CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP Đề tài: TÌM HIỂU NẤU GANG TRONG LÒ ĐỨNG VÀ TÍNH PHỐI LIỆU NẤU GVHD : SVTH : MSSV : Tên đề tài: Tìm hiểu nấu gang lò đứng cách tính phối liệu nấu Ngày giao chuyên đề: Ngày nộp chuyên đề: CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC TÓM TẮT CHUYÊN ĐỀ I / ĐẶT VẤN ĐỀ : II/ NỘI DUNG : Giới thiệu loại lò đúc Tính phối liệu lò đứng Quy trình nấu gang lò đứng Các lỗi xảy nấu gang lò đứng III/ KẾT LUẬN : I Đặt vấn đề Thực tế doanh nghiệp sản xuất sản phẩm đúc Việt Nam đa số doanh nghiệp vừa nhỏ Cung cấp sản phẩm đúc cho sau gia công CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC phục vụ cho ngành chế tạo máy.Lò đứng sử dụng rộng rải doanh nghiệp Với yêu cầu kỹ thuận vận hành lò không cao,yêu cầu không khắt khe trình độ công nhân vận hành thao tác Bên cạnh lò đứng lò đứng vận hành theo dây truyền tự động, bán tự động vận hành thủ công Vì ứng dụng rộng rãi, chi phí tạo vật đúc thấp.Chính vấn đề lò đứng vận hành bảo quản, cách nấu phối liệu lò đứng đề tài quan tâm doanh nghiệp, cho chi phí hiệu xuất tối ưu nhất.Vì chuyên đề sau nghiên cứu lò đứng tính toán phối liệu II II.1 Nội dung : Giới thiệu loại lò đúc: Gang đúc thường nấu chảy lò đứng , lò cảm ứng , lò điện hồ quang lò đứng sử dụng rộng rãi để nấu gang sản xuất nhỏ sản xuất vừa Nhược điểm lớn lò đứng nhiệt độ gang lò không cao ,thành phần gang không ổn định nấu gang có thành phần cacbon thấp gang hợp kim , loại gang hợp kim cần chất lượng cao thường nấu lò điện lò nồi CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Lò điện (hồ quang va cảm ứng) II.2 Cấu tạo lò đứng : Lò đứng có cấu tạo ống hình trụ rỗng thép, phía lát gạch chịu lửa Thông thường lò đứng gồm phận sau : phận đỡ lò , thân lò, ống khói thùng lắng bụi dập lửa , hệ thống mắt gió Hình 1: lò đứng :1-bộ đỡ lò ; 2-vỏ lò tôn ; 3- tương lò gạch chịu lửa ; 4- lớp gạch gang ; 7-cửa cho liệu ; 8-thùng nạp liệu ; 9- ống dẫn gió vào lò ; 11- phận dập lửa lắng bụi ;12-lớp hỗn hợp đắp đáy lò ; 13- cửa thao tác ; 14- cầu dẫn gang lỏng ; 16- lõ tháo gang ; 18 – lỗ tháo xỉ ; 19- quạt gió CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Hinh1 :Cấu tạo lò đứng II.3 Những kích thước lò đứng : Dưới thông số kỹ thuật  Đường kính (D) lò : đường kính lò đo vùng mắt lò Lò xây theo tiêu chuẩn: có đường kính 500 - 2.000 mm  Chiều cao hữu ích (H) : khoảng kể từ mắt gió đến cửa cho liệu ( mép cửa cho liệu ) Chiều cao hữu ích lớn nhiệt độ gang lỏng cao, song chiều cao hữu ích lớn làm cho lò dễ bị treo liệu bị bí lò quạt yếu Do mà chiều cao hữu ích phụ thuộc vào đường kình Người ta dùng tỉ số H / D tỉ số lớn lò cao ,lò cỡ nhỏ tỉ số H/D = 3-5 , lò cỡ lớn tỉ số H/D = 2,5 -4 phù hợp  Chiều cao nồi lò : khoảng cách từ mắt gió xuống đáy lò Chiều cao nồi lò cao nồi lò lớn chứa nhiều nước gang song gang lỏng lò có nhiệt độ thấp , thường lò đứng dùng cho đúc liên tục có CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC chiều cao nồi lò lớn để gang thẩm thấu nhiều cacbon chống trắng cho ống Chiều cao nồi lò nói chung 500 mm đến 700mm  Hệ thống mắt gió : cần ý số liệu : tỉ lệ mắt gió so với diện tích cắt ngang lò , độ dốc mắt gió số hàng mắt gió a ) tỉ lệ mắt gió tỉ lệ tổng diện tích tiết diện mắt gió so với diện tích mặt cắt ngang lò vùng mắt gió Tỉ lệ từ 1/4 đến 1/9 chọn tỉ lệ phải vào khả quạt , quạt có áp suất lớn chọn tỉ lệ nhỏ , quạt áp suất nhỏ chọn tỉ lệ lớn b ) Độ dốc mắt gió : góc tạo đường trục mắt gió với mặt cắt phẳng ngang Góc α lớn mắt gió dốc , nồi lò cháy tốt , nhiệt độ gang cao Để đốt cháy than tạo nhiều nhiệt lượng ,mắt gió có độ dốc 10-15 ,mắt gió