Yoyli pech elektrodlari

Nazariy savollar
1. Pech vannasining chuqurligi qaysi formula orqali topiladi?
2. Yoyli pechlarda elektrodlar qanday joylashgan?
3. Fazalarni kuchlanishini taqsimlovchi koeffisiyenti qanday aniqlanadi?


5-MA’RUZA
Hozirgi zamon yoy pechlari. Ishchi qismining shakli va o’lchamlari.
Reja:
1. Elektr pechlarini turini belgilanishi.
2. Elektr pechlarning konstruksiyalari.
3. Elektr pechlarining ishchi qismining shakli va o’lchamlari.


Tayanch iboralar: Vakuumli pech, indiksion pech, induksion kanalli pech, induksion tigelli pech, elektr pechlar, qarshilik pechlari, yoyli pechlar, shlak qayta eritish plazmali pechlar, ferroqotishma , cho’yan ishlab chiqarish

Eritish pechlarning belgilash va ularning tuzilish konstruksiyasi.

MDX mamlakatlarida eritish pechlarning belgilashda quyidagi turi qabul qilingan.
Birinchi harf pechning turi: D-yoyli; И-ind; C-qarshilik; P-sxemasining tiklanish pechi; X-elektron nurli; Ш-eritish shlak pechi. Eritish pechlarga ikkinchi harf ishlab chiqarilgan metallni belgilaydi: A-alyuminiy va ularning; Б-bronza; V-Mg; D-Mo; K-Zr; Л-latun; M-mis va ularning quymalari; H-Nb; O-qalay, qo’rg’oshin babbit; P-W; C-po’lat va qiyin eriydigan eritmalar; T-Ti va shlaklar; X-Ta; У-rux; Ч-cho’yan. Uchinchi harf pechning asosiy konstruktiv ajralib turadigan xususiyat belgilab po’lat erituvchi yoyli pechlar: П-pech (3) aylanuvchi quvvat; B-chiqadigan pechning kojuxi; induksion pechlarga: K-kanalli; T-tigelli.
Qarshilik pechlarga: T-tigelli; K-kamerli; Б-doira shakldagi.
Vakuum, yoyli va induksion pechlarga:
B-vakuum; elektron nurli pechlarga: П-erituvchi.
Oxirgi harfdan keyingi raqamlar pechlarning tonnadagi hajmi belgilanadi. Qarshilik pechlari uni asosiy konstruktiv ajralib turadigan xususiyatlari ishlab chiqarishdagi hajmni xaroratlari, ularning tax ishchi τ⁰ ni va boshqa xususiyatini hisobiga olgan holda murakkab belgilash sistemasi qo’llanadi.
Po’lat va ferroqotishmalar ishlab chiqarishga mo’ljallangan bir qancha pechlarning keltiramiz:
DSP-100 – hajmi 100 tonna bo’lgan aylanuvchi quvvati EE Pech.
IST-1 – hajmi 1 tonna bo’lgan induksion tigelli po’lat erituvchi pech;
ICHT-6 – hajmi 1 tonna bo’lgan induksion cho’yan erituvchi tigelli pech.
Boshqa kerak bo’lgan ma’lumotlari maxsus adabiyotda keltirilgan bo’lgan.
Induksion pechda cho’yan suyumantirishning fizik- kimyoviy xususiyatlari. Vagrankalar va yoy pechlaridan farkli o’laroq indukstion pechlarda suyuqlantirish oldingi suyuqlantirishdan qolgan suyuq metallga shixta yuklab olib boriladi. Shu sababli shixtaning qizishi va suyuqlanishi uning komponentlarining suyuq metallda erishiga bog’liq. Bunda fazalar orasida massa ko’chirish va issiqlik faqat qizitishga emas, balki eritishga ham sarflanishi sodir bo’ladi.
Tigelning o’rta qismida haroratlarning taqsimlanishiga ta’sir qiladigan devor oldi aralashtirish zonasida yuqorigi va pastki konturlar orasida «o’lik» zona hosil bo’lishi hisobiga haroratning mahalliy ortishi sodir bo’ladi. Yuqori haroratli zonaning mavjudligi tigel reakstiyasining ketishiga ta’sir qiladi
2> +[2S] = [Si] +{2S0}.
Bu reaksiyaning ketishi, shuningdek uglerod va boshqa elementlarning erishi indukstion pechda suyuqlantirishning o’ziga xos xususiyati hisoblanadi. Uglerodning erishi ancha issiqlik yutilishi, kremniyning erishi esa issiqlikning ajralishi bilan sodir bo’ladi. Binobarin, indukstion pechlarda energetik jihatdan olganda kam kremniyli shixta materiallaridan foydalanish, undagi kremniy miqdorini esa ferroqotishmalar yordamida talab etilgan miqdorgacha etkazish foydalidir.
