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成鑄(zhu)鐵
鑄(zhu)鐵(tie)的組織(zhi)和(he)性(xing)能(neng)很大程度(du)上取(qu)決于原材料的微觀組織(zhi)和(he)質量(liang)。生鐵(tie)中存在具有遺傳性(xing)的粗大的過(guo)(guo)共晶石墨(mo)，在熔化過(guo)(guo)程中難以完全(quan)xiaochu，使凝固過(guo)(guo)程中產生的石墨(mo)化膨脹作用削(xue)弱，鑄(zhu)鐵(tie)平臺鑄(zhu)件的致密性(xing)降低，鐵(tie)液收縮傾向zengda，同(tong)時粗大的石墨(mo)還加大對基體的割裂作用，降低材料的性(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(cai)用未經(jing)過(guo)高溫石墨(mo)化的(de)(de)(de)增碳(tan)劑，這種(zhong)(zhong)增碳(tan)劑中雜質(zhi)多，灰(hui)分(fen)多，并且(qie)需要較(jiao)長的(de)(de)(de)時間(jian)才能擴(kuo)散到鐵(tie)液(ye)中。如果熔煉(lian)時間(jian)短， 會出現假(jia)增碳(tan)的(de)(de)(de)效果，即爐(lu)內(nei)鐵(tie)液(ye)的(de)(de)(de)上部分(fen)碳(tan)含量在范(fan)圍內(nei)，下部分(fen)碳(tan)含量低于范(fan)圍，這種(zhong)(zhong)鐵(tie)液(ye)澆注(zhu)鑄(zhu)鐵(tie)平臺鑄(zhu)件，很(hen)容易出現縮松。經(jing)過(guo)高溫石墨(mo)化處理的(de)(de)(de)增碳(tan)劑，碳(tan)原(yuan)子從原(yuan)來的(de)(de)(de)無序(xu)排列(lie)狀(zhuang)態過(guo)渡到片狀(zhuang)石墨(mo)的(de)(de)(de)有序(xu)排列(lie)狀(zhuang)態，片狀(zhuang)石墨(mo)才能成為石墨(mo)形(xing)核的(de)(de)(de)好(hao)核心，從而cujin石墨(mo)化。
(2)未經過(guo)高(gao)溫石墨化的增碳(tan)劑含有較高(gao)的氮(dan)(dan)和(he)硫，會使(shi)鐵(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)的含量(liang)(liang)(liang)增加(jia)，生產合成鑄(zhu)鐵(tie)時加(jia)入大量(liang)(liang)(liang)廢鋼，廢鋼中(zhong)(zhong)也含有大量(liang)(liang)(liang)的氮(dan)(dan)，使(shi)鐵(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)含量(liang)(liang)(liang)升高(gao)，當鐵(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)的含量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.01，有可能導致形成氮(dan)(dan)氣孔缺陷，尤其是當氮(dan)(dan)含量(liang)(liang)(liang)超過(guo)0.014時 甚。
碳化硅的使用
鑄鐵熔(rong)煉(lian)時加入碳化(hua)硅，對于(yu)灰鑄鐵，由于(yu)非平衡石(shi)(shi)墨的預孕育(yu)作用，可以(yi)提(ti)高共晶團大量(liang)形成與生長的溫度(du)（減小相(xiang)對過冷(leng)度(du)），有利于(yu)形成A型(xing)石(shi)(shi)墨；還可以(yi)因晶核數量(liang)增多，使片狀(zhuang)石(shi)(shi)墨細小，提(ti)高石(shi)(shi)墨化(hua)程度(du)減少白口傾(qing)向，從而提(ti)高力學性能。
在灰(hui)鐵(tie)、球(qiu)鐵(tie)和可鍛鑄鐵(tie)方(fang)面，都是通過(guo)SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]這個(ge)反應，用SiC來降低(di)FeO和MnO在渣(zha)中的含量，從(cong)而凈(jing)化鐵(tie)液。
由(you)于(yu)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)熔(rong)點較高，加入碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)時(shi)間是關鍵(jian)，如果加入太(tai)晚(wan)，碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)未(wei)全部進行熔(rong)解擴(kuo)散，其中(zhong)未(wei)熔(rong)融的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)會(hui)(hui)(hui)以顆粒狀的(de)(de)(de)形態存(cun)在(zai)(zai)于(yu)鐵液(ye)中(zhong)，在(zai)(zai)鐵液(ye)澆注(zhu)后(hou)反(fan)而(er)會(hui)(hui)(hui)形成渣眼；如果加入時(shi)間太(tai)長(chang)，鐵液(ye)經(jing)過長(chang)時(shi)間的(de)(de)(de)熔(rong)煉后(hou)，碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)所形成的(de)(de)(de)形核也會(hui)(hui)(hui)慢(man)慢(man)消失，只能起到簡單(dan)的(de)(de)(de)增硅(gui)(gui)(gui)(gui)作(zuo)用。因(yin)此建議，碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)加入時(shi)間好是在(zai)(zai)中(zhong)頻爐熔(rong)融1/3爐料時(shi)，并(bing)且(qie)爐料已經(jing)化(hua)(hua)清時(shi)加入，伴隨著鐵液(ye)的(de)(de)(de)攪拌(ban)作(zuo)用，碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)擴(kuo)散效果會(hui)(hui)(hui) 。
