вида сплавов существует определенные марки электродов. Далее мы рассмотрим сварка какого чугуна электродами выполняется в различных ситуациях.

    Белый чугун характеризуется тем, что весь углерод присутствует в сплаве в виде цеменита. Этот вид обладает высокой твердостью, не подлежит обработке режущим инструментом.

    Большая часть или весь углерод присутствуют в сером чугуне в виде графита. Данный вид хорошо поддается обработке; обладает высокими литейными свойствами, благодаря которым активно используется в качестве материала для литья. Сварка серого чугуна электродом ОЗЧ-2 выполняется постоянным током обратной полярностью. Также для данного вида предназначены марки ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6, ОЗЖН-2, МНЧ-2.

    Ковкий чугун является результатом отливки и термообработки белого чугуна с образованием хлопьевидного графита; используется при производстве автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. Электроды, предназначенные для работы с ковким сплавом: ОЗЧ-2 и 6, МНЧ-2, ЦЧ-4. Сваривание осуществляется постоянным током, полярность при сварке чугуна — обратная.

    В половинчатом чугуне углерод присутствует в двух видах: графит и цеменит; применяется при изготовлении деталей, эксплуатирующихся в условиях повышенной износостойкости.

    Высокопрочный чугун содержит шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации; используется для производства ответственных деталей в машиностроении, а также для нефте- и газопроводов, труб водоснабжения.

    В статье мы рассмотрим, как варить электродами по чугуну в зависимости от применяемого способа соединения.

    Сложности при сварке чугуна

    Прежде чем, приступать к работе исполнителю необходимо учесть особенности сварки чугуна электродами. Данные специфические черты обусловлены уникальными свойствами чугуна.

    Одним из главных недостатков чугуна является плохая свариваемость, которая обусловлена следующими факторами:

    • плохая соединяемость чугуна методом сварки объясняется его химической структурой и свойствами;

      На фото: пора в сварочном валике

    • различные элементы, в частности кремний, окисляются в сварочной ванне, что приводит к образованию оксидов. Тугоплавкость этих оксидов приводит к появлению непроваренных участков;
    • быстрое охлаждение соединения и околошовной зоны приводит к образованию участков цеменита, отличающегося повышенной твердостью. Данные участки сложно поддаются механической обработке;
    • чугун характеризуется высокой жидкотекучестью, что затрудняет удержание расплавленного металла в ванне и осложняет формирование шва;
    • неравномерный нагрев и охлаждение хрупкого чугуна с большой вероятностью может привести к появлению трещин;
    • расплавленный чугун склонен к выделению газов из-за чего в шве могут образоваться поры.

    Несмотря на данные трудности и особенности, исполнителю любого уровня по силам получить качественное и надежное соединение. Для этого необходимо верно подобрать расходные материалы. О том, какие электроды для сварки чугуна выбрать мы расскажем далее.

    Подготовка чугуна к сварке

    Прежде чем варить чугун электродом, необходимо произвести подготовительные процедуры. Хрупкость сплава и трудности в удалении загрязнений с его поверхности требуют тщательной подготовки к сварочному процессу.

    Трещины, имеющие на поверхности изделий, нужно разделать на всю длину с достаточным для качественной проварки углом разделки и засверлить по краям. Если трещины не засверлены, то их необходимо вырезать, а концы трещины можно закруглить.

    Рабочую зону следует очистить от посторонних включений с помощью болгарки, металлической щетки или наждачной бумаги. Зачистку также можно произвести пескоструйным способом. Масло удаляется с помощью растворителей. Сильные загрязнения рекомендуется удалять пламенем горелки.

    Способы сварки чугуна

    Выделяют три метода сварки чугуна, в зависимости от температуры предварительного подогрева изделий:

    Горячая сварка является основным и наиболее «правильным» способом. Перед свариванием заготовки прогревают до температуры в 600-650°C.

    Полугорячая сварка подразумевает нагревание чугунных деталей до температуры 300-350°C.

    Холодная сварка не предусматривает нагрев рабочих изделий.

    Применяя различные виды сварки чугуна — виды электродов при этом также разнятся. Независимо от выбранного исполнителем способа, следует четко следовать правилам и рекомендациям. Тому, как правильно варить чугун электродами различного вида и посвящена данная статья.

    [ads-pc-2][ads-mob-2]

    Холодная сварка чугуна специальными электродами

    Электроды сварочные МНЧ-2.

    Холодная сварка проста и удобна в исполнении. Соединение осуществляется с применением специальных электродов, содержащих никель и/или медь. Существует достаточно много специальных стержней подобного типа. Наиболее популярными марками, изготовленными отечественными производителями, являются:

    • основу электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 составляет медный стержень, покрытый обмазкой, в состав которой входит железный порошок;
    • никелевые и железно-никелевые расходники ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, с помощью которых проводится сварка чугуна постоянным током.
    • железно-медно-никелевые МНЧ-2. Сварка чугуна электродами мнч 2 позволяет получить высокотехнологичный шов, обладающий коррозионностойкостью в жидких агрессивных средах и горячих газах. Данная марка обладает достаточно высокой стоимостью, поэтому используется, в основном, при реализации ответственных работ и в тех случаях, когда к соединению предъявляются жесткие требования относительно качества.
    Видео

    Или посмотрите презентацию холодной сварки чугуна электродом Zeller 855. Это действительно очень хорошие электроды, но дорого стоят и трудно купить.

    О том, как варить чугун электродами по чугуну, будет рассказано далее.

    Основные принципы. Сварка электродами по чугуну может выполняться в вертикальном и нижнем пространственных положениях. При этом применяется постоянный ток. Существует также ещё одно правило — стараться придерживаться небольшого проплавления основного металла. Для этого необходимо использовать небольшие величины тока, стержни малого диаметра и короткие швы. После наложения каждого шва следует делать перерыв, чтобы охладить деталь до 50-60°С.

    Сварка всеми перечисленными марками электродов выполняется с помощью постоянного тока. Чтобы определить, какой полярностью варить чугун, следует ознакомиться с техническими характеристиками расходников, все марки которых у нас собраны на соответствующей странице.

    Сварка чугуна простыми электродами (по стали)


    Сваривание чугуна обычными стальными электродами не обеспечивает хорошего качества шва. Применяются расходники подобного типа ввиду их доступности и небольшой стоимости. Чтобы уменьшить отрицательные последствия применения стальных электродов, необходимо использовать специальные прутки ЦЧ-4. Эта марка является одной из самых популярных и востребованных у сварщиков.

    Поэтому важно знать, как правильно варить чугун электродами ЦЧ-4. Данная марка предназначена для наплавки первых плакирующих слоев с последующим продолжением сварочного процесса обычными материалами (на картинке). Кроме этого, ЦЧ-4 подойдут как для горячей, так и для холодной сварки чугуна, заделки дефектов и соединения стали с чугуном.

    Что касается УОНИ. Часто исполнители задаются вопросом про электроды УОНИ, можно ли варить чугун данной маркой. Следует отметить, что обычные электроды можно использовать только при заварке небольших дефектов в неответственных конструкциях. Так как качество соединения не будет отличаться высоким уровнем. Чтобы получить более или менее удовлетворительное качество, следует соблюдать те же правила, что и при сварке специальными электродами. Еще один эффективный способ повысить качество соединения — небольшой предварительный нагрев до 150-200°C и медленное охлаждение.

    Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.

    При сваривании чугуна электродами общего назначения самым слабым местом является — околошовная зона у границы сплавления. Данная зона характеризуется хрупкостью и наличием трещин. Эти дефекты часто приводят к отслаиванию наплавленного слоя от основного металла. Чтобы этого избежать, необходимо использовать стальные шпильки или болты.

    Шпильки имеют резьбу и ввертываются в свариваемую поверхность. Из размеры зависят от толщины рабочего изделия. Существуют рекомендации относительно размеров шпилек:

    • диаметр должен составлять 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм;
    • глубина ввертывания — 1,5 диаметра шпильки, но не больше половины толщины свариваемых изделий;
    • высота выступающей части шпильки — 0,75-1,2 ее диаметра.

    Шпильки располагаются в скошенные кромки деталей в шахматном порядке на расстоянии в 4-6 диаметра.

    Выступающие части шпилек обвариваются по периметру, постепенно заполняя шов. В первую очередь осуществляется сварка всех шпилек кольцевыми швами с помощью электродов, диаметр которых составляет 3 мм. Применяется напряжение малой величины. Сваривание производится вразброс, чтобы избежать сильного перегрева. После вокруг места сварки накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность не будет покрыта слоем наплавленного металла.

    Мы надеемся, что приведение здесь вышеперечисленных правил и рекомендаций позволит сориентироваться, как варить электродами правильно по чугуну, и успешно выполнить работы.
    [ads-pc-3][ads-mob-3]

    Сварка чугуна неплавящимися электродами

    Чугун можно сваривать различными видами неплавящихся электродов: вольфрамовые, угольные или графитовые. Литые чугунные или специальные присадочные прутки, содержащие никель, алюминий, меди и другие металлы, используются в качестве присадочного материала. Для защиты сварочной зоны применяются инертные газы, чаще всего, аргон или флюсы, основным компонентом которого является бура. Наибольшей популярностью пользуется технология AC TIG — сварка вольфрамовым электродом с применением переменного тока в среде аргона.

    Сварка чугуна покрытыми электродами

    Чугунные электроды — специальные материалы для исправления дефектов чугунного литья, которые представляют собой литые круглые прутки с покрытием различного состава. В большинстве случаев соединение осуществляется на постоянном токе, но возможно и использование переменного. Величина тока определяется из расчета 50-60 А на 1 мм. электрода.

    Качество шва, полученного в результате холодной сварки чугунными электродами, отличается неоднородностью. Поэтому следует выполнять полугорячее сваривание.

    Как правильно варить чугун электродами, видео представлено далее.

    Ознакомившись со всем спектром информации, исполнитель сможет выбрать лучший электрод по чугуну.

    Электроды для наплавки чугуна

    Наиболее распространенными марками электродов для наплавки чугуна различных видов являются:

    Наплавка чугуна электродами т 590 также гарантирует получение качественного соединения. Данная марка широко применяется в различных сферах деятельности, для работы с разными конструкциями и деталями. Доступная цена стержней Т-590 делает эти расходники такими популярными у мастеров сварочного дела.

    Более подробная информация представлена в статье «Наплавка металла: электродом и другие».

    Данная статья поможет каждому исполнителю выяснить, какие лучшие электроды по чугуну.

    Объяснение литейного процесса • State Engineering

    Литейный завод

    Литейный завод — это завод по производству металлических отливок. Металлы отливают в формы путем их плавления в жидкости, заливки металла в форму и удаления материала формы или отливки после того, как металл затвердеет при охлаждении. Наиболее распространенными обрабатываемыми металлами являются алюминий и чугун. Однако другие металлы, такие как бронза, латунь, сталь, магний и цинк, также используются для производства отливок в литейных цехах.В этом процессе могут быть сформированы детали желаемых форм и размеров.

    Процесс

    В обработке металлов литье включает заливку жидкого металла в форму, содержащую полую полость желаемой формы, с последующим охлаждением и затвердеванием. Затвердевшая деталь также известна как отливка, которая выталкивается или выламывается из формы для завершения процесса. Литье чаще всего используется для изготовления сложных форм, которые было бы трудно или неэкономично изготовить другими методами.

    Плавление

    Плавка производится в печи. Первичный материал, внешний лом, внутренний лом и легирующие элементы используются для загрузки печи. Первичный материал относится к коммерчески чистым формам первичного металла, используемого для образования определенного сплава. Легирующие элементы представляют собой либо чистые формы легирующего элемента, такие как электролитический никель, либо сплавы ограниченного состава, такие как ферросплавы или лигатуры. Внешний лом – это материал, полученный в результате других процессов формирования, таких как штамповка, ковка или механическая обработка.Внутренний лом состоит из ворот, стояков, бракованных отливок и других посторонних металлических отходов, произведенных на объекте.

    Процесс включает плавление шихты, рафинирование расплава, корректировку химического состава расплава и выпуск в транспортный сосуд. Рафинирование проводится для удаления вредных газов и элементов из расплавленного металла, чтобы избежать дефектов литья. Материал добавляется в процессе плавления, чтобы довести конечный химический состав до определенного диапазона, установленного отраслевыми и/или внутренними стандартами.Определенные флюсы могут использоваться для отделения металла от шлака и/или окалины, а дегазаторы используются для удаления растворенного газа из металлов, которые легко растворяют определенные газы. Во время отвода вносятся окончательные химические корректировки.

    Печь

    Для нагрева металла используется несколько специализированных печей. Печи представляют собой сосуды с огнеупорной футеровкой, которые содержат расплавляемый материал и обеспечивают энергию для его плавления. Современные типы печей включают электродуговые печи (ЭДП), индукционные печи, вагранки, отражательные и тигельные печи.Выбор печи зависит от количества производимой системы сплавов. Для черных металлов обычно используются электродуговые печи, вагранки и индукционные печи. Для производства алюминиевых, бронзовых и латунных отливок распространены отражательные и тигельные печи.

    Проектирование печи представляет собой сложный процесс , и его можно оптимизировать с учетом множества факторов. Печи в литейных цехах могут быть любого размера, от небольших, используемых для плавки драгоценных металлов, до печей весом в несколько тонн, предназначенных для плавки сотен фунтов лома за один раз.Они разработаны в соответствии с типом металлов, которые должны быть расплавлены. Печи также должны быть спроектированы с учетом топлива, используемого для получения желаемой температуры. Для сплавов с низкой температурой плавления, таких как цинк или олово, температура в плавильных печах может достигать около 500 °C (932 °F). Для достижения этих температур обычно используются электричество, пропан или природный газ. Для сплавов с высокой температурой плавления, таких как сталь или сплавы на основе никеля, печь должна быть рассчитана на температуру более 1600 °C (2910 °F).Топливом, используемым для достижения этих высоких температур, может быть электричество (используемое в дуговых электропечах) или кокс. Большинство литейных заводов специализируются на определенном металле и имеют печи, предназначенные для этих металлов. Например, на чугунолитейном заводе (для чугуна) может использоваться вагранка, индукционная печь или ЭДП, а на сталелитейном заводе – ЭДП или индукционная печь. В литейных цехах по производству бронзы или латуни используются тигельные печи или индукционные печи. На большинстве алюминиевых литейных заводов используются тигельные печи электрического сопротивления или газового нагрева или отражательные печи.

    Дегазация

    Дегазация — это процесс, который может потребоваться для уменьшения количества водорода, присутствующего в партии расплавленного металла. Газы могут образовываться в металлических отливках одним из двух способов:

    путем физического захвата в процессе литья или

    в результате химической реакции в литом материале.

    Водород является обычным загрязнителем большинства литых металлов. Он образуется в результате реакций материалов или из водяного пара или машинных смазок. Если концентрация водорода в расплаве слишком высока, полученная отливка будет пористой; водород выйдет из расплавленного раствора, оставив крошечные воздушные карманы, когда металл остынет и затвердеет.Пористость часто серьезно ухудшает механические свойства металла.

    Эффективным способом удаления водорода из расплава является пропускание через расплав сухого нерастворимого газа путем продувки или перемешивания. Когда пузырьки всплывают в расплаве, они захватывают растворенный водород и выносят его на поверхность. Хлор, азот, гелий и аргон часто используются для дегазации цветных металлов. Окись углерода обычно используется для производства железа и стали.

    Существуют различные типы оборудования, которые могут измерять присутствие водорода.В качестве альтернативы присутствие водорода можно измерить, определив плотность образца металла.

