Fontă: specificații

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Pentru a trece la luarea în considerare a fontei, este necesar să înțelegem compoziția generală a acestui produs și calitățile acestuia. Prin urmare, fonta se numește aliaj, care constă dintr-un material precum fierul, carbonul și alte câteva impurități.

Descrierea generală a fontei

În funcție de impuritățile folosite la topirea fontei, se schimbă și proprietățile acesteia. Cu toate acestea, există câteva caracteristici care ar trebui să fie acceptate în orice caz. Una dintre ele este fracția de masă a carbonului din compoziție. Acest parametru trebuie să fie de cel puțin 2,14%. Dacă conținutul de carbon este mai mic, atunci nu mai este fontă, ci oțel. Este important de înțeles aici că, ca atare, fonta obișnuită nu este produsă. În procesul de obținere a acestui material se adaugă întotdeauna două tipuri de aditivi la finalul operațiunii, conform cărora are loc separarea în turnătorie sau fontă. Una dintre caracteristicile acestei materii prime constă și în faptul că temperatura necesară pentru topirea acesteia este cu 250-300 de grade mai mare decât la oțel. Pentru a topi această substanță, este necesară o temperatură de 1200 °C.

Cum să primițifontă?

Aici merită imediat remarcat faptul că producția de fontă brută sau obișnuită - acestea sunt procese aproape identice și, prin urmare, nu are sens să le descriem pe ambele. Luați în considerare doar tehnologia generală de topire.

Deci, pentru a obține această substanță, trebuie să cheltuiți o mulțime de resurse. Principalele materii prime de lucru sunt cocsul și apa. Pentru a putea topi o tonă de fontă trebuie să luați aproximativ 550 kg de cocs sau aproximativ 900 de litri de apă. Este imposibil să se determine exact cantitatea de minereu care va fi cheltuită pentru procesare pentru fiecare lot, deoarece consumul acestuia depinde în întregime de procentul de fier. Cu toate acestea, este neprofitabil să folosiți absolut orice minereu, dacă priviți din punct de vedere al economiei. Din acest motiv, se folosesc materii prime care conțin de la 70% fier în compoziția lor și nu numai. De asemenea, este important de menționat că, înainte de topire, minereul este îmbogățit și numai după ce intră în furnal, în ele are loc procesul de producere a fierului. Cuptoarele electrice au miros doar 2% din cantitatea totală de material.

Prima etapă

Întregul proces de topire este împărțit în mai multe etape interconectate.

Procedura începe cu faptul că minereul este încărcat în cuptorul cuptorului, care conține minereu de fier magnetic. În plus, poate fi utilizat un minereu care conține oxid de fier hidratat sau o sare a acestuia. Odată cu încărcarea mineralului de lucru, cărbunii de cocsificare sunt încărcați în cuptor. Sarcina lor principală este menținerea temperaturilor ridicate. Pentru a topi mai repede minereul şiobțineți acces la fierul de călcat, fluxul este trimis în cuptor. Substanța care este catalizator contribuie la degradarea mai rapidă a minereului.

Este important de reținut aici că înainte de încărcare în cuptor, minereul trece de obicei prin procesul de zdrobire, spălare, uscare. Toți acești pași contribuie la îndepărtarea impurităților în exces, precum și la creșterea vitezei de topire.

A doua etapă

A doua etapă de topire a fontei începe când toate materialele necesare au fost încărcate în furnal. Se pornesc arzatoarele care incalzesc cocsul, care incalzeste minereul. Este important de știut că atunci când este încălzit, cocsul începe să emită carbon în aer, care trece prin el, reacționează cu oxigenul și formează un oxid. Această substanță volatilă joacă un rol activ în procesele de recuperare. Cu toate acestea, acest proces are loc numai atâta timp cât aerul rămâne în cuptor. Cu cât mai mult gaz în furnal, cu atât este mai slab acest efect și, în timp, se oprește cu totul. Când vine acest moment, tot gazul prezent în interiorul cuptorului pleacă pentru a menține o temperatură ridicată în interiorul unității.

Tot excesul de carbon se amestecă cu substanța topită, este absorbit de fier, care formează fonta. Toate elementele care nu s-au topit în timpul procesului de topire plutesc la suprafață, de unde sunt îndepărtate. După ce acest proces de purificare este finalizat, vine un moment în care se adaugă diverși aditivi la materia primă topită. De ce fel de fontă se va dovedi ca rezultat depindece tip de aditivi vor fi utilizați.

