книги из ГПНТБ / Храмченков А.И. Применение электропечей для выплавки серого чугуна на заводах БССР

Белорусское республиканское правление НТО машиностроительной промышленности

А. И. Храмченков

Применение электропечей для выплавки серого чугуна на заводах БССР

Издательство «Вышэйшая школа» Минск 1969

ВВЕДЕНИЕ

Повышение надежности, долговечности и снижение веса изделий машиностроения вызывает необходимость широкого использования электрических печей для вы­ плавки серого чугуна. Это обстоятельство обусловлено тем, что во многих случаях ваграночный чугун не удов­ летворяет предъявляемым требованиям относительно пределов колебания химического состава, содержания вредных примесей и степени перегрева расплава. Нема­ ловажное значение для предприятий республики имеют и чисто экономические соображения, связанные с воз­ можностью использования при выплавке серого чугуна большого количества дешевых отходов (стальной и чу­ гунной стружки, мелкой обрези и т. п.), образующихся непосредственно на машиностроительных заводах, а также требования промышленной санитарии. Из всех типов электрических печей в настоящее время наиболее перспективными для плавки чугуна являются индукци­ онные печи промышленной частоты. Они широко исполь­ зуются в зарубежной практике при выплавке различных марок серого и высокопрочного чугуна на жидкой (дуп лекс-процесс) или твердой завалке; при этом получается значительный экономический эффект и высокое каче­ ство машиностроительных отливок.

Г Л А В А 1

СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ СЕРОГО ЧУГУНА НА ЗАВОДАХ БССР

Литейное производство Белоруссии объединяет око­ ло 105 цехов и участков. Из них примерно 75 специа­ лизируется на выпуске серого чугуна. Большинство ли­ тейных цехов серого чугуна имеет малый выпуск отли­ вок, причем только 13 обладает мощностью более 5 тыс.

вгод [1]. Основное производство отливок сосредоточено

впяти литейных цехах массового производства. Наи­

более крупно представлен выпуск серого чугуна на Мин­ ском тракторном заводе, имеющем два современных конвейерных цеха общей мощностью около 150 тыс. Минский автомобильный, завод отопительного оборудо­ вания и Гомсельмаш располагают литейными цехами мощностью 30—80 тыс. отливок в год. Особую группу литейных цехов составляют производства, обслуживаю­ щие станкостроительные заводы республики. Это типич­ ные цехи серийного производства, мощность которых находится в пределах 5—15 тыс. Для этих двух групп цехов представляется целесообразным определить ос­ новные направления в совершенствовании технологии выплавки серого чугуна.

§ 1. ЛИТЕЙНЫЕ ЦЕХИ МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Как и на большинстве предприятий нашей страны, в литейных цехах Белоруссии выплавка серого чугуна

О

осуществляется в вагранках. Кроме вагранок, в литей­ ных цехах минских автомобильного и тракторного заво­ дов установлены по одной электродуговой печи, которые, как правило, используются для подогрева или слива жидкого чугуна. Вагранки чугунолитейных цехов Бело­ руссии работают на холодном дутье, причем большин­ ство из них имеет водяное охлаждение плавильного по­ яса. Строительство новых и реконструкция старых ва­ гранок ведутся в направлении повышения их производи­ тельности, увеличения диаметра печи и механизации за­ грузки, хотя известно, что увеличение диаметра вагран­ ки в свету свыше 1460—1500 мм ведет к снижению съе­ ма металла с единицы площади [2]. Тенденция к исполь­ зованию вагранок большого диаметра обусловливается возможностью экономии производственных площадей и сокращения количества громоздких устройств для за­ грузки шихты. Однако в условиях применения печей большой производительности возникают трудности в ор­ ганизации работы плавильных участков.