鑄(zhu)鐵(tie)平臺鐵(tie)液的過熱和高溫靜置
在一定范圍內提(ti)高(gao)(gao)鑄鐵(tie)(tie)平(ping)臺鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)過(guo)熱(re)溫(wen)度(du)，延長高(gao)(gao)溫(wen)靜(jing)置的(de)時間(jian)(jian)，都會(hui)導致鑄鐵(tie)(tie)的(de)石(shi)墨及基(ji)體組織(zhi)的(de)細化(hua)，使鑄鐵(tie)(tie)平(ping)臺強度(du)提(ti)高(gao)(gao)；另外，高(gao)(gao)溫(wen)鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)在一定的(de)時間(jian)(jian)下(xia)靜(jing)置，由于氧化(hua)渣的(de)密度(du)比鑄鐵(tie)(tie)的(de)密度(du)小，鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)氧化(hua)渣隨著鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)翻滾，會(hui)浮到鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)表面，通過(guo)出爐(lu)前扒(ba)渣處理，可以(yi)減少鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)氧化(hua)渣，凈(jing)化(hua)鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)。但過(guo)熱(re)溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)(gao)，以(yi)及過(guo)熱(re)時間(jian)(jian)過(guo)長，鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)核(he)心 會(hui)消(xiao)失(shi)，zengda原鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)白口傾向。我公司嚴(yan)格實施鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)過(guo)熱(re)工藝，經過(guo)長時間(jian)(jian)的(de)探索和經驗總結(jie)，認為感應電(dian)爐(lu)中(zhong)，鐵(tie)(tie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)過(guo)熱(re)溫(wen)度(du)控制在1500℃-1530℃，過(guo)熱(re)時間(jian)(jian)為5分鐘-10分鐘為佳，此時澆注(zhu)的(de)鑄件石(shi)墨細小，組織(zhi)致密。
鑄鐵平(ping)臺孕(yun)育(yu)處(chu)理的目的是(shi)增加形(xing)核核心、cujin石墨化、降低白口傾(qing)向。
2.1出(chu)爐孕育
出(chu)爐(lu)孕育(yu)是鐵水出(chu)至(zhi)轉運包1/4時隨流沖入硅鋯孕育(yu)劑(ji)。鋯在(zai)鐵液中能(neng)生(sheng)成ZrC、Al3Zr、ZrN，增加析(xi)出(chu)和細化奧氏體(ti)(ti)枝晶，增加石(shi)墨結晶核心cujin鐵液石(shi)墨化，cujin穩定獲得鐵素體(ti)(ti)基體(ti)(ti)，提高鑄鐵的強度。
2.2隨流孕育
孕(yun)(yun)育(yu)衰退是孕(yun)(yun)育(yu)處理過(guo)程不(bu)容忽視的問題，相比出爐孕(yun)(yun)育(yu)，隨流(liu)孕(yun)(yun)育(yu)鐵液(ye)溫度(du)較(jiao)低且(qie)孕(yun)(yun)育(yu)時間延后(hou)，從(cong)而明顯減(jian)少孕(yun)(yun)育(yu)衰退現象，提(ti)高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)效果。對(dui)于致密性要求高(gao)的發動機缸體(ti)缸蓋灰鑄鐵鑄件(jian)，一般(ban)選擇(ze)0.05-0.1的硅鍶孕(yun)(yun)育(yu)劑。硅鍶孕(yun)(yun)育(yu)劑能(neng)夠youxiaocujin共(gong)晶(jing)石(shi)墨化(hua)、減(jian)少鐵液(ye)的白口，但不(bu)增加(jia)共(gong)晶(jing)團數，不(bu)增加(jia)鐵液(ye)的縮松傾向(xiang)，對(dui)降低鑄件(jian)滲漏具有 的作用。
結論：
3.1冶金質量(liang)是(shi)生(sheng)產鑄鐵平臺(tai)的根(gen)本保障，形核(he)核(he)心是(shi)衡量(liang)冶金質量(liang)的重要(yao)指標。
3.2感應電爐中(zhong)加入(ru)一(yi)定量(liang)的碳化硅作(zuo)為預(yu)處理劑，增(zeng)加鐵液(ye)中(zhong)的形核核心，降(jiang)低白口傾向，并且能減少鐵液(ye)中(zhong)的氧化渣，起到凈化鐵液(ye)的作(zuo)用(yong)。
3.3生(sheng)產合成鑄鐵時，一定要選用經過高溫石墨(mo)化的(de)增(zeng)碳(tan)劑，并對廢鋼的(de)來源進行嚴格管控。
3.4大量使用廢鋼，通(tong)過增碳工藝生產(chan)合(he)成鑄鐵時，容易產(chan)生氮氣孔，可以通(tong)過選用硅鋯孕育劑(ji)來xiaochu氮氣孔的風險。
3.5出(chu)爐補(bu)碳工(gong)藝，不僅能穩定爐后碳的(de)成分， 重(zhong)要的(de)是(shi)起到一定的(de)孕育(yu)作用，增加了(le)鐵液中的石墨核心，降低鐵液的白口傾向(xiang)。
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