ПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ
57
FeO + C = CO + Fe.
При наличии в чугуне хрома в этой зоне он окисляется по реакции
3FeO + 2Cr = Cr
2
O
3
+ 3Fe.
Так как реакции окисления кремния, марганца и хрома протекают с выде-
лением теплоты, то по мере повышения температуры чугуна эти реакции будут
протекать менее интенсивно, несмотря на то, что в кислородной зоне холостой
колоши в продуктах горения находится ещё свободный кислород.
Реакция взаимодействия окислов железа с углеродом протекают с погло-
щением теплоты, поэтому, чем выше температура газов и перегрева капель чу-
гуна, тем быстрее будет происходить процесс обезуглероживания. Однако кап-
ли, падая по кускам раскалённого кокса, растворяют в нём углерод, повышая
его концентрацию в металле. Общее содержание углерода определяется соот-
ношением скоростей протекания этих двух реакций и повышается с увеличени-
ем температуры выплавляемого чугуна. В зоне перегрева жидкого чугуна за-
канчивается формирование шлака.
В четвёртой зоне, горне вагранки, состав газовой фазы является восстано-
вительным, так как реакция восстановления идёт до конца при отсутствии ки-
слорода; металл и шлак охлаждаются за счёт передачи теплоты поверхности
кускам кокса, стенкам и поду печи. В горне, если вагранка работает без ко-
пильника, жидкий чугун покрыт слоем шлака и располагается между кусками
кокса. Он продолжает насыщаться углеродом (если им не был насыщен)
и серой.
Так как шихта ваграночной плавки состоит из отдельных кусков разной
температуры плавления, т.е. кусков чугуна и стали, которые плавятся на разной
высоте и в разное время, металл стекает отдельными струйками, а чугун, скап-
ливаясь между кусками кокса, плохо перемешивается, то его химический со-
став в начале выпуска в ковш будет отличаться от состава в конце (табл. 2.3).
Таблица 2.3
Угар и пригар элементов при плавке в коксовой вагранке
Дутье
Процесс
С
Si
Mn
P
S
Холодное
Горячее
Горячее
Кислый
Кислый
Основный
+10 ÷ +50
+20 ÷ +300
+30 ÷+360
-10 ÷ -25
+10 ÷ +20
-15 ÷-20
-10 ÷ +30
-10 ÷ +20
-5 ÷ +15
0
0
0 ÷-10
+40 ÷ +100
+10 ÷ +50
-20 ÷ -50
Пригар углерода в зависимости от условий работы вагранки, как следует
из табл. 2.3, может значительно меняться, что связано с наличием стального
лома в шихте.
Процесс науглероживания – сложный физико-химический процесс, на
скорость протекания которого влияет много факторов. Основные из них: тем-
пература выплавляемого чугуна, расход кокса, температура подогрева воздуха,
содержание углерода в шихте, размер кусков кокса, содержание в нём золы и
глубина горна.
