خنزير الحديد: المواصفات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

من أجل الشروع في دراسة الحديد الخام ، من الضروري فهم التكوين العام لهذا المنتج وصفاته. لذلك يسمى الحديد الزهر سبيكة تتكون من مادة مثل الحديد والكربون والعديد من الشوائب الأخرى.

وصف عام للحديد الزهر

اعتمادًا على الشوائب المستخدمة في إذابة الحديد الزهر ، تتغير خصائصه أيضًا. ومع ذلك ، هناك بعض الميزات التي يجب دعمها في أي حال. واحد منهم هو جزء كتلة الكربون في التركيبة. يجب أن تكون هذه المعلمة 2.14٪ على الأقل. إذا كان محتوى الكربون أقل ، فإنه لم يعد من الحديد الزهر ، ولكن الصلب. من المهم أن نفهم هنا أنه ، على هذا النحو ، لا يتم إنتاج الحديد الزهر العادي. في عملية الحصول على هذه المادة ، يتم دائمًا إضافة نوعين من المواد المضافة في نهاية العملية ، وفقًا لذلك يتم الفصل إلى مسبك أو حديد خام. تكمن إحدى ميزات هذه المادة الخام أيضًا في حقيقة أن درجة الحرارة المطلوبة لصهرها أعلى بـ 250-300 درجة من الفولاذ. لإذابة هذه المادة ، يلزم الحصول على درجة حرارة 1200 درجة مئوية.

كيفية الاستلامالحديد الزهر؟

هنا تجدر الإشارة على الفور إلى أن إنتاج الحديد الزهر أو العادي - هذه عمليات متطابقة تقريبًا ، وبالتالي لا معنى لوصف كليهما. فكر فقط في التقنية العامة للذوبان.

لذا ، للحصول على هذه المادة ، تحتاج إلى إنفاق الكثير من الموارد. المواد الخام الرئيسية العاملة هي فحم الكوك والماء. لكي تكون قادرًا على صهر طن من الحديد الخام ، فإنك تحتاج إلى تناول حوالي 550 كجم من فحم الكوك أو حوالي 900 لتر من الماء. من المستحيل تحديد كمية الخام التي سيتم إنفاقها على المعالجة لكل دفعة ، لأن استهلاكها يعتمد كليًا على النسبة المئوية للحديد. ومع ذلك ، من غير المربح استخدام أي خام على الإطلاق ، إذا نظرت من وجهة نظر الاقتصاد. لهذا السبب ، يتم استخدام المواد الخام التي تحتوي على 70٪ من الحديد في تركيبها وأكثر. من المهم أيضًا ملاحظة أنه قبل الصهر ، يتم تخصيب الخام ، وفقط بعد دخوله إلى فرن الصهر ، تتم عملية إنتاج الحديد فيه. تصهر الأفران الكهربائية 2٪ فقط من إجمالي كمية المواد

المرحلة الأولى

تنقسم عملية الصهر بأكملها إلى عدة مراحل مترابطة.

يبدأ الإجراء بحقيقة أن الخام يتم تحميله في فرن الفرن الذي يحتوي على خام الحديد المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام خام يحتوي على أكسيد الحديد المائي أو ملح منه. إلى جانب تحميل المعدن العامل ، يتم أيضًا تحميل فحم الكوك في الفرن. مهمتهم الرئيسية هي الحفاظ على درجات حرارة عالية. من أجل إذابة الخام بشكل أسرع والوصول إلى الحديد ، يتم إرسال التدفق إلى الفرن. تساهم المادة التي تعتبر محفزًا في تسوس الركاز بشكل أسرع.

من المهم أن نلاحظ هنا أنه قبل التحميل في الفرن ، يمر الخام عادة بعملية التكسير والغسيل والتجفيف. كل هذه الخطوات تساهم في إزالة الشوائب الزائدة وكذلك زيادة سرعة الذوبان.