phụ có độc dốc 10 – 30 c ) Số hàng mắt gió : lò thường có hai đến ba hàng mắt gió , hàng cách 180 mm – 200mm , gió vào lò đốt cháy hoàn toàn tạo cho gang có nhiệt độ gang cao ,số mắt gió hàng II.4 4- mắt tùy đường kính lò , bố trí mắt gió phụ theo kiểu xen kẽ Các vùng lò đứng : Lò đứng chia thành năm vùng : I Vùng nung nóng : trình hóa lí trao đổi nhiệt khí lò vật liệu rắn Ở vùng vật liệu sấy nhiệt độ tăng dần từ xuống khoảng 25 ÷ 40 phút nung tới nhiệt độ II chảy Vùng nóng chảy : vật liệu kim loại nóng chảy qua lớp than lót III nhiệt Vùng hoàn nguyên : vùng nhiệt lò phải truyền cho giọt kim loại chảy xuống Nhiệt độ vùng có giảm xuống đủ để tiếp tục nung nóng chảy cục kim loại lại Quá trình IV oxy hóa tiếp tục diễn có phần mãnh liệt so với phần Vùng oxi hóa : môi trường khí vùng có tính oxy hóa mạnh Nhiệt độ vùng đạt tới 1600 ÷ 1700 0C Các phản ứng oxy hóa V vùng xảy mãnh liệt so với phần Vùng nồi lò : dùng chứa gang , than cháy thiếu oxi nên nhiệt độ thấp , làm giảm nhiệt độ gang lỏng Nồi lò sâu nhiệt độ giảm nhiều CHUYÊN ĐỀ II.5 CÔNG NGH Ệ ĐÚC Tính phối liệu lò đứng : Khi nấu gang lò đúc phải dùng nguyên liệu sau : Nguyên liệu kim loại, nhiên liệu để cung cấp nhiệt , trợ dung để tạo xỉ, sản xuất đúc gọi tắt vật liệu nấu Muốn nấu loại gang có thành phần hóa học yêu cầu , có nhiệt độ cao vận hành lò dễ dàng , cần phải tính toán phối liệu cho mẻ gang gọi mẻ liệu II.5.1 Nguyên nhiên liệu : 2.5.1.1 Kim loại : Những liệu kim loại chủ yếu dùng mẻ liệu nấu gang : Gang thỏi lò cao, thép gang vụn, phoi thép phoi gang đóng bánh, hồi liệu sản xuất đúc Các loại fero để đảm bảo thành phần gang fero silic, man gan… a Gang thỏi lò ca : Gang thỏi đự luyện từ lò cao chia loại: - Gang đúc - Gang luyện thép Ngoài gang đúc chia làm gang đúc thông thường đúc chuyên dung - Gang đúc thông thường chia làm loại kí hiệu GĐ từ tới Ví dụ: GĐ0 có (3.5-4)% C (3.26-3.75)% Si : GĐ có (3.9-4.4)% C (1.26-1.75)% Si Trên thực tế dùng gang thỏi có 2.7% Si chất lượng gang mún nâng có chất lượng mẻ đúc cho gang thỏi có chứa Si thấp (0.70.75)% Si b Fero Dùng để điều chỉnh mẻ liệu tạo cho gang đúc có lý tính cần thiết Có nhiều loại fero : silic, mangan , crôm , titan , niken… Khi cần tăng thêm nguyên tố mẻ liệu chưa đủ hay thiếu , người ta cho fero vào mẻ liệu hay nồi rót Những nguyên liệu không vị oxi hóa cần sử dụng nhiều nên cho vào mẻ liệu để đảm bảo gang có nhiệt độ cao Fero cho vào lò theo mẻ nên cho CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC loại có hàm lượng thấp Với fero silic nên dùng loại 40% Si, với fero mangan nên dùng loại 30% Mn Khi cần điều chỉnh thành phần gang , trước rót người ta cho fero hàm lượng cao đập nhỏ cho vào nồi rót (Chống trắng cho fero silic fero mangan gang qua mềm) Fero silic Mn cho vào nồi rót nên dùng hàm lượng 75% silic hoăc mangan, để đảm bảo lượng fero cần cho vào gang làm cho gang đỡ nhiệt c Gang vụi hồi liệu : Loại gang gồm hệ thông rót, đậu ngót, chi tiết máy hỏng gang phoi Phối liệu có pha gang vụi vừa dễ nấu chảy, hạ giá thành phôi đúc Nói chung gang vụi thường chứa C Si thấp gang thỏi Gang vụi dùng phối liệu cần phải biết rõ thành phần, phải đưa phân tích hóa học Những chi tiết máy hỏng cần tra sổ tay biết rõ mác gang thành phần hóa học Trước nấu phải làm ý loại bỏ thành phần gang có hại ( nấu gang dẻo không nấu gang có tạp chất Crôm) Gang vụn cho vào lò phải đập nhỏ kích cở không 1/3 đường kính lò để tránh treo liệu trọng lượng không 35 kg không nên nhỏ kg d Sắt vụn : Cho sắt vụn vào mẻ liệu để tạo gang có tính cao sắt vun mẻ liệu gảm lượng silic cacbon mẻ liệu Sắt vụn đưa vào phải biết thành phần loại bỏ mảnh