Расчет шихты для плавки магния

Исходные данные

Химический состав сплава

Процесс плавки ведем в тигельной печи с выемным тиглем. В качестве шихтовых материалов применяем чушковые материалы и возврат собственного производства. При приготовлении сплава в выемном тигле применяют флюс ВИ3. Перед плавкой ковши, ложки и другой инструмент промывают при температуре 750 — 800 єС криолитовым флюсом.

Стальной тигель нагревают до 400…500 ⁰С и загружают в него флюс ВИ3 до 10 кг. Флюс расплавляют, а затем небольшими порциями загружают в него подогретые до 120… 150 ⁰С шихтовые материалы. После введения всех составляющих шихты расплав нагревают до 700…730 ⁰С и проводят рафинирование и модифицирование. Выстаивают сплав 10…15 мин, отбирают пробы на химический и спектральный анализ и излом, затем при помощи различных ковшей разливают по формам.

Остаток металла (20…30% от объема в тигле) загрязненный оксидами и флюсом, сливают после каждой плавки и используют для производства предварительного сплава.

Загрузка шихты

1. магний

2. отходы и возврат

3. лигатура

4. алюминий

5. цинк

Расчет шихтовых материалов

Средний химический состав шихтовых материалов

Принимаем угар элементов:

Al = 1%

Mg = 2,5%

Zn = 2%

Mn = 2%

Упр = 0%

Определяем количество элементов шихты

Принимаем количество возврата — 40%. Возврат внесет, кг:

Al = 40*3,4/100 = 1,36 кг

Zn = 40*0,5/100 = 0,2 кг

Mn = 40*0,35/100 = 0,14 кг

Mg = 40*95,57/100 = 38,228 кг ИТОГО 40 кг Определим сначала количество лигатуры необходимое для получения заданного состава сплава по марганцу.

Необходимо внести Mn: 0,357 — 0,14 = 0,217 кг Следует внести лигатуры Al — Mg — Mn: (Al — Mg — Mn) = 0,217*100/10 = 2,17 кг Лигатура внесет:

Al = 2,17*70/100 = 1,519 кг

Mg = 2,17*19,9/100 = 0,432 кг У_пр = 2,17*0,1/100 = 0,217 кг Определим необходимое количество чистых металлов алюминия, цинка и магния.

Необходимо внести алюминия: 3,434 — 1,36 — 1,519 = 0,555 кг Количество А95: 0,555*100/99,95 = 0,5552 кг Примесей вносится: У_пр = 0,5552 — 0,555 = 0,0002 кг Необходимо внести цинка: 0,51 — 0,2 = 0,31 кг Количество Ц1С: 0,31*100/99,96 = 0,3101 кг Примесей вносится: У_пр = 0,3101 — 0,31 = 0,0001 кг Необходимо внести магния: 97,96 — 38,228 — 0,432 = 59,3 кг Количество Мг90: 59,3*100/99,9 = 59,36 кг Примесей вносится: У_пр = 59,36 — 59,3 = 0,06 кг Расчет шихты для плавки сплава МА3Ц

Состав шихты, %

Возврат: 40 * 100 / 102,395 = 39,23%

Алюминий А95 ГОСТ 11 069– — 74: 0,5552 * 100 / 102,395 = 0,542%

Цинк Ц1С ГОСТ 3640– — 93: 0,3101 * 100 / 102,395 = 0,308%

Магний Мг90 ГОСТ 804– —73: 59,36 * 100 / 102,395 = 57,8%

Al — Mg — Mn: 2,17 * 100 / 102,395 = 2,12%

ИТОГО 100%

Модифицирование

В качестве модификаторов используют молотый мел, мрамор или магнезит. Для модифицирования магнезит дробят на куски до размеров 10Х25 мм и просушивают при температуре 150 — 200 єС. Магнезит вводят в расплав с помощью колокольчиков закрытого типа. Продолжительность модифицирования 5 — 10 мин. Если возникают очаги горения на поверхности металла, то ее засыпают флюсом. Затем снимают шлак и поверхность расплава посыпают флюсом.

Рафинирование

1) Рафинирование производят флюсом ВИ3 при температуре расплава 700…720 ⁰С, продолжительность перемешивания 5…6 мин. Затем удаляют использованный флюс и наносят свежий, нагревают до 750…780 ⁰ С и выдерживают при этой температуре 10…15 мин. Снижают температуру расплава до температуры заливки 680…700 ⁰ С и заливают формы.

Состав флюса ВИ3

2) Фильтрация. Для фильтрации применяют стальную сетку размером 1×1 мм, зернистые фильтры, изготовленные из магнезита, графита, кокса. Стальная сетка позволяет уменьшить содержание неметаллических включений в 3…4 раза. Фильтры из магнезита и углеродистых материалов почти полностью ликвидируют брак по пленкам и флюсовым включениям.

3) Для защиты сплава от интенсивного окисления вводят бериллий в количестве 0,1 кг на 100 кг металла.

Ёмкость ковша

Емкость ковша рассчитываем по формуле:

M =(t /t_i) P_i,

где M — металлоемкость заливочного ковша, кг; t — допустимый интервал заливки, ⁰С; t_i — падение температуры металла в ковше за время заливки одной формы, ⁰С; P_i — металлоемкость одной формы, кг.

t = 20 ⁰С, t_i = 3 єС, P_i = 16 кг.

плавка тигель заливка ковш М = (20/3)*16 = 106 кг — расчетная металлоемкость разливочного ковша.

Заливка. Ковши перед заливкой промывают в тигле с карналлитовым флюсом и нагревают до температуры красного каления. Оставшийся флюс сливают через носок ковша. Во время заливки недопустимо попадание шлака в металл, а из тигля в ковш — без присыпки флюсом зеркала металла. Присыпать флюсом поверхность металла в разливочном ковше не разрешается, а в случае возникновения очагов горения поверхность металла покрывают смесью серы и борной кислоты или серным цветом.