Sirovo željezo: specifikacije

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Da bismo prešli na razmatranje sirovog željeza, potrebno je razumjeti opći sastav ovog proizvoda i njegove kvalitete. Dakle, liveno gvožđe se naziva legura, koja se sastoji od materijala kao što su gvožđe, ugljenik i nekoliko drugih nečistoća.

Opći opis livenog gvožđa

U zavisnosti od nečistoća koje se koriste za topljenje livenog gvožđa, menjaju se i njegova svojstva. Međutim, postoje neke značajke koje bi u svakom slučaju trebale biti podržane. Jedan od njih je maseni udio ugljika u sastavu. Ovaj parametar mora biti najmanje 2,14%. Ako je sadržaj ugljika manji, onda to više nije lijevano željezo, već čelik. Ovdje je važno shvatiti da se, kao takvo, obično liveno gvožđe ne proizvodi. U procesu dobijanja ovog materijala uvek se na kraju operacije dodaju dve vrste aditiva prema kojima se vrši separacija na livačko ili sirovo gvožđe. Jedna od karakteristika ove sirovine je i to što je temperatura potrebna za njeno topljenje 250-300 stepeni viša nego za čelik. Za topljenje ove supstance potrebna je temperatura od 1200 °C.

Kako primitiliveno gvožđe?

Ovdje odmah vrijedi napomenuti da su proizvodnja sirovog željeza ili običnog - to su gotovo identični procesi, pa stoga nema smisla opisivati oba. Razmotrite samo opštu tehnologiju topljenja.

Dakle, da biste dobili ovu supstancu, morate potrošiti mnogo resursa. Glavne radne sirovine su koks i voda. Da biste mogli da istopite tonu sirovog gvožđa, potrebno je oko 550 kg koksa ili oko 900 litara vode. Nemoguće je tačno odrediti količinu rude koja će se potrošiti na preradu za svaku seriju, jer njena potrošnja u potpunosti ovisi o postotku željeza. Međutim, neisplativo je koristiti apsolutno bilo koju rudu, ako gledate sa stanovišta ekonomije. Iz tog razloga se koriste sirovine koje sadrže od 70% željeza u svom sastavu i više. Također je važno napomenuti da se prije topljenja ruda obogaćuje, a tek nakon što uđe u visoku peć, u njima se odvija proces proizvodnje željeza. Električne peći su topile samo 2% ukupne količine materijala.

Prva faza

Cijeli proces topljenja podijeljen je u nekoliko međusobno povezanih faza.

Procedura počinje činjenicom da se u peć peći ubacuje ruda koja sadrži magnetnu željeznu rudu. Osim toga, može se koristiti ruda koja sadrži hidratizirani željezni oksid ili njegovu sol. Zajedno sa utovarom radnog minerala u peć se utovaruju i koksni ugalj. Njihov glavni zadatak je održavanje visokih temperatura. Da bi se ruda brže istopila idobiti pristup željezu, fluks se šalje u peć. Supstanca koja je katalizator doprinosi bržem raspadanju rude.

Ovdje je važno napomenuti da prije utovara u peć ruda obično prolazi kroz proces drobljenja, pranja, sušenja. Svi ovi koraci doprinose uklanjanju viška nečistoća, kao i povećanju brzine topljenja.

Druga faza

Druga faza topljenja sirovog gvožđa počinje kada se svi potrebni materijali utovare u visoku peć. Pokreću se gorionici koji zagrijavaju koks, koji zagrijava rudu. Važno je znati da kada se zagrije, koks počinje ispuštati ugljik u zrak, koji prolazi kroz njega, reagira s kisikom i stvara oksid. Ova hlapljiva tvar aktivno učestvuje u procesima oporavka. Međutim, ovaj proces traje samo dok zrak ostaje u peći. Što je više gasa u visokoj peći, to je ovaj efekat slabiji i vremenom potpuno prestaje. Kada dođe ovaj trenutak, sav plin prisutan unutar peći odlazi kako bi održao visoku temperaturu unutar jedinice.

Sav višak ugljenika se pomeša sa rastopljenom materijom, apsorbuje se gvožđem, koje formira liveno gvožđe. Svi elementi koji se nisu otopili tokom procesa taljenja isplivaju na površinu odakle se uklanjaju. Nakon što se ovaj proces prečišćavanja završi, dolazi vrijeme kada se u rastopljenu sirovinu dodaju različiti aditivi. Kakva će vrsta lijevanog željeza ispasti kao rezultat ovisi o tomekoja će se vrsta aditiva koristiti.