xỉ nhiều có tác dụng xấu đến loại gang cần sản xuất, phải loại bỏ mảnh mỏng mảnh dày chiều dỳ hợp lý từ tới 15 mm chiều dài không 1/3 đường kính lò Lượng thép vụi cho vào mẻ liệu tối đa 40-60% nấu gang xám bền cao e Phoi : Phoi gang thép mỏng nên dễ cháy nên mún sử dụng phải ép thành bánh nặng từ tới kg.Phoi trước ép phải tấy rửa dầu mỡ, tỷ lệ sử dụng phoi mẻ liệu thường thấp Tính trung bình tỷ lệ nguyên liệu mẻ đúc sau : Loại gang cần Gang thỏi Kim loại vụi nấu đúc lò cao Gang vụn Gang cầu 30-50 20-30 Gang grafit 20-40 15-25 Hồi liệu Fero Thép vụn 0-10 30-35 1-2 10-20 30-35 2-3 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Gang dẻo 10-20 10-20 30-50 35-40 II.5.2 Nhiêu liệu Nhiên liệu chủ yếu dùng cho lò đúc than cốc ta dùng than gày sống than gầy nhiệt luyện, số nước dùng khí đốt dầu Chất lượng than phụ thuộc vào nhiều yếu tố Cỡ cục , mật độ , khả phản ứng độ bền bền nhiệt, lượng tro lưu huỳnh Kích thước cục than phụ thuộc vào đường kính lò Đường kính lò đúc mm Dưới 900 900-1000 1000-1200 1200-1500 Trên 1500 Kích thước cục than cốc mm 65-90 65-140 90-140 120-140 Trên 140 Ở nước ta lò thông dụng có đường kính từ 500-600mm than cốc cục nhỏ phải đảm bảo 40-60mm nên chọn 60-90mm Chọn than nhỏ bị giảm công xuất nhiệt độ , chọn cỡ trục to có nhiều lỗ hổng nhiệt độ gang thấp Cỡ trục than lót lò cần lớn than mẻ Lượng tro lò than thấp tốt nói chung lượng tro không nên qúa 8-10% , dùng than có nhiều tro phải dùng nhiều đá vôi tạo xỉ làm giảm công suất nhiệt độ lò Than lót than mẻ lò phải chịu tác dụng cột nhiên liệu nặng nên than phải có độ học bền nhiệt cao Nếu than bị nén vỡ vụn gió thổi vào lò khó phân bố , việc nâng cao nhiệt độ gang lỏng có nhiều khó khăn Ở khu vực mắt gió than bị vỡ vụn quện xỉ khó cháy Do than phải có đủ độ bền bền nhiệt phải phân loại Khả phản ứng than gọi hoạt tính , than dùng cho lò đúc than có hoạt tính thấp Than hoạt tính thấp dễ dàng cháy hoàn toàn (tạo thành CO2 nhiều CO), tạo nhiều nhiệt lượng , nước gang có nhiệt độ cao 2-4 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Mặt khác , than chứa ẩm tốt (không 2-4%) độ ẩm than cao , nhiệt độ nước gang thấp Than cần bảo quản nơi khô Lượng lưu huỳnh than thấp tốt Tùy theo loại than , lượng lưu huỳnh tối đa không 0.6-1.4% Than chứa nhiều lưu huỳnh làm giảm chất lượng gang khó đúc a Than cốc đúc : Có hai loại than cốc: - Than cốc dùng cho lò cao - Than cốc dùng cho lò đúc Than cốc dùng cho lò đúc chủ yếu để nấu chảy kim loại cần tạo nhiệt lượng cao Than cốc dùng cho lò đúc có mật độ ( xốp) độ bền cao than cốc lò cao , có khả phản ứng thấp lượng S thấp so với than cốc lò cao b Than gầy (antraxit) : Than gầy than đá có mức độ C hóa cao , chất bốc có tỷ trọng cao gần gấp đôi than cốc Than gầy nói chung có độ bền nhiệt thấp có nhiệt lượng cao Trong điều kiện nước ta thiếu than mỡ , việc sử dụng than gầy vào lò đúc có ý nghĩa kinh tế lớn Nước ta có nhiều loại than : Than gầy Quảng Ninh, Hồng gai Cẩm Phả có nhiệt trị cao bền nóng thấp nên không dùng cho luyện kim Than gầy đông triều, mạo khê dùng cho lò đúc tốt, than gầy mạo khê tốt nhất, nhìn mặt cúc than thấy có mặt mờ óng ánh giống vảy cá Các loại than gầy khác muốn dùng cho lò đúc phải qua nhiệt luyện Cách nhiệt luyện than gầy sau Nung châm than gầy lò thiếu không khí 900-1000 oC 14 giờ, sau làm nguội chậm vòng tới Than gầy qua nhiệt luyện có lượng lưu huỳnh than gầy sống có khả phản ứng thấp độ bền nhiệt cao Nấu gang than gầy nhiệt luyện suất lò thấp dùng than cốc xong gang lỏng lại có nhiệt độ cao hơn, gang có lưu huỳnh giá thảnh rẻ than cốc II.5.3 Chất trợ dung : Chất trợ dung khoáng chất cho vào