Расчет шихты, требования к компонентам шихты, их подготовка

Рассчитаем шихту, предназначенную для получения жидкой латуни марки ЛМцСКА в индукционной печи промышленной частоты (50 Гц) с нейтральной футеровкой.

Требования к качеству шихты определяются обеспечением стабильности и воспроизводимости результатов процесса, в котором она используется:

1. Постоянство химического состава.

2. Однородность по химическому, минералогическому и гранулометрическому составу.

3. Оптимальная крупность (размеры кусков шихты при плавке в индукционных тигельных печах не должны быть менее 8—10 см) компонентов шихты.

4. Отсутствие влаги на поверхности.

5. Отсутствие ржавчины, масел на поверхности шихты [29].

Таблица 3.4 - Химический состав и угар химических элементов

Химический элемент	Массовая доля элемента, %	Среднее значение массовой доли элемента, %	Угар, %
Сu	58-61
Pb	1,5-2,5
Mn	2-3		1,5
Zn	27-36

В соотведствии с этим весовой состав сплава на 100 кг его будет следующий: медь – 60 кг, свинец – 2 кг, марганец – 3 кг, цинк – 35 кг.

Угар этих элементов составит:

(3.1)

где А – химический элемент;

Х – среднее значение массовой доли элемента, %;

С – угар химического элемента, %.

По формуле (3.1) получили:

Таблица 3.5 - Расчетная таблица

Состав	Cu	Pb	Mn	Zn	Всего
Состав по ГОСТу, ?	58-61	1,5-2,5	2-3	27-36
Состав, принятый к расчету в %, кг на 100 кг шихты
Угар, %			1,5
Угар, кг	0,606	0,202	0,046	1,08	1,934
Расчетный состав сплава, кг	60,606	2,202	3,046	36,08	101,934

Марганец вводим в виде лигатуры Cu-Mn с содержанием 27% Mn, остальное – медь

1. Расчет начинается с возврата – определением количества компонентов, вносимых возвратом определенного химического состава Cu – 60%, Pb – 2%, Mn – 3%, Zn – 14,5%; 40 кг (40%) возврата внесут следующее количество элементов:

(3.2)

где А – химический элемент;

Х – среднее значение массовой доли элемента, %;

N – возврат, %.

По формуле (3.2) получили:

кг;

2. Затем рассчитывается необходимое количество лигатуры Cu-Mn (27% Mn) для ввода остатка марганца

кг.

Лигатура потребуется:

кг.

В лигатуре содержится Сu = 4,994 кг.

3. Определяем необходимое количество чистого свинца

кг.

4. Определяем необходимое количество чистого цинка

кг.

5. Определяем необходимое количество чистого меди

кг.

Состав шихты латуни ЛМцСКА:

1. Возврат 40 кг;

2. Меди 31,67 кг;

3. Лигатура 6,84 кг;

4. Свинец 1,402 кг;

5. Цинк 22,08 кг;

Всего 100,992 кг.

Технология плавки

Выплавка латуни марки ЛМцСКА на предприятии происходит по следующему алгоритму:

1. Загрузка шихты производится в вручную, в тигель плавильной печи;

2. Плавка загруженной шихты;

3. Плавку ведут под слоем древесного угля;

4. Повышение температуру расплава до Т = 960 °С;

5. За 30 минут до начала заливки отливки сплав производиться раскисление цинком из расчета 2 кг на 100 кг расплава. Допускается использовать фтористую медь в количестве 0,2% от массы металла в печи (0,2 кг на 100 кг сплава). Цинк водиться с помощью клещей под зеркало расплава, размешивается до полного растворения;

6. На зеркало расплава присыпается древесный угль размером куска 10-20 мм, по мере сгорания древесного угля (через 1,5 – 2 часа) снимается шлак, далее производится загрузка новой порции древесного угля на зеркало расплава.

7. Берется проба на химический анализ.

Разливочный литейный ковш, используемый на ОАО «АПЗ», имеет чайниковую форму, слив ЛМцСКА осуществляется через сливной носок при наклоне ковша. Для задержки шлака в ковше предусмотрены огнеупорные перегородки.

Емкость используемого разливочного литейного ковша — 100 кг. На рисунке 3.2 представлен ковш поворотного типа для разливки ЛМцСКА.

Рисунок 3.2 – Ковш, используемый

для разливки ЛМцСКА

Конструирование отливки