    В тех случаях, когда пористость все еще сохраняется после процесса дегазации, герметизация пор может быть достигнута с помощью процесса, называемого пропиткой металлом.

    Изготовление форм

    В процессе литья изготавливается выкройка по форме желаемой детали. Простые конструкции могут быть выполнены цельными или цельными. Более сложные конструкции состоят из двух частей, называемых раздельными узорами.Разделенный шаблон имеет верхнюю или верхнюю часть, называемую выступом, и нижнюю или нижнюю часть, называемую перетаскиванием. Как сплошные, так и разделенные шаблоны могут иметь вставленные сердцевины для завершения окончательной формы детали. Стержни используются для создания полых областей в форме, которые иначе было бы невозможно получить. Место, где верхушка и перетяжка разделяются, называется линией разъема.

    При изготовлении выкройки лучше всего сузить края, чтобы выкройку можно было удалить, не ломая форму. Это называется черновик.Противоположностью уклона является подрез, когда часть рисунка находится под материалом формы, что делает невозможным удаление рисунка без повреждения формы.

    Выкройка из воска, дерева, пластика или металла. Формы изготавливаются с использованием нескольких различных процессов в зависимости от типа литейного производства, разливаемого металла, количества производимых деталей, размера отливки и сложности отливки. Эти процессы пресс-формы включают:

    Литье в песчаные формы — Песчаная форма из сырой или связанной смолой формы.

    Литье по выплавляемым моделям — Модель из полистирола со смесью керамической и песчаной формы.

    Литье по выплавляемым моделям — Восковая или аналогичная жертвенная модель с керамической формой.

    Литье в керамические формы — Гипсовые формы.

    V-образное литье — Вакуум с термоформованным пластиком для формирования песчаных форм. Не требует влаги, глины или смолы.

    Литье под давлением — Металлическая форма.

    Отливка в виде слитков  — Простая форма для производства металлических слитков, обычно используемая в других литейных производствах.

    Заливка

    В литейном цехе расплавленный металл заливают в формы. Заливка может осуществляться под действием силы тяжести или с помощью вакуума или сжатого газа. Многие современные литейные заводы используют роботов или автоматические разливочные машины для заливки расплавленного металла. Традиционно формы заливали вручную с помощью ковшей.

    Встряска

    Затем затвердевший металлический компонент извлекается из формы. Если форма изготовлена ​​из песка, это можно сделать путем встряхивания или переворачивания. Это освобождает отливку от песка, который все еще прикреплен к металлическим полозьям и воротам — каналам, по которым расплавленный металл перемещался, чтобы добраться до самой детали.

    Деградация

    Дегейтинг — это удаление головок, полозьев, литников и стояков из отливки. Направляющие, ворота и стояки можно снимать с помощью резаков, ленточных пил или керамических отрезных дисков. Для некоторых типов металлов и некоторых конструкций литниковых систем литник, направляющие и заслонки можно удалить, отломив их от отливки с помощью кувалды или специально разработанного выбивного устройства. Подступенки обычно необходимо удалять с помощью метода резки (см. Выше), но в некоторых новых методах удаления подступенков используется подделка со специальной конструкцией, встроенной в геометрию шейки подступенка, которая позволяет отламывать подступенок в нужном месте.

    Литниковая система, необходимая для производства отливок в форме, дает остатки металла, включая головки, стояки и литник (иногда все вместе называемые литником), которые могут превышать 50% металла, необходимого для заливки полной формы. Поскольку этот металл необходимо переплавить в качестве вторсырья, производительность конкретной конфигурации литника становится важным экономическим соображением при разработке различных схем литников, чтобы минимизировать стоимость лишнего литника и, следовательно, общие затраты на плавку.

    Термическая обработка

    Термическая обработка — это группа промышленных и металлообрабатывающих процессов, используемых для изменения физических, а иногда и химических свойств материала.Наиболее распространенное применение – металлургия. Термическая обработка также используется при производстве многих других материалов, таких как стекло. Термическая обработка включает использование нагревания или охлаждения, обычно до экстремальных температур, для достижения желаемого результата, такого как затвердевание или размягчение материала. Методы термической обработки включают отжиг, цементацию, дисперсионное упрочнение, отпуск и закалку. Следует отметить, что хотя термин «термическая обработка» применяется только к процессам, в которых нагрев и охлаждение осуществляются с конкретной целью преднамеренного изменения свойств, нагрев и охлаждение часто происходят случайно во время других производственных процессов, таких как горячая штамповка или сварка.

    Очистка поверхностей

    После дегирования и термической обработки песок или другие формовочные материалы могут оставаться на отливке. Чтобы удалить остатки плесени, поверхность очищают пескоструйной обработкой. Это означает, что на поверхность отливки будет воздействовать гранулированная среда, чтобы механически сбить налипший песок. Среду можно обдувать сжатым воздухом или бросать с помощью дробовика. Очищающая среда ударяется о поверхность отливки с высокой скоростью, удаляя остатки литейной формы (например, песок, шлак) с поверхности отливки.Для очистки литых поверхностей можно использовать множество материалов, включая сталь, железо, сплавы других металлов, оксиды алюминия, стеклянные шарики, скорлупу грецких орехов, разрыхлитель и многие другие. Абразивная среда выбирается для получения цвета и отражательной способности поверхности отливки. Термины, используемые для описания этого процесса, включают очистку, дробеструйную очистку и пескоструйную очистку. Дробеструйная обработка может использоваться для дальнейшего упрочнения и отделки поверхности.

    Отделка

    Заключительный этап процесса литья обычно включает шлифовку, шлифование или механическую обработку компонента для достижения желаемой точности размеров, физической формы и чистоты поверхности.

    Удаление оставшегося материала литника, называемого заглушкой литника, обычно выполняется с помощью шлифовальной или шлифовальной машины. Эти процессы используются, потому что их скорость удаления материала достаточно низкая, чтобы контролировать количество удаляемого материала. Эти шаги выполняются перед любой окончательной обработкой.

    После шлифовки обрабатываются любые поверхности, требующие строгого контроля размеров. Многие отливки обрабатываются на фрезерных станках с ЧПУ. Причина этого в том, что эти процессы имеют лучшую размерную способность и повторяемость, чем многие процессы литья.Однако сегодня нередко используются отливки без механической обработки.

    Несколько литейных заводов предоставляют другие услуги перед отправкой литых изделий своим клиентам. Отливки обычно окрашивают, чтобы предотвратить коррозию и улучшить внешний вид. Некоторые литейные заводы собирают отливки в полные машины или узлы. Другие литейные заводы сваривают несколько отливок или кованых металлов вместе, чтобы сформировать готовый продукт.

    Все больше и больше процессов отделки выполняются с помощью роботизированных машин, которые устраняют необходимость в том, чтобы человек физически шлифовал или ломал линии разъема, литниковый материал или питатели.Машины могут снизить риск травмирования рабочих и снизить затраты на расходные материалы, а также повысить производительность. Они также ограничивают возможность человеческой ошибки и повышают воспроизводимость качества шлифования.

     

    (PDF) Выплавка серого чугуна на основе стального лома с использованием карбида кремния

    АРХИВ ЛИТЕЙНОГО ТЕХНОЛОГИИ Том 14, Выпуск 3/2014, 77-82

    Рис. 11. Чугунная матрица W7pig (FeSi75)

    После Анализ фотографий показал, что как для чугуна

    , выплавленного на основе чугуна, так и для чугуна, произведенного на основе стального лома

    , где дефицит кремния был компенсирован добавлением карбида кремния

    , некоторые различия между формой осадков графита

    и его количество и размер могут иметь место.Наибольшую группу

    составили поля с однородными чешуйчатыми отложениями графита.

    Появляются участки упорядоченно ориентированных междендритных чешуек графита

    , а также формируются поля «закрученных» выделений. В микроструктурах полученного синтетического чугуна

    , полученного с использованием карбида кремния

    , можно наблюдать более объемные графитовые чешуйки по сравнению с чугуном

    , выплавленным на основе чугуна.

    На основании анализа матрицы внутри произведенного синтетического чугуна

    (рис.7-11) можно констатировать, что в большинстве образцов

    появляется перлитная матрица или перлитная только с небольшим количеством

    феррита внутри нее.

    5. Выводы

    Проведенные эксперименты показали, что синтетический чугун

    можно производить исключительно на основе стального лома с заменой части науглероживателя

    карбидом кремния. Это позволяет в то же время

    компенсировать возникающий небольшой дефицит кремния.Чугун марки

    имеет большее количество выделений графита.

    Кроме того, эти осадки немного толще.

    Лучшим методом введения карбида кремния с точки зрения соотношения углерода

    и коэффициента усвоения кремния является его введение в твердую шихту

    . При добавлении SiC на поверхность жидкого металла эффективность

    может снизиться вдвое, а время плавления должно увеличиться на

    минут.

    Эффективность утилизации углерода при добавлении SiC

    в твердую шихту составила EC=14.9-28,6 %, тогда как коэффициент усвоения кремния

    составил ESi= 49,5-66,7 %, кроме аналогичного химического состава карбида кремния

    . Суммарный КПД использования обоих

    и

    элементов изменялся в очень узком диапазоне 78,1-81,6%.

    На зарегистрированных до сих пор кривых затвердевания и кристаллизации

    существенных различий между температурами ликвидуса для

    конкретных расплавов не наблюдалось. В литературе в некоторых местах

    указано, что карбид кремния должен повышать эту температуру

    пункта [9].

    Ссылки

    [1] Джанерка, К. (2010). Науглероживание жидких ферросплавов.

    Гливице: изд. Силезский технологический университет. (на польском).

    [2] Янерка К., Барточа Д., Езерски Дж. и Шайнар Дж. (2010).

    Влияние качества науглероживания на процесс повторного науглероживания чугуна

    . Foundry Trade Journal

    Международный. 184(3679), 282-286.

    [3] Янерка К., Барточа Д. и Шайнар Дж.(2009). Качество науглероживания

    и его влияние на процесс науглероживания.

    Архив литейного производства. 9(3), 249-254.

    [4] Джанерка К., Барточа Д., Шайнар Дж. и Чолева М. (2007).

    Влияние различных видов науглероживания и науглероживания

    на эффективность и структуру железа.

    Архив металлургии и материалов. 52(3), 467-474.

    [5] Янерка, К., Езерский, Дж. и Шайнар, Дж. (2011).Оценка

    эффективности процесса науглероживания жидкого чугуна по

    с использованием различных науглероживателей и способов науглероживания.

    Материалы 20-й юбилейной международной конференции

    по металлургии и материалам METAL 2011, Брно, Чехия

    Республика.

    [6] Янерка, К., Барточа, Д., Шайнар, Дж. и Езерски, Дж. (2010).

    Влияние науглероживания на процесс кристаллизации и

    на микроструктуру синтетического чугуна.Архив

    Металлургия и материалы. 55(3), 851-859.

    [7] Янерка К., Павлита М., Езерски Дж., Шайнар Дж. и

    Барточа Д. (2014). Науглероживающие свойства переходят в

    структуру расплавленного чугуна. Журнал материалов

    Технология обработки. 214, 794-801.

    [8] Янерка, К., Езерский, Дж., Барточа, Д. и Шайнар, Дж. (2013).

    Наследственность структуры и свойств серого чугуна

    Выплавка на основе стального лома.Передовые материалы

    Исследования. 622-623, 685-689.

    [9] Эдалати, К., Ахлаги, Ф. и Нили-Ахмадабади, М. (2005).

    Влияние добавок SiC и FeSi на характеристики расплавов серого чугуна

    , разлитых при различных температурах. Журнал

    технологии обработки материалов. 160, 183-187.

    [10] Онсойен, М.И., Скаланд, Т. (2001). Предварительное кондиционирование расплавов серого чугуна

    с использованием ферросилиция или карбида кремния.Американское литейное общество

    .

    [11] Шмидт-Шаловский, К., Шафран, М., Сентек Дж., Бобрик Е.

    (2013). Химическая технология. Варшава: PWN. (на польском).

    [12] Беланский, А. (2010). Основы неорганической химии, т.2.

    Варшава: PWN. (на польском).

    [13] Кильский, А. (1969). Основы технологии керамики. Эд. нет. 152.

    Краков: AGH. (на польском).

    Неаутентифицированный

    Дата загрузки | 21.11.15 6:39

    Значение SiC в процессе плавки ковкого чугуна с переменным содержанием шихтовых материалов

    Материалы (Базель).2020 март; 13(5): 1231.

    Поступила в редакцию 15 февраля 2020 г.; Принято 6 марта 2020 г.

    Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

    Реферат

    В статье представлены вопросы, связанные с выплавкой высокопрочного чугуна марки ЭН-ГЖС-400-15, с различным соотношением исходного сырья (стальной лом и чугун). Основное внимание уделялось определению влияния карбида кремния на структуру и свойства выплавляемого чугуна.В проведенных плавках недостаток углерода и кремния восполнялся соответствующим образом подобранным науглероживателем, ферросилицем и металлургическим карбидом кремния SiC. Процент карбида кремния в шихте колебался от 0 до 0,91%. Основным условием планирования плавок было обеспечение повторяемости химического состава выходящего чугуна и чугуна после внепечной обработки жидкого металла с различными составами шихты. На основании испытаний, расчетов и анализа полученных результатов был сделан вывод, что добавка SiC может увеличить количество и размер выделений графита.Увеличение содержания SiC в шихте также вызвало изменение характера затвердевания сплава и механизма роста сфероидальных выделений графита, что привело к формированию на их поверхности чешуйчатой ​​оболочки. Наблюдалось также влияние добавки карбида кремния на снижение температуры ликвидуса в сплавах. Карбид кремния положительно повлиял на структуру и свойства выплавляемых сплавов. Введение SiC в плавку в исследованном диапазоне вызывало увеличение содержания углерода и кремния, не вызывая увеличения количества примесей в сплаве.

    Ключевые слова: ковкий чугун , карбид кремния, структура чугуна, кристаллизация

    1. Введение

    Стремление к повышению качества отливок приводит к постоянному поиску новых решений. Одним из способов является изменение доли используемых шихтовых материалов (уменьшение или устранение чугуна в шихте и замена его гораздо более дешевым стальным ломом). Однако это связано с необходимостью восполнения дефицита углерода и кремния в химическом составе выплавляемого чугуна.Джанерка и др. проводились исследования процесса плавки ВЧШ исключительно на основе стального лома в лабораторных условиях [1,2]. Они доказали, что при правильном подборе науглероживающего материала и способа науглероживания можно производить высококачественный ковкий чугун без передельного чугуна. В этих исследованиях также было доказано, что науглероживающий материал оказывает существенное влияние не только на эффективность и скорость науглероживания и, следовательно, на выход науглероживателя, но и на свойства и структуру выплавляемого чугуна [3,4].Дополнение жидкого чугуна углеродом и кремнием, обусловленное ограничением содержания чугуна в шихте, можно проводить последовательно путем науглероживания и введения соответствующих добавок (например, FeSi). Этот процесс также может осуществляться одновременно с введением металлургического карбида кремния. Карбид кремния в настоящее время наиболее часто применяют при выплавке чугуна в вагранках в виде брикетов. В индукционных печах его использование намного меньше. Эдалати К. и соавт.плавили серый чугун в индукционной электропечи вместимостью 25 кг, добавляя в плавку SiC или FeSi. Они обнаружили, что добавление SiC в чугун вызывает увеличение количества графита класса А и его более однородное распределение по сравнению с FeSi [5]. Стойчев А. и соавт. выплавка серого чугуна в индукционной печи вместимостью 20 кг исключительно на основе стального лома. Дефицит углерода и кремния восполнялся за счет FeSi, SiC и синтетического графита. На основании исследований они подтвердили, что чугун, расплавленный с карбидом кремния, содержит более толстые выделения графита и распределяется более равномерно, чем с FeSi [6].Васько А. выплавил ковкий чугун в индукционной электропечи вместимостью 30 кг, изменив пропорции чугуна и стального лома в шихте. Дефицит углерода восполнялся SiC или FeSi и науглероживателем. На основании проведенных исследований он установил, что при увеличении доли стального лома добавка SiC вызывает увеличение количества эвтектических зерен и одновременно снижает вероятность появления карбидов в структуре отливки [7]. ]. Эдалати К. и Васько А., а также Yunes Rubio R. в своих работах утверждают, что добавка SiC повышает температуру солидуса и ликвидуса. Кроме того, он увеличивает количество эвтектических зерен и одновременно снижает вероятность появления карбидов в структуре отливки. Это также снижает вероятность микропористости в отливке [7,8,9]. Анализ литературы также показывает, что чугун, выплавленный на основе стального лома и с соответствующим образом подобранными науглероживающими материалами, а также введением в ванну металла кремния, имеет значительно меньше примесей, чем чугун, выплавленный с использованием чугуна.В этом чугуне значительно меньше серы и фосфора и, следовательно, меньше шлаковых примесей (фаялита, форстерита). Представленные выше исследования серого и высокопрочного чугуна проводились в лабораторных печах вместимостью 20–30 кг. В данной статье описаны результаты исследований, проведенных в промышленной печи вместимостью 2300 кг при плавке ковкого чугуна, обеспечивающей лучшую стабилизацию всего процесса. Новизна работы заключается в том, что опыты проводились в промышленных условиях плавки чугуна в индукционных электропечах.Все предыдущие исследования с добавкой SiC в серый и ковкий чугун проводились в лабораторных условиях и малой массе расплава.