mẻ liệu để kết hợp với tro than, gạch vữa tường lò bị bào mòn, cát đất bám vật liệu kim loại tạo thành xỉ có nhiệt độ chảy thấp loãng dễ tháo khỏi lò Nếu chất 10 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC trợ dung , xỉ lò đúc sệt, khó tháo khỏi lò việc nấu lò khó, nhiệt độ nước gang giảm, phải dừng nấu Những chất trợ dung thường dùng đá vôi, đá dolomit va xỉ mactanh, huynh thạch, quặng apatit a Đá vôi : Thành phần đá vôi CaCO , đá vôi dùng cho lò đúc CaO phải 40-50% lượng SiO2 phải 4% Đá vôi cho vào lò đúc phải đập nhỏ cho phù hợp với cở lò cục lơn khó chảy, nhỏ dễ bị bay theo khí lò Nhất dùng quạt có áp lực cao, cỡ cục đá vôi khoảng 25-100mm , lượng sử dụng 25-35% theo khối lượng than mẻ 3-5% khối lượng mẻ kim loại liệu bẩn đá vôi xấu phải dùng nhiều hơn.Khi chạy lò đúc kiềm dùng tới 50% đá vôi b Đá dolomit : Thành phần gồm có MgCO3 ,CaCO3dùng tốt đá vôi c Xỉ mactanh Dùng cho lò đúc xỉ kiềm gồm có thành phần sau: Dưới 25% SiO2 , 40% (CaO MgO) 26% ( FeO MnO) xỉ mactanh cho vào lò đúc phải đập nhỏ 25-100mm lượng xỉ sử dụng 0.5-1.2% mẻ liệu kim loại d Huỳnh thạch Làm xỉ loảng nhanh, huỳnh thạch sử dụng cho lò đúc có nhiều loại, loại chứa CaF2 thấp 25%, loại chứa CaF2 cao 95% Huỳnh thạch dùng tạo xỉ cho lò đúc tường kiềm tính, lượng dùng tối đa 8%.Huỳnh thạch đắt khí lại độc nên dùng thường dùng kèm với đá vôi e Quặng apatit : Quặng có chứa 3Ca3PO4.2CaF2 Quặng apatit dùng tạo xỉ cho lò đúc có chứa 25-32% P2O5 cân có chứa 0.13-0.14 Kg P Khi cho vào lò đúc lưu ý phải đập nhỏ để có cỡ cục 25-100mm quặng apatit tác dụng tạo xỉ có tác dụng làm tăng độ chảy loãng gang, quặng sử dụng nấu gang dẻo gang chịu mài mòn, gang chịu nhiệt cần có tinh phôtphit thường sử dụng 1% quặng 0.5% đá vôi làm chất trợ dung cho lò đứng II.5.4 Tính phối liệu lò đứng : Những số liệu ban đầu để tính toán 11 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Một mẻ liệu cho vào lò đứng gồm: than, đá vôi kim loại (gang thỏi lò cao, gang củ, hồi liệu, thép vụn fero) a Lượng than mẻ tỉ lệ than gang : Khi nấu lò đứng, muốn bảo đảm mẻ kim loại nạp vào sau không lẫn vào mẻ trước cần phải có cột than ngăn cách cao từ 200 – 250 mm lượng than gọi than mẻ Rõ ràng lượng than mẻ với cở lò cố định, lượng kim loại cho vào lò thay đồi theo đặc điểm kim loại nạp vào lò (khó chảy hay dễ chảy) yêu cầu nhiệt độ gang lò, công suất lò Tỉ lệ lượng than mẻ kim loại nạp vào lò quy % tỉ lệ than\ gang.tỉ lệ phụ thuộc vào lượng thép vụn, loại lò cách nấu Nấu lò đứng dùng gió thường tỉ lệ than\ gang bảng % sắt mẻ kim loại 10 15 25 50 Tỉ lệ than cốc\gang % 11 11-12 12-13 14-15 15-17 18-20 Nếu lò đúc chạy gió nóng tỉ lệ than gang thấp Thí dụ :Lò đúc chạy gió nguội dùng 15,5% lò đúc chạy gió nóng dùng tỉ lệ than\gang 11% ; lò đúc chạy khí lò cốc có nung nóng gió tỉ lệ 9% b Thành phần hóa học gang lò : Trong sản xuất đúc thường phải nấu nhiều loại gang có thành phần hóa học khác cho nhiều loại phôi đúc Chọn thành phần hóa học gang đúc khuôn cát hay khuôn kim loại phải vào tính cần có vật đúc, chiều dày nó, lượng Si C gang Có cách chọn thành phần tra giản đồ tra bảng Bảng 28 thành phần hóa học loại gang có chiều dày trung bình từ 15-25mm Nếu mỏng tăng lượng C lên 0.1% Si lên 0.2% chiều dày lớn phải giảm lượng C xuống 0.1% Si xuống 0.2% Những mác gang từ CҶ 21-40 đến CҶ 36-50 phải bến tính trước rót Bảng 28.Thành phần hóa học gang xám thường 12 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Loại gang CҶ1532 CҶ1836 CҶ2140 CҶ2444 CҶ2848 CҶ3252 CҶ3656 Thành phần hóa học % Cơ tính C Si Mn P không S không Độ cứng HB 3.5-3.7 2.0-2.4 0.5-0.8 0.3 0.15 163-229 Độ vỏng không 3.4-3.6 