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嚴抓4關(guān)鍵,解決15問(wèn)題,掌握5方案,才能提高中頻爐熔煉鑄鐵的強度

發(fā)布日期:2022-03-17
一、感應爐鐵液質(zhì)量控制的四個(gè)方面
  人們常說(shuō):“成分決定組織,組織決定性能!边@句話(huà)大體上是對的,但不夠全面。因為,過(guò)去一提化學(xué)成分,往往只是5元素和合金元素;除了成分因素外,結晶的控制對組織的形成亦很重要,比如與鑄鐵壁厚、鑄型條件有關(guān)的冷卻速度,結晶核心的預設,石墨形態(tài)的走向等等。把冷卻速度的外因放在一邊,鑄鐵熔煉方面應著(zhù)力做到化學(xué)成分準確、鐵液干凈、干擾元素少和石墨核心有布控等四個(gè)方面。
 。保F液化學(xué)成分要準確穩定
  把鑄造做強,提高鑄件的競爭力,贏(yíng)得鑄件定價(jià)的話(huà)語(yǔ)權,性能穩定達到客戶(hù)的要求非常重要。一時(shí)一事把化學(xué)成分做準,不算本事,始終準確,穩定生產(chǎn)才有水平。
  感應爐比沖天爐的燒損少的多,但畢竟有燒失。應當盡量減少燒損,并減少燒損波動(dòng)的因素。
  要特別提醒幾點(diǎn):
 。ǎ保﹥袅先霠t好,爐料又臟又雜是大忌。
 。ǎ玻┎捎帽裙β蚀蟮臓t子,并輔以合理的裝料投料操作,以實(shí)現快速熔煉?s短熔解期,并防止爐底過(guò)熱尤其重要,因為氧化主要在鐵料的熔解階段。
 。ǎ常╄F液過(guò)度過(guò)熱,分次出鐵和澆鑄拖沓都會(huì )引起成分的波動(dòng)。
 。ǎ矗┰谂甯鞣N爐料成分的基礎上,要仔細計算配料。配料時(shí)務(wù)必把熔煉后期因“自沸騰”而引起的脫C量和增Si量考慮在內。
 。玻畠艋F液
  凈化鐵液是指排除鐵液中的非金屬夾雜物和氣體。
  借電磁攪拌和“自沸騰”,感應爐有較好的排渣除氣作用。如果爐料比較干凈,又認真用除渣劑清渣,非金屬夾雜物不成問(wèn)題,有無(wú)非金屬夾雜物從顯微檢驗中也容易發(fā)現。H、O、N氣體就不那么直感了。但其中溶解H,即[H],只要熔煉后期所用輔料不是潮濕的,[H]不會(huì )成問(wèn)題,可保證[H]<2ppm。鑄件中產(chǎn)生針孔,是由鑄型或澆包中的水分造成的,不是[H]的過(guò)。熔煉中、后期由于[O]和[FeO]被C還原,感應爐鐵液中的氧并不多。在生產(chǎn)灰鑄鐵時(shí),有時(shí)甚至還要設法增O。所以除氣實(shí)際上是除N的問(wèn)題。
  隨著(zhù)我國廢鋼積存量的增加,感應爐中廢鋼用量必然增加。多用廢鋼,不但降低爐料成本,還可以提高鑄鐵性能,一舉兩得。廢鋼的含N量高,此外多用廢鋼少用生鐵,必然要用增碳劑增C,增碳劑又會(huì )帶來(lái)一些N。所以[N]可能超標(如薄壁件>100ppm,厚壁件>80ppm),致使鑄件中產(chǎn)生裂隙狀氣孔,對性能的穩定性也不利。所以不要用含N高的廢鋼和增碳劑,除N需要采取附加措施,如吹Ar。個(gè)別工廠(chǎng)借用鑄鋼經(jīng)驗,用LF爐精煉,生產(chǎn)純凈的鑄件。如果[N]不是很高,又無(wú)妨于機加工性能,則加Ti等使[N]生成TiN等,進(jìn)行固N處理,則是簡(jiǎn)捷的辦法。
 。常刂朴泻ξ⒘吭
  有害微量元素是通過(guò)異化石墨形態(tài),產(chǎn)生脆性相和影響基體組織等而起不利作用的,它們主要由某些地方生鐵和廢鋼帶來(lái)?刂朴泻ξ⒘吭氐霓k法,一是把好爐料關(guān),防止有害元素混入。二是采用鑄造用高純生鐵,稀釋有害微量元素含量。