Koje gvožđe?

Ako detaljnije razmotrimo supstancu konverzije, možemo uočiti nekoliko karakterističnih kvaliteta. Prvo, sadržaj mangana i silicija u sastavu je mnogo manji, a drugo, koristi se za proizvodnju čelika metodom pretvarača kisika. Ako govorimo o lijevanom željezu, onda se koristi za proizvodnju širokog spektra proizvoda. Ovdje je također važno napomenuti da je sav materijal koji pripada ovoj grupi podijeljen u nekoliko tipova.

Dalje, treba znati da se sirovo gvožđe u zavisnosti od sastava deli na klase:

• P1 i P2 su oznake uobičajene supstance za preradu;
• PF1, PF2 i PF3 su fosforne sirovine;
• PVK1, PVK2 i PVK3 su grupa visokokvalitetnog livenog gvožđa;
• Sirovo gvožđe PL 1 i PL2 je kategorija materijala vezanih za proizvodnju liva.

Za primjer možemo uzeti u obzir sadržaj ovih supstanci u sirovinama sa prosječnim indeksom kvaliteta. Sadržaj Si je od 0,2 do 0,9%, Mn je od 0,5 do 1,5%, P nije veći od 0,3%, S nije veći od 0,06%.

Karakteristike hemijskog sastava

Ako uzmemo u obzir hemijski sastav koji zahtevaju specifikacije, treba da primetimo jednu važnu osobinu. Osnovna namena sirovog gvožđa je da se pretopi u čelik, pa se zahtevi za njegov kvalitet i sastav određuju procesima proizvodnje čelika.

Jedna od slabosti ovog tehnološkog procesa bila jeda nije u stanju da se nosi sa takvom nečistoćom kao što je sumpor. A budući da je glavna razlika između lijevanog željeza i čelika sadržaj ugljika, postaje jasno da je glavni zadatak koji se mora izvršiti uklanjanje ugljika iz sastava. Da bi se postigao ovaj cilj, neophodno je da hemijski sastav omogućava odvijanje procesa oksidacije. Oksidacijom ugljenika se uklanja iz sirovog gvožđa.

Međutim, ovdje je potrebno razumjeti da će prilikom oksidacije ugljika utjecati i druge nečistoće - silicijum, mangan i u manjoj mjeri - željezo. Supstance koje se dobiju tokom ovog procesa nazivaju se oksidi, nakon čega se prenose u ispuštanje šljake. Krajnji proizvod takve industrije je željezna šljaka - to su otpad s visokim sadržajem željeza, koji značajno otežava uklanjanje sumpora iz sastava. Iz tog razloga, maseni udio elementa S bi trebao biti minimalan u sastavu sirovog željeza.

Recikliranje u drugim uređajima

U zavisnosti od metode kojom je liveno gvožđe prerađeno u čelik, biće predstavljene različite specifikacije za sastav.

Upotrebom uređaja za pretvaranje kiseonika možete se riješiti nečistoća kao što je fosfor. Što je veći maseni udio ovog elementa, veća je hladnokrhkost sirovina (pucanje na niskim temperaturama).

Ako uzmemo, na primjer, peći s otvorenim ložištem, one mogu istopiti liveno gvožđe u skoro svaku vrstu čelika. Međutim, važno je pratiti kvantitativni sadržaj fosfora i silicijuma. Kakošto je veći maseni udio ovih elemenata, skuplji će biti proces prerade. Osim toga, vrijeme potrebno za završetak posla značajno se povećava. Iz tog razloga njihov sadržaj u sastavu materijala ne bi trebao prelaziti prosječne vrijednosti prema tehničkoj dokumentaciji. Treba napomenuti da sadržaj mangana u sirovom gvožđu nije ograničen. To je zbog činjenice da doprinosi procesima povezanim sa uklanjanjem sumpora.

Sirovo gvožđe karakteriše činjenica da je sadržaj silicijuma u njemu veći - do 1,2%.

Državni standard

Kao što je slučaj sa drugim industrijskim materijalima, liveno gvožđe se mora proizvoditi prema strogim pravilima, opisanim u državnom standardu. Za sirovo gvožđe GOST 805-95 utvrđuje sve tehničke uslove prema kojima se mora kreirati. Kvantitativni sadržaj svih hemijskih elemenata u svakoj od grupa je regulisan.

GOST tehnički zahtjevi

U dokumentaciji su naznačene tačke koje se moraju poštovati u svakom slučaju, a postoje i one koje postavlja potrošač u dogovoru sa proizvođačem.