1.7-2.1 0.5-0.8 0.3 0.15 170-229 2.5 3.3-3.5 1.4-1.7 0.6-0.9 0.3 0.15 170-241 2.5 3.2-3.4 1.4-1.7 0.6-0.9 0.3 0.15 170-241 3.0 3.1-3.4 1.2-1.5 0.6-0.9 0.3 0.12 170-241 3.0 3.0-3.2 1.0-1.3 0.7-1.0 0.3 0.12 187-255 3.0 2.9-3.0 1.0-1.1 0.7-1.1 0.3 0.12 197-269 3.0 c Tỉ lệ cháy hao nguyên tố : Khi nấu lò đứng Si cháy hao khoảng 12-20% khối lượng Mn hao khoảng 15-20%, P không thay đổi, S gang thường tăng lên mức tăng phụ thuộc vào lượng S than chất lượng xỉ C thường giới hạn từ 3-3.5% C mẻ liệu kim loại thấp tự thấm C từ than, nhiều cháy bớt, lượng Si cao C bị đẩy thành phấn chì (nổi phấn chì) d Tính toán tỉ lệ mẻ liệu Tính toán xác định thành phần mẻ liệu tiến hành theo trình tự sau : Xác định thành phần hóa học mác gang định nấu Xác định thành phần hóa học nguyên liệu mẻ nấu Xác định tỉ lệ cháy hao nguyên tố gang nấu ( chủ yếu Si Mn ) Xác định tỉ lệ thành phần thành phần mẻ liệu kim loại Có cách tính phôi liệu: • • • Dùng đồ thị Dùng hệ thống phương trình bậc Dùng phương pháp ước tính Khi tính toán chủ yếu dựa vào nguyên tố Si Mn 13 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Ví dụ : tính phối liệu cho mác gang GX 15-32, vật đúc thành dày 20mm có thành phần sau : 3.5%C ; 2.2% Si ; 0.7% Mn ; 0.65% P Gang nấu lò đứng Ø700, khối lượng than mẻ 30kg nguyên liệu nấu gồm có %Si 2.4 2.0 0.3 45.0 Gang thỏi thái nguyên GĐ Gang máy củ Sắt vụn Ferosilic %Mn 1.1 0.5 0.3 - %P 0.1 0.8 0.05 - a Giải phương pháp đồ thị : Xác định điểm X, Y, Z đại điện cho loại vật liệu : gang thỏi thái nguyên, gang máy củ sắt vụn hệ tạo độ trục hoành hàm lượng Si trục tung hàm lượng Mn Ba điểm X, Y, Z nối với thành tam giác Điểm A tọa độ mác gang trước nấu ( thành phần chưa trừ cháy hao) GX 15-32 nấu Lượng cháy hao nấu GX 25-32 phối liệu % Si 2.2 2.2x0.15 2.2 + 2.2x0.15=2.53 % Mn 0.7 0.7x0.20 0.7 + 0.7x0.20 = 0.84 Điểm A(2,53 ; 0,84) A nằm vùng tam giác XYZ toán giải Nếu Z nằm tam giác ta phải chuyển dịch tam giác bẳng cách từ A vẽ đường song song với trục hoành cắt XZ XY điểm M N Dùng fero Si cho phối liệu làm cho điểm A dịch chuyển phía MN Ví dụ cho 0.43% Si lượng Si thành phần phối liệu đạt 2.53 – 0.43 = 2.1% Điểm A lúc có tạo độ A(0,84 ; 0,21) Lượng fero Si cho vào tùy ý để dịch chuyển điểm A’ khoảng MN Đường nối liền điểm XA’, YA’, ZA’ cắt cạnh tam giacsXYZ tương ứng B, C, D Tỉ lệ thành phần mẻ liệu tính theo tỉ lệ đoạn thẳng Gang thỏi thái nguyên GĐ-2 : x = 100 x = 100 x = 59% Gang máy củ : y = 100 x = 100 x = 33,3% 14 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Sắt vụn : : z = 100 x = 100 x = 7,7% b Giải hệ thống hệ phương trình bậc : Phương pháp đơn giản cho đáp số Nếu chọn vật liệu làm ẩn số lập hệ thông phương trình: theo thông số loại vật liệu , theo hàm lượng Si, MN Nếu chọn trước loại vật liệu hai loại vật liệu chưa biết hai ẩn số tính nhanh Cũng với gọi x,y,z tỉ lệ thành phần nguyên liệu đầu vào, giã sử nấu cho thêm 0.43% Si thành phần nguyên tố ta có hệ phương trình : x + y + z = 100 2,4x + 2y + 0,3z = 2,1x100 1,1x + 0,5y + 0,3z = 0,84x100 Giải hệ phương trình ta được: x = 59, y = 34, z= c Giải phương pháp ước tính : Phương pháp thường sử dụng thực tế sản xuất : chọn thành phần mẻ liệu theo tỉ lệ theo tình hình nguyên vật liệu phân xưởng, sau kiểm tra lại thành phần hóa học gang thiếu Mn Si dùng fero điều chỉnh : • Rút bớt gang thỏi, tăng sắt vụn , thêm fero Mn thấy gang non • Bớt sắt vụn, thêm gang thỏi, thêm fero Si thấy gang già Bảng phối liệu loại vật đúc gang xám Do bảng nằm ngang nên đánh máy file khác có đính kèm theo 15 CHUYÊN ĐỀ II.6 CÔNG NGH Ệ ĐÚC Quy trinh nấu gang lò đứng : Thợ nấu gang cần phải thực công việc sau : chuẩn bị vận hành lò nấu chảy gang có thành phần hóa học yêu cầu nhiệt độ đủ cao a Chuẩn bị nấu : • • Chuẩn bị nguyên liệu theo yêu cầu kỹ thuật Chuẩn bị lò bao gồm : sửa tường lò,lỗ gang xỉ, máng ngang máng xỉ , đắp đáy lò sấy b Nhóm lò chuẩn bị nấu : Giai đoạn có nguyên công sau :Vít cửa thao tác , nhóm lò , nạp than lót, nạp liệu ngâm liệu -Sau sửa lò đắp đáy lò xong , phải dùng gạch than cốc xây cửa thao tác, để khoảng trống 150× 150 mm để châm lửa nhóm lò sau nhóm lò lấp nốt khoảng hở viên gạch xây , đắp thêm cát làm khuôn phía nện chặt lớp lớp cát pha nhiều dất sét , sau chát phẳng đậy nắp vặn chặt nắp - Nhóm lò : Nhóm lò nên tiến hành trước mở gió khoảng đến để sấy khô lò từ từ , tránh nứt Qua khoảng hở cửa thao thao tác , châm lửa nhóm lò củi lò bén lửa mở hết mắt gió, thả dần củi to xuống củi to cháy đổ dần than lót xuống để than bắt lửa nhanh , lò chóng bốc lần cho than nên dày từ 150 – 250 mm, lớp cháy hồng cho tiếp lớp khác mức than lót lò cao mắt gió khoảng 1,2 – 1,5 m Sau thổi gió nhẹ thông lỗ gang, nước than lót lò thụt xuống, phải thăm lại chiều cao cho thêm than lót lò , bảo đảm lớp than lót cao hàng mắt gió từ 1,2 đến 1,7 m tùy vào loại gang cần nấu - Nạp liệu ngâm liệu : Đầu tiên nạp kim loại theo thứ tự khó chảy nạp trước , dễ chảy nạp sau ( thép vụn , gang thỏi , cuối gang vụn ) sau than mẻ cuối chất trợ dung nạp liệu xong không thổi gió , để từ từ 20 – 40 phút cho liệu tích nhiệt , đảm bảo nhiệt độ nước gang đầu cao tránh tắc đáy lò nung sấy chưa tốt thời gian gọi thời gian ngâm liệu không nên khéo dài thời gian 16 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC ngâm liệu chúng bị chảy rơi xuống đông đặc làm lạnh đáy lò mẻ liệu đầu nên cỡ liệu nhỏ nấu nhiều mác gang nấu mác gang thấp ( pha sắt ) Nạp liệu : Phải đảm bảo cho cột liệu đầy lò để lợi dụng nhiệt vật lý , gang lò có nhiệt độ cao , đồng thời phải đảm bảo thành phần phối liệu tính toán kích cỡ liệu không to nhỏ cỡ quy định đảm gang lò có thành phần hóa học , tránh treo liệu Thứ tự nạp liệu sau mẻ kim loại sau : than mẻ , đá vôi (cho vào lò để bảo vệ tường lò) sau kim loại thép vụn , gang thỏi gang vụn Trong quy trình chạy lò tường bi mòn , đường kính lò to lên , cột than lót tụt xuống nên phải bù lót , lượng than bù lót lượng than mẻ , lò bị treo liệu bị ách tác phải dùng gió phải bù lót kịp thời để lò hoạt động bình thường Khi cần nấu nhiều mác gang buổi , nạp liệu xong mẻ cuối mác gang đó, phải cho gấp ba lượng than mẻ để chác ly hai mác không lẫn vào c Thao tác chạy lò • Chế độ gió : Trong trình nấu lò đứng phải đảm bảo áp suất lưu lượng gió để đốt cháy than hoàn toàn tạo nhiều nhiệt để lượng để gang lỏng có nhiệt độ cao Bảng chế độ gió nấu gang lò đứng đường kính từ 400mm đến 700mm lò cỡ thông dụng • Trông mắt gió : Trong trình cháy lò phải thường xuyên theo dõi mắt gió làm cho gió vào lò biết số tượng để giải tốt Khi chạy lò thấy mắt gió tối chứng tỏ đốt cháy than vùng mắt gió không tốt xỉ bám vào quanh mắt gió làm cho gió vào không đủ , lượng gió không đủ , xỉ bám quanh mắt gió phải chọc để lâu xỉ bám nhiều tạo thành bướu có gang khó phá , xỉ bám vào mắt gió không tốt , có độ sệt cao , cần thay đổi thành phần xỉ dùng liệu Theo dõi mắt gió biết cột than lót cao hay thấp thực tế cho thấy sau mở gió – phút thấy xuất giọt gang 17 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC đầu qua mắt gió chiều cao cột than lót vừa , gang chảy qua mắt gió sớm cột than lót thấp , muộn cao • Ra gang xỉ : Phải chuẩn bị đầy đủ dụng cụ tháo nút lỗ gang riêng gạy nút lỗ gang phải dùng hai để dự phòng Khi nhìn qua mắt gió thấy xỉ phập phồng nồi lò