    2. Материалы и методы

    Исследования включали плавку высокопрочного чугуна при различном содержании шихтовых материалов (чугун, стальной лом, собственный лом). Недостаток кремния восполнялся ферросилицием FeSi75 или металлургическим карбидом кремния SiC, а дефицит углерода корректировался синтетическим графитом. Испытания проводились в индукционной печи сетевой частоты вместимостью тигля, позволяющей выплавлять до 2300 кг жидкого чугуна.Перечень шихтовых материалов для готовых плавок приведен в .

    Таблица 1

    Перечень шихтовых материалов и добавок.

    9 9 0346 8
    Расплав № Материал заряда Добавка Добавка
    Свинья,
    кг
    лом 1, кг Scrap 2, кг RET,
    кг
    CARB,
    кг
    FESI ,
    кг
    SiC,
    кг
    1 1200 200 700
    2 1200 200 700
    3 200 900 1050 50 8
    4 200 900 1050 5050 50 5
    5 200 900 1100 40 10
    6 200 900 1100 40 10
    7 200 900 1100 35 15
    8 200 900 1100 35 15
    9 1200 1000 45 20 20
    10 1200 4000 45 20

    Следующие были использованы для плавления:

    • чугун специальный (чушковый), содержащий: 3.5–4,5 % C, 0,5–1,0 % Si, 0,05 % Mn, 0,05 % P, 0,02 % S,

    • стальной лом 1 (Scrap1) железнодорожных путей с содержанием 0,62 %– 0,80 % C, 0,15–0,58 % Si, 0,70–1,20 % Mn, 0,008–0,025 % S, 0,025 % P,

    • стальной лом 2 (Лом2) в виде уплотненного глубокого Отходы волочильного листа с 0,028 % C, 0,009 % Si, 0,025 % Mn, 0,020 % S и 0,020 % P,

    • собственный чугунный лом/возврат (Ret) из ковкого чугуна марки EN GJS 400-15 ,

    • металлургический карбид кремния (SiC), содержащий: 85% SiC, 1.5–2,5 % C, 4,58 % Si, 1–2 % Fe и 3–6 % SiO 2 ,

    • FeSi75 ферросилиций (FeSi) с химическим составом: 75,09 % Si , 1,49% Al, 0,145% C, 0,026% P, 0,007% S и 0,77% Ca.

    Науглероживатель (Carb) в виде синтетического графита с грануляцией 0,5–4 мм и содержанием: Cmin – 94%, Smax – max. 0,1%, зольность – не более. 2%, влажность — макс. 1%, а содержание летучих веществ — не более. 1%.

    В связи с тем, что процесс исследований проводился в производственном цикле, предполагалось, что масса вводимого карбида кремния не будет превышать 1%.Это означало принятие рекомендаций, содержащихся в книге Sorelmetal по ковкому чугуну, в которой говорилось, что избыток карбида кремния может вызывать ускоренный износ футеровки печи и образование налипаний на стенках печи [10]. После расплавления шихты и добавления необходимых легирующих элементов отливали образец для определения химического состава и заливали зонд для термического анализа. Далее металл из печи порциями сливался в ковш обработки, где проводились сфероидизация и модифицирование.Сфероидизацию проводили методом «сэндвич» с лигатурой FeSiMg6Ce. Модификатор (СБ 5) вводили при переливе жидкого металла из технологического ковша после процедуры сфероидизации в разливочный ковш. После этих операций был взят образец для химического анализа и отлиты слитки для испытаний на прочность в соответствии с EN 1563:2011.

    Испытания включали измерения предела прочности при растяжении и твердости. Для этого были отлиты отдельные слитки Y-теста.Для испытаний на растяжение использовали образцы диаметром 14 мм и длиной 84 мм с резьбовыми захватами. Измерения твердости проводились по методу Бринелля. Металлографические испытания проводили на образцах, вырезанных из опытных слитков.

    3. Результаты и обсуждение

    Результаты химического анализа основного чугуна до процесса сфероидизации представлены в . В этой же таблице приведены результаты термического анализа, где были определены следующие определения: TL — температура ликвидуса, TS — температура солидуса, CE — эвтектический углеродный эквивалент, Sc — коэффициент насыщения эвтектики.Во время каждой плавки были сняты кривые охлаждения с использованием измерительной системы QuiK-Lab E. Термический анализ является быстрым и дешевым методом прямого контроля качества жидкого чугуна [11]. Характеристические значения TL и TS регистрировали для каждого теста ТА. Использовали чашки QuiK-Cup типа QC4010 (без добавления Те).

    Таблица 2

    Результаты химического и термического анализа основного чугуна.

    Melt No. C,
    %
    SI,
    %
    MN,% P,
    %
    S,
    %
    CR,
    %
    CU,
    %
    TL TS CE Sc
    1 3.85 1,54 0,26 0,027 0,020 0,027 0,05 1152 тысяча сто двадцать пять 4,19 1,024
    2 3,88 1,35 0,19 0,040 0.007 0.023 0,02 1152 1125 1125 4.19 4.19 1.024
    3 3 3.72 1.43 0,24 0.027 0,020 0,027 0,05 1160 1 126 4,12 1,005
    4 3,83 1,49 0,24 0,036 0,014 0,027 0,04 1246 1124 4.38 1.072
    5 3 3.84 1.54 0,28 0.026 0.026 0.018 0.034 0.12 1 155 1126 4,17 1,017
    6 3,87 1,47 0,25 0,031 0,012 0,028 0,09 1142 тысяча сто двадцать-восемь 4,28 1.047
    7 3.94 3.94 1.59 0.30 0.038 0,019 0,019 0.032 0.032 0.10 1140 1124 4.44 0,990
    8 3,83 1,41 0,16 0,022 0,014 0,024 0,03 1134 тысяча сто двадцать-семь 4,18 1,022
    9 3,90 1.34 0.18 0.02 0.028 0.027 0.027 0,03 1127 1127 1127 4,27 1.045 1.045
    3 3.83 1,73 0,19 0,019 0,014 0,037 0,06 1127 +1123 4,41 1,081

    Содержание углерода в базовом чугуне колебалась в диапазоне от 3,72 %–3,94% и содержание кремния в пределах 1,34–1,73%. Низкое содержание серы (0,007–0,020 %) обуславливало меньший расход магниевой лигатуры, а низкое содержание марганца (0,16–0,30 %) гарантировало получение чугуна с преобладанием ферритной матрицы.

    Анализируя процесс затвердевания исследованных сплавов, можно отметить снижение температуры ликвидуса при увеличении содержания SiC в шихте. В то же время в этих расплавах обнаружены очень повторяющиеся показания температуры солидуса. Это привело к сужению диапазона температур кристаллизации (). Это положительно сказалось на количестве и качестве графитовых выделений, что также наблюдалось при количественном и качественном анализе микроструктуры исследуемых сплавов, представленном в дальнейшей части публикации.

    Влияние содержания SiC (увеличение добавки в последующих плавках) на температуру TL ликвидуса и TS солидуса.

    В свою очередь результаты химического анализа после процесса сфероидизации представлены в .

    Таблица 3

    Химический анализ чугуна после процесса сфероидизации.

    Melt No. C,
    %
    SI,
    %
    MN,
    %
    P,
    %
    P,
    %
    S,
    %
    CR,
    %
    CU,
    %
    мг,
    %
    1 3.48 2,53 0,25 0,028 0,011 0,031 0,06 0,052
    2 3,66 2,64 0,20 0,040 0,009 0,028 0,02 0.052
    3 3 3.52 2.52 0,24 0,24 0.028 0.028 0,031 0,031 0,06 0,052
    4 356 2,45 0,24 0,034 0,009 0,032 0,04 0,045
    5 3,68 2,66 0,28 0,027 0,012 0,035 0,12 0.058
    6 3.71 3.55 0,26 0,26 0,26 0.031 0,0313 0,03 0,09 0,052 0,052
    7 367 2,59 0,29 0,036 0,011 0,036 0,10 0,050
    8 3,58 2,44 0,17 0,022 0,012 0,025 0,03 0.047
    9 3 3.55 2.55 0,18 0,020 0,010 0,028 0,028 0,028 0,058 0,058
    10 357 2.53 0,19 0,19 0.019 0.012 0,012 0,038 0,038 0,066 0,050 0,050

    Проаналируют химический состав расплавленного чугуна, было обнаружено, что очень маленький спектр изменчивости отдельных элементов получается, несмотря на разное соотношение компонентов шихты. Во всех плавках получено очень низкое содержание серы и фосфора, что является следствием низкого содержания этих элементов как в чугуне, так и в стальном ломе.Анализируя содержание микроэлементов (B, Cr, V, Ti, As), не вошедших в таблицы, и которые могут появиться в плавке, например, в результате введения SiC, не было отмечено увеличения по отношению к плавления при использовании чугуна.

    В случае ферритного чугуна особенно важен стальной лом, поскольку он должен иметь очень низкое содержание марганца. Исследования показали, что соответствующий лом и его правильный отбор позволяют получить содержание Mn в расплаве даже ниже 0.2%, что в сочетании с низким содержанием Cu, Sb и Ni, а также достаточным содержанием Mg обеспечивает ферритную структуру. Изменение содержания остаточного магния в расплаве в пределах 0,042–0,058 % обеспечивало получение высококачественного высокопрочного чугуна.

    Полученные результаты измерений механических свойств представлены в , где приняты следующие определения: UTS – предел прочности при растяжении, YS – предел текучести, e – относительное удлинение, BHN – число твердости по Бринеллю.

    Таблица 4

    Результаты испытаний механических свойств.

    Уток № UTS,
    MPA
    E,
    %
    YS,
    YS BHO
    1 474 23.54 336 171 171
    2 450 450 3 317 163 163
    3 450 24 317 163 163
    4 460 215 317 165
    5 470 23 329 170
    6 451 22 311 159
    7 464 24 324 163
    8 428 23 287 154
    9 441 18 306 161
    10 453 20.5 312 163

    При анализе механических свойств чугуна следует констатировать, что все измеренные параметры превышают значения, приведенные в стандарте, где для чугуна марки ГЖС-400-15 минимальное UTS = 400 МПа и минимальное удлинение = 15%. Это относится к пределу прочности (428–474 МПа), пределу текучести (287–329 МПа) и относительному удлинению (18–24 %). Полученная твердость также является высокой с точки зрения прочности ().

    Предел прочности при растяжении (UTS) и число твердости по Бринеллю (BHN) в отдельных расплавах.

    Чрезвычайно важным вопросом при оценке высокопрочного чугуна является анализ его микроструктуры. Это относится как к выделениям графита, так и к матрице [12,13]. Следствием количества выделений графита и их формы, а также различного количества феррита и перлита в структуре являются специфические прочностные свойства. Помимо химического состава расплавленного чугуна, структура определяется условиями теплоотвода, зависящими от формы отливки и используемой формовочной смеси.Примеры протравленных и непротравленных изображений микроструктуры при 100-кратном увеличении для некоторых расплавов показаны на и . Образцы травили 2% ниталом.

    Микроструктура образца 1 непротравленная ( a ) и протравленная ( b ).

    Микроструктура образца 5 непротравленная ( a ) и протравленная ( b ).

    Микроструктура образца 9 непротравленная ( a ) и протравленная ( b ).

    Количественный анализ сделанных срезов.Анализ изображений проводился с помощью программы Nikon NIS-BR. Анализ проводили в соответствии со стандартом ISO 945-1:2017, а параметры микроструктуры анализировали в соответствии с ASTM E2567-16a, как это представлено в ссылке [12]. Его результаты представлены в .

    Таблица 5

    Результаты количественного анализа структуры (средние значения).

    99.70
    14 Расплав № Количество графитовых осадков на мм 2 поверхность графита осаждается,
    мкм 2
    Коэффициент формы Содержание перлита,% Содержание феррита,
    %
    1 310 216.4 0,886 4,12 95,88
    3 407 182,6 0,938 2,38 97,62
    5 300 240,9 0,946 4,51 95.49
    6 385 235.8 0,954 0.954 3.78 96.22 96.22
    8 367 367 240.9 0.945 1.63 983 98.37
    9 384 2645 2645 0.949 0.949 0.30 99.70 99.70

    Проаналируют полученные результаты измерений и расчетов, можно увидеть, что количество графита выделений на мм 2 составляло от 300 до 407. Подсчитано, что для ковкого чугуна минимум 80% выделений графита должны соответствовать диапазону коэффициента формы (округлости) 0.8–1,0. Фактор формы был выше 0,938 и был очень высоким. Только для чугуна на основе чугуна значение этого параметра равно 0,886. Для некоторых расплавов наблюдения за изломами образцов проводились с помощью сканирующего электронного микроскопа (, и ).

    Изображения изломов образцов 1 увеличение 250× ( a ) и 4600× ( b ).

    Изображения изломов образцов 5-кратное увеличение 235× (а) и 4300× ( б ).

    Изображения изломов образцов 10-кратное увеличение 265х (а) и 5200х (б).

    Анализ изломов выбранных образцов под сканирующим электронным микроскопом показывает сходные морфологические особенности наблюдаемых выделений графита. Последующие слои нарастающих чешуек графита имеют относительно большие размеры, что делает поверхность конкреций гладкой. Для образца 1 (без добавки SiC) нарастающие слои чешуек графита имеют меньший размер, образуя чешуйчатую оболочку на поверхности сфероидного осадка. При введении в чугун FeSi и SiC на поверхности графитовых шариков появляется менее регулярная поверхность с выступающими чешуйками и наблюдается значительно большее количество трещин в этих желваках.

