Виробництво виливків із чавуну.

Чавунне лиття одержало широке поширення в будівельній техніці (колони, казани, радіатори, ванни, труби), у металургійній (виливниці, піддони, прокатні валки), у хімічній (апарати й ін.) промисловості.

Застосування високоякісних чавунів дозволило робити із чавунного лиття такі деталі, як колінчасті вали автомобілів, тракторів, тепловозів.

§ 1. Особливості виготовлення форм для чавунного

лиття й заливання їх металом.

Чавун має гарні ливарні властивості: гарну рідкотекучість, невелику усадку й більш низку, чим у сталі, температуру плавлення.

Ці властивості чавуну враховують при виготовленні форми.

До особливостей формування відноситься розташування ливникової системи. Залежно від конструкції виливка застосовують ливникову систему з підведенням металу через один живильник, через декілька живильників, через сифонний ливник, через дощовий ливник, а також бічний, щілиновидний і клиновий лівники.

Для складних і більших виливків застосовують розгалужену ливникову систему.

Прибутки в чавунному литті застосовують тільки для великих товстостінних виливків.

Заливання сплаву здійснюють за допомогою ковшів, яких перевозять мостовими кранами.

Закриті форми при заливанні піддаються тиску рідкого металу, що прагне підняти верхню опоку. При цьому утвориться щілина, через яку може вилитися метал, тому верхню опоку скріплюють із нижньої або ставлять на неї вантаж.

Застосовують наступні температури заливання: для великого невідповідального лиття – 1220º ЗС, для товстостінного – 1260º С, середнього машинобудівного – 1320º С, для відповідального й тонкостінного – 1350…1400º С.

§ 2. Плавка чавуну.

Найпоширенішим плавильним агрегатом для одержання рідкого чавуну в ливарних цехах є вагранка. Це піч шахтного типу, паливом у якій служить кокс. Вагранка забезпечує розплавлювання й достатній перегрів рідкого чавуну необхідного хім. складу при мінімальному вигарі й економному витраті палива.

Шихтою для чавунного лиття служать доменні чавуни 20...40%, феросплави, природно-леговані чавуни, чавунний і сталевий лом до 40%, відходи власного виробництва (брак, лівники) – 40...60%

Флюсом служить вапняк, доломіт, плавиковий шпат, мартенівські шлаки.

При плавці чавуну у вагранці Si вигорає 10...15%; Mn - 15...20%; Cr - 20...30%; кількість S збільшується на 40...50%, тому що сірка частково переходить із палива в метал.

Будова вагранки.

Вагранка являє собою шахтну піч, яка викладена шамотною цеглою. Зовні вагранка має металевий кожух, клепаний або зварений з листової сталі товщиною 8…20 мм. Вагранка опирається на фундамент і на чавунні колони. Шахта вагранки опирається на масивну чавунну або сталеву плиту із кришкою, що закривається перед початком роботи й відкривається наприкінці плавки.

У верхній частині шахти розташоване завантажувальне вікно, через яке у вагранку регулярно завантажують певні порції шихтових матеріалів за допомогою бадді, на протязі всієї плавки.

Частина вагранки, розташована вище завантажувального вікна, наз. трубою. На верхній частині труби встановлюють іскроуловлювач для вловлювання розпечених часток палива, які виносяться з вагранки потоком газів.

У нижній частині шахти знаходиться лещадь, яку набивають сумішшю з піску й формувальної землі з нахилом убік льотки для випуску рідкого чавуну.

Повітря, що нагнітається вентилятором, надходить через повітряне кільце й фурми у вагранку. Частіше робиться три ряди фурм у шаховому порядку.

Частина вагранки від лещаді до повітряних фурм наз. горном. Розплавлений чавун стікає в горн і відтіля безперервним струменем через льотку стікає в накопичувач, що служить для збору металу.

Шлаки випускають через шлакову льотку.

З накопичувача в міру нагромадження метал випускають у ківш. Діаметр накопичувача приймають трохи більше діаметра вагранки, а висота накопичувача дорівнює його діаметру.

Робота вагранки.

Спочатку вагранку добре просушують, а потім у горн у кілька прийомів насипають кокс трохи вище фурм і пускають слабке дуття, щоб він розгорівся. При цьому завантажують нові порції коксу доти, поки його рівень не здійметься над верхнім рядом фурм на 700...800 мм.

Після розігріву завантажують перший шар металевої шихти, потім вапняк, потім знову шар металевої шихти й т.д. Шихту завантажують до завалочного вікна й далі в процесі роботи шихта підтримується на цьому рівні.

У верхній частині вагранки тверда шихта нагрівається, волога й летучі речовини виділяються з палива, вапняк частково розкладається.

Плавлення металевої частини шихти відбувається в плавильній зоні вагранки, розташованої у верхній частині горна. Тут утвориться рідкий метал, що стікає на лещадь. При цьому рідкий метал при контакті з розпеченим коксом поглинає з нього деяку кількість вуглецю й сірки. У горні процес окислювання металу припиняється, тому що сюди не проникає дуття. Рідкий метал трохи прохолоджується й додатково насичується вуглецем і сіркою. У результаті зміст вуглецю в чавуні коливається в межах 3, 2...3, 4%.

Продуктивність вагранки 0, 5...30 т/ч.

Чавун можна плавити також у полум'яних і дугових електропечах.