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增碳劑加廢鋼生產合(he)成鑄(zhu)鐵(tie)
鑄鐵(tie)(tie)的(de)組(zu)織(zhi)和性(xing)(xing)能很大(da)程度(du)上取決于原材料(liao)(liao)的(de)微觀組(zu)織(zhi)和質量。生鐵(tie)(tie)中存在具(ju)有遺傳性(xing)(xing)的(de)粗(cu)大(da)的(de)過(guo)共(gong)晶石(shi)(shi)墨(mo)(mo)，在熔化過(guo)程中難以完全xiaochu，使凝(ning)固過(guo)程中產生的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)化膨脹(zhang)作(zuo)用削弱(ruo)，鑄鐵(tie)(tie)平臺鑄件的(de)致密(mi)性(xing)(xing)降(jiang)低(di)，鐵(tie)(tie)液收(shou)縮傾向zengda，同時粗(cu)大(da)的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)還加大(da)對基(ji)體的(de)割裂作(zuo)用，降(jiang)低(di)材料(liao)(liao)的(de)性(xing)(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)采用未經過高溫(wen)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)化的(de)增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)，這種增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)中(zhong)雜質多，灰分多，并且需要較長的(de)時間才能擴散到鐵液中(zhong)。如(ru)果熔煉時間短， 會出(chu)現假增(zeng)碳(tan)(tan)的(de)效果，即爐內鐵液的(de)上部分碳(tan)(tan)含(han)量在范(fan)圍(wei)內，下部分碳(tan)(tan)含(han)量低于(yu)范(fan)圍(wei)，這種鐵液澆注鑄鐵平臺鑄件(jian)，很容易出(chu)現縮(suo)松。經過高溫(wen)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)化處理的(de)增(zeng)碳(tan)(tan)劑(ji)，碳(tan)(tan)原(yuan)子(zi)從原(yuan)來(lai)的(de)無序排列(lie)狀態(tai)過渡到片(pian)(pian)狀石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)有序排列(lie)狀態(tai)，片(pian)(pian)狀石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)才能成為石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)形核(he)的(de)好核(he)心，從而(er)cujin石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)化。
(2)未(wei)經過高溫石(shi)墨化的增碳劑含(han)有較(jiao)高的氮(dan)和硫，會使鐵(tie)(tie)液中氮(dan)的含(han)量(liang)增加，生(sheng)產(chan)合成(cheng)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)時(shi)加入大量(liang)廢(fei)鋼，廢(fei)鋼中也(ye)含(han)有大量(liang)的氮(dan)，使鐵(tie)(tie)液中氮(dan)含(han)量(liang)升高，當鐵(tie)(tie)液中氮(dan)的含(han)量(liang)超過0.01，有可能導致(zhi)形成(cheng)氮(dan)氣孔缺陷(xian)，尤其是當氮(dan)含(han)量(liang)超過0.014時(shi) 甚(shen)。
碳化硅的(de)使用
鑄鐵熔煉(lian)時加入碳化(hua)硅，對(dui)于(yu)灰鑄鐵，由于(yu)非平衡(heng)石墨的預(yu)孕育(yu)作用(yong)，可以提(ti)高(gao)共晶(jing)團大量形成與生長的溫度（減小(xiao)相對(dui)過(guo)冷度），有利(li)于(yu)形成A型石墨；還可以因晶(jing)核數量增多，使(shi)片(pian)狀石墨細小(xiao)，提(ti)高(gao)石墨化(hua)程度減少白口傾(qing)向，從而提(ti)高(gao)力學(xue)性能。
在灰鐵、球(qiu)鐵和(he)可(ke)鍛鑄(zhu)鐵方面，都是通過SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個反(fan)應，用(yong)SiC來降低FeO和(he)MnO在渣(zha)中的含量，從而凈化鐵液。
由于碳(tan)化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)熔(rong)點較高，加入(ru)(ru)碳(tan)化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間是關鍵(jian)，如果加入(ru)(ru)太(tai)晚，碳(tan)化(hua)硅(gui)(gui)未(wei)(wei)全(quan)部進行熔(rong)解擴(kuo)散，其中(zhong)(zhong)未(wei)(wei)熔(rong)融(rong)的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)硅(gui)(gui)會(hui)(hui)(hui)以顆粒狀的(de)(de)(de)形態存在(zai)于鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)，在(zai)鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)澆注(zhu)后反而會(hui)(hui)(hui)形成渣眼；如果加入(ru)(ru)時(shi)(shi)間太(tai)長(chang)，鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)經過長(chang)時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)熔(rong)煉后，碳(tan)化(hua)硅(gui)(gui)所形成的(de)(de)(de)形核也會(hui)(hui)(hui)慢(man)慢(man)消(xiao)失，只能起到簡單的(de)(de)(de)增(zeng)硅(gui)(gui)作(zuo)用。因(yin)此(ci)建議，碳(tan)化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)加入(ru)(ru)時(shi)(shi)間好(hao)是在(zai)中(zhong)(zhong)頻爐熔(rong)融(rong)1/3爐料時(shi)(shi)，并且爐料已經化(hua)清時(shi)(shi)加入(ru)(ru)，伴隨著鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)攪拌(ban)作(zuo)用，碳(tan)化(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)擴(kuo)散效果會(hui)(hui)(hui) 。