    Несомненно, в этих случаях имеют место различные механизмы роста графита, описанные Стефанеску Д.М. и другие. [14], которые установили, что основными элементами, формирующими графитовые агрегаты, являются гексагональные графитовые пластины, образующиеся в результате роста графеновых слоев. По мере затвердевания пластины утолщаются, образуя последовательные слои. Они развили эту теорию в своей работе [15], доказав, что эти плиты строятся по различным механизмам: плиточному, криволинейно-окружному, спиралевидному, пирамидальному или коническому.Стефанеску Д.М. и другие. заявили, что на окончательную форму графитовых сфероидов влияет ядерная кристаллография, поскольку она определяет начальный рост графитовых пластин [15].

    В поисках причин этих различий авторы данной публикации предлагают две гипотезы, объясняющие эти различия.

    Первая гипотеза заключается в том, что причиной различий в структуре может быть SiC, большее содержание которого вызывает изменение ростовых параметров, в частности его торможение в основных кристаллографических направлениях.Благодаря влиянию на условия кристаллизации можно приводить к различным вариантам роста выделений поликристаллического графита, в основе которых лежат явления включения элементов, тормозящих рост графита в кристаллографических направлениях [10–10], образование дислокаций и т. д. Сплав SiC, безусловно, влияет на эти условия.

    Вторая гипотеза основана на предыдущем исследовании, проведенном Janerka K. et al. состоящий из науглероживания жидкого чугуна различными графитовыми и неграфитовыми науглероживающими материалами в электропечи вместимостью 20 кг.Они установили, что основными структурными элементами науглероживателей являются фрагменты двумерных гексагональных сеток (кристаллиты графита), расположенные параллельно на расстоянии примерно 0,335 нм [4]. Это подтверждает теорию, разработанную и описанную Fitzer E. et al. [16] для хорошо организованных углеродных материалов. Неправильно расположенные углеродные материалы состоят из структурных единиц, построенных из пакетов из нескольких слоев графита. Они имеют диаметр несколько нанометров и расположены примерно параллельно.Расстояния между ними значительно больше, чем в случае графита. В них отсутствует расположение в направлении, перпендикулярном их поверхности, а также корреляция положения атомов в соседних слоях. Элементы представляют собой промежуточную форму между кристаллической (графит) и аморфной формой и называются «турбостатическим кристаллитом». Эти вопросы были представлены более подробно Оберлиным А. в Ссылке [17]. Науглероживание также присутствует при введении SiC в чугун. Возможно, в этом случае слои графена располагаются не параллельно, а хаотично.Это заставляет последующие слои расти не в соответствии с мозаичной моделью, а по спирали, пирамиде или кону, что, в свою очередь, приводит к неровной поверхности большинства сфероидальных выделений.

    4. Резюме и выводы

    В рамках выполнения исследований была проведена плавка ВЧ при различном соотношении шихтовых материалов (чугунный и стальной лом) и добавок (науглероживатель, FeSi, SiC). Масса вводимого карбида кремния варьировалась в пределах 0–20 кг, что составляло 0–0.91%. Авторы установили, что в микроструктуре исследованных сплавов можно наблюдать лишь до 1 % изменений, а выше этого содержания эффект, связанный с добавкой SiC, непропорционален увеличению количества добавляемого материала [10].

    Анализируя состав шихты, видно, что ферритный чугун выплавлялся без специального чугуна в шихте и с его содержанием 10%, 20% и 55%. Химический анализ, испытания прочностных свойств и микроструктуры показали, что во всех плавках получен ковкий чугун, отвечающий поставленным требованиям.

    На основании изображений микроструктур, полученных под оптическим микроскопом, установлено, что во всех случаях были получены сфероидальные выделения графита. Эти осадки распределяются равномерно. Чугунная матрица ферритная. На основании количественного анализа структур установлено, что количество выделений на 1 мм 2 составляет 300–407, а коэффициент формы 0,886–0,954. Содержание феррита варьировалось от 92,07% до 99,70%. Анализ распределения фактора формы позволяет констатировать, что в случае плавок 1 и 2 (на основе чугуна, без SiC) в классе коэффициентов, равных 1, выделяется значительно меньше выделений.0 (30 % и 45 %), тогда как в других расплавах эта величина составляла 62–69 %. На основании представленных результатов количественного анализа структуры можно предположить, что увеличение количества SiC в шихте вызывает увеличение количества графитовых выделений и их крупность, что приводит к большему содержанию графита.

    На основании испытаний, расчетов и анализа полученных результатов можно сделать следующие выводы:

    1. Возможна плавка ферритного и перлитно-ферритного чугуна без чугуна в шихте при сохранении его высокой механические свойства и правильную структуру.

    2. Введение SiC в расплав в исследованных пределах (до 0,91 %) вызывает увеличение содержания углерода и кремния, не вызывая увеличения количества примесей в сплаве.

    3. Увеличение количества SiC в шихте может привести к увеличению количества и размера выделений графита.

    4. Добавление SiC в сплав изменяет характер затвердевания сплава и влияет на механизм роста выделений сфероидального графита.В проведенных исследованиях этот эффект наблюдался в виде изменения структуры поверхностного слоя сфероидальных графитовых выделений, морфология которых явно отличается от графитовых выделений сплавов без добавки SiC.

    5. Также отмечено определенное влияние добавки SiC на снижение температуры ликвидуса в испытанных сплавах.

    Вклад авторов

    Концептуализация, К.Дж. и Л.К.; расследование, Л.К. и М.С.; методология, К.Дж. и Л.К.; ресурсы, Л.К. и М.С.; надзор, К.Дж. и Джей Джей; написание — первоначальный вариант, К.Дж. и Джей Джей; написание — обзор и редактирование, J.J. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

    Финансирование

    Эта публикация финансировалась за счет государственной субсидии Машиностроительного факультета Силезского технического университета в 2019 году.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Литература

    1. Янерка К., Бартоха Д., Шайнар Дж., Езерски Дж. Влияние науглероживания на процесс кристаллизации и микроструктуру синтетического чугуна. Арка Металл. 2010;55:851–859. [Google Академия]2. Janerka K., Jezierski J., Szajnar J., Bartocha D. Чугун: производится из стального лома. В: Colás R., Totten GE, редакторы. Энциклопедия железа, стали и их сплавов. Тейлор и Фрэнсис; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: 2015. стр. 735–749. [Google Академия]3. Джанерка К., Барточа Д., Szajnar J. Качество науглероживания и его влияние на процесс науглероживания. Арка Литейный инж. 2009; 9: 249–254. [Google Академия]4. Джанерка К., Павлита М., Езерский Й., Шайнар Й., Бартоха Д. Свойства науглероживателей переносятся в структуру расплавленного чугуна. Дж. Матер. Обработать. Технол. 2014; 214:794–801. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2013.11.027. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]5. Стойчев А., Янерка К., Езерски Ю., Шайнар Ю., Павлита М. Вытапирование жевательного синтеза с wykorzystaniem węglika krzemu.Арка Литейный инж. 2014; 1:77–82. doi: 10.2478/afe-2014-0066. (на польском языке) [CrossRef] [Google Scholar]6. Эдалати К., Ахлаги Ф., Нили-Ахмадабади М. Влияние добавок SiC и FeSi на характеристики расплавов серого чугуна, разлитых при разных температурах. Дж. Матер. Обработать. Технол. 2005; 160:183–187. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2004.06.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 7. Васько А. Влияние добавки SiC на микроструктуру и механические свойства чугуна с шаровидным графитом. Матер. науч. 2008; 14:311–314.[Google Академия]8. Васько А. Микроструктура и механические свойства синтетического чугуна с шаровидным графитом. Арка Литейный инж. 2010;10:93–98. [Google Академия]9. Рубио Р.Ю., Хонг Л., Саха-Чоудхури Н., Буш Р. Динамическое смачивание графита и карбида кремния ферросиликоновыми сплавами и кремнием при 1550 °C. ISIJ Междунар. 2006; 46: 1570–1576. doi: 10.2355/isijinternational.46.1570. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Книга Sorelmetal о ковком чугуне. Железо и титан Rio Tinto; Монреаль, Квебек, Канада: 2004. [Google Scholar]12.Анджела Г., Рипамонти Д., Горни М., Масаггиа С., Занарди Ф. Роль микроструктуры в пластическом поведении при растяжении ковкого чугуна GJS 400, полученного при различных скоростях охлаждения, Часть I: Микроструктура. Металлы. 2019;9:1282. doi: 10.3390/met82. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Анджела Г., Доннини Р., Рипамонти Д., Горни М., Занарди Ф. Роль микроструктуры в пластическом поведении при растяжении ковкого чугуна GJS 400, полученного при различных скоростях охлаждения, Часть II: Микроструктура. Металлы. 2019;9:1019.doi: 10.3390/met19. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14. Стефанеску Д.М., Алонсо Г., Ларранага П., Де ла Фуэнте Э., Суарес Р. О кристаллизации графита из жидких расплавов железо-углерод-кремний. Acta Mater. 2016; 107:102–126. doi: 10.1016/j.actamat.2016.01.047. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Стефанеску Д.М., Алонсо Г., Ларранага П., Де ла Фуэнте Э., Суарес Р. Пересмотр теории роста кристаллов графита в сплавах железо-углерод. Acta Mater. 2017; 139:109–121. doi: 10.1016/j.actamat.2017.08.004. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Фитцер Э., Кёхлинг К.Х., Бём Х.П., Марш Х. Рекомендуемая терминология для описания углерода как твердого тела. Чистое приложение хим. 1995; 67: 473–506. doi: 10.1351/pac199567030473. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Оберлин А. Исследования карбонизации и графитизации с помощью ПЭМ высокого разрешения. В: Thrower PA, редактор. Химия и физика углерода. Марсель Деккер; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Базель, Швейцария: 1992. стр. 1–143. [Академия Google]

    %PDF-1.5 % 11045 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 11045 74 0000000016 00000 н 0000004693 00000 н 0000004910 00000 н 0000004957 00000 н 0000005087 00000 н 0000005721 00000 н 0000005883 00000 н 0000005950 00000 н 0000010953 00000 н 0000015724 00000 н 0000020524 00000 н 0000020940 00000 н 0000021373 00000 н 0000021816 00000 н 0000027574 00000 н 0000028026 00000 н 0000033144 00000 н 0000039420 00000 н 0000046000 00000 н 0000052126 00000 н 0000057782 00000 н 0000060245 00000 н 0000061730 00000 н 0000061754 00000 н 0000062073 00000 н 0000062102 00000 н 0000062190 00000 н 0000064630 00000 н 0000064938 00000 н 0000065251 00000 н 0000067943 00000 н 0000068259 00000 н 0000068578 00000 н 0000068644 00000 н 0000068686 00000 н 0000068727 00000 н 0000068804 00000 н 0000068962 00000 н 0000069066 00000 н 0000069116 00000 н 0000069235 00000 н 0000069285 00000 н 0000069406 00000 н 0000069456 00000 н 0000069584 00000 н 0000069634 00000 н 0000069770 00000 н 0000069820 00000 н 0000069955 00000 н 0000070005 00000 н 0000070164 00000 н 0000070214 00000 н 0000070341 00000 н 0000070391 00000 н 0000070515 00000 н 0000070565 00000 н 0000070698 00000 н 0000070748 00000 н 0000070894 00000 н 0000070944 00000 н 0000071061 00000 н 0000071110 00000 н 0000071232 00000 н 0000071281 00000 н 0000071411 00000 н 0000071460 00000 н 0000071583 00000 н 0000071632 00000 н 0000071758 00000 н 0000071807 00000 н 0000071935 00000 н 0000071984 00000 н 0000004328 00000 н 0000001819 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 11118 0 объект>поток xXiPTWEjuCh+L*`,% !Z hQPDbԢ1* :Jp%Fǘ)ET»ep\uX5.1;(Zks\.iFƯg i]:Z[q3Ͼ%֯J${~!dLO鋪mJC*V)tFWpob»(PA#=?uRQHcF(O(-_wtx; So6e~}Mpyram7=bl&I[P

    A Критический обзор обработки жидких металлов в литейном производстве

  • Midland-Ross Corporation, Предварительное исследование литейной промышленности , Центр производства металлов, отчет CMP 86–5, ноябрь 1985 г.

    Google ученый

  • Ф. Нейманн, «Сравнительное исследование плавки чугуна в вагранках и индукционных печах», Electrowarmer International, 29 , (октябрь 1971 г.), 552–564.

    Google ученый

  • Технология литья алюминия , Американское общество литейщиков, Дес-Плейнс, Иллинойс, 1986.

    Google ученый

  • Л. Плутшак, «Значение повышения урожайности», документ № 2, Семинар по пределу текучести 90 %: литниковая обработка и подъем чугунных отливок , Foseco Inc., Кливленд, Огайо, 1983.

    Google ученый

  • р.Д. Варда, Э. Ф. Дарк и Х. П. Гиндон, «Истинная тепловая эффективность тридцати куполов», AFS Trans, 89 , (1981), 719–730.

    Google ученый

  • Дж. П. Грэм, У. Дж. Патер, Ф. Данн и Х. Дж. Лейшон, «Влияние размера кокса и типа кокса на характеристики вагранки», The British Foundryman , (май 1962 г.), 203–218.

    Google ученый

  • Х.Дж. Лейшон, М. Дж. Селби и Дж. Бриггс, «Действительно ли необходим большой кокаин?» Литейный завод , (февраль 1974 г.), 52–54.

    Google ученый

  • Р. Кэрнс, «Влияние использования кокса разного размера и разного содержания золы на работу вагранки с одинарным и разделенным дутьем», The British Foundryman , (ноябрь 1985 г.), 449–452.

    Google ученый

  • Ф.Данис и М. Декроп, «Влияние количества дутья, размера кокса и соотношения плавления кокса на характеристики вагранки», Foundry Trade Journal , (20 марта 1958 г.), 319–325, (27 марта 1958 г.), 351–358 .

    Google ученый

  • С. Кац, «Fuels», Cupola Handbook , Chapter 8, American Foundrymen’s Society, Des Plaines, IL, (1984), 101–128.

    Google ученый

  • Н.П. Лиллибек, «Влияние затрат на топливо на конструкцию и эксплуатацию вагранки», Modern Casting Tech. Отчет , № 7515, Американское общество литейщиков, Дес-Плейнс, Иллинойс, 1975; перепечатано из Эффективное использование топлива в металлургической промышленности , Ин-т газовых технологий.

    Google ученый

  • К. Ф. Ландефельд, «Потери тепловой мощности в кожухе вагранки и фурмах», AFS Trans, 93 , (1985), 383–88.

    Google ученый

  • Ф.М. Дегнер и Ф. Т. Кайзер, «Повышение энергоэффективности вагранки», AFS Trans, 88 , (1980), 609–14.

    КАС Google ученый

  • Х. Дж. Лейшон и М. Дж. Селби, «Кислород в традиционных и раздельных вагранках», Отчет BCIRA , № 1257, март 1977 г.

    Google ученый

  • R. T. Taft и H. R. Perkins, «Cokeless Before the 1980’s», Foundry Trade Journal , (Aug.17, 1978), 471–485.

    Google ученый

  • С. В. Диге, У. Х. Провис, Б. Бучковски, У. Дж. Пек и А. Д. Карп, «Вагранка с плазменным нагревом: инновации в плавке чугуна», AFS Trans, 94 , (1986), 323–334.

    КАС Google ученый

  • J. P. Vanderhoeck, «Blast Conditioning—II Hot Blast», Cupola Handbook , American Foundrymen’s Society, Des Plains, IL, (1984), 199–206.

    Google ученый

  • Х. Чой, «Добавление дополнительного воздуха для формирования насыщенной кислородом зоны в куполе», Диссертация, Университет штата Пенсильвания, март 1978 г.

    Google ученый

  • Х. Дж. Лейшон, «Вагранка с раздельным дутьем и ее разработка», Conference on Cupola Operation , Американское общество литейщиков, Des Piaines, IL, (1980), 247–261.