Prva kategorija uključuje sljedeća pravila:

1. Gradovi sirovog gvožđa koji se odnose na PL1 i PL2 moraju se isporučiti na prerađivačke lokacije uz obaveznu naznaku masenog udjela ugljenika u sastavu.
2. Ako se sirovo željezo topi iz ruda koje sadrže bakar, tada maseni udio ovog elementa u konačnici ne bi trebao prelaziti 0,3%.
3. Proizvodnja ovog materijala se vrši uingoti, bez štipanja, sa jednim ili dva prstohvata maksimalno. Na mjestima uklještenja, debljina ingota (ingota) ne smije biti veća od 50 mm.
4. Masa svinje ne bi trebalo da prelazi vrednosti kao što su: 18, 30, 45, 55 kilograma.
5. Ne bi trebalo biti nikakvih ostataka šljake na površini ovih jedinica.

Zahtjevi kupaca

GOST 805 za sirovo gvožđe takođe reguliše nekoliko tehničkih zahteva koje potrošač ima pravo da postavi prilikom naručivanja od proizvođača. Ovo uključuje sljedeće stavke:

1. Gradovi sirovog gvožđa koji se odnose na PL1 i PL2 moraju se proizvoditi sa masenim udjelom ugljika u sastavu od 4 do 4,5% uključujući.
2. Ako uzmemo u obzir iste razrede PL1 i PL2, koji će se kasnije koristiti za proizvodnju odlivaka od livenog gvožđa sa nodularnim grafitom, tada maseni udeo hroma u takvoj supstanci ne bi trebalo da prelazi 0,04%. Takođe, u proizvodnji visokokvalitetnog sirovog gvožđa prema GOST-u, za dalju proizvodnju klipnih prstenova, sadržaj mangana treba ograničiti na 0,3%, a hroma na 0,2%.
3. Ukoliko nema posebnih zahtjeva, onda se pravi obični reciklirani i visokokvalitetni materijal sa sadržajem mangana većim od 1,5%. Ako se proizvodi sirovo željezo fosforne grupe, tada je sadržaj fosfora veći od 2%.
4. Maseni udio silicijuma u razredima kao što su PL1, PF1 i PVC1 bi trebao biti veći od 1,2%.
5. Veoma važna tačka je sadržaj sumpora, koji nije dozvoljen više od 0,06% u tipovima livenog gvožđa P1, P2 i PL1, PL2.

Prihvatanje ikontrola kvaliteta

Dokument takođe utvrđuje pravila za prijem robe i operacije kontrole kvaliteta.

Ovaj materijal se može prihvatiti samo u serijama. Serijom se smatra liveno gvožđe koje pripada istoj marki, grupi, vrsti i vrsti, a ima i dokument koji potvrđuje kvalitet proizvoda. Najčešće se u takvim papirima navode: zaštitni znak preduzeća koje je proizvelo proizvod; naziv preduzeća koje nastupa kao potrošač; marka, grupa, klasa i kategorija livenog gvožđa, kontrolni žig i još nekoliko artikala.

Ako govorimo o metodama kontrole, onda je ovdje potrebno provjeriti kvalitet pahuljica. Za to nije potrebno koristiti povećala. Za provođenje kontrole kvaliteta pahuljica koristi se metoda koja je dogovorena između potrošača proizvoda i proizvođača. Ako je masa šarže do 20 tona, tada se uzima 10 uzoraka vage sa različitih mjesta. Ako masa prelazi 20 tona, tada se mora uzeti 20 uzoraka sa površine livenog gvožđa.

Kvalitet strukture

Vrijedi dodati da postoji posebna podjela livenog gvožđa na vrste kao što su: bijeli, sivi, savitljivi, visoke čvrstoće. Podjela na vrste se vrši u zavisnosti od strukture materijala.

Na primjer, kategorija bijelog livenog gvožđa je ona serija materijala u kojoj je sav ugljenik u hemijski vezanom stanju, a takođe ima izgled cementita. Zbog prisustva ove supstance, boja livenog gvožđa postaje bijela, otuda i naziv.

Ako govorimo o sivom livenom gvožđu, ovde je glavni prepoznatljiv kvalitet ugljenik,koji je predstavljen u obliku grafita sa oblikom zakrivljenih ploča ili pahuljica. Zbog velikog broja ovih elemenata, lom lijevanog željeza ima sivu boju. Legura gvožđa i ugljenika proizvodi se u velikim količinama u Kini, Japanu, Rusiji, Indiji, Južnoj Koreji, Ukrajini.