المرحلة الثانية

تبدأ المرحلة الثانية من صهر الحديد الخام عندما يتم تحميل جميع المواد اللازمة في فرن الصهر. يتم تشغيل الشعلات ، مما يؤدي إلى تسخين الكوك ، مما يؤدي إلى تسخين الخام. من المهم أن تعرف أنه عند تسخين الكوك ، يبدأ فحم الكوك في إطلاق الكربون في الهواء ، والذي يمر عبره ويتفاعل مع الأكسجين ويشكل أكسيدًا. تلعب هذه المادة المتطايرة دورًا نشطًا في عمليات الاسترداد. ومع ذلك ، تستمر هذه العملية فقط طالما بقي الهواء في الفرن. كلما زاد الغاز داخل الفرن العالي ، قل هذا التأثير ، وبمرور الوقت يتوقف تمامًا. عندما تحين هذه اللحظة ، يترك كل الغاز الموجود داخل الفرن للحفاظ على درجة حرارة عالية داخل الوحدة.

كل الكربون الزائد يختلط مع المادة المنصهرة ، ويمتصه الحديد ، مما يشكل الحديد الزهر. كل العناصر التي لم تذوب أثناء عملية الصهر تطفو على السطح حيث يتم إزالتها. بعد اكتمال عملية التنقية هذه ، يأتي وقت يتم فيه إضافة العديد من المواد المضافة إلى المواد الخام المنصهرة. يعتمد نوع الحديد الزهر الذي سيتحول نتيجة لذلك علىما نوع المضافات التي سيتم استخدامها.

أي مكواة الخنازير؟

إذا نظرنا إلى مادة التحويل بمزيد من التفصيل ، فيمكننا ملاحظة العديد من الصفات المميزة. أولاً ، محتوى المنغنيز والسيليكون في التركيبة أقل بكثير ، وثانيًا ، يتم استخدامه لإنتاج الفولاذ باستخدام طريقة تحويل الأكسجين. إذا تحدثنا عن الحديد الزهر ، فإنه يتم استخدامه لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات. من المهم أيضًا ملاحظة أن جميع المواد التي تنتمي إلى هذه المجموعة مقسمة إلى عدة أنواع.

علاوة على ذلك ، يجب أن تعلم أنه وفقًا لتكوينه ، يتم تقسيم الحديد الخام إلى فئات:

• P1 و P2 هي علامات مادة إعادة العمل الشائعة ؛
• PF1 و PF2 و PF3 عبارة عن مواد خام فوسفورية ؛
• PVK1 و PVK2 و PVK3 هي مجموعة من الحديد الزهر عالي الجودة ؛
• Pig iron PL 1 و PL2 هي فئة من المواد المتعلقة بإنتاج المسابك.

على سبيل المثال ، يمكننا النظر في محتوى هذه المواد في المواد الخام بمؤشر جودة متوسط. محتوى Si من 0.2 إلى 0.9٪ ، Mn من 0.5 إلى 1.5٪ ، P ليس أكثر من 0.3٪ ، S ليس أكثر من 0.06٪.

ملامح التركيب الكيميائي

إذا أخذنا في الاعتبار التركيب الكيميائي الذي تتطلبه المواصفات ، فيجب أن نلاحظ ميزة مهمة. الغرض الرئيسي من الحديد الخام هو أن يتم صهره إلى صلب ، وبالتالي يتم تحديد متطلبات الجودة والتكوين من خلال عمليات صناعة الصلب.

كانت إحدى نقاط الضعف في هذه العملية التكنولوجيةأنه غير قادر على التغلب على نجاسة مثل الكبريت. وبما أن الاختلاف الرئيسي بين الحديد الزهر والصلب هو محتوى الكربون ، يصبح من الواضح أن المهمة الرئيسية التي يجب القيام بها هي إزالة الكربون من التركيبة. من أجل تحقيق هذا الهدف ، من الضروري أن تسمح التركيبة الكيميائية بإجراء عملية الأكسدة. من خلال أكسدة الكربون يتم إزالته من الحديد الخام.