鑄(zhu)鐵(tie)平臺鐵(tie)液(ye)的(de)過熱(re)和高(gao)溫靜置(zhi)
在(zai)一定(ding)范圍內提高鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平臺鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，延長高溫(wen)(wen)靜置的(de)(de)(de)時間，都會導(dao)致(zhi)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)石墨及(ji)基體組織的(de)(de)(de)細化(hua)，使鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)平臺強度(du)(du)(du)提高；另外，高溫(wen)(wen)鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)在(zai)一定(ding)的(de)(de)(de)時間下靜置，由于氧化(hua)渣(zha)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)比鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)小，鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)氧化(hua)渣(zha)隨著鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)翻(fan)滾，會浮到鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)表面(mian)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)出爐前扒渣(zha)處(chu)理，可以減少鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)氧化(hua)渣(zha)，凈化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)。但過(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)過(guo)(guo)(guo)高，以及(ji)過(guo)(guo)(guo)熱(re)時間過(guo)(guo)(guo)長，鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)核心(xin) 會消(xiao)失，zengda原鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)白口(kou)傾向。我公司嚴格實施(shi)鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)過(guo)(guo)(guo)熱(re)工藝(yi)，經過(guo)(guo)(guo)長時間的(de)(de)(de)探索和經驗總(zong)結(jie)，認(ren)為(wei)(wei)感應(ying)電爐中，鐵(tie)(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控制在(zai)1500℃-1530℃，過(guo)(guo)(guo)熱(re)時間為(wei)(wei)5分(fen)鐘(zhong)-10分(fen)鐘(zhong)為(wei)(wei)佳，此時澆注的(de)(de)(de)鑄(zhu)件石墨細小，組織致(zhi)密(mi)。
鑄(zhu)鐵(tie)平臺孕育處理的目的是(shi)增加形核(he)核(he)心、cujin石(shi)墨化、降低白口傾向。
2.1出爐(lu)孕育
出爐孕育是鐵(tie)(tie)(tie)水出至轉運包1/4時隨流沖入硅鋯孕育劑。鋯在鐵(tie)(tie)(tie)液中能生成(cheng)ZrC、Al3Zr、ZrN，增加析出和細化(hua)奧氏(shi)體(ti)枝晶，增加石(shi)墨結晶核(he)心cujin鐵(tie)(tie)(tie)液石(shi)墨化(hua)，cujin穩(wen)定(ding)獲得鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)基體(ti)，提高鑄鐵(tie)(tie)(tie)的強(qiang)度(du)。
2.2隨流孕(yun)育
孕(yun)(yun)育(yu)(yu)衰退是孕(yun)(yun)育(yu)(yu)處理過(guo)程不容忽視的(de)問題，相比出爐孕(yun)(yun)育(yu)(yu)，隨流孕(yun)(yun)育(yu)(yu)鐵液(ye)溫(wen)度較(jiao)低且孕(yun)(yun)育(yu)(yu)時間延后，從而明(ming)顯減少孕(yun)(yun)育(yu)(yu)衰退現象，提高孕(yun)(yun)育(yu)(yu)效果。對于(yu)致密性(xing)要求高的(de)發動機缸(gang)體缸(gang)蓋灰(hui)鑄(zhu)(zhu)鐵鑄(zhu)(zhu)件，一般選擇(ze)0.05-0.1的(de)硅(gui)鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑。硅(gui)鍶(si)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)劑能夠youxiaocujin共晶(jing)石墨化、減少鐵液(ye)的(de)白口，但不增加共晶(jing)團數(shu)，不增加鐵液(ye)的(de)縮松傾向，對降低鑄(zhu)(zhu)件滲漏(lou)具(ju)有(you) 的(de)作用。
結論：
3.1冶(ye)金(jin)質(zhi)量是生(sheng)產鑄鐵平臺(tai)的(de)根本保障，形核(he)核(he)心是衡量冶(ye)金(jin)質(zhi)量的(de)重(zhong)要指標(biao)。
3.2感(gan)應電爐中加(jia)入一定(ding)量的(de)(de)碳化(hua)硅作為(wei)預處理劑，增加(jia)鐵(tie)液(ye)中的(de)(de)形核核心(xin)，降低白口傾(qing)向，并(bing)且能減少鐵(tie)液(ye)中的(de)(de)氧化(hua)渣，起(qi)到凈化(hua)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)作用。
3.3生產合成鑄(zhu)鐵時(shi)，一定要選(xuan)用經過高(gao)溫石墨(mo)化的增碳劑，并對(dui)廢鋼的來源(yuan)進(jin)行嚴格管(guan)控。
3.4大量使用廢鋼，通過增碳(tan)工藝生產(chan)合成(cheng)鑄鐵(tie)時，容易產(chan)生氮氣孔，可以通過選用硅鋯孕育劑來(lai)xiaochu氮氣孔的風險。
3.5出爐補碳工藝(yi)，不僅能穩定爐后碳的成分， 重要的是起(qi)到(dao)一(yi)定的孕育作用，增加(jia)了鐵液中的(de)石墨核心，降(jiang)低鐵液(ye)的(de)白口(kou)傾向(xiang)。
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