Elementlar kuyindisi va o’tga chidamli qoplamasi kislotali bo’lgan indukstion pechda butun suyuqlantirish jarayoni tigel reakstiyasining muvozanatda bo’lishi bilan chambarchas bog’langan. Indukstion pechda tarkibida kremniy kam bo’lgan va uglerod miqdori ko’p bo’lgan cho’yan suyuqlantirilsa s va si ning ayni konstentrastiyalari uchun muvozanat haroratiga erishilganda tigel reakstiyasi boshlanadi, bu esa pech tigelining ko’p eyilishiga olib keladi. Shuning uchun koplamasi kislotali pechda suyuqlantirish harorati rejimini o’ta qizdirilayotgan suyuq cho’yanning kimyoviy tarkibiga qarab tanlash zarur.
Induksion pechda suyuqlantirish texnologiyasi. Induksion pechda suyuqlantirish texnologik jarayoni shixtani yuklash, uni qizdirish va suyuqlantirish, o’ta qizdirish, uglerodlash va cho’yanning kimyoviy tarkibini berilgan tarkibga etkazish, shuningdek termovaqt ishlov berishni (saqlab turish) o’z ichiga oladi. Yuklanadigan shixta qisman suyuqlanmaga botirilib elektr o’tkazadigan sidirg’a muhit hosil qilinadi va bu muhitda induktor bilan uyurma toklar hosil qilinadi. Suyuq metallga (oldingi suyuqlantirishdan qolgan «batqoq» deb ataladigan qoldiq) shixta shuning uchun ham botirib yuklanadiki sanoat chastotali elektr tokidan foydalanilganda shixtaning diskret elementlarida uyurma toklarni hosil qilish kam samara berar ekan, chunki ular metallni qizdiradi va u suyuqlanadi.
«botqoq» massa pechdagi metall umumiy massasining 50 % ini tashkil qilishi mumkin va tegishlicha suyuqlantirish davrlarining davomiyligiga ta’sir qiladi. «batqoq» qa yuklash bir necha bosqichda amalga oshirilishi mumkin. Masalan, sig’imi 12 t bo’lgan pechda va sig’imi 5 t bo’lgan «botqoq»da suyuqlantirganda quyidagi ketma- ketlikka va davrlarning davom etishiga rioya qilinadi: 5 - 6 t shixtani yuklash (qaytarishdan tashqari) 15 min, suyuqlantirish 1 soat 5 min, kimyoviy tarkibni me’yoriga etkazish 40 min, qaytarilgan cho’yanni (2t) yuklash 10 min, qaytarilgan metallni suyuqlantirish 15 min, haroratiga ko’ra me’yoriga etkazish va toshqolni nasos bilan chiqarib tashlash 25 min. Shunday qilib, pechning bir soatdagi ish unumi uning sig’imining taxminan 1/3 ini tashkil qiladi.
Shixtani qizdirish va suyuqlantirish vaqtida temir oksidlanadi. Havo kislorodi temir aralashmalarini ham oksidlaydi. Temir, kremniy va marganest oksidlari toshqol hosil qiladi.
Induksion pechlarda cho’yanni suyuqlantirishda g’eo dan temirni tiklash uchun karbyurizator sarflash va ferroqotishmalarni tejash maksadga muvofiqdir. Suyuqlantirishni suyuqlanma tarkibida kremniy va marganest miqdori kam va uglerod miqdori ko’p bo’lganda amalga oshirish lozim. Buning uchun karbyurizatorni tigel tubiga, ferrosilistiy va ferromarganestni esa suyuq cho’yan suyuqlangandan va o’ta qizdirilgandan keyin uning ustiga tashlash zarur. Tarkibida uglerod bo’lgan fs75 va fmn5 qo’shilmalarni yuklagichga yuklaganda s, si va mn larning kuyindilari tegishlicha 18—25; 30—32 va 52—55 % ni tashkil qiladi. Agarda karbyurizator tashlansa, fs75 va fmn5 lar pech 1550°s gacha qizdirilib va 1440 - 1460°s gacha sovutilgandan keyin qo’shiladi, bunda s kuyindisi 30—35% gacha ortadi, si va mn kuyindisi esa tegishlicha 5 - 7 hamda 18 - 24 % gacha kamayadi; shu boisdan, shuningdek komponentlarning suyuqlanish, issiqlik effektlarini hisobga olib, birinchi navbatda karbyurizator va po’lat siniqlarini, ular suyuqlangandan keyin esa cho’yanning siniq parchalar hamda qaytgan cho’yanni tashlash lozim. Ferroqotishmalar eng oxirida (me’yoriga etkazish uchun) qo’shiladi.