chứa đủ gang lỏng , cần gang , lúc đầu dùng gậy sấy bẹp đầu nạo hết hỗn hợp nút lò phần hình côn , thấy xuất mầu hồng điểm sáng quét máng để thao gang lò , lấy gạy chọc lò hơ nóng đầu chọc mạnh cho lủng phần hình trụ ấn sâu vào tí , xoay cỏ tay điều khiển gậy chọc lò doa rộng lỗ gang rút nhanh khỏi lò Ra xỉ đòi hỏi có kinh nghiệm để xỉ dâng cao mức dễ làm xỉ tràn vào mắt gió , mặt khác lúc xỉ có gang mức nước gang cao lỗ xỉ Có thể chạy lò xỉ định kỳ chạy lỗ xỉ ngỏ Chạy lỗ xỉ ngỏ dùng quạt mạnh , chạy lỗ xỉ ngỏ có ưu điểm nhiệt độ xỉ ngỏ cao không công theo dõi định kỳ xỉ , gang có nhiệt độ cao song tỉ lệ cháy hao nguyên tố có tăng lên Ra xỉ phải theo dõi màu xỉ , qua màu xỉ biết xỉ tốt hay xấu tình hình chạy lò xỉ tốt xỉ dễ chạy có độ chảy loãng cao , chất lượng xỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học xỉ thể qua màu xỉ , xỉ phải có màu xanh sẫm xanh đen , xỉ màu đen xỉ chứa nhiều oxi sắt oxi mangan chứng tỏ gang bị oxi hóa nhiều , • liệu xỉ nhiều ,xỉ có màu trắng lại có chứa nhiều vôi Theo dõi lò nấu :Trong trình chạy lò cần theo dõi áp suất gió để biết tình trạng lò tốt hay xấu quan sát tượng bất thường • để xử lý xỉ tràn mắt gió , dò gang đỏ vỏ lò Ngừng nấu : Nấu hết lượng gang quy định lò bị tắc không sửa phải ngừng nấu Nguyên tắc chung ngừng nấu tắt gió , hết gang lỏng chuẩn bị che chắn cho người phá đáy lò không bị hư II.7 Ách tắc nấu gang lò đứng : II.7.1 Treo liệu : Treo liệu tượng liệu bị mắc ngang thân lò không xuống than lót phía cháy sụt dần xuống dần , nhìn lên cửa liệu thấy vụn than cháy đỏ bắn tung tóe lên , lửa bốc lên mạnh , nghe tiếng 18 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC quạt gió kêu khác thường Thời gian treo liệu ngày lâu nguy hiểm mảng liệu treo rơi xuống cột than lót thấp nhiều , gang chảy không nhiệt nhiều nên gang lò có nhiệt độ thấp khó rota đầy vật đúc , nhiều làm tắc lỗ ngang tốt ngăn chặn tượng treo liệu từ đầu như: sửa lò cho phẳng chỗ lồi lõm có bậc , nguyên liệu cho vào lò phải quy cách ( không dài 1/3 đường kính lò ) Khi treo liệu phải nhanh chóng phá , cách phá tốt ngừng gió dùng sắt nặng chọc cửa cho liệu Có thể dùng biện pháp đổi áp suất đột ngột cách đóng mở van gió song hiệu kém.Nếu lò vơi cho thêm liệu , tiếp tục thoior gió cho liệu rơi xuống Sau tụt liệu phải bổ sung thêm than lót để đảm bảo nhiệt độ cho mẻ sau Lò chuẩn bị tốt , liệu chọn cẩn thận bị treo liệu Lò chạy thường – phút nạp liệu Khi treo liệu (trên mắt gió ) dùng que chọc mắt gió uốn cong , cho vào mắt gió móc lắc để phá II.7.2 Tắc lỗ lò : Là thượng gang đầy lò không tháo gang đóng rắn lỗ gang Có tượng khâu chuẩn bị lò ẩu : sấy chưa tốt , ngâm liệu chưa đủ thời gian , lỗ gang sai quy cách , dùng nút nút khó phá , thời điểm nút không , nhiệt độ tường quanh lỗ gang thấp chưa sấy kỹ nhiệt độ gang lỏng không cao Biện pháp chống tắc lỗ gang tốt làm quy trình kỹ thuật khâu chuẩn bị lò nấu , lỗ gang bị tắc , phải nhanh chóng giải thao tác khẩn trương , để chầm phút tăng thêm nguy hiểm phải dừng lò phá lò Khi tắc lỗ ngang phải tắt gió mở lỗ xỉ để chống tràn vào mắt gió , nhanh chóng dùng búa phá lỗ Nếu phá không lay chuyển phải nhanh chóng kéo máy hàn để xọ lủng lỗ gang , không , tiếp tục chạy lò dùng lỗ gang phía song phải nâng cao nhiệt độ gang để khối gang bị đặc lỗ gang chảy dần II.7.3 Nước gang lò nhiệt độ thấp rót đầy khuôn : 19 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Có trường hợp chưa rót hết gang khỏi nồi lò rót , gang còng lại lò đông đặc.Nước gang lò nhiệt độ thấp nhiều nguyên nhân Nếu lò chạy tốt nhiều đợt nguyên nhân lò không làm quy trình chạy lò chất lượng than , liệu