ومع ذلك ، من الضروري هنا أن نفهم أنه عندما يتأكسد الكربون ، ستتأثر أيضًا الشوائب الأخرى - السيليكون والمنغنيز وبدرجة أقل - الحديد. المواد التي يتم الحصول عليها خلال هذه العملية تسمى أكاسيد ، وبعد ذلك يتم نقلها إلى تصريف الخبث. المنتج النهائي لهذه الصناعة هو الخبث الحديدي - وهي نفايات تحتوي على نسبة عالية من الحديد ، مما يعقد بشكل كبير إزالة الكبريت من التركيبة. لهذا السبب ، يجب أن يكون الجزء الكتلي للعنصر S ضئيلاً في تكوين الحديد الخام.

إعادة التدوير في الأجهزة الأخرى

اعتمادًا على الطريقة التي تمت بها معالجة الحديد الزهر إلى الفولاذ ، سيتم تقديم مواصفات مختلفة للتركيب.

باستخدام جهاز تحويل الأكسجين ، يمكنك التخلص من الشوائب مثل الفوسفور. كلما زاد الجزء الكتلي لهذا العنصر ، زادت هشاشة المواد الخام الباردة (تتشقق في درجات حرارة منخفضة).

إذا أخذنا ، على سبيل المثال ، أفران الموقد المفتوح ، فيمكنها إذابة الحديد الزهر إلى أي نوع من الفولاذ تقريبًا. ومع ذلك ، من المهم مراقبة المحتوى الكمي للفوسفور والسيليكون. كيفوكلما زاد الكسر الكتلي لهذه العناصر ، زادت تكلفة عملية إعادة العمل. بالإضافة إلى ذلك ، يزداد الوقت المطلوب لإنجاز العمل بشكل كبير. لهذا السبب ، يجب ألا يتجاوز محتواها في تكوين المادة متوسط القيم وفقًا للوثائق الفنية. وتجدر الإشارة إلى أن محتوى المنغنيز في الحديد الزهر غير محدود. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه يساهم في العمليات المرتبطة بإزالة الكبريت.

يتميز الحديد الخنزير بحقيقة أن محتوى السيليكون فيه أعلى - يصل إلى 1.2٪.

معيار الدولة

كما هو الحال مع المواد الصناعية الأخرى ، يجب تصنيع الحديد الزهر وفقًا لقواعد صارمة موضحة في معيار الدولة. بالنسبة للحديد الخام ، يحدد GOST 805-95 جميع الشروط الفنية التي يجب إنشاؤها وفقًا لها. يتم تنظيم المحتوى الكمي لجميع العناصر الكيميائية في كل مجموعة.

متطلبات GOST الفنية

تشير الوثائق إلى النقاط التي يجب مراعاتها في أي حال ، وهناك تلك التي يحددها المستهلك بموجب اتفاقية مع الشركة المصنعة.

الفئة الأولى تشمل القواعد التالية:

1. يجب تسليم درجات الحديد الخنزير المتعلقة بـ PL1 و PL2 إلى مواقع المعالجة مع الإشارة الإلزامية لجزء كتلة الكربون في التركيبة.
2. إذا تم صهر الحديد الخام من الخامات الحاملة للنحاس ، فيجب ألا يتجاوز الجزء الكتلي لهذا العنصر في النهاية 0.3٪.
3. يتم إنتاج هذه المواد فيسبائك ، بدون قرصات ، بقرصة واحدة أو اثنتين كحد أقصى. في أماكن القرص يجب ألا يتجاوز سمك السبيكة (السبيكة) 50 مم.
4. يجب ألا تتجاوز كتلة الخنزير قيمًا مثل: 18 ، 30 ، 45 ، 55 كيلوجرامًا.
5. يجب ألا يكون هناك أي بقايا خبث على سطح هذه الوحدات.

