Получение чугуна

Переработка передельного чугуна осуществляется с целью по­лучения стали в итоге освобождения его от некоторой части углерода методом окисления.
При этом сталь может производить­ся тремя методами: конверторным — продувкой расплавленного чугуна сжатым воздухом или кислородом в огромных грушевидных сосудах — конверторах с разной внутренней огнеупорной фу­теровкой (рис.
мартеновским — в печах Сименса — Мартена (рис. 2) с регенерацией тепла отходящих газов;
электроплав­кой — в электродуговых, индукционных или высокочастотных печах (рис.
При плавке в мартеновских печках или при электроплавке добавляется в рас­плавленный чугун железная руда или скрап (отходы ржавого желе­за, железный лом).
Кислород добавляемых оксидов также выжи­гает примеси, а железо понижает содержание углерода в сплошной массе металла.
Можно переплав­лять в печи и железный лом, пре­вращая его в, который нельзя отменить к вторичному употреблению, что экономически весьма выгодно.
При использовании железа, спе­ченного в кусочки при бездоменном производстве, сталь получают на­сыщением его углеродом с помо­щью переплавки с чугуном.
По­лученные тем или другим методом углеродистые стали с содержани­ем углерода до 1, 3% широко используют в машиностроении, на транспорте, в строительст­ве и т . п .

image.jpg

Ковкий чугун содержит хлопьевидный графит (рис. 2, б).
Его получают из белого чугуна путем графитизирующего отжига (том­ления ), при котором происходит распад цементита.
Хлопьевидный графит имеет почти равноосную компактную фигуру.
Этот чугун разделяют на марки: КЧЗО — 6, КЧЗЗ — 8, КЧ35 — 10, КЧ37 — 12, КЧ45 — 6, КЧ50 — 4, КЧ60 — 3, КЧ63 — 2.
В обозначение марки входят буквы КЧ (ковкий чугун), потом число — минимально допустимый предел крепости при растяжении (кгс/мм 2), второе число — относитель­ное удлинение (%).

В итоге получается чугун – сплав железа с углеродом.
Содержание углерода – более 2%.
Часть расплавленного чугуна идёт на производство стали.
Сталь же держит меньше углерода, поэтому боте плавна.
Её варят в конверторах.
Конвертор обладает емкостью до 60 тонн.
Снизу через расплав пропускают кислород, в итоге чего все примеси начинают выгорать, образуя оксиды.
Оксиды образуются газообразные и твёрдые.
Последние всплывают и удаляются из конвертора.
Все сии процессы экзотермические, и железо остаётся в расплавленном состоянии в течение 10 — 20 минут.
За это времечко в расплав можно добавить легирующие элементы (хром и никель для коррозийной стойкости, вольфрам для твёрдости, марганец для упругости и т.п.).

Свежевосстановленное железо заметно науглераживается еще в крепком состоянии.
По мере науглераживания температура плавления его понижается.
При температуре 1000 – 1100 (С восстановление железа почти заканчивается и начинают восстанавливаться более трудновосстановимые элементы – кремний, марганец и фосфор.
Науглероженное железо, охватывающее около 4% углерода и некоторое количество кремния, марганца и фосфора, плавится при температуре 1130 – 1150 (С и стекает в виде капель чугуна в горн.
В нижней середине шахты начинается образование жидкого шлака из составных частей пустой породы руды и флюса.
Снижению температуры плавления шлака способствуют невосстановленные оксиды железа и марганца.
В стекающем вниз шлаке под действием возрастающей температуры постепенно расплавляется вся пустая порода и флюс, а после сгорания кокса – и зола.

Великое значение для практики имеет свойство модификации? — Fе растворять до 2, 14% углерода при температуре 1147°С с образо­ванием твердого раствора и с внедрением атомов углерода в крис­таллическую решетку.
При повышении и снижении температуры растворимость углерода в модификации? — Fе уменьшается.
Крепкий раствор углерода и прочих элементов (азот, водород) в модифика­ции? — Fе называется аустенитом (по имени ученого Р. Аустена ), почти в 100 раз меньше углерода может открыться в модифика­ции? — Fе, причем крепкие растворы углерода и прочих элементов в модификации? — Fе называют ферритом.

Ковкий чугун получают длительным отжигом белого чугуна, в итоге которого образуется графит хлопьевидной формы.
Металлическая основа такого чугуна: феррит и реже перлит.
Ковкий чугун получил свое название из — за повышенной пластичности и вязкости (при всем при том, что обработке давлением не подвергается ).
Ковкий чугун обладает повышенной крепостью при растяжении и рослым сопротивлением удару.
Из ковкого чугуна изготовляют детали непростой фигуры: картеры заднего моста машин, тормозные колодки, тройники, угольники и т. д.

Литература [ править ] Чугун // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 книгах (82 т. и 4 доп.
 — СПб.
, 1890 — 1907.
Чугун // Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 4 книгах.
 — СПб.
, 1907 — 1909.
Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева Материаловедение.
 — лю.
: Машиностроение, 1990.
 — 528 с.