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增碳劑加廢(fei)鋼生產合成鑄(zhu)鐵
鑄鐵的(de)(de)組織(zhi)和(he)性(xing)能(neng)很大(da)程度上取決于原材料的(de)(de)微(wei)觀組織(zhi)和(he)質量。生(sheng)鐵中存在(zai)具有遺傳性(xing)的(de)(de)粗大(da)的(de)(de)過共晶(jing)石(shi)墨，在(zai)熔化過程中難以完全xiaochu，使凝固過程中產生(sheng)的(de)(de)石(shi)墨化膨脹作用削(xue)弱，鑄鐵平臺鑄件(jian)的(de)(de)致密性(xing)降(jiang)低(di)，鐵液收(shou)縮傾向(xiang)zengda，同時(shi)粗大(da)的(de)(de)石(shi)墨還加大(da)對基(ji)體的(de)(de)割裂(lie)作用，降(jiang)低(di)材料的(de)(de)性(xing)能(neng)。
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(yong)未經過高溫(wen)(wen)石(shi)(shi)(shi)墨化的(de)增碳(tan)(tan)劑，這(zhe)種(zhong)增碳(tan)(tan)劑中(zhong)雜質多，灰分多，并且需要較長的(de)時間(jian)才能擴散到(dao)鐵液中(zhong)。如(ru)果熔煉時間(jian)短， 會出(chu)現(xian)假增碳(tan)(tan)的(de)效果，即爐內鐵液的(de)上部(bu)分碳(tan)(tan)含(han)量在范(fan)圍內，下部(bu)分碳(tan)(tan)含(han)量低于范(fan)圍，這(zhe)種(zhong)鐵液澆注鑄鐵平臺鑄件，很容易(yi)出(chu)現(xian)縮松。經過高溫(wen)(wen)石(shi)(shi)(shi)墨化處理(li)的(de)增碳(tan)(tan)劑，碳(tan)(tan)原子從(cong)原來的(de)無序(xu)排(pai)列狀(zhuang)(zhuang)態過渡到(dao)片狀(zhuang)(zhuang)石(shi)(shi)(shi)墨的(de)有序(xu)排(pai)列狀(zhuang)(zhuang)態，片狀(zhuang)(zhuang)石(shi)(shi)(shi)墨才能成為(wei)石(shi)(shi)(shi)墨形核的(de)好(hao)核心，從(cong)而cujin石(shi)(shi)(shi)墨化。
(2)未經過(guo)高(gao)溫(wen)石墨化(hua)的增(zeng)碳劑(ji)含有(you)較高(gao)的氮(dan)和硫，會使(shi)鐵液(ye)中(zhong)氮(dan)的含量(liang)(liang)(liang)增(zeng)加，生產(chan)合(he)成鑄(zhu)鐵時(shi)加入大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)廢鋼，廢鋼中(zhong)也含有(you)大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)的氮(dan)，使(shi)鐵液(ye)中(zhong)氮(dan)含量(liang)(liang)(liang)升高(gao)，當(dang)(dang)鐵液(ye)中(zhong)氮(dan)的含量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.01，有(you)可能導致形成氮(dan)氣孔缺陷(xian)，尤其是當(dang)(dang)氮(dan)含量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.014時(shi) 甚(shen)。
碳化硅(gui)的(de)使用
鑄鐵(tie)熔煉時(shi)加(jia)入碳化(hua)硅，對于灰鑄鐵(tie)，由于非平衡石(shi)(shi)墨的預孕育作用，可以(yi)提(ti)高(gao)共晶團大量(liang)形(xing)成與生長的溫度(du)（減小相對過(guo)冷度(du)），有利于形(xing)成A型石(shi)(shi)墨；還可以(yi)因晶核數量(liang)增(zeng)多(duo)，使片(pian)狀石(shi)(shi)墨細小，提(ti)高(gao)石(shi)(shi)墨化(hua)程度(du)減少(shao)白口傾向，從而提(ti)高(gao)力學性能。
在(zai)灰鐵、球鐵和可鍛鑄(zhu)鐵方面(mian)，都是通(tong)過(guo)SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個反應(ying)，用SiC來降低(di)FeO和MnO在(zai)渣中的含量，從而凈化(hua)鐵液(ye)。
由于碳化(hua)(hua)硅(gui)的(de)(de)(de)(de)熔點較高，加入碳化(hua)(hua)硅(gui)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)是關(guan)鍵，如(ru)果加入太晚，碳化(hua)(hua)硅(gui)未全部進行熔解(jie)擴(kuo)散，其中未熔融(rong)的(de)(de)(de)(de)碳化(hua)(hua)硅(gui)會(hui)以顆(ke)粒(li)狀的(de)(de)(de)(de)形(xing)態存在(zai)(zai)于鐵液中，在(zai)(zai)鐵液澆注(zhu)后反(fan)而會(hui)形(xing)成(cheng)渣眼；如(ru)果加入時(shi)間(jian)太長，鐵液經過長時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)熔煉后，碳化(hua)(hua)硅(gui)所形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)形(xing)核(he)也會(hui)慢(man)慢(man)消失，只能(neng)起到簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)增硅(gui)作(zuo)用(yong)。因此建議，碳化(hua)(hua)硅(gui)的(de)(de)(de)(de)加入時(shi)間(jian)好(hao)是在(zai)(zai)中頻爐(lu)熔融(rong)1/3爐(lu)料(liao)時(shi)，并(bing)且爐(lu)料(liao)已經化(hua)(hua)清時(shi)加入，伴隨(sui)著鐵液的(de)(de)(de)(de)攪拌(ban)作(zuo)用(yong)，碳化(hua)(hua)硅(gui)的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散效(xiao)果會(hui) 。
鑄(zhu)鐵平臺鐵液的過熱(re)和高溫靜置(zhi)
在一定范圍內提(ti)高(gao)(gao)(gao)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)平臺鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)，延長(chang)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)靜(jing)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間，都會導致鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)墨及(ji)(ji)基體組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)細化(hua)(hua)，使鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)平臺強度(du)(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)(gao)；另外，高(gao)(gao)(gao)溫(wen)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)在一定的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間下靜(jing)置(zhi)，由于氧化(hua)(hua)渣(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)(du)比(bi)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)(du)小(xiao)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)渣(zha)隨著鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)翻滾，會浮到鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)表(biao)面，通過(guo)(guo)(guo)出爐(lu)前扒渣(zha)處理，可以減少鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)渣(zha)，凈化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)。但(dan)過(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)(guo)(guo)高(gao)(gao)(gao)，以及(ji)(ji)過(guo)(guo)(guo)熱(re)時(shi)間過(guo)(guo)(guo)長(chang)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)核心 會消失，zengda原(yuan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)白口傾向(xiang)。我公司嚴格實施鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)過(guo)(guo)(guo)熱(re)工藝，經過(guo)(guo)(guo)長(chang)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)探索和經驗總結(jie)，認為感(gan)應電爐(lu)中，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)控制在1500℃-1530℃，過(guo)(guo)(guo)熱(re)時(shi)間為5分(fen)鐘-10分(fen)鐘為佳，此時(shi)澆注(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)件石(shi)墨細小(xiao)，組(zu)織(zhi)致密。
鑄鐵(tie)平臺(tai)孕育處理的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是增(zeng)加形(xing)核(he)核(he)心、cujin石(shi)墨化、降低(di)白口傾向。
2.1出(chu)爐孕育
出爐孕育是鐵(tie)水出至轉運包1/4時(shi)隨流沖(chong)入硅鋯(gao)孕育劑。鋯(gao)在鐵(tie)液(ye)中能生成ZrC、Al3Zr、ZrN，增(zeng)加析出和(he)細化(hua)奧(ao)氏體(ti)枝晶，增(zeng)加石(shi)墨(mo)(mo)結(jie)晶核心cujin鐵(tie)液(ye)石(shi)墨(mo)(mo)化(hua)，cujin穩定獲得鐵(tie)素體(ti)基(ji)體(ti)，提(ti)高(gao)鑄鐵(tie)的強度(du)。
2.2隨流孕育
孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)衰退是孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)處(chu)理過程(cheng)不容忽視的(de)(de)(de)問題(ti)，相比出爐孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)，隨流孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)鐵(tie)液溫(wen)度較低且孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)時間延后，從而明顯(xian)減少孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)衰退現象，提高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)效果。對于致密性要求高(gao)的(de)(de)(de)發(fa)動機缸體缸蓋灰鑄(zhu)鐵(tie)鑄(zhu)件，一(yi)般(ban)選擇0.05-0.1的(de)(de)(de)硅(gui)鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)。硅(gui)鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)(yu)劑(ji)能夠youxiaocujin共晶(jing)石墨(mo)化、減少鐵(tie)液的(de)(de)(de)白口(kou)，但不增(zeng)加(jia)共晶(jing)團數，不增(zeng)加(jia)鐵(tie)液的(de)(de)(de)縮松傾向，對降低鑄(zhu)件滲漏具有(you) 的(de)(de)(de)作用。
結(jie)論：
3.1冶金質(zhi)量是(shi)生(sheng)產(chan)鑄鐵平臺(tai)的(de)根本保障，形核核心是(shi)衡量冶金質(zhi)量的(de)重要指標。
3.2感應電爐中(zhong)加(jia)入一定量的(de)碳化(hua)硅(gui)作為預處理劑(ji)，增(zeng)加(jia)鐵液(ye)中(zhong)的(de)形(xing)核核心(xin)，降低白口傾(qing)向，并且能減少鐵液(ye)中(zhong)的(de)氧化(hua)渣，起到(dao)凈化(hua)鐵液(ye)的(de)作用。
3.3生產合成鑄鐵(tie)時，一定要選用經過高(gao)溫石墨(mo)化(hua)的增碳劑，并(bing)對廢鋼的來源進行嚴格(ge)管控(kong)。
3.4大(da)量使用廢鋼，通過(guo)增碳工藝(yi)生產合成鑄(zhu)鐵時，容易產生氮氣(qi)孔(kong)，可以通過(guo)選用硅鋯孕育劑來xiaochu氮氣(qi)孔(kong)的風險(xian)。
3.5出爐(lu)補碳工藝，不僅能(neng)穩定爐(lu)后(hou)碳的成分， 重要的是(shi)起到一定的孕育作(zuo)用，增加了鐵液中的石墨核(he)心，降低鐵液(ye)的白口傾向。
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