Расчет шихты для плавки магния. Практическое задание 

Тема: Расчет шихты для плавки магния

  • Вид работы: Практическое задание
  • Предмет: Другое

Исходные данные


Марка сплаваМасса отливки, кгПроизводительность, кг/чМА3Ц3100

Химический состав сплава


Марка сплаваОсновные элементы, %Примеси, %Суммарное количество примесей, не болееAlZnMnSiFeNiCuМА3Ц3,0 - 3,80,2 - 0,80,2 - 0,50,10,030,0050,040,18Остальное Mg

Процесс плавки ведем в тигельной печи с выемным тиглем. В качестве шихтовых материалов применяем чушковые материалы и возврат собственного производства. При приготовлении сплава в выемном тигле применяют флюс ВИ3. Перед плавкой ковши, ложки и другой инструмент промывают при температуре 750 - 800 ºС криолитовым флюсом.

Стальной тигель нагревают до 400…500 0С и загружают в него флюс ВИ3 до 10 кг. Флюс расплавляют, а затем небольшими порциями загружают в него подогретые до 120… 150 0С шихтовые материалы. После введения всех составляющих шихты расплав нагревают до 700…730 0С и проводят рафинирование и модифицирование. Выстаивают сплав 10…15 мин, отбирают пробы на химический и спектральный анализ и излом, затем при помощи различных ковшей разливают по формам.

Остаток металла (20…30% от объема в тигле) загрязненный оксидами и флюсом, сливают после каждой плавки и используют для производства предварительного сплава.

Загрузка шихты

1.магний

2.отходы и возврат

.лигатура

.алюминий

.цинк


Расчет шихтовых материалов


Средний химический состав шихтовых материалов

ПараметрыAlZnMnMg? примесей, не болееВсегоМагний Мг90 ГОСТ 804 - 73---99,90,1100Алюминий А95 ГОСТ 11069 - 7499,95---0,05100Цинк Ц1С ГОСТ 3640 - 79-99,96--0,04100Возврат собственного производства3,40,50,3595,570,18100Al - Mg - Mn70-1019,90,1100

Принимаем угар элементов:

Al = 1%= 2,5%= 2%= 2%

?пр = 0%

Определяем количество элементов шихты


ПараметрОсновные элементы? примесей, не болееВсегоAlZnMnMgСредний химический состав сплава3,40,50,3595,570,18100Масса компонентов на 100 кг3,40,50,3595,570,18100Угар, %1222,50-Угар, кг0,0340,010,0072,3902,441Количество элементов, кг3,4340,510,35797,960,18102,441

Принимаем количество возврата - 40%. Возврат внесет, кг:


Al = 40*3,4/100 = 1,36 кг

Zn = 40*0,5/100 = 0,2 кг

Mn = 40*0,35/100 = 0,14 кг

Mg = 40*95,57/100 = 38,228 кг

ИТОГО 40 кг

Определим сначала количество лигатуры необходимое для получения заданного состава сплава по марганцу.

Необходимо внести Mn: 0,357 - 0,14 = 0,217 кг

Следует внести лигатуры Al - Mg - Mn: (Al - Mg - Mn) = 0,217*100/10 = 2,17 кг

Лигатура внесет:

Al = 2,17*70/100 = 1,519 кг

Mg = 2,17*19,9/100 = 0,432 кг

?пр = 2,17*0,1/100 = 0,00217 кг

Определим необходимое количество чистых металлов алюминия, цинка и магния.