 。矗诵牡牟伎
  眾所周知,感應爐鐵液的過(guò)冷傾向大,因此白口傾向大,收縮傾向大,影響切削加工性能。追根溯源是感應爐的熔煉時(shí)間長(cháng),使生鐵及回爐料中帶來(lái)的石墨,殘存少或全部消溶了,而鐵液中某些SiO2之類(lèi)可作為石墨外來(lái)核心的數量又不足,導致鐵液過(guò)冷傾向增大。
  解決的辦法有兩個(gè)方面。一方面是快速熔煉,特別是占熔煉時(shí)間70%的化清過(guò)程要快。后期過(guò)熱溫度不要過(guò)高(一般視不同情況取1490~1540℃),保溫時(shí)間不要過(guò)長(cháng)。目的都是為了多保留些爐料中的細微石墨。另一方面更重要,就是如何用好增碳劑。前已述及,感應爐用了較多廢鋼是需要增C的,應選用晶型好的石墨增碳劑。如果增C量大,可以搭用一部分碳素增碳劑,在裝料期加,但要留一些石墨型增碳劑在化清后加。冶金型SiC,可以增C增Si,并起到石墨形核的作用,SiC是很受推崇的預處理劑。
  以上是爐內石墨核心布控的思路,至于爐外的各種處理則另當別論了
  二、感應爐熔煉中15個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題及對策
  感應爐工作中出現的問(wèn)題很多,以下僅就若干常見(jiàn)問(wèn)題作一介紹。
 。保責龘p偏大
  感應爐中Si、Mn、Cr等易氧化元素的燒損,多在3%~5%。燒損,鑄鐵化學(xué)成分波動(dòng),必然要引起一系列的組織和性能問(wèn)題。元素燒損大,一般發(fā)生在熔清時(shí)間過(guò)長(cháng),又未注意造渣保護的時(shí)侯。若廢鋼用量大,輕薄料多,爐料帶水帶銹,問(wèn)題更是加重。避免元素燒損過(guò)大的辦法是:
 。ǎ保t料盡量干凈,形狀不要枝叉,尺寸不能過(guò)大、過(guò)薄。
 。ǎ玻┘芰,并創(chuàng )造能快熔的條件。
 。ǎ常┤蹮捛捌谝皶r(shí)造渣,后期高溫下有熔渣覆蓋。充分發(fā)揮熔渣的保護作用。
 。ǎ矗┤绻S(chǎng)有切屑要利用,爐底可鋪一些,熔清向熔池分批添加一些。
 。玻F液中O偏高
  感應爐沒(méi)有沖天爐的氧化性氣氛,而且由于鐵液中的[O]和[FeO]與[C]產(chǎn)生反應,使Fe受到了C的保護,鐵液中的溶氧是不多的?墒侨蹮捄笃跒榱舜偈乖鯟劑溶吸,常調低電頻率以加強熔池攪動(dòng)。如果“駝峰”過(guò)高,調頻時(shí)間過(guò)長(cháng),鐵液與大氣接觸幾率增加,被離解的O離子將進(jìn)入鐵液。熔煉后期添加料未經(jīng)烘烤,也會(huì )使[O]、[H]增加。近期,有業(yè)內人士提出:在1500℃以上保溫,[O]不會(huì )降低,而是提高的觀(guān)點(diǎn),可供參考。防止O偏高的辦法是:
 。ǎ保┤蹮捄笃谡{頻不要過(guò)度。
 。ǎ玻┖笃诓灰褂贸睗竦奈锪虾凸ぞ。
 。ǎ常┻^(guò)熱溫度不要過(guò)高,切忌高溫下長(cháng)時(shí)間保溫。
 。常F液C量低于預期
  鐵液溫度超過(guò)平衡溫度,反應SiO2+2C=Si +2CO向右進(jìn)行,造成鐵液降C增Si。所以配料時(shí)不能忘了補C。要掌握本廠(chǎng)的降C量,把C量如數補足。還要提醒一點(diǎn),灰鑄鐵后期調整成分,要采取先Mn再C后Si的順序。

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