Care fiare?

Dacă luăm în considerare substanța de conversie mai detaliat, putem observa câteva calități distinctive. În primul rând, conținutul de mangan și siliciu din compoziție este mult mai mic, iar în al doilea rând, este folosit pentru a produce oțel folosind metoda convertorului de oxigen. Dacă vorbim despre fontă, atunci este folosită pentru producerea unei game largi de produse. De asemenea, este important să rețineți că toate materialele aparținând acestui grup sunt împărțite în mai multe tipuri.

În plus, trebuie să știți că, în funcție de compoziția sa, fonta se împarte în clase:

• P1 și P2 sunt marcajele unei substanțe de prelucrare obișnuite;
• PF1, PF2 și PF3 sunt materii prime fosfor;
• PVK1, PVK2 și PVK3 sunt un grup de fontă de în altă calitate;
• Fonta PL 1 și PL2 este o categorie de materiale legate de producția de turnătorie.

De exemplu, putem lua în considerare conținutul acestor substanțe în materii prime cu un indice de calitate mediu. Conținutul de Si este de la 0,2 la 0,9%, Mn este de la 0,5 la 1,5%, P nu este mai mare de 0,3%, S nu este mai mare de 0,06%.

Caracteristici ale compoziției chimice

Dacă luăm în considerare compoziția chimică cerută de specificații, ar trebui să remarcăm o caracteristică importantă. Scopul principal al fontei este de a fi topită în oțel și, prin urmare, cerințele pentru calitatea și compoziția sa sunt determinate de procesele de fabricare a oțelului.

Una dintre punctele slabe ale acestui proces tehnologic a fostcă nu este capabil să facă față unei astfel de impurități precum sulful. Și deoarece principala diferență dintre fontă și oțel este conținutul de carbon, devine clar că sarcina principală care trebuie îndeplinită este îndepărtarea carbonului din compoziție. Pentru atingerea acestui scop este necesar ca compoziția chimică să permită desfășurarea procesului de oxidare. Prin oxidarea carbonului, acesta este îndepărtat din fonta brută.

Totuși, aici este necesar să înțelegem că atunci când carbonul este oxidat, vor fi afectate și alte impurități - siliciu, mangan și într-o măsură mai mică - fier. Substantele obtinute in acest proces se numesc oxizi, dupa care sunt transferate in deversarea de zgura. Produsul final al unei astfel de industrii este zgura feruginoasă - acestea sunt deșeuri cu un conținut ridicat de fier, care complică în mod semnificativ îndepărtarea sulfului din compoziție. Din acest motiv, fracția de masă a elementului S ar trebui să fie minimă în compoziția fontei.

Reciclare în alte dispozitive

În funcție de metoda prin care fonta a fost prelucrată în oțel, vor fi prezentate diferite specificații pentru compoziție.

Folosind un dispozitiv de conversie a oxigenului, puteți scăpa de impurități precum fosforul. Cu cât fracția de masă a acestui element este mai mare, cu atât este mai mare fragilitatea la rece a materiilor prime (crapare la temperaturi scăzute).

Dacă luăm, de exemplu, cuptoarele cu vatră deschisă, acestea pot topi fonta în aproape orice fel de oțel. Cu toate acestea, este important să se monitorizeze conținutul cantitativ de fosfor și siliciu. Cumcu cât fracția de masă a acestor elemente este mai mare, cu atât procesul de reprelucrare va fi mai costisitor. În plus, timpul necesar pentru finalizarea lucrării crește foarte mult. Din acest motiv, conținutul lor în compoziția materialului nu trebuie să depășească valorile medii conform documentației tehnice. Trebuie remarcat faptul că conținutul de mangan din fontă nu este limitat. Acest lucru se datorează faptului că contribuie la procesele asociate cu îndepărtarea sulfului.

Fonta se caracterizează prin faptul că conținutul de siliciu din ea este mai mare - până la 1,2%.

Standard de stat

La fel ca si in cazul altor materiale industriale, fonta trebuie sa fie fabricata dupa reguli stricte, descrise in standardul de stat. Pentru fontă, GOST 805-95 stabilește toate condițiile tehnice în funcție de care trebuie creat. Conținutul cantitativ al tuturor elementelor chimice din fiecare dintre grupuri este reglementat.

