Доклады о будущих и современных технологиях

ВЛИЯНИЕ ЛИТЕЙНОГО КОКСА НА КАЧЕСТВО ОТЛИВОК

В. В. Хапеева, В. А. Иванова

Научный руководитель - В. А. Иванова, канд. техн. наук, доцент

Ярославский государственный технический университет

Один из показателей качества отливок - соответствие характеристик материала отливок (в данной работе - чугуна) установленным требованиям по химическому составу и структуре, которые определяют совокупность свойств чугуна. Структура и химический состав отливок зависят от усло­вий плавки, от состава и количества шихты. Так как расход литейного кок­са влияет на стоимость чугуна, обеспечивает энергоэффективность плавки и наследственные свойства чугуна, задачей данных исследований являлось установление влияния свойств именно литейного кокса, как одной из со­ставляющих шихты, на качество отливок.

Исследования проводились на базе Ярославского электровозо­ремонтного завода на примере отливок колодки тормозной вагонной ГОСТ 28186-89. Непосредственная заливка расплава из вагранки в форму при производстве отливки колодки позволяет установить влияние свойств кок­са на характеристики чугуна в первом приближении. Для исследования были выбраны 4 партии литейного каменноугольного кокса марки КЛ-1 с различными показателями качества: массовой долей общей влаги в рабо­чем состоянии (4,5...4,8%), зольностью (11,6.12,0%), массовой долей общей серы (0,44.0,60%), показателем прочности М40 (73,2.73,8%), мас­совой долей кусков размером менее нижнего предела (5,8. 5,9%).

Влияние этих показателей качества кокса (ГОСТ 3340-88) на условия плавки состоит в следующем. Влажность снижает теплоту сгорания кокса из-за увеличения расхода теплоты на ее испарение. Зольность снижает те­плоту сгорания кокса из-за уменьшения содержания горючих компонентов и за счет увеличения расхода теплоты на нагрев и плавление минеральной массы. Это способствует повышению расхода кокса и стоимости чугуна. Сера снижает жидкотекучесть расплава, вызывает отбел отливок и препят­ствует выделению графита в чугуне. Прочность кокса обеспечивает равно­мерность крупности кусков, препятствует появлению мелочи, что обеспе­чивает создание высоких температур в узкой зоне плавления и повышает производительность вагранки.

Исследования образцов чугуна, выплавленного с использованием ка­ждой из партий кокса, показали, что образцы различаются химическим со­ставом, микроструктурой и механическими свойствами. Повышенное со­держание серы в коксе приводит к увеличению ее содержания в чугуне. Прочие показатели качества кокса вносят большой вклад в структурную наследственность чугунов, влияя на кинетику кристаллизации.