В табл. 1 приведены показатели, характеризующие работу вагранок минских тракторного и автомобильного заводов и некоторых родственных передовых предприя­ тий автомобильной и тракторной промышленности. В рассматриваемых цехах производятся относительно мел­ кие тонкостенные отливки, для заливки которых необхо­ димо иметь высокоперегретый чугун. Однако, как пока­ зал анализ, проведенный литейно-металлургической ла­ бораторией филиала ННИТавтопром*, высокая темпе­ ратура выпуска чугуна из вагранок достигается лишь на некоторых передовых заводах (Горьковский и Москов­ ский автомобильные, Харьковский тракторный) [3]. Дру­ гие же заводы, несмотря на стремление к интенспфика-

:i' Работа выполнена А. Н. Пршовичем, В. Л. Рассудовым и др.

6

ции ваграночного процесса за счет повышения расхода кокса и подогрева дутья, не достигают желаемых ре­ зультатов, что объясняется в основном неудовлетвори­ тельной организацией работы плавильных агрегатов и формовочно-заливочных конвейеров. Сопоставление ус­ редненных данных табл. 1 показывает, что фактическая производительность значительного числа работающих вагранок ниже проектной, причем вагранки, производи­ тельность которых соответствует проектной, дают горя­ чий металл при относительно низких расходах кокса. Подтверждается известный факт, что чем больше фак­ тическая производительность вагранок отличается от проектной, тем ниже температура чугуна на желобе и выше расход кокса.

Такой характер зависимости между температурой выпуска чугуна, расходом кокса и производительностью печей прежде всего связан с неравномерным и часто более низким, чем оптимальная производительность ва­ гранки, отбором металла. Уменьшение потребности кон­ вейеров в металле приводит к необходимости торможе­ ния работы вагранок за счет изменения дутьевого ре­ жима и применения коксовых пересылок. При этом на­ рушаются оптимальные условия горения топлива. По­ ложение осложняется по мере увеличения диаметра пе­ чей и не выправляется даже при применении подогрева дутья. Этот факт характерен для Харьковского трактор­ ного завода, где для вагранок малого диаметра обеспе­ чены условия получения горячего чугуна, а две большие вагранки даже при наличии рекуператора имеют низ­ кую температуру выпуска. Понижение температуры ва­ граночного чугуна в связи с искусственным торможени­ ем процесса плавки в вагранках особенно ярко иллюст­ рируется на примере Минского тракторного завода (табл. 1). Чугунолитейный цех № 1 МТЗ имеет два бло­

8

ка вагранок диаметром 1450 мм и выпускает 50 000 т годного литья в год. При выходе годного, равном 64%, потребность в жидком чугуне составляет около 85 000 т в год, что соответствует среднему выпуску жидкого чу­ гуна из одной вагранки 10 т/ч при ее проектной произ­ водительности 13—15 т/ч.

Диспропорция между производительностью вагранок и потребностью конвейеров в жидком металле очень ча­ сто закладывается при проектировании литейных цехов. Так, например, новый чугунолитейный цех № 2 Мин­ ского тракторного завода, запроектированный на вы­ пуск 100 тыс. т отливок шести наименований, имеет три заливочных конвейера и три блока 20-тонных вагранок (соответственно один блок обслуживает один конвейер). При выходе годного, равном 65%, потребность в жид­ ком металле составляет около 160 000 т, в то время как, согласно установленной мощности, плавильный участок может выпускать около 240 000 т жидкого чугуна. Кро­ ме того, наличие разной металлоемкости форм у кон­ вейеров (соответственно 20, 30 и 50%) при заливке двух марок чугуна предопределяет дополнительные труднос­ ти в организации работы.

Анализ показывает, что повышение температуры вы­ пуска чугуна за счет улучшения оперативного планиро­ вания является весьма затруднительным. Поэтому в слу­ чае необходимости получения горячего чугуна непосред­ ственно из вагранки необходимо ограничить размеры пе­ чи. Для этого в литейном цехе целесообразно иметь нес­ колько агрегатов, выплавляющих не более 10—12 т чу­ гуна в час в зависимости от потребности формовочно-за­ ливочного конвейера. При наличии вагранок мощностью в 20—50 т/ч требуется установка электропечей как бу­ ферных емкостей между плавильным агрегатом и зали­ вочным конвейером.

9