Induksion pechda suyuqlantirishda toshqollar qovushoqligi katta bo’ladi, chunki ularning tarkibida 60—70 % sio₂ bor va harorati past bo’ladi, bu esa toshqol bilan birgalikda metallning ko’p isrof bo’lishiga olib keladi. Ularning tarkibi suyuqlantirish rejimi, elementlarning kuyishi va oksidlarning o’tga chidamli qoplam yuza qatlamidan toshqolga o’tishiga bog’liq. Toshqollarning kislotaliligi suyuqlantirish boshidagi 0,9 - 1,1 dan harorat 1500°s ga ko’tarilganda 6- 8 gacha ortadi. Toshqoldagi temir oksidlarining miqdori 40 dan 10 % gacha kamayadi, sio₂ ning miqdori esa 40 dan 70 % gacha ortadi. Qolgan komponentlarning miqdori deyarli o’zgarmaydi (2 - 3% sao; 0,5 - 2,5% mn; 7 - 14% al₂o₃). Sio₂ miqdorining ortishi past haroratga ega bo’lgan sio₂ • p g’eo - n mno tipidagi murakkab birikmalarni hosil bo’lishi hisobiga, uning o’tga chidamli qoplamdan o’tishi, shuningdek g’eo ning kamayishi hisobiga uning toshqoldagi solishtirma ulushini ortishi bilan tushuntiriladi. Cho’yanning uglerodlanishi va uni ma’lum kimyoviy tarkibgacha etkazish indukstion pechda cho’yan suyuqlantirish operastiyalaridan eng muhimi hisoblanadi. Indukstion pechda cho’yan suyuqlantirishni yakunlovchi operastiyasi termovaqt ishlov berishdir. Bu operastiya suyuqlanmani gomogenizastiyalash va dastlabki shixta materiallarining zararli irsiy ta’sirini kamaytirish maqsadida bajariladi. Termovaqt ishlov berish tigel reakstiyasining muvozanat haroratidan 50°s ortiq haroratda tutib turishdan iboratdir. Tutib turish 5 min. Dan (sch 20 cho’yani uchun) 20 min. Gacha (sch 45 cho’yan uchun) davom etadi.
Birlamchi agregatlarda (v, dp, itp) sodir bo’ladigan barcha jarayonlar monoprostesslar vositasida suyuqlantirishning tegishli metodlari uchun yuqorida ko’rib o’tilganlarga aynan o’xshashdir. Ikkilamchi agregatlarda (dp, itp, ikp) cho’yan kimyoviy tarkibining o’zgarishi suyuq metallni toshqol va pech qoplamasi bilan o’zaro ta’siriga bog’liq. Aru bilan dupleks yoki tripleksda barcha jarayonlar birlamchi agregatlar va kutish pechida o’tadi. Aru da kimyoviy tarkib deyarli o’zgarmaydi.
Dupleks-prostesslar kimyoviy tarkibni g’oyat sezilarli darajada o’zgarishi va hatto qattiq shixta materiallarini (masalan, qaytgan cho’yan va vch ni suyuqlantirishdagi boshqa chiqindilar) qo’shib amalga oshiriladi. Bunday jarayonlar faqat dp va itp da amalga oshirilishi mumkin. Bunday holda suyuqlantirish jarayoniga qattiq shixtani suyuq quyim bilan qisman almashtirgandagi monoprostess kabi ko’rib chiqish lozim, bu esa indukstion pechda suyuqlantirishda monoprostess uchun ham xosdir.
Shixta va boshqa qo’shilmalar kiritilmaydigan dupleks-prostessda kimyoviy tarkibning o’zgarishi quyindi, shuningdek elementlarning qurumi va suyuq metall porstiyasining quyilishi va olinishiga bog’liq.