    Google ученый

  • С.Кац и В. Р. Спиранелло, «Влияние заряженного алюминия на температуру железа, извлечение кремния и десульфурацию в вагранке для производства железа», AFS Trans, 92 , (1984), 161–172.

    КАС Google ученый

  • Л. Р. Радович, П. Л. Уокер-младший и Р. Г. Дженкинс, «Важность углеродных активных участков в газификации угольных углей», Fuel, 62 , (1983), 849–856.

    Перекрёстная ссылка Google ученый

  • С.Katz, «Определение свойств кокса, которые непосредственно влияют на энергоэффективность вагранок», Paper 22, 49th Int. Foundry Congress , Чикаго, Иллинойс, апрель 1982 г.

    Google ученый

  • Б. Озтюрк и Р. Дж. Фрюхан, «Формирование SiO(г) и SiS(г) из кокса», Iron and Steel Maker (июль 1987 г.), 43–48.

    Google ученый

  • Р. Д. Бурлингейм, «Металлики для плавки вагранки», Справочник вагранки , Американское общество литейщиков, Des Piaines, IL, (1984), 79–82.

    Google ученый

  • С. Кац и К. Ф. Ландефельд, «Кинетическая модель поглощения углерода куполом: шаг за пределы уравнения Леви», AFS Trans, 93 , (1985), 209–214.

    КАС Google ученый

  • К. Ф. Ландефельд и В. Дж. Пек, «Взаимосвязь между потерями кремния и металлическим кремнием в заряде вагранки», AFS Trans , 91 , (1983), 1–6.

    КАС Google ученый

  • С. Кац и Х. С. Резо, «Процесс десульфурации вагранки», AFS Trans , 87 , (1979), 367–376.

    КАС Google ученый

  • С. Кац и С. Ф. Ландефельд, «Десульфуризация», Вагранка, Справочник , Американское общество литейщиков, Des Piaines, IL, (1984), 351–364.

    Google ученый

  • Н.Э. Рамбуш и Г. Б. Тейлор, «Новый метод исследования поведения шихтового материала в чугунолитейной вагранке и некоторые полученные результаты», Foundry Trade Journal , (8 ноября 1945 г.), 197–212, 229–235 , 253–260.

    Google ученый

  • Х. В. Лоуни, Д. Э. Краузе и К. Т. Гринидж, «Как железо и сталь плавятся в куполе», AFS Trans, 60 , (1952), 766–774.

    Google ученый

  • М.Дж. Селби, «Разработки в конструкции и эксплуатации вагранки», документ № 9, , 45th Int. Foundry Congress , Будапешт, Венгрия, октябрь 1978 г.

    Google ученый

  • S. Carter and R. Carlson, «Some Variables in Acid Cupola Melting», AFS Trans , 62 , (1954), 267–281.

    Google ученый

  • Н. Х. Кейзер и В. Л. Канн-младший, «Влияние размера лома на температуру выпуска вагранки», AFS Trans, 66 , (1958), 397–398.

    Google ученый

  • Р. Х. Нафцигер, А. Д. Хартман, Р. Ф. Фаррелл и Р. Д. Берлингейм, «Тенденции качества лома черных металлов, отраженные в чугунном литье: 1981–1984», AFS Trans, 94 , (1986), 417–426.

    КАС Google ученый

  • О. Анхелес, Г. Х. Гейгер и С. Р. Лопер, мл., «Факторы, влияющие на углеродопоглощение в чугуне», AFS Trans, 76 , (1968), 3–11.

    Google ученый

  • CR Loper, Jr., SL Liu, S. Shirvani and TH Whitter, «Растворение углерода в расплавах чугуна, изученное с использованием коммерческих углеродных ускорителей и экспериментальных материалов», AFS Trans, 92 , (1984) , 323–337.

    КАС Google ученый

  • S.C. Clow, «The Effect and Control of Sulfur in Iron», AFS Trans , 86 , (1978), 401-410.

    Google ученый

  • Дж. В. Робисон-младший, «Обработка в ковше металлической кальциевой проволокой со стальным покрытием», документ 35, Scaninject III , MEFOS, Лулео, Швеция, 1983.

    Google ученый

  • П. Биндер, В. Пулвермахер, Г. Столте и Дж. Раше, «Поточная дегазация и ковшовая дегазация», Производство чугуна и стали, 18 , (1986), 267–275.

    Google ученый

  • М.Ремондино, Ф. Пиластро, Э. Натале, П. Коста и Г. Перетти, «Инокуляция и обработка сфероидами непосредственно внутри формы», AFS Trans, 82 , (1974), 239–252.

    КАС Google ученый

  • О. Смолли, «Обработка чугуна с шаровидным графитом с помощью процесса в форме», Foundry Trade Journal , (25 сентября 1975 г.), 423–430.

    Google ученый

  • р.W. Heine и C.R. Loper, Jr., «Образование окалины при обработке ковкого чугуна», AFS Trans, 74 , (1966), 274–280.

    Google ученый

  • П. К. Троян, П. Дж. Гишелар, В. Н. Баржерон и Р. А. Флинн, «Интенсивное исследование окалины в чугуне с шаровидным графитом», AFS Trans, 76 , (1968), 323–333.

    КАС Google ученый

  • р.И. Л. Гатри, «Добавочная кинетика в сталеплавильном производстве», Proceedings 35th Electric Furnace Conf ., Iron and Steel Soc. AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1977), 30–41.

    Google ученый

  • С. А. Аргиропулос и Р. И. Л. Гатри, «Растворение титана в жидкой стали», Met Trans, 15B , (1984), 47–58.

    КАС Google ученый

  • С. А.Аргиропулос, «Характеристики растворения ферросплавов в жидкой стали», Iron and Steel Maker , (ноябрь 1984 г.), 48–57.

    Google ученый

  • В. А. Хеннинг, «Эффективность методов десульфурации: отчет комитета 5L», AFS Trans, 94 , (1986), 815–821.

    КАС Google ученый

  • Л. Р. Фариас и Г. А. Айронс, «Единый подход к явлениям пузырьковой струйной обработки при впрыскивании порошка в железо и сталь», Met Trans, 16B , (1985), 211–225.

    КАС Google ученый

  • Л-К. Чианг, Г. А. Айронс, В. К. Лу и И. А. Кэмерон, «Кинетика десульфурации чугуна путем впрыска карбида кальция», Process Technology Proceedings 5th Int. Iron and Steel Congress , Iron and Steel Soc. AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1986), 441–454.

    Google ученый

  • Ф. Леклерк, Ж. П. Ребул, К. Гателье, А.Chevaillier, P. Gugliermina и A. Dufour, «Десульфурация горячего металла путем впрыскивания извести», Scaninject III , MEFOS, Lulea, Sweden, 1983.

    Google ученый

  • К. Ф. Ландефельд и С. Кац, «Кинетика десульфурации железа с помощью CaO-CaF 2 », Process Technology Proceedings 5th Int. Iron and Steel Congress , Iron and Steel Soc. AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1986), 429–440.

    Google ученый

  • С.Katz and C.F. Landefeld, «Plant Studies of Continuous Desulfurization with CaO-CaF 2 -C», AFS Trans, 93 , (1985), 215–228.

    Google ученый

  • А. Мория, Т. Нагахата, К. Иеда, К. Ичихара и М. Исикава, «Улучшение качества стали путем впрыска флюса», статья 32, Scaninject III , MEFOS, Лулео, Швеция, 1983.

    Google ученый

  • Н.Сано, «Термодинамические аспекты удаления примесных элементов из насыщенного углеродом железа», Симпозиум по литейным процессам: их химия и физика , Исследовательские лаборатории General Motors, Уоррен, Мичиган, 21–23 сентября 1986 г.

    Google ученый

  • М. Фарал и Х. Гэй, «Равновесие металлического шлака», Second Int. Симп. по металлургическим шлакам и флюсам , Х.А. Файн и Д.Р. Гаскелл, ред., Металлургическое общество AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1984), 159–179.

    Google ученый

  • И. Д. Соммервиль, «Измерение, прогнозирование и использование мощностей металлургических шлаков», Scaninject IV , MEFOS, Лулео, Швеция, 1986.

    Google ученый

  • Б. Эрнандес и Дж. Ф. Уоллес, «Механизмы образования точечных отверстий в сером чугуне», AFS Trans, 87 , (1979), 335–348.

    КАС Google ученый

  • М.Свилар и Дж. Ф. Уоллес, «Удаление алюминия из серого чугуна для уменьшения микропроколов», AFS Trans, 86 , (1978), 421–430.

    КАС Google ученый

  • Г. К. Сигворт, «Научная основа дегазации алюминия», AFS Trans, 95 , (1987), 73–78.

    КАС Google ученый

  • Дж. М. Свобода, «Поведение газов в стальных отливках», Steel Founders Исследования Дж., № 9, (первый квартал 1985 г.), 10–26.

    Google ученый

  • М. Робинсон, «Уровни азота в ковком чугуне: отчет 12H комитета AFS», AFS Trans, 87 , (1979), 503–508.

    КАС Google ученый

  • С. Кац, Неопубликованные данные.

    Google ученый

  • А. Дж. Клегг, «Практика дегазации алюминия», Int.Обработка расплавленного алюминия , Американское общество литейщиков, Дес-Плейнс, Иллинойс, (1986), 369–380.

    Google ученый

  • К. Швердтфегер и Х. Г. Шуберт, «Растворимость азота в CaO-Al 2 O 3 Плавится в графитовых тиглях при 1600°C», Arch. Eisenhiittenwes, 45 , (1974), 649–655.

    КАС Google ученый

  • К. Швердтфегер и Х.Г. Шуберт, «Растворимость азота и углерода в расплавах CaO-A1 2 O 3 в присутствии графита», Met Trans, 8B , (1977), 535–540.

    КАС Google ученый

  • К. Швердтфегер, В. Фикс и Г.Х. Шуберт, «Растворимость азота в шлаке CaO-SiO 2 -Al2O3 в присутствии графита при 1450°C», Производство чугуна и стали , (1978), № 2, 67–71.

    Google ученый

  • «Вторичное производство стали», Металлургическое общество, Лондон, 1978 г.

    Google ученый

  • I.D. Sommerville, «The Capacities and Refining Capability of Metallurgic Slags», Symposium on Foundry Processes: its Chemistry and Physics , General Motors Research Laboratories, Warren, MI, 21–23 сентября 1986 г.

    Google ученый

  • J.F. Janowak, R.B. Gundlach, G.T. Eldes и K. Röhrig, «Technical Advances in Cast Iron Metallurgy», AFS International Cast Metals J ., (декабрь 1981 г.), 28–42.

    Google ученый

  • Дж. Ф. Уоллес, «Влияние второстепенных элементов на структуру чугуна», AFS Trans, 88 , (1975), 363–377.

    Google ученый

  • А. Кагава и Т. Окамото, «Теоретические расчеты эвтектической температуры и состава в тройных и многокомпонентных сплавах железо-углерод», J. Mat. Sci., 22 , (1987), 643–650.

    КАС перекрестная ссылка Google ученый

  • Р. Б. Гундлах, Дж. Ф. Яновак, С. Беше и К. Рориг, «О проблемах карбидообразования в сером чугуне», Third Int. Симп. по физической металлургии чугуна , Седертелье, Швеция, 29–31 августа 1984 г.

    Google ученый

  • Дж. С. Сойер и Дж. Ф. Уоллес, «Эффекты нейтрализации микроэлементов в сером и ковком чугуне, часть 2», AFS Trans, 79 , (1971), 386–404.

    Google ученый

  • Д. Н. Поклингтон, «Удаление остатков из жидкой стали — практические ограничения и возможные методы», Производство чугуна и стали, 12 , (1985), 289.

    CAS Google ученый

  • Р. Б. Коутс и Х. Дж. Лейшон, «Очищение расплавленного железа обработкой хлором», Журнал BCIRA, 11 , (июль 1963 г.), 451–457.

    КАС Google ученый

  • р.Эндрюс Н., Эндрюс Дж. Б. и Эндрюс С. А., «Удаление избыточного марганца из серого чугуна с использованием поливинилхлорида в качестве источника хлора», AFS Trans, 92 , (1984), 505–514.

    КАС Google ученый

  • Р. Э. Браун, Х. В. Макар и Р. Дж. Дивило, «Рафинирование расплавленного железа с помощью сульфидообразующих шлаков и хлорирования», Reports of Investigations , 8065, U.S. Bureau of Mines, Вашингтон, округ Колумбия, (1975).

    Google ученый

  • Ф.Цукихаши, А. Верме, Ф. Мацумото, А. Касахара, М. Юкинобу, Т. Хиодо, С. Сиоми и Н. Сано, «Термодинамика системы содового шлака для обработки чугуна», Second Int. Симп. по металлургическим шлакам и флюсам , Х.А. Файн и Д.Р. Гаскелл, ред., Металлургическое общество AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1984), 89–106.

    Google ученый

  • Х. В. Макар и Р. Э. Браун, «Улучшение качества железистого лома, загрязненного медью, путем обработки сульфатом натрия», AFS Trans, 82 , (1974), 45–54.

    КАС Google ученый

  • X. Liu и J. H. E. Jeffes, «Влияние сульфида натрия на удаление меди и олова из расплавленного железа», Ironmaking and Steelmaking, 12 , (1985), 293–294.

    КАС Google ученый

  • Окадзаки Т. и Робертсон Д.Г., «Удаление случайных элементов: математическое моделирование», Производство чугуна и стали, 12 , (1985), 295–298.

    КАС Google ученый

  • Т. Имари и Н. Сано, Тецу-то-Хагане , 72, (1986), S962.

    Google ученый

  • М. Кёлер и Х.-Дж. Энгель, «Распределение равновесия случайных элементов между расплавами железа и кальций-галогенидными шлаками», Second Int. Симп. по металлургическим шлакам и флюсам , Х. А. Файн и Д. Р. Гаскелл, ред., Металлургическое общество AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1984), 483–496.

    Google ученый

  • J. Szekely, T. Lehner and C.W. Chang, «Явления потока, смешивание и массоперенос в ковшах с перемешиванием аргона», Ironmaking and Steelmaking , (1979), № 6, 285–293.

    Google ученый

  • Т. ДеРой и А. К. Маджумдар, «Прогнозирование потока жидкости в системах с газовым перемешиванием», J. Metals , (ноябрь 1981 г.), 42–48.

    Google ученый

  • М.Сано и К. Мори, «Характеристики течения жидкости и перемешивания в ванне расплавленного металла с газовым перемешиванием», Trans ISIJ, 23 , (1983), 169–175.

    Перекрёстная ссылка Google ученый

  • Д. Мазумдар и Р. И. Л. Гатри, «Модели смешивания для металлургических реакторов с газовым перемешиванием», Met Trans, 17B , (1986), 725–733.

    КАС Google ученый

  • С. Асаи, Т. Окамото, Дж.С. Хе и И. Мучи, «Время смешивания очистных сосудов, перемешиваемых путем нагнетания газа», Trans ISIJ, 23 , (1983), 43–50.

    Перекрёстная ссылка Google ученый

  • Н. Эль-Каддах и Дж. Секели, «Математическая модель кинетики десульфурации в ковшах с перемешиванием аргона», Производство чугуна и стали , (1981), № 6, 269–278.

    Google ученый

  • Г.М. Марроне и Д. Дж. Кирван, «Перенос массы к взвешенным частицам в газожидкостных системах с перемешиванием», AIChE Journal, 32 , (1986), 523–525.

    КАС перекрестная ссылка Google ученый

  • Г. К. Сигворт и Т. А. Энг, «Химические и кинетические факторы, связанные с удалением водорода из алюминия», Met Trans, 13B , (1982), 447–460.

