В качестве примера приведен поверочный расчет шихты для плавки серого чугуна (СЧ специальный) для поршневых колец автомобиля КамАЗ.
Бланки таблиц с надписями, выделенными жирным шрифтом, являются своего рода алгоритмом действий расчетчика.
Ограничения по химическому составу могут назначаться:
• по максимально допустимому пределу содержания для вредных примесей в виде неравенства (в данной марке чугуна— для S и Си);
• по среднему значению допустимого интервала содержания легирующего элемента в виде равенства (для Si, Mn, Р, Сг);
• по нижнему и верхнему пределам в виде двух неравенств (как это сделано для углерода С).
В список компонентов шихты введен литейный рафинированный чугун в связи с требованием пониженного (до 0,03 %) содержания серы в специальном чугуне. Ограничение на его содержание — 0,338 (33,8%) должно обеспечить стабильность состава и свойств чугуна в отливке.
Количество собственного возврата — 0,4 (40 %) характерно для таких мелких отливок, как поршневые кольца, и соответствует балансу металла в цехе. Химический состав возврата взят по средним значениям допустимых содержаний элементов в отливке.
В список компонентов внесены ферросплавы — носители каждого из элементов чугуна. Науглероживатель — стружка графитная — взят, как это принято, сверх 100 % состава металлической части шихты, поэтому сумма массовых долей компонентов шихты больше единицы (на величину ожидаемого количества науглероживателя. По результатам предварительного расчета эта величина будет при необходимости уточнена.
Цены на шихтовые материалы приняты с большой степенью условности, что объясняется инфляцией и рыночными отношениями в стране.
Сопоставление полученных результатов с заводскими расчетами, выполненными методом подбора, показывает, что:
• содержание углерода в заводской шихте ниже минимального с учетом угара;
• содержание кремния и хрома выше оптимального;
• не учтен угар серы в основной печи;
• стоимость шихты заводского состава была бы при принятых Ценах компонентов равна 2833 руб./т, т.е. на 102 руб. выше оптимальной.
Рассмотренный пример показывает очевидные преимущества расчета шихты на ЭВМ по сравнению с методом подбора.
Расчет шихты для плавки стали или цветных сплавов иногда проводят по уточненной методике. Необходимость этого уточнения связана с тем, что величина угара одного и того же элемента зависит от его Концентрации в компоненте шихты. Согласно закону Действующих масс, чем выше эта концентрация, тем больше величина угара. Поэтому расчет состава шихты при плавке на разнородных компонентах (стружке, чушковых сплавах и лигатурах) проводят не по средним величинам угаров элементов, а по их конкретным значениям для каждого из компонентов. В этом случае в расчет принимается приведенное содержание данного элемента в данном компоненте шихты, определяемое по формуле.
Полученные таким образом приведенные содержания элементов заносят в список компонентов шихты.