Производство чугуна

Как конструкционный железо–углеродистый сплав чугун применяется давно. Несмотря на появление большого числа других материалов, чугун наряду со сталью является основным материалом в машиностроении, металлургии и других металлопотребляющих отраслях промышленности. Во многом это связано с высокой технологичностью чугуна и относительно низкой стоимостью. Одно из основных преимуществ чугуна – его высокие литейные свойства. Он обладает хорошей жидкотекучестью, небольшой усадкой, малой склонностью к образованию трещин. Можно также отметить хорошую механическую обрабатываемость чугуна, высокую коррозионную стойкость, малую чувствительность к надрезам. Бракованные, отработавшие изделия из чугуна легко перерабатываются. Поэтому значительная доля выпускаемого чугуна идет на производство отливок.

Вместе с тем, недостаточно высокий уровень механических свойств ведет к увеличению материалоемкости изделий и сдерживает применение чугуна. Низкая прочность при растяжении обусловлена, прежде всего, неблагоприятной формой графита, а также повышенным, по сравнению со сталью, содержанием вредных примесей. На практике разработаны различные технологии воздействия на процесс кристаллизации чугуна и обработки в твердом состоянии, которые позволяют приблизить свойства чугуна к свойствам стали при сохранении всех его преимуществ. На примере производства прокатных валков и мелющих тел рассмотрены некоторые вопросы применения легированного чугуна для производства отливок.

Настоящее пособие предназначено, прежде всего, для студентов специальности «Металлургия черных металлов», которые изучают технологии подготовки шихты, плавки и разливки металлов. Рассмотрены вопросы классификации чугунов, влияние химического состава на механические, технологические и эксплуатационные свойства. Приведены сведения о механических и некоторых физических свойствах, определяющих эксплуатационные свойства чугунов. С учетом расширения поставок металла в другие страны, приведен сравнительный анализ зарубежных стандартов на чугун. Подробно рассмотрены способы обработки металла для повышения уровня свойств. Описаны принципы работы и оборудование, используемое для обработки чугуна на ведущих металлургических предприятиях Украины. Наряду с известными технологиями модифицирования изложены способы внепечной обработки чугуна, вибрационной обработки при кристаллизации и в твердом состоянии. Поскольку значительная часть производимого чугуна используется для производства отливок, изложены элементы литейной технологии.

Пособие может использоваться студентами других металлургических специальностей, а также специалистами промышленности, занимающимися вопросами обработки и применения чугунов.