Необходимо внести алюминия: 3,434 - 1,36 - 1,519 = 0,555 кг

Количество А95: 0,555*100/99,95 = 0,5552 кг

Примесей вносится: ?пр = 0,5552 - 0,555 = 0,0002 кг

Необходимо внести цинка: 0,51 - 0,2 = 0,31 кг

Количество Ц1С: 0,31*100/99,96 = 0,3101 кг

Примесей вносится: ?пр = 0,3101 - 0,31 = 0,0001 кг

Необходимо внести магния: 97,96 - 38,228 - 0,432 = 59,3 кг

Количество Мг90: 59,3*100/99,9 = 59,36 кг

Примесей вносится: ?пр = 59,36 - 59,3 = 0,06 кг


Расчет шихты для плавки сплава МА3Ц

ПараметрыСодержание элементов? примесейВсегоAlZnMnMgХимический состав сплава3,4340,510,35797,960,18102,441Вносят, кгВозврат собственного производства1,360,20,1438,2280,07240Алюминий А95 ГОСТ 11069 - 740,555---0,00020,5552Цинк Ц1С ГОСТ 3640 - 93-0,31--0,00010,3101Магний Мг90 ГОСТ 804 -73---59,30,0659,36Al - Mg - Mn1,519-0,2170,4320,002172,17ВСЕГО3,4340,510,35797,960,13447102,395

Состав шихты, %

Возврат: 40 * 100 / 102,395 = 39,23%

Алюминий А95 ГОСТ 11069 - 74: 0,5552 * 100 / 102,395 = 0,542%

Цинк Ц1С ГОСТ 3640 - 93: 0,3101 * 100 / 102,395 = 0,308%

Магний Мг90 ГОСТ 804 -73: 59,36 * 100 / 102,395 = 57,8%

Al - Mg - Mn: 2,17 * 100 / 102,395 = 2,12%

ИТОГО 100%

Модифицирование

В качестве модификаторов используют молотый мел, мрамор или магнезит. Для модифицирования магнезит дробят на куски до размеров 10Х25 мм и просушивают при температуре 150 - 200 ºС. Магнезит вводят в расплав с помощью колокольчиков закрытого типа. Продолжительность модифицирования 5 - 10 мин. Если возникают очаги горения на поверхности металла, то ее засыпают флюсом. Затем снимают шлак и поверхность расплава посыпают флюсом.

Рафинирование

1) Рафинирование производят флюсом ВИ3 при температуре расплава 700…720 0С, продолжительность перемешивания 5…6 мин. Затем удаляют использованный флюс и наносят свежий, нагревают до 750…780 0 С и выдерживают при этой температуре 10…15 мин. Снижают температуру расплава до температуры заливки 680…700 0 С и заливают формы.

Состав флюса ВИ3

Химический состав, %Температура плавления, 0СПлотность r 750 кг/м³MgCl2KClNaClCaCl2BaCl2CaF2Прочие30…4025…36< 7< 7-15… 207…10MgO4941847

) Фильтрация. Для фильтрации применяют стальную сетку размером 1х1 мм, зернистые фильтры, изготовленные из магнезита, графита, кокса. Стальная сетка позволяет уменьшить содержание неметаллических включений в 3…4 раза. Фильтры из магнезита и углеродистых материалов почти полностью ликвидируют брак по пленкам и флюсовым включениям.

) Для защиты сплава от интенсивного окисления вводят бериллий в количестве 0,1 кг на 100 кг металла.


Ёмкость ковша


Емкость ковша рассчитываем по формуле:


M =(Dt /Dti) Pi,


где M - металлоемкость заливочного ковша, кг; Dt - допустимый интервал заливки, 0С; Dti - падение температуры металла в ковше за время заливки одной формы, 0С; Pi - металлоемкость одной формы, кг.


Dt = 20 0С, Dti = 3 ºС, Pi = 16 кг.

плавка тигель заливка ковш

М = (20/3)*16 = 106 кг - расчетная металлоемкость разливочного ковша.

Заливка. Ковши перед заливкой промывают в тигле с карналлитовым флюсом и нагревают до температуры красного каления. Оставшийся флюс сливают через носок ковша. Во время заливки недопустимо попадание шлака в металл, а из тигля в ковш - без присыпки флюсом зеркала металла. Присыпать флюсом поверхность металла в разливочном ковше не разрешается, а в случае возникновения очагов горения поверхность металла покрывают смесью серы и борной кислоты или серным цветом.