    КАС Google ученый

  • Т.DebRoy, NH El-Kaddah и DGC Robertson, «Смешанный транспортный контроль газожидкостных реакций металлов», Met Trans, 8B , (1977), 271–277.

    Google ученый

  • С. Огучи и Д. Г. К. Робертсон, «Кинетическая модель для рафинирования методом погруженного впрыска порошка: часть I, переходные и постоянные контактные реакции», Производство чугуна и стали, 11 , (1984), 262–273.

    КАС Google ученый

  • С.Х. Ким и Р. Дж. Фрюхан, «Физическое моделирование массообмена жидкость/жидкость в ковшах с перемешиванием газа», Met Trans, 18B , (1987), 381–389.

    КАС Google ученый

  • Р. В. Монро, «Газовые отверстия в чугунных и стальных отливках», Steel Founders Research J ., № 3, (Третий квартал 1983 г.), 5–12.

    Google ученый

  • С.Бодсворт, «Технологические средства для удаления случайных элементов», Ironmaking and Steelmaking, 12 , (1985), 290–292.

    КАС Google ученый

  • Э. Боссинг, «Алюминиевые аэрокосмические отливки — обзор за 25 лет», International Molten Aluminium Processing , American Foundrymen’s Soc., Des Plaines, IL, (1986), 1–30.

    Google ученый

  • Переработанные металлы в 1980 году s , Национальная ассоциация перерабатывающей промышленности, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 1982 г.

    Google ученый

  • Д. Монтанья и Х. В. Макар, «Метод разделения кованого и литого алюминия», , патент США , 4,330,090, 18 мая 1982 г.

    Google ученый

  • К. А. Боуман, «Использованная банка для напитков Alcoa (UBC), процесс разделения сплавов», Recycle and Secondary Recovery of Metals , P.R. Taylor, HY Sohn and N. Jarrett, eds., Металлургический соц. AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1985), 429–444.

    Google ученый

  • Д. В. Нефф, «Контроль примесей в процессах плавления алюминиевых сплавов с использованием газового насоса», International Molten Aluminium Processing , American Foundrymen’s Soc., Des Plaines, IL, (1986), 341–368.

    Google ученый

  • G.K. Sigworth and T.A. Engh, «Refining of Liquid Aluminium — A Review of Important Chemical Factors», Scandinavian J.Металлургия, 11 , (1982), 143–149.

    КАС Google ученый

  • JHL VanLinden, RE Miller and R. Bachowski, «Chemical Impurities in Aluminium», Symposium on Foundry Processs: its Chemistry and Physics , General Motors Research Laboratories, Warren, MI, 21–23 сентября 1986 г.

    Google ученый

  • Б. Л. Тивари, «Процессы устранения магниевого состояния для лома алюминиевых сплавов», J.Металлы, 34 , № 9, (1982), 54–58.

    КАС Google ученый

  • М. Р. Смит, «Современное состояние процесса Дерхема для удаления магния при выплавке вторичного алюминия», Conservation and Recycling, 6 , № 1–2, (1983), 33–40.

    КАС перекрестная ссылка Google ученый

  • Б. Л. Тивари и Р. А. Шарма, «Электролитическое удаление алюминия из алюминиевого лома», J.Металлы, 36 , № 7, (1984), 41–43.

    Google ученый

  • Б. Л. Тивари, Б. Дж. Хоуи и Р. М. Джонсон, «Электролитическое удаление магния вторичного алюминия в печи-прототипе», AFS Trans, 94 , (1986), 385–390.

    КАС Google ученый

  • P.D. Hess и G.K. Turnbull, «Effects of H on Properties of A1 Alloys», Hydrogen in Metals , I.М. Берштейн и А. В. Томпсон, ред., ASM, Metals Park, OH, (1974), 277–87.

    Google ученый

  • К. Кубо и Р. Д. Пельке, «Математическое моделирование образования пористости при затвердевании», Met Trans, 16B , (1985), 359–365.

    КАС Google ученый

  • Кокран С.Н., Белицкус Д.Л. и Кинос Д.Л., «Окисление алюминиево-магниевых расплавов в воздухе, кислороде, дымовых газах и углекислом газе», Met Trans , 8B , (1977), 323–33.

    КАС Google ученый

  • W. Theile, «Окисление расплавов алюминия и алюминиевых сплавов», Aluminium, 38 , (1962), 707–715.

    Google ученый

  • В. Р. Опи и В. Дж. Грант, «Растворимость водорода в алюминии и некоторых алюминиевых сплавах», Trans AIME, 188 , (1950), 1237–1241.

    КАС Google ученый

  • р.Ю. Лин и М. Хох, «Растворимость водорода в расплавленных алюминиевых сплавах», Ежегодное собрание TMS-AIME, Новый Орлеан, Луизиана, 1986.

    Google ученый

  • А. Р. Ромеро, Дж. Харкки и Д. Янке, «Определение кислорода и углерода в расплавах Fe-O-C и Fe-O-C-X при повышенном содержании углерода», Steel Research, 57 , (1986), 636–686.

    КАС Google ученый

  • С. К. Горпаде, Р.W. Heine и C.R. Loper, Jr., «Измерения кислородным зондом в чугунах», AFS Trans, 83 , (1975), 193–198.

    Google ученый

  • К. Ичихара, Д. Янке и Х-Дж. Энгель, «Новый кремниевый датчик для измерения горячего металла», Steel Research, 57 , (1986), 166–187.

    КАС Google ученый

  • Д. Янке, «Основные соображения по конструкции кислородных зондов для непрерывных измерений в расплавах стали», Arch.Eisenhuttenwes, 54 , (1983), 259-266.

    CAS Google ученый

  • К. Нагата, Н. Цучия, М. Сумито и К.С. Гото, «Кислородные потенциалы в жидком чугуне и шлаке и анализ реакций в доменной печи с помощью сходства реакций», Tetsu-to- Хагане, 68 , (1982), 2271–2278.

    КАС Google ученый

  • С. Кац, Д.Макиннес Э., Бринк Д.Л. и Уилкинсон Г.А., «Определение содержания алюминия в ковком чугуне по измеренному содержанию кислорода», AFS Trans, 88 , (1980), 835–844.

    КАС Google ученый

  • П. Д. Гесс, «Методы определения водорода в алюминиевых сплавах», Легкие металлы, 1972 , Металлургическое общество, AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, (1972), 367–85.

    Google ученый

  • р.Джи и Д. Дж. Фрай, «Мгновенное определение содержания водорода в расплавленном алюминии и его сплавах», Met Trans, 9B , (1978), 427–430.

    КАС Google ученый

  • Б. Л. Тивари, неопубликованные данные.

    Google ученый

  • П. С. Яо и Д. Дж. Фрай, «Определение содержания лития в расплавленном алюминии с использованием твердого электролита», Met Trans, 16B , (1985), 41–46.

    КАС Google ученый

  • А. А. Дебрей и А. Д. Пелтон, «Зонды для непрерывного мониторинга натрия и лития в расплавленном алюминии», Light Metals, 1985 , The Metallurgical Society of AIME, Warrendale, PA, (1985), 1197–1205.

    Google ученый

  • Р. Дж. Брисли и Д. Дж. Фрай, «Определение активности натрия в алюминиевых и алюминиево-кремниевых сплавах с использованием бета-глинозема натрия», Met Trans, 14B , (1983), 435–440.

    КАС Google ученый

  • Б. Л. Тивари и Б. Дж. Хоуи, «Электрохимический зонд для измерения концентрации магния в расплавленном алюминии», , патент США 4,601,810, 22 июля 1986 г.

    Google ученый

  • E. F. Ryntz, Jr., RE Schroeder, W. W. Chaput и W. O. Rassenfoss, «Формирование газовых отверстий в отливках из чугуна с шаровидным графитом», AFS Trans, 91 , (1983), 139–144.

    Google ученый

  • R. J. Fruehan, Принципы и практика ковшовой металлургии , Общество черной металлургии AIME, Уоррендейл, Пенсильвания, 1985.

    Google ученый

  • Е. Т. Туркдоган и Р. Дж. Фрюхан, «Обзор датчиков кислорода для использования в сталеплавильном производстве и равновесия раскисления», CIM Quarterly , Vol. II, (1972), 371–379.

    Google ученый

  • С.Ф. Картер, В. Дж. Эванс, Дж. К. Харкнесс и Дж. Ф. Уоллес, «Факторы, влияющие на образование точечных отверстий в сером и ковком чугуне», AFS Trans, 87 , (1979), 245–268.

    КАС Google ученый

  • Р. В. Найк и Дж. Ф. Уоллес, «Отношения поверхностного натяжения и зародышеобразования в формировании точечных отверстий в чугуне», AFS Trans, 88 , (1980), 367–388.

    КАС Google ученый

  • Ф.Чен и Дж. Кеверян, «Влияние азота на подповерхностные точечные отверстия в стальных отливках», AFS Trans, 74 , (1966), 281–289.

    Google ученый

  • А. Кагава и Т. Окамото, «Распределение азота в гипоэвтектических и почти эвтектических железоуглеродистых сплавах», Trans Japan Inst, of Metals, 22 , № 2, (1981), 137– 143.

    КАС Google ученый

  • А.Кагава и Т. Окамото, «Поведение азота при затвердевании чугуна», Trans Japan Foundrymen’s Society, 2 , (1983), 12–15.

    Google ученый

  • А. Кагава и Т. Окамото, «Распределение легирующих элементов в замораживающемся чугуне и его влияние на графитизацию и образование газовых газов азота», Симпозиум по литейным процессам: их химия и физика , General Motors Research Laboratories, Warren , Мичиган, 21–23 сентября 1986 г.

    Google ученый

  • С. Ямада, Х. Кубота и Э. Като, «Газовые дефекты в стальных отливках, вызванные фенол-уретановыми сердечниками холодного ящика», Imono, 57 , № 3, (1985), 23–27.

    Google ученый

  • К. Лок и Р. Л. Эшбрук, «Природа газов плесени, обзор», AFS Trans, 80 , (1972), 91–104.

    Google ученый

  • Вт.Д. Скотт и К. Э. Бейтс, «Разложение смоляных связующих и взаимосвязь между образующимися газами и качеством поверхности отливки», AFS Trans, 83 , (1975), 519–524.

    Google ученый

  • ET Turkdogan, «Физико-химические явления механизмов и скоростей реакций при плавке, рафинировании и литье чугуна», Симпозиум по литейным процессам: их химия и физика , Исследовательские лаборатории General Motors, Уоррен, Мичиган, 21 сентября –23, 1986.

    Google ученый

  • С. Ямамото, Ю. Кавано, Ю. Мураками, Б. Ченг и Р. Одзаки, «Производство чугуна с шаровидным графитом путем суспендирования газовых пузырьков в расплавах», AFS Trans, 83 , (1975), 217–226.

    Google ученый

  • Р. В. Хайне, «Принципы окислительно-восстановительного контроля состава чугуна», AFS Trans, 59 , (1951), 121–138.

    Google ученый

  • R. W. Heine and C. R. Loper, Jr., «Образование окалины при обработке ковкого чугуна», AFS Trans, 74 , (1966), 274–280.

    Google ученый

  • Л. Дж. Гауклер, М. М. Ваебер, К. Конти и М. Джейкоб-Дюльер, «Керамическая пена для фильтрации расплавленного металла», J. Metals , (сентябрь 1985 г.), 47–51.

    Google ученый

  • Э.Т. Туркдоган, «Раскисление в ковше, десульфурация и включения в стали — Часть I: Основы», Arch Eisenhiittenwes, 54 , № 1, (1983), 1–10.

    КАС Google ученый

  • А. Николсон и Т. Гладман, «Неметаллические включения и разработки во вторичном сталеплавильном производстве», Производство чугуна и стали, 13 , № 2, (1986), 53–69.

    КАС Google ученый

  • К.Yonekura, Y. Yamammoto, M. Nakamura, M. Nakamichi, H. Yoshioka и M. Ohashi, «Поиск источника песчаных включений с использованием трассирующих песков», AFS Trans, 94 , (1986), 277–284.

    КАС Google ученый

  • W. O. Philbrook, «Оксидные включения в стали (A), кислородные реакции с жидкой сталью», Int. Metals Rev ., L.H. VanVlack, изд., ASM, Metals Park, OH, (1977), 187–201.

    Google ученый

  • Д.Апелян, К.Э. Экерт, Р. Мутарасен и Р.Е. Миллер, «Рафинирование расплавленного алюминия с помощью технологии фильтрации», Рафинирование и легирование жидкого алюминия и ферросплавов , Т.А. Энг, С. Линг и Х.А. Ойе, ред., Norwegian Inst. Технология, Тронхейм, 1985.

    Google ученый

  • А. М. Арцт, «Фильтрация черных металлов», Modern Casting (март 1986 г.), 24–26.

    Google ученый

  • С.Али, Р. Мутарасен и Д. Апелян, «Физическая очистка расплавов стали путем фильтрации», Met Trans, 16B , (1985), 725–742.

    КАС Google ученый

  • A. Aubrey, J. Brockmeyer и P.F. Wieser, «Удаление окалины из ковкого чугуна с помощью керамических пенопластовых фильтров», AFS Trans, 93 , (1985), 171.

    CAS Google ученый

  • А. Ильхан, И. Датта, Дж.Брокмейер и П. Ф. Визер, «Повышение качества литой стали путем фильтрации с помощью керамических пенопластовых фильтров», AFS Trans, 93 , (1985), 177.

    Google ученый

  • Д. А. Дутр, «Разработка и применение экспресс-метода оценки чистоты расплавленного металла», докторская диссертация, Университет Макгилла, 1984.

    Google ученый

  • Т. Л. Мэнсфилд, «Качество расплавленного алюминия, измеренное с помощью системы Reynolds 4M™», Light Metals, 1984 , The Metallurgical Society of AIME, (1984), 1305–1328.

    Google ученый

  • R. I. L. Guthrie and D. A. Doutre, «On-line Measurement of Inclusions in Liquid Metals», Int. Семинар по рафинированию и легированию жидкого алюминия и ферросплавов , Т. А. Энг, С. Линг и Х. А. Ойе, ред., Норвежский институт. Технология, Тронхейм, 1985.

    Google ученый

  • RIL Гатри, «Об обнаружении, поведении и контроле частиц второй фазы в жидких металлах», Симпозиум по литейным процессам: их химия и физика , Исследовательские лаборатории General Motors, Уоррен, Мичиган, 21–23 сентября, 1986 год.

    Google ученый

  • Уильямс В. Дж., «Исследование некоторых металлургических факторов, влияющих на образование отложений и пятен в сером чугуне», Журнал исследований и разработок BCIRA, 4 , (1952), 403.

    CAS Google ученый

  • Т. Вулверсон, «Отливки из сверхлегкого чугуна для автомобильной промышленности», British Foundryman, 1 , (август 1957 г.), 395.

    Google ученый

  • Производство высокоуглеродистой стали непосредственно в кривальной печи: теоретические основы и металлографический анализ результатов экспериментов

    Эксперименты дали детальное представление всего спектра процессов, происходящих в кривальной печи. (…) Это также показывает, что любая структура из системы железо-углерод может быть легко получена в процессе плавки и контролироваться опытным плавильщиком.

