Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Институт Металлургии и Материаловедения
Кафедра литейного производства
РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по курсу
«Производство отливок из чугуна и стали»
РАСЧЁТ И ОПТИМИЗАЦИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЛИТЕЙНЫХ СПЛАВОВ
Выполнил: студент гр. МЛ-08 Ивлев М.Х.
Руководитель: к.т.н., доцент Передернин Л. В.
Заведующий кафедрой к.т.н., доцент Деев В.Б.
Новокузнецк
2012
Оглавление:
2 Подготовка исходных данных 4
2.1 Уточнение ХС выплавляемого чугуна 4
2.2 Расчёт ограничения по ХС шихты 4
2.3 Расчет коэффициент расхода шихты 7
8
2.4 Выбор компонентов шихты, их химического состава, цены, установка технологических ограничений 8
3 Расчёт шихты «ручным» комбинированным методом 11
3.1 Расчет МД условного чугуна (УЧ) и стального лома (СЛ) 11
3.2 Расчёт МД Si и Mn в УЧ 11
3.5 Контрольный расчет МД РХЭ, вносимых компонентами шихты 14
3.6 Скорректированный компонентный состав шихты, % 16
3.8 Расчёт массы завалки (колоши) 17
4.1.1 Дополнительная информация для работы с ПЭВМ 20
25
4.2 Анализ результатов, принятие решения, выводы 26
Список использованной литературы 27
Вариант 2/03
Под расчётом шихты будем понимать выбор ШМ, определение её компонентного состава, химического состава шихты и расчётного выплавляемого сплава – массовой доли расчётных химических элементов, стоимости одной тонны шихты и массы завалки (колоши).
Задание и входные данные для расчёта шихты при выплавки чугуна в вагранке ВЛК 2.2.-1300:
производительность вагранки 5 т/ч;
основность шлака 0,6;
температура дутья 0°С;
марка чугуна СЧ25;
масса отливки Более 1000кг;
толщина стенки отливки 15 – 65 мм.
2 Подготовка исходных данных
2.1 Уточнение хс выплавляемого чугуна
По ГОСТ 1412-85 МД РХЭ ограничиваются следующими пределами, %:
С 3,2 – 3,4%;
Si 1,4 – 2,2%;
Mn 0.7 – 1.0%;
P не более 0,2%;
S не более 0,15%;
Так как в задании на расчёт шихты нет указания обеспечить определённые механические свойства в стенках отливок заданной толщины, считаем, что по расчёту ГОСТом свойства будут обеспечены рекомендуемым ХС в литом образце, диаметром 25мм, т.е. данный ХС принимаем для расчёта без поправок.
2.2 Расчёт ограничения по хс шихты
МД РХЭ в шихте рассчитываем в соответствии с соотношением:
где 
МД i-го РХЭ в выплавляемом
чугуне, принятая по ГОСТ 1412-85, %;
интегральный коэффициент расхода i-го
РХЭ, который рассчитываем по соотношению:
где интегральный угар (с минусом) или пригар (с плюсом) i-го РХЭ.
Удельную производительность вагранки можно вычислить по соотношению:
где Q – производительность вагранки, задана 5т/ч;
S – сечение шахты вагранки (м2) по определяющему диаметру, который можно принять по рекомендации [1, С.68]: d=0,9м.
Тогда при
удельная производительность вагранки определится:
По заданию плавка ведётся моно-процессом, следовательно, температура чугуна на выпуске из вагранки Т определяется в соответствии с выражением:
По рекомендации [1, С.61] при толщине отливок от 15до 65мм можно принять Тз=1320°С. С учётом того, что заливка форм производится на АФЛ из заливочного устройства без подогрева металла, потеря температуры при переливах и транспортировке может быть принята 40°С. Следовательно,
По номограмме [1, с70, приложение К], для обеспечения температуры чугуна на выпуске 1360°С при подогреве дутья до 0°С и удельной производительности вагранки 7,9 расход кокса составляет примерно 10%. С учётом изменения крупности кусков кокса и его качества; крупности кусков шихты и её качества; неравномерности хода вагранки расход кокса в рабочей колоше, определённый по номограмме, следует увеличить от 10 до 40% (меньшие значения требуются для вагранок с подогревом дутья). Тогда практический расход кокса в рабочей колоше равен:
Округленно принимаем расход кокса равным 13%
По рекомендации [1, С.59, приложение Б] для заданных условий получаем:
пригар кремния 20%
угар марганца 45%
угар фосфора 0%
пригар серы 30%
Рассчитываем коэффициенты РХЭ:
определим допустимые МД РХЭ в шихте – ограничения по химическому составу шихты, %:
кремния
марганца
фосфора
серы
Предельные МД углерода в шихте рассчитываем по выражению:
Средняя МД углерода в шихте составит:
Определим угар углерода по формуле:
Подставляя средние МД углерода в шихте 3,0% и в чугуне 3,2%, вычислим угар углерода:
т.е.
получаем пригар углерода 
Коэффициент расхода углерода будет равен:
2.3 Расчет коэффициент расхода шихты
Расчёт ведём по соотношению:
где Уш – средний металлургический угар (с минусом) или пригар (с плюсом) шихты.
Определяем среднюю МД железа в шихте по выражению:
Угар железа (базовый химический элемент в чугуне) можно принять из [1, C.59, приложение Б] равным 0,6%.
Усреднённый металлургический угар шихты рассчитываем по формуле:
Подставляя
вычисленные значения Уi,
в том числе базового элемента – Fe
(его индекс m+1), их среднее
МД в шихте 
,
вычислим:
Рассчитываем коэффициент расхода шихты:
