鑄鐵平臺從配料到孕育處理熔煉過程要注意哪些
2019年04月19日
新聞詳情
鑄鐵平臺配料與熔煉
1.1增碳劑(ji)加廢鋼(gang)生產合(he)成(cheng)鑄鐵(tie)
鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)和(he)性(xing)能很大(da)(da)程(cheng)度上取決于原材料的(de)(de)(de)(de)(de)微觀組(zu)織(zhi)和(he)質量。生鐵(tie)中存在具有遺(yi)傳性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)粗(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)共(gong)晶(jing)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)，在熔化(hua)過(guo)程(cheng)中難以完全(quan)xiaochu，使凝固過(guo)程(cheng)中產生的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)化(hua)膨脹作(zuo)用(yong)削弱，鑄(zhu)鐵(tie)平臺(tai)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)(de)(de)致密性(xing)降低，鐵(tie)液收縮傾向(xiang)zengda，同時粗(cu)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)還(huan)加大(da)(da)對基體的(de)(de)(de)(de)(de)割(ge)裂(lie)作(zuo)用(yong)，降低材料的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能。
隨著鑄造技術的發展，越來越多的鑄鐵平臺,鑄鐵平板鑄造企業采用全廢鋼，用增碳方法調整碳量的合成鑄鐵冶煉方法。廢鋼的價格較生鐵便宜，而且在相同的化學成分下能獲得 的力學性能。
(1)采用未(wei)經(jing)過(guo)高溫石(shi)墨化的(de)(de)(de)增碳(tan)(tan)劑(ji)，這種(zhong)增碳(tan)(tan)劑(ji)中雜質多，灰分(fen)多，并且需要較長的(de)(de)(de)時(shi)間才能擴散(san)到鐵(tie)液中。如果熔煉時(shi)間短， 會(hui)出現假增碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)效(xiao)果，即爐內(nei)鐵(tie)液的(de)(de)(de)上部分(fen)碳(tan)(tan)含量(liang)在范(fan)圍內(nei)，下部分(fen)碳(tan)(tan)含量(liang)低于范(fan)圍，這種(zhong)鐵(tie)液澆(jiao)注鑄鐵(tie)平臺鑄件(jian)，很(hen)容易出現縮松。經(jing)過(guo)高溫石(shi)墨化處(chu)理的(de)(de)(de)增碳(tan)(tan)劑(ji)，碳(tan)(tan)原(yuan)子從原(yuan)來的(de)(de)(de)無序排(pai)列狀態過(guo)渡到片狀石(shi)墨的(de)(de)(de)有序排(pai)列狀態，片狀石(shi)墨才能成為石(shi)墨形(xing)核(he)的(de)(de)(de)好核(he)心，從而cujin石(shi)墨化。
(2)未(wei)經過(guo)高(gao)(gao)溫石墨化的增(zeng)(zeng)碳劑含有較高(gao)(gao)的氮(dan)和硫，會使鐵液中(zhong)(zhong)氮(dan)的含量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加，生(sheng)產合成鑄鐵時加入大(da)量(liang)(liang)(liang)廢鋼(gang)(gang)，廢鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)也含有大(da)量(liang)(liang)(liang)的氮(dan)，使鐵液中(zhong)(zhong)氮(dan)含量(liang)(liang)(liang)升高(gao)(gao)，當(dang)(dang)鐵液中(zhong)(zhong)氮(dan)的含量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.01，有可能導致形(xing)成氮(dan)氣孔缺陷(xian)，尤其是(shi)當(dang)(dang)氮(dan)含量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.014時 甚。
碳化硅的使用(yong)
鑄鐵熔煉時加入碳化(hua)硅，對于(yu)灰(hui)鑄鐵，由于(yu)非(fei)平衡(heng)石墨的預孕(yun)育作用，可(ke)以提高(gao)共晶團大量形成與(yu)生(sheng)長的溫度（減小相(xiang)對過(guo)冷度），有(you)利于(yu)形成A型石墨；還可(ke)以因晶核數量增多(duo)，使片狀石墨細小，提高(gao)石墨化(hua)程(cheng)度減少白口(kou)傾向(xiang)，從(cong)而提高(gao)力學(xue)性能。
在(zai)灰鐵(tie)、球鐵(tie)和可鍛鑄(zhu)鐵(tie)方面(mian)，都是(shi)通過(guo)SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個(ge)反應(ying)，用SiC來(lai)降低FeO和MnO在(zai)渣(zha)中的含量，從而凈化鐵(tie)液。
由(you)于(yu)(yu)碳(tan)化硅(gui)的(de)熔點較高，加入(ru)碳(tan)化硅(gui)的(de)時間是關鍵，如果加入(ru)太(tai)晚，碳(tan)化硅(gui)未(wei)全部進行熔解擴(kuo)散，其中(zhong)未(wei)熔融(rong)的(de)碳(tan)化硅(gui)會以顆粒狀的(de)形態存在于(yu)(yu)鐵(tie)液(ye)中(zhong)，在鐵(tie)液(ye)澆注后(hou)反(fan)而會形成渣眼；如果加入(ru)時間太(tai)長，鐵(tie)液(ye)經過長時間的(de)熔煉(lian)后(hou)，碳(tan)化硅(gui)所形成的(de)形核(he)也(ye)會慢慢消失，只能起到簡(jian)單的(de)增硅(gui)作用。因此建議，碳(tan)化硅(gui)的(de)加入(ru)時間好是在中(zhong)頻(pin)爐熔融(rong)1/3爐料(liao)時，并(bing)且爐料(liao)已經化清(qing)時加入(ru)，伴隨著鐵(tie)液(ye)的(de)攪拌作用，碳(tan)化硅(gui)的(de)擴(kuo)散效果會 。
鑄鐵(tie)平臺(tai)鐵(tie)液的(de)過熱和高溫(wen)靜置(zhi)
在一定(ding)范圍內提高(gao)(gao)鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)平(ping)臺(tai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)溫度(du)，延長(chang)(chang)高(gao)(gao)溫靜置(zhi)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)，都會(hui)導致鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)石(shi)墨及基(ji)體組(zu)織的(de)(de)(de)(de)細化(hua)(hua)，使鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)平(ping)臺(tai)強度(du)提高(gao)(gao)；另(ling)外，高(gao)(gao)溫鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)在一定(ding)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)下靜置(zhi)，由于氧化(hua)(hua)渣(zha)的(de)(de)(de)(de)密度(du)比鑄鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)密度(du)小(xiao)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)渣(zha)隨著鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)翻滾(gun)，會(hui)浮到(dao)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)表面，通過(guo)(guo)(guo)出爐前扒渣(zha)處理，可以(yi)減少鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)渣(zha)，凈化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)。但過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)溫度(du)過(guo)(guo)(guo)高(gao)(gao)，以(yi)及過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)時(shi)(shi)間(jian)(jian)過(guo)(guo)(guo)長(chang)(chang)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)核心 會(hui)消(xiao)失，zengda原鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)白(bai)口傾向。我公(gong)司嚴格實(shi)施鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)工藝，經過(guo)(guo)(guo)長(chang)(chang)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)探索和(he)經驗總(zong)結，認(ren)為感應(ying)電(dian)爐中(zhong)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)溫度(du)控(kong)制在1500℃-1530℃，過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)時(shi)(shi)間(jian)(jian)為5分鐘(zhong)-10分鐘(zhong)為佳，此(ci)時(shi)(shi)澆注的(de)(de)(de)(de)鑄件(jian)石(shi)墨細小(xiao)，組(zu)織致密。
鑄鐵平臺孕育處理的目的是增(zeng)加形核核心、cujin石墨(mo)化、降低白口傾向。
2.1出爐孕育(yu)
出爐孕(yun)育是鐵(tie)水出至轉(zhuan)運包1/4時隨流沖入硅鋯孕(yun)育劑。鋯在(zai)鐵(tie)液(ye)中能生成ZrC、Al3Zr、ZrN，增加析(xi)出和(he)細化(hua)奧氏體(ti)枝晶(jing)，增加石墨結晶(jing)核心(xin)cujin鐵(tie)液(ye)石墨化(hua)，cujin穩定獲(huo)得(de)鐵(tie)素(su)體(ti)基(ji)體(ti)，提高鑄(zhu)鐵(tie)的強度。
2.2隨流孕育(yu)
孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退是孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理過程不(bu)容忽視的(de)問(wen)題，相比出(chu)爐孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，隨流孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)鐵液溫度較(jiao)低且孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)時間延后，從而明(ming)顯減(jian)少孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退現象，提高孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效(xiao)果。對(dui)于致密性要求高的(de)發動機缸(gang)體(ti)缸(gang)蓋灰鑄鐵鑄件，一般選擇0.05-0.1的(de)硅鍶孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑。硅鍶孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑能夠youxiaocujin共(gong)晶石(shi)墨化、減(jian)少鐵液的(de)白口，但不(bu)增加共(gong)晶團(tuan)數(shu)，不(bu)增加鐵液的(de)縮松傾(qing)向(xiang)，對(dui)降低鑄件滲漏具有(you) 的(de)作用。
結論：
3.1冶(ye)金(jin)質(zhi)量是生產鑄鐵平臺(tai)的(de)根本保障，形核核心是衡(heng)量冶(ye)金(jin)質(zhi)量的(de)重要指標。
3.2感應電爐(lu)中加入一定量的(de)(de)碳化(hua)硅作為(wei)預處理劑，增(zeng)加鐵(tie)液中的(de)(de)形核核心，降(jiang)低(di)白口傾向，并(bing)且能(neng)減少鐵(tie)液中的(de)(de)氧化(hua)渣，起到凈化(hua)鐵(tie)液的(de)(de)作用。
3.3生產合(he)成鑄鐵時(shi)，一定(ding)要選用(yong)經過高溫石墨化的增碳劑(ji)，并對廢(fei)鋼的來源(yuan)進(jin)行嚴格管控。
3.4大(da)量(liang)使用廢鋼(gang)，通過增碳工藝生(sheng)產合成鑄(zhu)鐵時，容易產生(sheng)氮氣(qi)孔，可(ke)以(yi)通過選用硅鋯孕育劑來xiaochu氮氣(qi)孔的風險。
3.5出爐補碳(tan)工藝，不僅(jin)能穩定(ding)爐后碳(tan)的成分， 重要(yao)的是起到一定(ding)的孕育作用(yong)，增加了鐵液(ye)中的石墨核(he)心，降低鐵液(ye)的白(bai)口(kou)傾向。
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