Применение в шихте для плавки стали различных видов чугунов

Низкокремнистые чугуны обладают меньшей температурой плавления, благодаря чему при равных условиях плавки в вагранках получается более высокий перегрев металла, который благоприятно сказывается на увеличении растворимости твердых фаз в металле. Следовательно, такой металл обладает более высокой жидкотекучестью. На повышение последней также оказывает влияние меньшая газонасыщенность доменных низкокремнистых чугунов: содержание газов в них в 2-3 раза меньше, чем в высококремнистых чугунах. Далее в металлургическом процессе на основе чугуна производится конструкционная углеродистая сталь и другие типы стали, такие как Ст3 сталь, сталь 20, сталь 50 и многие другие.

На снижение температуры плавления чугуна или повышение его жидкотекучести, как отмечалось выше, влияет содержащийся в нем углерод, причем чем он больше приближается к эвтектическому, тем выше будет перегрев металла.

По известному уравнению, применяемому для расчета эвтектического содержания углерода в чугуне, и диаграмме состояния Fe-Fe3C были рассчитаны и определены эвтектичность доменных чугунов и температура их перегрева, причем содержание фосфора во всех марках чугунов принималось равным 0,3% и температура выпуска чугуна 1400°С. Из результатов расчета следует, что по мере снижения в литейных доменных чугунах содержания кремния они приближаются к эвтектическим. Передельные чугуны также относятся к эвтектическим: наименьшую температуру плавления имеют чугуны марок J1K4, Ml и М2.

Разность в температурах перегрева между передельным чугуном Ml и литейным чугуном ЛКО составляет около 155°С. При исследовании влияния низкокремнистых доменных чугунов в ваграночной шихте выявилась возможность компенсации уменьшенного содержания кремния в металле за счет увеличения количества углерода, что положительно сказалось на качестве чугунных отливок. Повышение содержания углерода в эвтектическом чугуне на 0,1% позволяет снизить в нем до 0,3% Si.

Кремний в жидком чугуне и в процессе его кристаллизации действует как графитизатор, а при производстве отливок из ковкого чугуна способствует сокращению продолжительности отжига белого чугуна. Наличие же большого количества кремния препятствует растворению углерода в жидком металле и приводит к образованию крупных пластин графита в отливках, что отрицательно отражается на их качестве.

Особенно это влияние сказывается при работе на шихте, в состав которой входят доменные высококремнистые чугуны, где крупные выделения графита в виде спели проявляются в большей степени, чем при использовании литейных и предельных чугунов с низким содержанием кремния. В итоге ухудшается жндкотекучесть чугуна, отливки получаются менее плотными, с низкими механическими свойствами, меньшей жаростойкостью и более выраженной неоднородностью.

При подготовке статьи использованы материалы портала metallicheckiy-portal.ru.