to , thiếu than mẻ cột than lót thấp , than ẩm , sấy lò chưa tốt , thời gian ngâm liệu ngắn lò xây xong chạy phải thận trọng phải tuân thủ quy trình công tác chọn thông số tối ưu : sấy kỹ ngâm liệu đủ thời gian tính lượng gió cho xác ,và khống chế van đảm bảo lượng gió.Khi gang lỏng lò có nhiệt độ thấp phần lớn thiết kế, mắt gió chưa phù hợp với quạt , nồi lò sâu , quạt yếu không đủ lượng gió Nếu lò chạy tốt thay đổi dần thông số chạy lò để gang nhiệt độ cao có công suất tiêu tốn than II.7.4 Rò gang : Gang lỏng chảy lò qua khe hở đáy lò, qua cửa thao tác ,cách chống tốt xây cho tốt Trong trình thao tác lò phải theo dõi thấy vỏ lò đỏ phải xử lý ,té nước vào làm nguội phần gang chui vào khe hở để gang đông lại ,khi lò gang phải theo dõi rò theo kiểu rò rỉ phải dùng gậy nút lò ấn vào té nước thêm Nếu dòng gang phun mạnh phải tắt gió nhanh chóng có biện pháp hướng dòng chảy vào nơi nguy hiểm để an toàn II.7.5 Xỉ đặc : Nhiều tắc lỗ , xỉ đặc độ sệt xỉ cao , xỉ có chứa nhiều oxit silic , lượng đá vôi không đủ chất lượng đá vôi Khi phát phải thấy xỉ đặc phải tích cực phá vỡ lớp xỉ đông máng xỉ để kều xỉ , đồng thời tăng đá vôi , tăng đá vôi không hiệu cho thêm huỳnh thạch , cách chữa nhanh cho huỳnh thạch vào lò qua mắt gió II.7.6 Xỉ trào mắt gió : Khi mức xỉ nồi lò dâng đến lỗ xỉ , không thao chẳng xỉ trào vào mắt gió làm tắc mắt gió , phải ngừng gió gang , dùng hệ thống van bố trí mắt gió khóa lại , đục xỉ mắt gió để chạy gió bình thường II.7.7 Ngừng lò bắt buộc : Nhiều nấu điện thiết bị hỏng phải ngừng lò Khi ngừng lò phải hết gang xỉ bịt kín khe hở, lổ xỉ đường hút gió vào để đốt chay than, thời gian ngừng lò có đến vài giờ, ngừng lò lâu cần phải 20 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC thăm đáy lò qua lỗ gang phát thấy gang chảy xuống đông cứng phải ngừng nấu phá đáy II.7.8 Đáy lò không rơi phá : Khi tháo chốt hai đậy đáy lò mở đáy lò không rơi xuống , trường hợp nguy hiểm ,có tượng lớp cát đắp đáy lò đóng rắn bền , gang lỏng đóng rắn đáy lò , xỉ đặc cần phải giải sau : mở gió thật mạnh dùng que chọc mắt gió lài chọc mạnh vào tâm lò lay động , phá lỗ dùng chọc vào đáy lò cho III vỡ Kết luận : Nhược điểm nấu gang lò đứng : - Cấp liệu khó khăn phải nạp liệu cao trình nạp liệu - nhiệt độ lò cao Quá trình trọc lỗ sỉ trọc lỗ gang áp xuất nhiệt độ cao dễ gây - nguy hiểm tới người vận hành lò Nhiệt độ lò trình nấu khó thay đổi, xảy cố lò có việc xử lý khó khăn nhiệt độ lò điều khiển Yêu điểm nấu gang lò đứng : - Đầu tư sở vật chất bước đầu không cao, công nhân vận hành lò không - yêu cầu trình độ cao Nguồn liệu lò đứng phong phú đa dạng tiết kiệm đầu vào - phần trăm phế liệu, gang vụn, sắt vun, phoi Chi phí vật đúc thấp, đúc vật đúc có khối lượng lớn, sửa lò dễ dàng nguội MỤC LỤC  21 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Tài liệu tham khảo • Công nghệ kim loại Nguyễn Tắc Ánh • Kỹ thuât đúc Đinh Ngọc Lụa • Hỏi đáp đúc gang Đinh Ngọc Lụa • Web : Tailieu.vn Ebook.edu.vn Youtube.com 22 ... lò đứng II.5.4 Tính phối liệu lò đứng : Những số liệu ban đầu để tính toán 11 CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGH Ệ ĐÚC Một mẻ liệu cho vào lò đứng gồm: than, đá vôi kim loại (gang thỏi lò cao, gang củ, hồi liệu, ... thiệu loại lò đúc: Gang đúc thường nấu chảy lò đứng , lò cảm ứng , lò điện hồ quang lò đứng sử dụng rộng rãi để nấu gang sản xuất nhỏ sản xuất vừa Nhược điểm lớn lò đứng nhiệt độ gang lò không... CHUYÊN ĐỀ I / ĐẶT VẤN ĐỀ : II/ NỘI DUNG : Giới thiệu loại lò đúc Tính phối liệu lò đứng Quy trình nấu gang lò đứng Các lỗi xảy nấu gang lò đứng III/ KẾT LUẬN : I Đặt vấn đề Thực tế doanh nghiệp