متطلبات العملاء

GOST 805 للحديد الخام ينظم أيضًا العديد من المتطلبات الفنية التي يحق للمستهلك تحديدها عند الطلب من الشركة المصنعة. وتشمل هذه العناصر التالية:

1. يجب إنتاج درجات حديد الخنزير المتعلقة بـ PL1 و PL2 بكسر كتلة من الكربون في التركيبة من 4 إلى 4.5٪ شاملة.
2. إذا أخذنا في الاعتبار نفس الدرجات PL1 و PL2 ، والتي سيتم استخدامها لاحقًا لتصنيع المسبوكات من الحديد الزهر مع الجرافيت العقدي ، فيجب ألا يتجاوز جزء الكتلة من الكروم في هذه المادة 0.04٪. أيضًا ، في تصنيع الحديد الزهر عالي الجودة وفقًا لـ GOST ، لمزيد من إنتاج حلقات المكبس ، يجب أن يقتصر محتوى المنجنيز على 0.3٪ ، والكروم إلى 0.2٪.
3. إذا لم تكن هناك طلبات خاصة ، فيجب تصنيع المواد العادية المعاد تدويرها وعالية الجودة بمحتوى منجنيز يزيد عن 1.5٪. إذا تم إنتاج حديد الزهر من مجموعة الفوسفور ، فإن محتوى الفسفور يكون أكثر من 2٪.
4. يجب أن يكون الجزء الكتلي للسيليكون في الدرجات مثل PL1 و PF1 و PVC1 أكثر من 1.2٪.
5. نقطة مهمة جدًا هي محتوى الكبريت ، والذي لا يُسمح بأكثر من 0.06٪ في أنواع الحديد الزهر P1 و P2 و PL1 و PL2.

القبول ومراقبة الجودة

تحدد الوثيقة أيضًا قواعد استلام البضائع وعمليات مراقبة الجودة.

لا يجوز قبول هذه المواد إلا على دفعات. تعتبر الدفعة من حديد الزهر التي تنتمي إلى نفس العلامة التجارية والمجموعة والنوع والنوع ، وأيضًا وجود مستند يؤكد جودة المنتج. في أغلب الأحيان ، تشير هذه الأوراق إلى: العلامة التجارية للمؤسسة التي صنعت المنتج ؛ اسم المؤسسة التي تعمل كمستهلك ؛ العلامة التجارية والمجموعة والفئة والفئة من الحديد الزهر وختم التحكم وعدد قليل من العناصر الأخرى.

إذا تحدثنا عن طرق المكافحة ، فمن الضروري هنا التحقق من جودة الرقائق. ليس من الضروري استخدام مكبرات لهذا الغرض. من أجل إجراء مراقبة الجودة فيما يتعلق بالرقائق ، يتم استخدام الطريقة التي تم الاتفاق عليها بين مستهلك المنتج والشركة المصنعة. إذا كانت كتلة الدُفعة تصل إلى 20 طنًا ، فسيتم أخذ 10 عينات من المقاييس من أماكن مختلفة. إذا تجاوزت الكتلة 20 طناً ، فيجب أخذ 20 عينة من سطح الحديد الزهر.

الجودة الهيكلية

يجدر إضافة أن هناك تقسيمًا خاصًا من الحديد الزهر إلى أنواع مثل: أبيض ، رمادي ، مرن ، عالي القوة. يتم التقسيم إلى أنواع اعتمادًا على بنية المادة.

على سبيل المثال ، فئة الحديد الزهر الأبيض هي تلك الدفعة من المواد التي يكون فيها كل الكربون في حالة ارتباط كيميائيًا ، وله أيضًا مظهر السمنتيت. وبسبب وجود هذه المادة يتحول لون الحديد الزهر إلى اللون الأبيض ومن هنا جاءت تسميته.

إذا تحدثنا عن الحديد الزهر الرمادي ، فإن الجودة المميزة الرئيسية هنا هي الكربون ،والتي يتم تقديمها على شكل جرافيت على شكل ألواح أو رقائق منحنية. نظرًا للعدد الكبير من هذه العناصر ، فإن كسر الحديد الزهر له لون رمادي. يتم إنتاج سبيكة من الحديد والكربون بكميات كبيرة في الصين واليابان وروسيا والهند وكوريا الجنوبية وأوكرانيا.