La prepararea încărcăturii ar trebui să se țină seama de costul acesteia, iar din variantele posibile ar trebui selectată compoziția chimică cea mai economică și constantă a metalului.
Conținutul de carbon al fontei brute din furnal depinde de conținutul de deșeuri de oțel din încărcătură. Cu cât este mai mult oțel în încărcătură, cu atât conținutul de carbon este mai scăzut. În creuzetul cuptorului de sub tuyere (în cazul cuptoarelor fără piggy bank) există o anumită saturație a fontei brute cu carbon și cu cât este mai semnificativă, cu atât creuzetul este mai înalt, deoarece crește timpul de ședere a fontei brute în contact cu cocsul.
Prin urmare, fonta brută obținută din cuptorul fără bancă de porci, deci din cuptorul cu vatră mai înaltă, conține mai mult carbon decât în cuptorul cu bancă de porci, iar pentru a obține fonta brută cu același carbon în topirea fără bancă de porci este nevoie de mai multe deșeuri de oțel în încărcătură.
Pentru a determina cantitatea exactă a fiecărei componente a încărcăturii, este necesar să se efectueze un calcul, după selectarea prealabilă a compoziției chimice a fontei pentru piese turnate și a compoziției încărcăturii.
În practică, calculul încărcăturii pentru producția de fontă cenușie obișnuită se efectuează pe baza conținutului de siliciu și mangan, iar în producția de piese turnate de înaltă calitate și a conținutului de fosfor și a unor elemente de aliere (crom și nichel) prin selectarea componentelor încărcăturii. Calculul conținutului de carbon din fonta brută nu se efectuează de obicei, iar conținutul de deșeuri de oțel este atribuit inițial în conformitate cu conținutul de carbon pentru o anumită calitate de fonta brută (GOST 1412-85), iar apoi specificat în funcție de rezultatele analizei rapide.
Mai jos sunt prezentate exemple de calcul al încărcăturii.
Exemplul 1
Calcularea încărcăturii pentru clasa de fontă СЧ25 (cea mai ridicată din punct de vedere al proprietăților mecanice, care poate fi obținută fără modificări și direct din cuptor).
- furnal cu pușculiță;
- conținutul principalelor elemente în medie (%): carbon — 3,2; siliciu — 1,6; mangan — 0,8;
- cantitatea de randamente proprii (conform balanței) 30 %.
Pentru a obține conținutul de carbon necesar, presupunem un conținut de oțel de 15 % în încărcătură; conținutul de fontă brută este de 35 %. Restul de 20 % reprezintă fier vechi provenit din surse externe. Ca fontă brută, luăm fontă brută de turnătorie de clasa L5 din grupa II și fontă brută refolosită de clasa M2.
Tabelul 3.6 prezintă calculul taxei. După cum se poate observa din tabel, împreună cu taxa se introduce doar aproximativ 1,3 % siliciu, față de 1,6 % specificat în turnare. Cantitatea lipsă de siliciu (aproape 30 % din cantitatea totală) trebuie compensată prin adăugarea de ferrosiliciu de clasa FS18 sau FS25.
Exemplul 2
Calcularea încărcăturii de fontă clasa CH18 pentru piese turnate de dimensiuni mici și medii.
- cuptor fără pușculiță;
- extracția se realizează cu cazane mici (capacitate mai mică de o cazană);
- conținutul de elemente principale în medie (%): carbon — 3,4; siliciu — 2,0; mangan — 0,7.
Din cauza absenței unui piggy bank și a extracției în cazane mici, conținutul de siliciu al principalelor componente ale încărcăturii (inclusiv monoxidul de carbon) trebuie să fie cât mai apropiat posibil de compoziția specifică a metalului din piesele turnate. Această condiție este îndeplinită de compoziția încărcăturii cu utilizarea fontei de tip LKZ în proporție de 40 %, cu un conținut de siliciu de 2,6 și un conținut de mangan de 0,7 %. Conținutul de deșeuri de oțel în încărcătură este cel mai ridicat — până la 10 % (tabelul 3.7). Cantitatea lipsă de siliciu din încărcătură este de 0,20 % și poate fi compensată printr-un mic adaos de ferrosiliciu FS25.
Utilizarea fontei brute cu un conținut mai ridicat de siliciu, de exemplu L1, L2, ar permite să se renunțe complet la feroaliaje, dar fonta brută cu conținut ridicat de siliciu nu poate fi recomandată din cauza incluziunilor de grafit mai mare („speli”).