Cerințe tehnice GOST

Documentația indică punctele care trebuie respectate în orice caz și sunt cele care sunt stabilite de consumator în baza unui acord cu producătorul.

Prima categorie include următoarele reguli:

1. Clasele de fontă aferente PL1 și PL2 trebuie livrate la locurile de prelucrare cu indicarea obligatorie a fracției de masă a carbonului din compoziție.
2. Dacă fonta brută este topită din minereuri purtătoare de cupru, atunci fracția de masă a acestui element nu ar trebui să depășească 0,3%.
3. Producția acestui material se desfășoară înlingouri, fără ciupituri, cu un strop sau două ciupituri maxim. În locurile de ciupire, grosimea lingoului (lingoului) nu trebuie să depășească 50 mm.
4. Masa unui porc nu trebuie să depășească valori precum: 18, 30, 45, 55 de kilograme.
5. Nu ar trebui să existe reziduuri de zgură pe suprafața acestor unități.

Cerințele clienților

GOST 805 pentru fontă reglementează, de asemenea, câteva cerințe tehnice pe care consumatorul are dreptul să le stabilească la comanda de la producător. Acestea includ următoarele articole:

1. Clasele de fontă înrudite cu PL1 și PL2 trebuie să fie produse cu o fracție de masă de carbon în compoziție de la 4 la 4,5% inclusiv.
2. Dacă luăm în considerare aceleași clase PL1 și PL2, care vor fi ulterior utilizate pentru fabricarea pieselor turnate din fontă cu grafit nodular, atunci fracția de masă a cromului într-o astfel de substanță nu trebuie să depășească 0,04%. De asemenea, la fabricarea fontei de în altă calitate conform GOST, pentru producția ulterioară a segmentelor de piston, conținutul de mangan ar trebui limitat la 0,3% și crom la 0,2%.
3. Dacă nu există solicitări speciale, atunci materialul obișnuit reciclat și de în altă calitate ar trebui să fie fabricat cu un conținut de mangan de peste 1,5%. Dacă se produce fontă din grupa fosforului, atunci conținutul de fosfor este mai mare de 2%.
4. Fracția de masă a siliciului în clase precum PL1, PF1 și PVC1 ar trebui să fie mai mare de 1,2%.
5. Un punct foarte important este conținutul de sulf, care este permis nu mai mult de 0,06% în tipurile de fontă P1, P2 și PL1, PL2.

Acceptare șicontrolul calității

Documentul stabilește, de asemenea, regulile pentru primirea mărfurilor și operațiunile de control al calității.

Acest material poate fi acceptat numai în loturi. Un lot este considerat fontă aparținând aceleiași mărci, grupe, tip și tip și având, de asemenea, un document care confirmă calitatea produsului. Cel mai adesea, astfel de lucrări indică: marca comercială a întreprinderii care a fabricat produsul; numele întreprinderii care acționează ca consumator; marca, grupul, clasa și categoria de fontă, ștampilă de control și încă câteva articole.

Dacă vorbim despre metode de control, atunci aici este necesar să verificăm calitatea fulgilor. Nu este necesar să folosiți lupe pentru aceasta. Pentru efectuarea controlului de calitate privind fulgii se utilizează metoda care a fost convenită între consumatorul produsului și producător. Dacă masa lotului este de până la 20 de tone, atunci se prelevează 10 mostre de solzi din diferite locuri. Dacă masa depășește 20 de tone, atunci trebuie luate 20 de probe de pe suprafața fontei.

Calitate structurală

Merită să adăugăm că există o împărțire specială a fontei în tipuri precum: alb, gri, maleabil, de în altă rezistență. Împărțirea în tipuri se realizează în funcție de structura materialului.

De exemplu, categoria de fontă albă este acel lot de material în care tot carbonul se află într-o stare legată chimic și are, de asemenea, aspectul de cementită. Datorită prezenței acestei substanțe, culoarea fontei devine albă, de unde și numele.

Dacă vorbim de fontă cenușie, aici principala calitate distinctivă este carbonul,care se prezintă sub formă de grafit cu formă de plăci curbate sau fulgi. Datorită numărului mare al acestor elemente, fractura fontei are o culoare cenușie. Un aliaj fier-carbon este produs în cantități mari în China, Japonia, Rusia, India, Coreea de Sud, Ucraina.