Birinchi dupleks-prostess uchun vagrankaning yoy pechi bilan birga qo’shilishidan foydalanilgan edi. U bir necha o’n yillar muqaddam bolg’alanuvchan cho’yani (kch) ni suyuqlantirishda qo’llanila boshlangan. Bu dupleks- prostess vositasida suyuqlantirish texnologiyasi quyidagidan iborat: shay qilib qo’yilgan yoy pechi qoliplariga quyib chiqishdan 1 - 2 soat oldin vagrankadan suyuq cho’yan quyiladi. Chiqindilardan foydalanilganda sharsimon grafitli cho’yan (vch ishlab chiqishda amalda qo’llaniladi) ular pech tubiga to vagranka cho’yani oqib tushmaguncha yuklanadi. Cho’yan yoy pechiga quyilgandan keyin me’yoriga etkazish davrida monoprostess olib borilishiga o’xshash olib boriladi. Yoy pechlarida cho’yanni kimyoviy tarkibi o’zgarishi tufayli uni ekspress-analiz natijalariga ko’ra korrektirovka qilish zarur.
Kanalli pechlardan foydalanilganda cho’yanning kimyoviy tarkibi deyarli o’zgarmaydi.
Dupleks-prostess vagranka-kanalli indukstion pech jahon amaliyotida keng tarqalgan. Bu pech rossiyadagi zil, gaz va boshqa zavodlarda joriy qilingan. Bunday suyuqlantirish usulini tarkibi va harorati bo’yicha turg’un bo’lgan katta hajmdagi metall talab etiladigan hollarda, masalan, avtomobillar va traktorlar ko’plab ishlab chiqiladigan stexlarda qo’llash maqsadga muvofiqdir.
Kanalli pechlarda cho’yan odatda belgilangan tarkibgacha etkazilmaydi. Undan fakat suyuq cho’yan tarkibini o’rtacha hisobga keltirish va qizdirish uchun foydalaniladi. Zarur bo’lganda qo’shilmalar uzatish kovshlari yoki tarnovga kiritiladi. Cho’yanni tarkibi va harorati bo’yicha o’rtacha hisobga kelirilishini ta’minlash uchun uning miqdorini doimo pech hajmining 2/3 qism baravar qilib saqlab turish zarur.
Bunday dumpleks-prostesslarda ko’pchilik hollarda bitta kanalli pech bilan ishlaydigan ikkita vagranka ishlatiladi. Suyuqlantirish kompaniyasi uzoq vaqt davom etadigan (bir hafta va undan ortiq) yangi vagranka odatdagi ikkita vagrankaning o’rnini bosadi.
Suyuq cho’yanni kanalli indukstion pechga uzatishda toshqolni sinchiklab ajratib olish kerak. Agar unga toshqol tushsa qoplamaning eyilishi keskin ortadi. Kanalli pechda to’planib qolgan toshqolni vaqti-vaqti bilan chiqarib tashlash zarur.
V-itp dupleks-prostess ham mashinasozlik zavodlarining qo’yish stehlarida keng tarqalgan. Tigelli indukstion pechlarni ikkilamchi agregatlar sifatida qo’llanilishi smena davomida cho’yanning bir nechta markasini olish imkonini beradi. Bu pechlarda ferroqotishmalar, karbyurizatorlar yoki po’lat chiqindilari qo’shib cho’yan tarkibini korrektirovka qilish oson bo’ladi.
Itp — ikn dupleks-prostessda cho’yan mayda po’lat siniklari va chiqindilari asosida shixtalardan olinadi. Bu prostess tigelli indukstion pechlarning texnologik afzalliklaridan foydalanishga imkon beradi.
Vaz da kulrang cho’yan ishlab chiqarishda tigelli sig’imi 25 t bo’lgan indukstion pechdan va sig’imi 45 t bo’lgan kanalli pechdan iborat dupleks-prostessdan foydalaniladi. Shixta sifatida ishlab chiqarish chiqindilari quyish stehida qaytarilgan metall va oz miqdorda quyiladigan cho’yandan foydalaniladi. Metall bitta pechdan boshqasiga tarnov yordamida uzatiladi. Shixtaning o’rtacha kimyoviy tarkibi (%) s - 2,179; si - 2,078; mn - 0,624; s - 0,05; r - 0,058; sr - 0,184; sn - 0,035; ni-0,0183; su - 0,089. Suyuqlantirish operastiyasi taxminan 3 soat davom etadi. Butun quyma massasi taxminan 26 t ni tashkil qiladi. Yuklashni boshlagandan keyin 3 soatu 25 minut o’tgach 20 t cho’yan kanalli pechga qayta quyiladi. Bu cho’yanning tarkibi (%): s - 3,35; si - 1,97; mn - 0,61; s - 0,045; r - 0,05; sr - 0,15; sn - 0,038; ni - 0,29. Suyuqlantirish toshqoli tarkibida g’e₂o₃ - 42%; sio₂ - 42—53% va mno - 4,5—5,2 % bo’ladi.
Saqlab turish kanalli pechida cho’yanning kimyoviy tarkibi deyarli o’zgarmaydi: s - 3,325 dan 3,33% gacha; si — 1,935 dan 1,90 % gacha; mn — 0,595 dan 0,59 % gacha. Tigelli pechdan 20 t metallni kanalli pechga qo’ygunga qadar kanalli pechda suyuq metall qoldig’i (20 t ga yakin) bo’ladi.
Yop - itp dupleks-prostess ham vaz da qo’llaniladi. Bu erda qattik shixta suyuqlantiriladigan 40 t sig’imli yoy pechi o’rnatilgan. Bu tigelli indukstion pechlarda metall zarur bo’lgan kimyoviy tarkibgacha etkaziladi va quyish jarayonida yuqori haroratda saqlab turiladi, kulrang cho’yan (sch), bolg’alanuvchan cho’yan (kch), sharsimon grafitli cho’yan (vch) larni suyuqlantirib olish uchun tarkibida asosan po’lat chiqindilari va qaytarilgan metall, shuningdek 11 % gacha quyma cho’yan (sch uchun) va turli qo’shimchalar (fs, fmn, grafit) bo’lgan shixtalardan foydalaniladi.
Grafitni ancha to’la o’zlashtirish va tigelli pechga quyishda yo’qotiladigan issiqlik to’ldirish uchun cho’yanni pechdan quyish kovshlariga uzatishda harorat qo’shimcha 50°s ga o’ta qizdiriladi. O’ta qizdirish harorati 1520 - 1580°s atrofida o’zgaradi.
Kimyoviy tarkib kremniy va marganest bo’yicha yoy pechida, uglerod bo’yicha metall qabul qilgichga grafit kiritib metallni indukstion pechga berishda tashib qo’yiladigan tarnovni korrektirovka qilinadi.
Itp — yop dupleks-prostessdan cho’yanni chuqur desulfurastiya qilish zarur bo’lganda foydalaniladi. Gazda bu jarayon sharsimon grafitli juda mustahkam cho’yandan tirsakli vallar ishlab chiqarishda qo’llaniladi. Cho’yanni suyuqlantirish uchun sanoat chastotali icht-12 tigelli indukstion pechlaridan, desulfurastiyalash uchun esa asosli qoplamaga ega bo’lgan dchm- 10 yoy pechidan foydalaniladi.
Yop-yop dupleks-prostess kamaz da qo’llaniladi. Cho’yan sig’imi 50 tonnali yoy pechlarida suyuqlantiriladi va sig’imi 75 t bo’lgan xuddi shunday pechlarga qayta quyiladi. Pechda berilgan kimyoviy tarkibli suyuqlantirilgan cho’yan olinadi. Masalan, sch-20 uchun quyidagi tarkibdagi cho’yan olinadi (%): s=3,3—3,45; 1,95—2,10; mn 0,5—0,7; s=0,1; r=0,2; s=0,2—0,4; ni= 0,1 - 0,2. Shixta sifatida asosan qaytarilgan metall va po’lat chiqindilari, shuningdek 10—15% quyma ko’rinishidagi cho’yan hamda 10 % ga yaqin cho’yan siniqlaridan foydalaniladi.
Suyuqlantirish asosli toshqollarda olib boriladi. Nisbat sao/sio₂ 0,9 - 1,2 chegarada saqlab turiladi. Cho’yan harorati 1430 - 1450°s ga etganda kimyoviy analiz qilish uchun namuna olinadi. So’ngra cho’yan 1540 - 1560°s gacha o’ta qizdiriladi, toshqol nasos bilan so’rib olinadi va cho’yan kovshga quyuladi. Agar kimyoviy analiz berilgan qiymatga to’g’ri kelmasa, unda zarur bo’lgan ko’shilmalarning hisobiy miqdori kiritiladi. Kutish pechiga 60—80 kg kvarst kumi yoki shamot siniqlari, 40 - 50 kg ohaktosh va 20 - 30 kg koks solinadi.
Saqlab turish pechlarida cho’yan harorati, uning kimyoviy tarkibi va oqartirilish darajasi nazorat qilib turiladi. Pechdan chiqayotgan cho’yan harorati 1440 - 1480°s, kimyoviy tarkibi esa talab etilganiga muvofiq bo’lishi kerak.
Amalda suyuqlantirish pechlarining aniq ishlab chiqarish sharoitlariga to’g’ri keladigan boshqa qo’shilmalari ham uchraydi. Dupleks-prostess domna pechi elektr pechdan foydalanishning eng samaralisidir.