Все многообразие компонентов шихты, используемых при плавке литейных сплавов, можно подразделить на первичные и вторичные металлы, флюсы и твердое топливо.
Первичные металлы получают из рудных материалов на металлургических заводах. В литейные цехи они поступают, как правило, в виде чушек или дробленых кусков.
Чушковые чугуны. В настоящее время в литейных цехах используются литейные и передельные доменные чугуны.
Чугуны литейные подразделяют на шесть марок по содержанию кремния. Наибольшее количество кремния содержится в чугуне марки Л1, наименьшее — в чугуне марки Л6.
В чугуне каждой из шести марок содержание марганца может быть разным в зависимости от группы, обозначаемой римскими цифрами от I до IV. Наибольшее количество марганца содержится в чугуне группы IV (от 0,9 до 1,5%), наименьшее — в чугуне группы I (до 0,5 %).
В чугуне каждой марки и группы содержание фосфора может соответствовать одному из пяти классов, обозначаемых буквами А, Б, В, Г и Д. В группах А, Б и В ограничивается максимальное содержание фосфора — до 0,08; 0,12 и 0,3 % соответственно. В чугуне группы Г допускается свыше 0,3 до 0,7 % Р включительно и в чугуне группы Д — свыше 0,7 до 1,2 % Р включительно.
Наконец по содержанию серы литейные чугуны делятся на четыре категории, обозначаемые арабскими цифрами 1, 2, 3 и 4. Самый чистый от серы чугун категории 1 содержит не более 0,02 % S, а в чугунах категории 4 ее содержание достигает 0,05 %.
В документе о качестве чугуна, прилагаемом к каждой поставляемой партии, указывается действительное содержание элементов, которое должно укладываться в допуски ГОСТ 4832—80.
Например, маркировка ЛЗ-И-Б-2 означает:
• чугун литейный марки 3 с содержанием кремния от 2,2 до 2,8 %;
• группа II — содержание марганца 0,3...0,5 %;
• класс Б — содержание фосфора до 0,12 %;
• категория 2 — содержание серы до 0,01 %.
Содержание углерода в литейных чугунах не оговаривается ГОСТом, однако чугуны всех марок должны поставляться с указанием его содержания в %.
Это объясняется чрезвычайно высокой интенсивностью процесса науглероживания металла в доменной печи, который не поддается регулированию и зависит от химического состава и температуры чугуна. Достаточно отметить, что в течение времени между выпусками чугуна, которое составляет от 1,5 до 3 ч, чугун в горне домны накапливается между кусками кокса. В результате этого содержание углерода в чугуне практически достигает концентрации насыщенного раствора. Эта величина определяется эмпирической формулой, согласно которой с увеличением содержания кремния в чугуне растворимость углерода в нем снижается. Однако по требованию заказчика чугун изготавливают с нормированным содержанием углерода — от 3,4... 3,9 % С в чугуне марки Л1 оно увеличивается до 3,9...4,4 % С в чугуне марки Л6.
По ГОСТ 4832—80 предусмотрены семь марок литейного чугуна, рафинированного магнием. Главное отличие этих чугунов состоит в пониженном содержании серы (0,005...0,01 %). Марка рафинированного чугуна начинается с букв «ЛР».
Передельно-литейные чугуны (ГОСТ 805—80) выпускаются марок ПЛ1 и ПЛ2. Как и литейные, передельно-литейные чугуны делятся на группы по марганцу, классы по фосфору и категории по сере. Передельно-литейные чугуны содержат меньше кремния, чем литейные чугуны, поэтому они дешевле литейных чушковых чугунов, но для их получения требуются добавки в шихту большего количества кремния в виде ферросилиция.
Для выплавки чугуна и стали в литейном производстве используются также передельные высококачественные чугуны марок ПВК1, ПВК2 и ПВКЗ, отличающиеся пониженным содержанием фосфора и серы.
Для производства прокатных валков согласно ОСТ 1465—80 предусмотрены две марки специального валкового чугуна — ЧВ1 иЧВ2.
Природнолегированные чугуны получили свое название потому, что руды некоторых месторождений железа содержат оксиды хрома, меди и Других металлов. В процессе доменной плавки на таких рудах оксиды металлов частично восстанавливаются и легируют выплавленный чугун. Содержание легирующих элементов в природнолегированных чугунах невелико (0,3...3%), поэтому присадка их в шихту позволяет получать низколегированные конструкционные чугуны при минимальном угаре легирующих элементов. Это особенно важно при плавке в печах с окислительной атмосферой.