2.4.5. Piec obrotowy 2.4.5.1. Opis Piec obrotowy składa się z poziomo usytuowanego bębna, w którym wsad metalowy jest podgrzewany ciepłem spalin palnika umieszczonego z jednej strony pieca. Spaliny opuszczają piec z przeciwnej strony. W celu wytworzenia wymaganego ciepła spala się w palniku paliwo ciekłe lub gaz ziemny w mieszaninie z powietrzem lub czystym tlenem .
Specjalny mechanizm pozwala przechylać piec pod określonym kątem aż do pionu. Taka pozycja jest stosowana do załadunku pieca za pomocą kubła załadowczego lub rynny wibracyjnej oraz do napraw bieżących i wymiany wykładziny. Podczas nagrzewania i topienia wsadu piec obraca się powoli, pozwalając na skuteczną i równomierną wymianę ciepła. Atmosfera w piecu jest regulowana stosunkiem: powietrze (tlen)/paliwo.
Po stopieniu metalu i skontrolowaniu oraz ewentualnym skorygowaniu jego składu chemicznego otwiera się otwór spustowy z przodu pieca i następuje spust metalu do kadzi. W wyniku mniejszej gęstości żużla od gęstości metalu, żużel pływa na powierzchni kąpieli i jest usuwany z pieca przez otwór spustowy po spuszczeniu metalu.
Cykl topienia trwa od 1½ do kilku godzin. W celu uzyskania efektu nieprzerwanej dostawy ciekłego metalu odlewnie instalują 2-4 pieców, pracujących w określonej kolejności. Sprawność cieplna pieców obrotowych jest bardzo duża, wynosi bowiem 50-65 % (nie uwzględniając energii zużytej na produkcję tlenu; uwzględniając tę pozycję, należy zmniejszyć sprawność pieca obrotowego o 10-15 %). Dużą sprawność gwarantuje stosowanie tlenu zamiast powietrza w palnikach piecowych.
[32, CAEF, 1997] 2.4.5.2. Proces wytapiania Wytapiając żeliwo, stosuje się wsad złożony z surówki wielkopiecowej, złomu obiegowego i stalowego, materiały żużlotwórcze (np. piasek, wapno) i nawęglacze (np. grafit). Wytop zaczyna się od wytwarzania w piecu atmosfery lekko utleniającej (współczynnik nadmiaru powietrza λ = 1,03) z krótkim płomieniem, dzięki czemu wprowadza się maksimum energii do pieca. Piec poddaje się skokowemu ruchowi obrotowemu (rozpiętość skoku wynosi 90˚) i od czasu do czasu zmienia się kierunek ruchu. W ten sposób ściana pieca wymienia konwekcyjnie ciepło z wsadem. Po stopieniu wsadu zmniejsza się długość płomienia, tak aby ograniczyć stopień utleniania się pierwiastków stopowych. Podczas przegrzewania i przetrzymywania naprowadza się długi, redukujący płomień (λ = 0,9) i zmienia się ruch obrotowy pieca na pełny i ciągły. Warstwa żużla izoluje cieplnie kąpiel i chroni przed utlenianiem pierwiastki stopowe. Po stopieniu metalu i skontrolowaniu oraz ewentualnym skorygowaniu jego składu chemicznego otwiera się otwór spustowy z przodu pieca i spuszcza metal do kadzi. Żużel pływa na powierzchni kąpieli i jest usuwany z pieca przez otwór spustowy po spuszczeniu metalu.
(…)
… przy produkji stali nierdzewnej. Rozcieńczenie tlenu przez azot lub argon sprzyja utlenianiu węgla, wyprzedzając ten proces przed procesami utleniania pierwiastków metalowych (Fe, Cr itp.) i zapewniając dzięki temu większy uzysk tych metali. W następnej kolejności dodaje się do kąpieli Al lub Si i kamień wapienny w celu usunięcia z niej siarki, a procesowi temu sprzyja równoczesne wdmuchiwanie argonu…
…]
2.4.10. Konwertor VODC (Vacuum Oxygen Decarburisation Converter) do rafinowania stali
W metodzie VODC ciekła stal jest gromadzona w konwertorze, podłączonym do pompy próżniowej ejektora (wyrzutnika) pary i źródła argonu. W obróbce próżniowej stali nierdzewnej można wyróżnić dwa procesy, poprawiające jakość stali. Pierwszy to odwęglanie stali tlenem, wprowadzanym do kąpieli przy równoczesnym wprowadzaniu…
… rodzaju wytapianego metalu.
[110, Vito, 2001]
2.4.8. Piec tyglowy
2.4.8.1. Opis
Jest to prosty tygiel, nagrzewany z zewnątrz spalinami wytwarzanymi w palniku olejowym lub gazowym, energią elektryczną bądź cieczą termiczną.
Dzięki brakowi kontaktu między metalem i spalinami unika się utleniania i parowania metalu, czemu sprzyja dobra kontrola temperatury metalu.
Piec tyglowy jest stosowany wyłącznie do wytapiania metali nieżelaznych. Pośrednie nagrzewanie wsadu powoduje, że w piecu nie występuje zgar metalu i jego zagazowanie. Pojemność tygli nie przkracza 500 kg. Przyklady pieców tyglowych pokazano na rys. 2.20.
Rys. 2.20. Piece tyglowe
[237, HUT, 2003]
Tygle są przechylane ręcznie, za pomocą suwnicy lub automatycznie w maszynach, odlewających metal do form. Dla stopów miedzi stosuje się wyłącznie tygle, wykonane z grafitu lub węglika krzemu (karborundu), natomiast aluminium można wytapiać również w tyglach żeliwnych.
Tygle do przetrzymywania, transportu i obróbki, stosowane w odlewniach stopów żelaza, nazywają się kadziami.
[110, Vito,2001], [126, Teknologisk, 2000], [225, TWG, 2003]
2.4.8.2. Wytapianie
Zimny wsad ładuje się do tygla, po czym zaczyna się jego nagrzewanie pełną mocą pieca. Po osiągnięciu…
…; dlatego należy go z metalu usunąć. W tym celu stosuje się przedmuchiwanie kąpieli gazem obojętnym. Duży stopień odgazowania uzyskuje się, przy dużej powierzchni kąpieli i wydłużonym czasie przebywania pęcherzy w kąpieli. Do odgazowaia aluminium stosuje się najczęściej zespół wirników - urządzenie do rafinacji barbotażowej - wykorzystując mieszarkę szybkoobrotową i wdmuchując do kąpieli azot. Odgazowanie łączy…
… porowate w piecach przetrzymujących. modyfikowanie i rozdrabnianie ziaren: dla przypadku aluminium oznacza to wprowadzanie do kąpieli małych ilości określonych pierwiastków metalowych, zmieniających rozmiar ziaren składników struktury odlewów i modyfikujących tę strukturę, zwiększając w ten sposób właściwości mechaniczne odlewów. Do modyfikowania stosuje się sód i stront, a do rozdrobnienia zieren - tytan, borek tytanu, cyrkon lub węgiel. Obróbka ta jest zwykle realizowana w kombinacji z odgazowaniem na przeznaczonym do tego celu stanowisku.
obróbka za pomocą żużli: polega ona na wprowadzaniu do kąpieli żużli opartych na fluorkach w celu usunięcia stałych zanieczyszczeń kąpieli.
[164, Environment Agency, 2002], [175, Brown, 199], [ 178, Wen, 1995]
Istnieją cztery główne metody obróbki metalurgicznej…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)