    Проблема стали Изготовление в древности десятилетиями интриговало исследователей, специализирующихся на древней металлургии. В ходе исследований в науке преобладали различные объяснения. Р. Дж. Форбс (1950, 405-412) в своей классической работе Металлургия в древности выделил три основных метода производства стали:

    1. Сталь, полученная непосредственно в криминальном процессе. Однако он указывает, что высокоуглеродистая сталь составляла лишь небольшую часть выплавляемого блюма и не могла удовлетворить потребности населения в высококачественном материале, используемом для изготовления необходимых инструментов.Форбс подкрепил свой тезис доказательствами использования бедных руд древними плавильными заводами, низкой температурой процесса и так далее.
    2. В качестве второго метода Форбс упоминает возможность обезуглероживания чугуна, полученного в процессе плавки, но отвергает преднамеренное получение его в процессе восстановления. Фрагменты чугуна, которые иногда находят, в основном на римских металлургических предприятиях, являются (согласно Forbes) случайными побочными продуктами, которые были заброшены как бесполезные и не пригодные для дальнейшей обработки.
    3. Третьей возможностью является получение стали путем науглероживания мягкого железа, обычно называемого цементацией или цементацией .

    Это различие стало основой наших знаний по этому вопросу, и эти методы стали основой для дальнейших исследований и объяснений техники науглероживания, используемой в производстве инструментов и оружия. Долгое время основным способом подготовки считался третий вариант. Это было оправдано известными и хорошо сохранившимися кузнечными приемами и подтверждено во многих письменных источниках ( Theophilus Presbyter 1998; Biringuccio 1540; Porta a Neopolitane 1638) .Многие древние изделия из железа также имеют признаки цементации (Pleiner 2006, 200-202; Nosek 1966, 179-184; Piaskowski 1960, 201, 220). Однако здесь стоит отметить, что это единственный метод, который можно идентифицировать в конечных продуктах, которые ранее были сильно обработаны. Кузнечная обработка искажает первоначальную структуру железа и делает невозможным выявление механизма первичного науглероживания с восстановительной или послевосстановительной стадии. Некоторые исследователи приводили доводы в пользу возможности и легитимности получения стали путем обезуглероживания чугуна, полученного в криминальном процессе (Rehder 1989; Piaskowski 1958, 334-335).Эти аргументы, однако, не стали популярными (Wagner 1990; Pleiner 2000, 247-250). Количество находок фрагментов в виде чугуна, по-видимому, свидетельствует о том, что они были нежелательными и случайными продуктами, оставленными в развалинах. Обезуглероживание чугуна — гораздо более сложный процесс, чем науглероживание, и требует более совершенной конструкции, чем обычная кузнечная горн. Огромные потери материала при процессе в открытой кузне говорят о малой вероятности использования этого метода в древности. Несмотря на то, что самые ранние находки чугуна в Европе относятся к римскому периоду (Pleiner 2000, 247-250), начало преднамеренного непрямого процесса производства железа имело место где-то в 13 веке (Knau, Beier and Sӧnnecken 2001; Lucas 2005, 19), а первые сведения об обезуглероживании чугуна в отделочной кузнице относятся к рубежу 14-15 веков (Радван 1963, 126).

    Исследования, проведенные за последнее десятилетие, привели к множеству новых открытий, которые дали совершенно новый взгляд на обсуждаемую тему. Я упомяну только самые важные из них, которые вдохновили мою статью. Эксперимент, проведенный П. Крю и его командой, показал невероятную простоту получения чугуна в криминальной печи с ручным приводом (Crew 2004). Одним из выводов, содержащихся в статьях, посвященных исследованиям блюма, полученного в эксперименте, был тезис о том, что чугун является неизбежным побочным продуктом производства высокоуглеродистой стали, а не случайными и изолированными отходами (Crew, et al.2011, стр. 258). Команда краковских металлургов пошла дальше. Высокое науглероживание, наблюдаемое З. Кендзьерским и Й. Стемпинским (2006) на отдельных железных изделиях и втулках (железные детали, найденные на производственных площадках; вероятно, изготовленные путем отделения от блюма во время его извлечения или ковки и обычно сильно науглероженные) с одновременным присутствием фосфора. эвтектика побудила их внимательнее присмотреться к этому соотношению. Они заметили, что присутствие феррита и фосфида железа делает возможным локальное появление жидкой фазы при температурах около 1050°С, что легко достижимо в процессе криминга.Поскольку скорость диффузии углерода в жидком железе несравненно выше, чем в твердом состоянии, даже кратковременное появление жидкой фазы способствует его сильному науглероживанию. Затем, во время плавки и дальнейшей обработки, углерод диффундирует в окружающие ферритные части, увеличивая площадь науглероживания и тем самым уменьшая градиенты концентрации. Результаты этих исследований указывают на возможность получения в процессе восстановления значительно большего количества стали, чем это допускается диффузионным способом, пока объект находится в твердом состоянии.

    Еще один важный шаг был сделан С. Уильямсом и Л. Саудером (Sauder 2010), которые заново открыли процесс науглероживания в так называемой «печи Аристотеля». Такой же метод науглероживания железа хорошо известен и используется японскими кузнецами и называется процессом дзиганэ-ороши (Inoue 2002, 196; Kapp, Kapp and Yoshihara 1987, 68-69). Он был известен и в современной Европе. Процесс, описанный в трактате Оле Эвенстада о технологии производства стали (Evenstadt 1968, 65), основан на том же механизме, что и два упомянутых выше.Несмотря на ряд изданий трактата и многочисленные цитаты в специальной литературе, этот процесс до сих пор подробно не исследовался. Этот процесс заключается в пропускании низкоуглеродистой стали (железа) через печь, нагретую до нужной температуры. Железо, падающее в печь, нагревается и, благодаря науглероживающей атмосфере, преобладающей в большей части печи, начинает поглощать углерод. Когда он падает на высоту фурмы, где температура достигает точки плавления, поверхность частично расплавляется.Затем эта частично расплавленная часть стекает на дно горна и образует частично науглероженный агломерат.

    Самые последние исследования продуктов представленного выше процесса выявили интересные механизмы этого явления (Wrona 2012). Структура, наблюдаемая на поперечных сечениях слитков, позволяет сделать вывод, что такая высокая степень науглероживания стала возможной благодаря частичному расплавлению шихты. Металлографические наблюдения поверхности образцов демонстрируют разнообразие существующих структур и выявляют неравномерную степень науглероживания.Наибольшая концентрация углерода, наблюдаемая на поперечном сечении (содержание значительно превышает 1,5 %), располагалась во внутренних частях и располагалась слоями с чередующимися полосами преимущественно ферритной структуры (см. рис. 1, 5-6). Наличие таких высоконауглероженных участков внутри слитков в сочетании с очень короткой (несколько минут) продолжительностью процесса свидетельствует о локальном частичном расплавлении и сильном науглероживании шихты, которая падает на дно печи, образуя многослойный сгусток. .Этот тезис, по-видимому, подтверждается наблюдаемой в поперечном сечении образца доэвтектической структурой (см. рис. 1-3) и выходами видманштеттовых ферритов (см. рис. 4, 6), что можно объяснить локальным расплавлением и перегревом стали. Сосуществование в прилегающем пространстве заэвтектоидных структур указывает на дальнейшую интенсивную диффузию углерода в окружающие области (см. рис. 1,3,7). Точная характеристика изменений границ двухфазной области сосуществования жидкости и аустенита при высокой динамике переходов, обусловленной изменением содержания углерода и периодическими колебаниями температуры, в настоящее время невозможна и требует дальнейших исследований и исследований. проверки.Помимо этой зоны сильного науглероживания имеются также участки с практически неизмененной феррито-перлитной структурой исходного материала (см. рис. 5).

    Недавние эксперименты по выплавке железа показывают, что тот же механизм, что и при науглероживании в «печи Аристотеля», может иметь место в соответствующих условиях, независимо от фосфидной эвтектики, во время плавки. Железо с высоким содержанием углерода было получено в ходе четырех плавок, проведенных в прошлом году.

    Во время одной из типичных плавок в старинной печи, которая проводилась на семинарах и тренингах, проводимых Свентокшиской ассоциацией промышленного наследия в Кельце при Центре культуры и археологии в Новой Слупе, был получен необычный результат процесса. Ярко-серебристый цвет разбросанных кусков железа, не слившихся с должным налетом, был поразительно похож на куски японской тамахаганестила. При попытке отковать один из таких кусков подтвердились предположения о высокой науглероженности образца.Даже при обработке при высоких температурах он продемонстрировал высокую твердость и низкую деформируемость. После ковки бруска и его закалки он имел твердость, близкую к напильнику. Стало ясно, что мы производили детали из высокоуглеродистой стали, подобные втулкам, хорошо известным на производственных площадках римского периода. Из-за формы кусков железа наши мысли обратились к процессу плавки тамахагане. Механизм фосфидной эвтектики, как мы знаем, не соответствует японской действительности. Химический состав руды и чистота стали, полученной по японскому техпроцессу, исключают фосфор как причинный фактор высокого науглероживания (Suzuki and Nagata 1999; Inoue 2002, 196).Единственным известным механизмом, способным сделать это, было науглероживание путем «переплавки». Следующие три эксперимента были сосредоточены на осуществлении этого процесса непосредственно в криминальной печи. Результаты двух из них представлены ниже.

    Эксперимент 1

    Первый эксперимент, проведенный 15 июня 2012 г., проводился в тонкостенной отдельно стоящей шахтной печи овальной формы, созданной по образцу древней печи из Лоденице, датируемой III–IV веками нашей эры (Pleiner 2000, 175). . Его построили из глины, смешанной с соломой и гравием, на тонкой глиняной пленке (≈ 1 см), изолировав ее от субстрата.Внутренний диаметр печи был 30 х 32 см в нижней части и сужен до 24 см в верхней части шахты. Толщина стенки в нижней части составляла около 6-7 см. Руда, используемая в процессе, представляла собой некачественный «железистый песок» с высоким содержанием кремнезема, собранный с полей под Стараховицами. Он был дважды обжарен на деревянных сваях, общее время оценивалось примерно в десять часов. В основании топки устроено сливное отверстие размером 7 х 7 см. Продувочное отверстие имело внутренний диаметр 35 мм и располагалось на высоте 20 см над днищем печи с углом наклона около 15 градусов (см. рис. 8).Он приводился в действие двумя поочередно дующими большими ручными мехами емкостью около 70-80 л каждый, что позволяло поддерживать непрерывную тягу практически на протяжении всего процесса (с небольшими перерывами для проведения необходимых ремонтных работ). к валу). Сильфонные насадки объединялись в одну деревянным тройником. Наконечник фурмы не был связан с топкой и отстоял от стенки примерно на 2-3 см. Используемый древесный уголь был промышленного производства из бука, его дробили и отбирали до размера в диапазоне 30-50 мм.

    Всего за 4,5 часа было использовано около 20 кг обожженной руды и 45 кг древесного угля (включая предварительный нагрев). Перед первой загрузкой руды печь прогревали около часа. В последующие три часа правильной плавки поочередно добавляли руду и древесный уголь в соотношении 1:1 в количестве 2,5 кг каждого. После последней загрузки руды печь заполнялась только древесным углем и работала следующие полчаса. Шлак сливали каждые 30 минут. По прошествии этого времени печь была разобрана, и она показала необычное местонахождение блюма.Он крепился к боковой стенке печи под углом 90 градусов относительно фурмы (см. рис. 10, слева). Шлак, содержащий мелкие куски железа, покрывал дно печи. При попытке уплотнить налет он распался на несколько частей. Общий результат процесса составил 2,2 кг стали, преимущественно сильнонауглероженной.

    Рис. 8. Поперечный разрез и план печи из Эксп.1.

    Эксперимент 2

    Этот эксперимент с самого начала пошел не по плану.После чуть более двух часов работы плавка была остановлена ​​дождем в середине процесса. Однако результаты оказались весьма интересными и заслуживающими изучения. Эксперимент был проведен 12 сентября 2012 года в печи японского образца, которая имитировала современную печь, используемую японскими кузнецами (см. Рисунок 9). Процессу плавки предшествовали два дня подготовки. Строительство печи было первым шагом. Он был построен в квадратном плане из обычного кирпича, но с толстой (1-2 см) внутренней глиняной облицовкой.Размер камеры был 26 х 26 см в нижней части при толщине стенок 10-11 см и сужен до 22 см в устье шахты при толщине стенок 6-7 см. Общая высота конструкции составила 110 см, включая основание 10 см. Дно печи выполнено в виде желоба V-образного поперечного сечения для лучшего удаления шлака. Сливное отверстие (80×80 мм) располагалось на боковой стенке топки. Воздух подавался электровентилятором через встроенную в стену фурму диаметром 35 мм в количестве 120-200 л/мин и регулировался в соответствии с текущими потребностями.Время от времени скорость дутья увеличивалась на несколько минут примерно до 300 л/мин. Фурма располагалась на высоте 20 см над дном печи с углом наклона около 20 градусов.

    Рис. 9. Поперечный разрез и план печи из Эксп.2.

    Используемая в процессе руда состояла из лимонита двух типов. Первый был тем же «железистым песком», что и в эксперименте 1. Второй тип представлял собой лимонит, импортированный из Боснии и Герцеговины, который использовался в качестве добавки к соответствующей партии металлургическим заводом в Катовицах.Состав этой руды показан в Таблице 1. Руда была дважды обожжена на железном гриле, работающем на сосновой и дубовой древесине, в течение восьми часов. Его также измельчали ​​до фракции менее 1,5 см. Опять же, используемый древесный уголь был изготовлен из бука, измельченного и отобранного в диапазоне размеров 30-70 мм.

    Компоненты руды Н 2 О Фе Мн СаО MgO Алюминий 2 О 3 Р 2 О 5 С С На 2 О К 2 О Цинк
    Процентное содержание (%) 12.20 54,69 1,64 0,24 0,56 0,63 0,11 0,012 0,89 0,03 0,07 0,01

    Таблица 1. Состав боснийской руды, использованной в эксперименте 2. Данные приведены только для выбранных элементов.

    Плавка началась в 12:30. Печь сушили накануне. 1,5 часа топили только дровами.По прошествии этого времени его засыпали крупной фракцией древесного угля и прогрели до соответствующей температуры. В то же время начался взрыв. Первая загрузка руды в количестве 4 кг была произведена в 14:40, более чем через два часа после розжига. Следующие заряды по 3 кг проводились примерно каждые 25 минут. Порции руды отделялись древесным углем в количестве 3 кг, кроме 3-й загрузки, после которой добавлялся двойной уголь. Шлак сливали каждые 20-30 минут, и большая его часть была сильно псевдоожижена.Около 17 часов, как уже упоминалось, процесс пришлось прекратить из-за резкого ухудшения погоды.

    Рис. 10. Расположение цветков из Эксп.1 (слева) и Эксп.2 (справа).

    На весь процесс израсходовано около 30 кг древесного угля, 19 кг руды и тачка дров. Однако эти две последние порции руды не успели дойти до уровня дутья, так что в основном мне пришлось принять, что на плавку ушло всего около 13 кг руды.Сырой блюм весил 3,8 кг, но процесс не был доведен до конца и содержал много шлака. Он располагался в желобе на дне печи в нормальном положении блюма (см. рис. 10 справа). После отделения примесей осталось 1,7 кг железа. Большая часть налета была плотной и однородной, но на верхней и передней поверхности были видны части, которые не были полностью объединены с основной массой. Они были отключены во время разделения шлака.

    Результаты исследования железа из эксперимента 1

    Поскольку цветок из эксперимента 1 был раздавлен, для исследования были выбраны две части (см. рис. 11).Их образцы были взяты, отполированы и сфотографированы после травления 3%-ным ниталом. Оба образца имели достаточно пористую структуру с многочисленными шлаковыми включениями, обломками древесного угля и пустотами.

    Образец № 1.1 имеет преимущественно однородную структуру перлита с многочисленными включениями оксидов и множеством участков преобразованного ледебурита (см. рис. 14). Очень немногие области показали локальное появление феррито-перлитных структур, обычно связанных с пятнами плавления, возможно, вызванными присутствием фосфидной эвтектики (см. Рисунок 15).Пятна сплавления встречаются также в перлитных областях (см. рис. 16, 18 и 19). Они притягивают углерод из соседних пространств и создают характерную полосу на границах зерен. Кроме того, по всему сечению образца наблюдались многочисленные сплавления со структурой ледебурита (см. рис. 17).

    Образец № 1.2 имеет более неоднородную структуру. Преобладающей фазой является перлит, но в некоторых местах на перлитном фоне можно наблюдать ферритную сетку (см. рис. 20). Ферритные эдукты в видманштеттовской ориентации в основном расположены по краям образца (см. рис. 21).Кроме того, так же, как и в образце № 1.1, мы можем наблюдать множество пятен плавления с содержанием фосфидной эвтектики или ледебурита (см. рис. 22-24). Первичную сегрегацию элементов можно наблюдать и в некоторых выходах феррита (см. рис. 23, 25).

    Представленные структуры нелегко интерпретировать. Однородная перлитная структура, встречающаяся почти во всем объеме выделенных комков, может свидетельствовать о диффузионном науглероживании восстановленных частей железа до эвтектоидной точки до их объединения.При достаточно высокой температуре, вызванной сгоранием топлива или быстрым окислением поверхности железа, что является сильно экзотермической реакцией и может легко повысить температуру, линия солидуса состава 0,77% была превышена, и сплав расплавился. Эти области поглощали углерод до уровня эвтектики и создавали кольца ледебурита и феррита на границах зерен, которые были областями плавления. Однако трудно объяснить, почему углерод из эвтектических структур не диффундировал в окружающие области и не создавал заэвтектоидных структур после пребывания в течение нескольких часов при такой высокой температуре.Феррито-перлитная структура на кромке образца № 1.2 может быть обусловлена ​​поверхностным обезуглероживанием куска. К сожалению, ожидаемых доэвтектических структур вокруг ледебуритовых участков, которые могут свидетельствовать о них как об источниках науглероживания, не наблюдалось, но это не исключает существования этого механизма. Необходимы дальнейшие исследования на большом количестве образцов с разных стадий процесса плавки.

    Результаты исследования железа из эксперимента 2

    Детальное исследование образцов эксперимента 2 выявило структуру серого чугуна на всех частях «налета».Что касается допущений эксперимента, то этот корюшка является неудачным. Однако, учитывая условия, в которых проходил процесс, его результаты дают много информации о реакциях, протекающих внутри печи в процессе плавки.

    В отличие от блюма из эксперимента 1 железо, полученное в этом процессе, представляло собой плотный и однородный комок, состоящий лишь из нескольких фрагментов, не объединенных со всей массой. Появившиеся на поперечном сечении пустоты образовались, скорее всего, от осколков сгоревшего угля или пузырьков газа, попавших в массу железа.Для анализа были взяты три пробы: две из основной массы железа (см. рис. 11) и третья из одной из неинтегрированных частей (см. рис. 12).

    Образец номер 2.1 был взят из нижней части цветка. Он состоял из однородной структуры перлитного серого чугуна с незначительными выделениями феррита, в основном по границам зерен (см. рис. 26). На некоторых участках также можно наблюдать игольчатый феррит (см. рис. 27). Чешуйки графита длинные, относительно тонкие и местами слегка изогнутые.Они демонстрируют неравномерное распределение в металле. Второй образец, взятый с вершины «цветка» и обозначенный номером 2.2, имеет аналогичную структуру, но с той разницей, что в нем очень много фосфидной эвтектики, которая встречается во всем элементе (см. рис. 28-29). . Последний образец (№ 2.3) характеризуется перлитно-ферритной матрицей и множеством фосфидных эвтектик, как и образец № 2.2. Кроме того, игольчатый феррит встречается гораздо чаще, чем раньше (см. рисунки 30-31).

    Представленные выше структуры являются результатом плавления и медленного охлаждения сплава в науглероживающей атмосфере с большим содержанием монооксида углерода. Интересно, что, несмотря на такой низкий расход воздуха, создать вышеуказанную конструкцию удалось. Возможно, малые размеры топочной камеры, толстые стенки и слабый, но постоянный поток воздуха, не охлаждающий шихту, создали соответствующие условия для появления жидкой фазы. Возможно, этому способствовала и фосфидная эвтектика, имеющая низкую температуру плавления.Обычно производство серого чугуна вызывается медленным охлаждением, позволяющим образовать графитовые чешуйки. Однако из-за протекания описанного выше процесса ясно, что он не может объяснить возникновение этого явления. По-видимому, причиной графитизации здесь может быть состав руды, богатый кремнеземом и фосфором. Оба элемента известны как графитизирующие факторы, способствующие образованию серого чугуна (Crew, et al. 2011, стр. 251). Высокое содержание фосфора подтверждается наличием множества фосфидных эвтектик практически по всему объему металла.

    С С Мн Р Си
    3,65% 0,020% 0,10% 0,164% 0,13%

    Таблица 2. Анализы чугуна из опыта 2.

    Обсуждение

    Эксперименты дали детальное представление о всем спектре процессов, протекающих в криминальной печи. Он включает диффузионное науглероживание, автономное плавление после пересечения точки солидуса, частичное плавление поверхности железа и плавление, связанное с фосфидной эвтектикой.Это также показывает, что любая структура из системы железо-углерод может быть легко получена в процессе плавки и контролироваться опытным плавильщиком. Конечно, проведенное исследование не объясняет сложности механизмов науглероживания, но ясно показывает широкий спектр возможностей, ни одна из которых не должна быть маргинализирована. Для разрешения любых предположений и сомнений, возникающих в связи с проведенными экспериментами, необходимы дальнейшие детальные исследования. В настоящее время проблема широко не обсуждалась в литературе.

    Не удалось однозначно доказать, что основным фактором высокого науглероживания, полученного в плавильных процессах, было науглероживание путем «переплавки». Однако результаты экспертизы не исключают такой возможности. Пребывание в течение длительного времени при такой высокой температуре могло вызвать широкую диффузию углерода, не оставившую более значительных следов. Переходы между эвтектоидной и доэвтектоидной структурой, наблюдаемые в образце № 1.2 и идентифицированные как поверхностное обезуглероживание, также могут быть пограничной точкой внутренней диффузии углерода.Однако необходимы дальнейшие исследования и экспертизы по этому вопросу.

    Не вижу противопоказаний к наличию этого процесса в криминальной печи. Быстрое окисление железа обязательно происходит в процессе плавки и может наблюдаться в виде ярких искр, очень часто вылетающих из продувочных или сливных отверстий. Внезапное повышение температуры, сопровождающее это явление, должно было оказать некоторое влияние на окружающие железные части, оставшиеся в металлическом состоянии и создавшие поседение.Единственный вопрос, на который мы обязаны ответить на данном этапе нашего анализа, это степень этого влияния и достаточно ли они велики, чтобы повлиять на конечный результат процесса плавки. Соответственно, в этом году будут проведены дальнейшие эксперименты, чтобы развеять оставшиеся сомнения.

    Благодарности

    Эти эксперименты были частью научно-исследовательского проекта № 611 076 (84/R) «Идентификация металлургических остатков переработки чугуна », выполненного в рамках докторской диссертации автора в Институте истории Университета Яна Кохановского в Кельце.

    Металлографический и химический анализы были проведены на факультете металлообработки и промышленной информатики Университета науки и технологий AGH в Кракове. Особая благодарность доктору инж. Иренеуш Сулига за помощь в анализе и интерпретации микроструктур, магистр искусств Марта Гура за химический анализ, проф. Станислав Дымек за доступ в лабораторию, проф. Томаш Полански за языковую коррекцию этой статьи и д-р Шимон Ожеховский за руководство моим исследованием. .

    Чертежи схем печей выполнил инж.Пшемыслав Врона.

    Чугун
    Промежуточный продукт плавки чугуна в доменной печи, прошедший через жидкое состояние. Он имеет очень высокое содержание углерода (обычно) 3,5-4,5% и множество примесей. В современной металлургии он предназначен для дальнейшей переработки в жидком состоянии в сталь или чугун. Традиционно (начиная с позднего средневековья) чугун перерабатывали в кованое железо в плавильных кузнях, а затем и в плавильных печах.

    науглероживание
    Процесс увеличения содержания углерода в низкоуглеродистой стали и преобразования ее в высокоуглеродистую сталь. Термин науглероживание (также пишется как науглероживание ) охватывает множество древних и современных процессов, в которых железо при высокой температуре (но в твердом состоянии) поглощает углерод из окружающей среды, богатой углеродом или монооксидом углерода.

    Сталь тамахагане
    A Высококачественная японская сталь, выплавленная из особого типа руды — сатэцу (железный песок) в традиционной печи под названием татара. Содержит около 1% углерода и характеризуется высокой чистотой. Сталь тамахагане используется для изготовления японских мечей, ножей и других инструментов.
     

    BIRINGUCCIO V., 1540. De la Pirotechnia libri X , Перевод с итальянского К. С. Смитом и М. Т. Гнуди., 1966. Лондон.

    CREW, P., 2004. Чугун из цветочной печи, Новости общества исторической металлургии, , номер 57, стр. 1–2.

    ЭКИПАЖ, П., ЧАРЛТОН, М., DILLMANN, P., FLUZIN, P., SALTER, C., и TRUFFAUT, E., 2011. Чугун из плавильной печи. В J. Hošek, H. Cleere и L. Mihok, изд. Археометаллургия железа. Последние события в археологических и научных исследованиях , Прага, стр. 239-262.

    ЭВЕНСТАД, О., 1968. Трактат о железной руде, найденной в болотах и ​​болотах Норвегии, и о процессе ее превращения в железо и сталь. Сокращенный перевод Evenstad 1790 Нильса Л. Дженсена, Bulletin of the Historical Metallurgy Group , vol.2, вып. 2, стр. 61-65.

    FORBES, RJ, 1950. Металлургия в древности , Лейден.

    INOUE ,T., 1997. Японский меч. Материалы, производство и компьютерное моделирование процесса закалки , Materials Science Research International , vol. 3, вып. 4, стр. 193-203.

    KAPP, L., KAPP, H., YOSHIHARA, Y., 1987. Мастерство японского меча , Kodansha International.

    КЕДЗЕРСКИЙ З., СТЕПИНСКИЙ Ю., 2006. Metaloznawstwo żelaza z okresu rzymskiego na ziemiach polskich, In Sz. Ожеховский и И. Сулига, изд. 50 латов Бадань над старожильным домом Свентокшиским. Археология – Металлургия – Образование , Кельце, стр. 177-192.

    KNAU, HL, BEIER, T., and SÖNNECKEN, M., 2001. Металлургический завод и гидроэнергетика — развитие механических молотов в «Зюдгебирге», Acta Metallurgica Slovaca , vol. 7, стр. 127-143.

    КРАВЧУК А., ПЯСКОВСКИЙ Й., 1958. Металлургия с письмом Аристотелеса, Квартальник Истории Культуры Материалей , вып. 6, вып. 3, стр. 334-335.

    ЛУКАС, А. Р., 2005. Промышленное фрезерование в древнем и средневековом мире, Технология и культура , том. 46, вып.1, с.1-30.

    NOSEK, E., 1966. Niektóre zabytki żelazne z terenu Gór Świętokrzyskich w świetle badań metaloznawczych, Material Archeologiczne , vol. 7, стр. 179-184.

    PIASKOWSKI, J., 1960. Metaloznawcze badania wyrobów żelaznych z okresu halsztackiego i lateńskiego pochodzących z Małopolski , Material Archeologiczne , vol.2, стр. 201-220.

    ПЛЕЙНЕР, Р., 2000. Железо в археологии. Европейский металлургический завод , Прага.

    ПЛЕЙНЕР, Р., 2006. Железо в археологии. Ранние европейские кузнецы , Прага.

    Porta a Neopolitane, John Baptist, 1638. Natural Magic in XX books , Лондон.

    RADWAN, M., 1963. Rudy, kuźnice and huty żelaza w Polsce , Warszawa.

    REHDER, JE, 1989. Древнее науглероживание железа в сталь, Archeomaterials , vol.3, стр. 27-37.

    SAUDER, L., 2010. Производство стали в «печи Аристотеля» , [pdf] Доступно по адресу: [Доступ 3 августа 2012 г.] .

    SUZUKI, T., NAGATA, K., 1999. Влияние загрузки железного песка «Комори» на свойства стали «Тамахагане», произведенной на предприятии «Татара», Tetsu to Hagane , vol. 85, вып. 12, стр. 911-916.

    PRESBYTER, T., 1998. Diversarum Artium Schedula.Średniowieczny zbiór przepisów o sztukach rozmaitych, Перевод с латыни С. Кобелуса, Краков.

    Wagner, D., 1990. Древнее науглероживание железа в сталь: комментарий , , Archeomaterials , vol. 4, стр. 111-117.

    WRONA, A., 2012. Науглероживание путем «переплавления». Новый взгляд на проблему термохимической обработки железа в древности [на польском], В J. Gancarski, изд. Скансены археологические и экспериментальные археологии, Кросно, стр.611-630.

    Переработка в кованое железо (Служба национальных парков США)

    NPS Photo / Maryann Zujewski

    Рабочие кузнечного цеха превратили хрупкие чугунные «болванки» и «свинки» в ковкое кованое железо путем тщательного удаления излишков углерода двумя отдельными процессами: оклейкой и ковкой.

    Подробности относительно оригинального дизайна украшений очагов еще не обнаружены. Как правило, они были специально построены из камня и облицованы чугунными пластинами. Возможно, что и серый, и белый чугун обрабатывались путем позиционирования железных пластин и направления потока воздуха из мехов с водяным приводом.Разожженный древесный уголь был достаточно большим, чтобы покрыть конец свиноматки.

    Чтобы превратить чугун в кованое железо, тяжелых свиней и свиней волокли из печи в кузницу на волах. Они помещались в камин через отверстие сбоку дымохода. Ролики направляли свиноматок в огонь, где они медленно плавились. Длинные железные стержни или «звонки» использовались для манипулирования расплавленным железом. Железо расплавлялось. Железо снова и снова поднималось в поток воздуха, пока углерод не восстановился в достаточной степени.По мере снижения содержания углерода температура плавления повышалась. Возможно, это было индикатором того, что железо достигло желаемого содержания углерода. В процессе образуется больше шлака, и возможно, что некоторое количество шлака было добавлено преднамеренно, чтобы способствовать процессу снижения содержания углерода.

    Железо было удалено из очага в виде «петли». Излишки древесного угля удаляли с наружной поверхности петли, после чего начинали забивание. Первоначальная забивка производилась кувалдой с длинной ручкой.Затем его притащили к 500-фунтовому молоту для более тяжелых ударов.

    Молотовщики завершили кованые стержни, вковав их между молотом и наковальней. Петля забивалась в блок или «блум». Оттуда налет систематически забивался от середины к одному концу. Пруток будет многократно нагреваться в «печном очаге» для поддержания тепла сварки. Стержень поворачивали в щипцах конец за концом, и молотобойец вытягивал другой конец стержня, опять же из середины, наружу.

    На петлевой стадии железо имело форму губчатой ​​массы кристаллов железа с карманами шлака повсюду. Процесс ковки сварил и удлинил кристаллы железа. Как и в доменной печи, шлак действовал как флюс для уменьшения окисления, пока железо сваривалось. Работая от центра наружу, лишний шлак выдавливался к концам стержней.

    Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *