Аннотация
Проведены исследования по выявлению характеристик литейного кокса, оказывающих влияние на свойства выплавляемого чугуна.
Литейный кокс является источником целого ряда элементов, которые неизбежно попадают в продукты плавки. К таким элементам относятся не только углерод и сера, но и кремний, марганец, фосфор, кальций и др. Особый интерес представляют такие элементы, как кремний, способствующий графитизации чугуна, наибольшее количество которого в золе кокса, и фосфор, являющийся вредной примесью для чугуна.
Экспериментальные исследования показали, что с ростом зольности кокса увеличивается количество кремния в чугуне. С увеличением реакционной способности кокса содержание кремния в расплаве понижается, что связано с расходованием оксида кремния кокса на карбидообразование. При этом примерно 50 % всего диоксида кремния золы кокса расходуется на восстановление кремния через SiC и лишь около 30 % – через газовую фазу SiO.
Установлено, что восстановление фосфора в чугун возможно при участии углерода чугуна, что приводит к снижению его содержания в металле. Литейный кокс является одним из источников фосфора при плавке чугуна в вагранке, а содержание фосфора в литейном коксе является характеристикой, влияющей на содержание фосфора в выплавляемом чугуне.
Экспериментально установлено, что высокое содержание углерода в литейном коксе способствует формированию большего числа колоний с большим содержанием графита. Параметры фосфидной эвтектики соотносятся с содержанием фосфора в чугуне. Соответственно средний диаметра ячеек сетки фосфидной эвтектики имеет наименьшее значение для чугуна, выплавленного на партии литейного кокса с меньшей зольностью. Меньшее содержание фосфора в чугуне, содержащем большее количество углерода, согласуется с повышенным содержанием углерода в литейном коксе.
Ключевые слова
Литейный кокс, литейный чугун, зольность, содержание фосфора, структура чугуна.
1. Грачев В.А., Черный А.А. Современные методы плавки чугуна. – Саратов: Приволжское книжное издательство, 1973. – 342 с.
2. Леви М.А., Мариенбах Л. М Основы теории металлургических процессов и технология плавки литейных сплавов. – М.: Машиностроение, 1970. – 496 с.
3. Сухарчук Ю.С., Юдкин А.К. Плавка чугуна в вагранках: учебник для профессионального обучения рабочих на производстве. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 176 с.
4. Липницкий, А.М. Плавка чугуна и сплавов цветных металлов. – Л.: Машиностроение, 1973. – 192 с.
5. Воздвиженский В.М., Грачев В.А., Спасский В.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении: учеб. пособие для машиностроительных вузов по специальности «Машины и технология литейного производства». – М.: Машиностроение, 1984. – 432 с.
6. Долотов Г.П., Кондаков, Е.А. Печи и сушила литейного производства: учебник для металлургических техникумов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 304 с.
7. Металлургия чугуна / Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев, Ю.С. Юсфин. – М.: Металлургия, 1978. – 480 с.
8. Развитие теории и практики металлургических технологий. Том. 1. Теория и практика интенсификации технологического процесса в шахтных печах малого диаметра: монография / И.Ф. Селянин, А.В. Феоктистов, С.А. Бедарев. – М.:Теплотехник, 2010. – 379 с.
9. Габерцеттель А.И., Коростиленко П.А. Плавка и разливка чугуна. - 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1980. – 104 с. – (Б-чка литейщика).
10. Исследование влияния химического состава на усадку и жидкотекучесть чугуна, применяемого для изготовления массивных отливок втулок судовых дизелей большой мощности / И. К. Кульбовский, С. В. Карелин, Е. В. Попов, Д. А. Илюшкин, Д. А. Туркин // Литейщик России. – 2008. – № 3. – С. 19-23.
11. Термодинамические свойства расплавов системы железо-марганец-фосфор / А. И. Зайцев, Ж.В. Доброхотова, А.Д. Литвина, Б.М. Могутнов // Неорганические материалы. – 1995. – Т. 31. – № 9. – С. 1164-1173.
12. Бельтюков А. Л., Ладьянов В. И. Вязкость расплавов системы Fe-P в области 5-25 ат. % P / Расплавы. – 2009. – № 4. – С. 27-33.
13. Вязкость расплавов железо-бор и железо-фосфор / О. И. Островский, В. М. Вьюнов, В.А. Григорян // Журнал физической химии. – 1982. – Т. 56. – № 1. – С. 23-26.
14. Популях, Л. А. Исследование поведения фосфора в доменной печи с целью получения чугунов с пониженным содержанием примесных элементов: дис. канд. техн. наук: 05.16.02 / Популях Лариса Алексевна. – М., 2009. – 145 с.
15. Никитин В. И., Никитин К. В. Наследственность в литых сплавах. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2005. – 476 с.
16. Писаренко Л. В., Лукашевич С. Ф. О наследственности чугунов // Литье и металлургия. - 2002. – № 2. – С. 55–57.
17. Никитин В. И. К истории развития проблемы наследственности в сплавах // Литейное производство. – 2000. – № 5. – С. 20–22.
18. Образование центров кристаллизации графита в расплаве промышленного чугуна / И.К. Кульбовский, А.Н. Поддубный, Р.А. Богданов // Литейное производство. – 2008. – № 6. – С. 11-14.
19. Закирничная М. М. Образование фуллеренов в углеродистых сталях и чугунах при кристаллизации и термических воздействиях: дис. д-ра техн. наук: 05.02.01 / Закирничная Марина Михайловна. – Уфа, 2001. – 244 с.