24. Продукция черной металлургии

Основной продукцией черной металлургии являются передельный чугун, литейный чугун, доменные ферросплавы, стальные слитки и прокат.

Передельный чугун, используемый для передела на сталь, содержит 4,0—4,4% С; до 0,6—0,8% Si; до 0,25-1,0% Мn; 0,15-0,3% Р и 0,03-0,07% S. Некоторые марки чугуна, предназначенные для передела в сталь в конвертерах, имеют пониженное (до 0,07%) содержание фосфора. До 90% всего выплавляемого чугуна приходится на чугун передельный.

Литейный чугун, предназначенный для производства фасонных отливок способами литья на машиностроительных заводах, имеет повышенное содержание кремния (до 2,75—3,25%).

Ферросплавы — сплавы железа с повышенным содержанием марганца, кремния, ванадия, титана и других металлов. Их применяют для раскисления и производства легированных сталей. К ферросплавам относят доменный ферросилиций, содержащий 9—13% Si и до 3% Мn; доменный ферромарганец, содержащий 70—75% Мn и до 2% Si; зеркальный чугун с 10-25% Мn и до 2% Si.

Стальные слитки, полученные в изложницах или кристаллизаторах, подвергают обработке давлением (прокатке, ковке). Прокат используют непосредственно в конструкциях (мостах, зданиях, железобетонных конструкциях, железнодорожных путях, станинах машин и т.д.), в качестве заготовок для изготовления деталей резанием и заготовок для последующей ковки и штамповки. Форму поперечного сечения прокатанного металла называют профилем.

Совокупность различных профилей разных размеров называют сортаментом. Сортамент прокатываемых профилей разделяют на следующие группы: заготовки, сортовой прокат, листовой прокат, трубы и специальные виды проката.

Заготовки прокатывают в горячем состоянии непосредственно из слитков. Заготовки квадратного сечения с размерами от 150x150 до 450x450 мм называют блюмами. Они предназначены для последующей прокатки на сортовых станах и в качестве заготовок для изготовления поковок ковкой. Заготовки прямоугольного сечения толщиной 65—300 мм и шириной 600—1600 мм называют слябами. Их используют для прокатки толстых листов.

Сортовой прокат по профилю подразделяют на две группы: простой — геометрической формы и сложной — фасонной формы (швеллеры, двутавровые балки, рельсы, уголки и т.д.). Листовой прокат различается по назначению и по толщине.

Трубы также подразделяют по назначенной способу изготовления. Они бывают бесшовными и сварными (с прямыми и спиральными швами).

25. Способы литья

Отливкой называют литую деталь или заготовку, полученную заливкой расплавленного металла (расплава) в литейную форму, полость которой имеет конфигурацию детали или заготовки. Литейную форму заливают жидким металлом через систему каналов, называемую литниковой системой. Внутренние отверстия, каналы и полости в отливках образуются с помощью стержней, которые перед заливкой вставляют в полость литейной формы, а после кристаллизации отливки извлекают из нее. Формы и стержни могут быть разовыми — изготовляемыми из песчаных смесей, и постоянными — из металла или огнеупорных материалов.

Способы литья отливок можно разделить на две группы. К первой относят способы получения отливок в разовых формах, заполняемых расплавом однократно, после чего их разрушают для извлечения отливки (литье в песчаные сухие или сырые формы, литье в оболочковые формы и др.). Ко второй группе относят способы получения отливок в многократных металлических формах, заполняемых расплавом от нескольких сотен до десятков тысяч раз.

При выплавке литейных сплавов в плавильные печи загружают металлическую шихту, ферросплавы, лигатуры и флюсы. Металлическая шихта — слитки технически чистых металлов, лом, отходы производства. Лигатура — вспомогательный сплав, вводимый в расплавленный металл с целью восполнения угорающих в процессе плавки химических элементов. Флюсы служат для образования шлака с требуемыми физико-химическими свойствами. Модифицирование — введение в жидкий сплав сотых или десятых долей процента добавок-модификаторов. Легирование — введение в жидкий сплав различных добавок химических элементов для придания сплаву особых свойств за счет изменения его внутреннего строения. Рафинирование — очистка сплавов от ненужных и вредных примесей.