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提高電爐熔煉鑄鐵的一些注意事項

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文章附圖

近年來,由于環保的要求,大多數小型沖天爐被小型中頻感應電爐所取代,沖天爐由于使用焦炭等燃料,熔煉過程發生冶金反應,而電爐熔煉主要是合金重熔,冶金反應作用不顯著。$ l. ~7 p) M6 c: k+ P

       根據電爐鑄鐵的熔煉特點,要求鑄造工作者在鑄鐵的成分選擇、爐料配比、廢鋼用量、孕育工藝、增碳脫碳、增硫脫硫、球化工藝、蠕化工藝、溫度控制、澆注工藝等許多方面需要更新觀念,采取符合實際的手段來保證和提高產品質量。- d1 f; h3 d! ?& e5 H9 `: U+ G
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       一、電爐鑄鐵爐料配比及合成鑄鐵# j   ]% W3 t7 t( S( a9 P7 X% ?- `

      在鑄造行業,人們常說,鑄造材料的成分決定組織,組織左右性能;這句話其實并不全面。我們在生產實踐中發現許多鑄鐵,在相同成分時,機械性能卻有較大差異。鐵水的質量除與其成分有關聯外,還與爐料配比(生鐵用量、廢鋼用量、返回料用量、合金加入量),熔化與出爐溫度,孕育工藝等有密切關系。所謂合成鑄鐵,就是指配料中使用50%以上的廢鋼,通過增碳合成的方法制取的鑄鐵材料,因為需要較高的熔化溫度,只宜在電爐中熔煉。目前合成鑄鐵主要有合成灰鐵和球鐵。通過大量實踐,對于HT250、HT300等高強度灰鑄鐵來說,廢鋼左右強度、生鐵影響組織.
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      配料禁忌: }0 S" R+ {! m9 ?5 E
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      (1)高比例廢鋼(尤其是船板)與高比例回爐料(澆冒口、廢鑄件、鐵屑)搭配,合成灰鐵的廢鋼加入量不宜超過50%;
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      (2)高比例廢鋼(尤其是船板)與含硫磷高的生鐵搭配。
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      (3)回爐料超過40%(澆冒口、廢鑄件、鐵屑)。1 M+ g: ~2 r) \/ R, a7 s* l

       配料優化

                    組合(%)組成     生鐵     廢鋼      回爐料,
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                         配比A              40         30          30   J5 a; L3 B* m: s3 q( a9 y

                         配比B              30         40          30

                         配比C              20         40          40
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                         配比D              20         50         30

       錳硫含量
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       需要提高硬度時錳的含量可達1.0-1.2%,但不要求相應提高硫的含量(關于灰鐵中的硫含量,另行分析)。) ?: c: H   G9 p: P2 O9 U2 s

       某公司為了節約成本,多用廢鋼,在兩個月內試制合成高牌號灰鑄鐵,廢鋼用量一度達60%,有一段時間除加入廢鋼外另加回爐料和少量鐵屑,最初質量不錯,但一段時間后發現鑄件批量縮孔、縮松和有白色硬斑,并且持續不斷越來越嚴重。9 G2 M9 ?# Z7 t   R' `/ V* ~
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       此缺陷成因:初步判斷是鐵水中MnS的含量過高而引起的鑄件顯微縮孔、縮松,MnS富集形成白色硬斑。這是由于高牌號灰鐵HT300成分要求Mn含量較高(1%左右),加之廢鋼自身錳也高(船板中的16錳鋼含Mn在1.6%),而廢鋼中的S以及回爐鐵(包括鐵屑)中的S和錳反應產生的MnS在爐料中的積累達到一定程度,就會產生過量,從而產生上述缺陷。

       為了減少鐵水中的MnS含量,一般用加入一定量的優質新生鐵(低S低Mn)來調整,另外提高孕育效果,可使MnS細化,減弱其不良影響。
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       廢鋼加入量過大時,由于廢鋼熔點在1530度左右,而生鐵和回爐料的熔點只是1230度左右,多用廢鋼增加了電耗,加大了鐵水的過冷傾向,還吸附大量的氮氣,一般來說合成鑄鐵工藝并不適用于灰鑄鐵,而比較適用于球鐵2 D& T1 M4 q5 Y& p

       二、關于電爐灰鑄鐵增硫問題
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      前面已經說過,中頻感應電爐熔煉鑄鐵工藝對比沖天爐熔煉,除了具有熔化溫度高的優勢外,卻有不少缺點,主要有三個方面的問題:' K8 z$ B- f. ]; ~6 I2 z

       一是鐵水過冷傾向較大,極易產生影響材料機械性能的D、E型石墨;

      二是鐵水純凈,異質結晶核心較少,導致孕育效果差,在同等成分條件下,鑄件強度偏低鐵質偏硬;) b( P7 `# H! H6 d) W+ V- W, I7 ?

      三是收縮傾向較大,在高牌號灰鑄鐵中錳含量較高時,容易產生顯微縮孔、縮松。" x* F5 ~# C; f" `( f( ~
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       針對上述問題,應對的措施是:
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      1、在熔化后期增加一個高溫保持時間,盡可能使各種爐料熔化的鐵水晶粒均勻,尤其是細化石墨;
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      2、適量增加外來異質核心(如硫化物),強化孕育效果,促進A型石墨的形成;
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      3、控制高牌號灰鑄鐵的硫、錳含量及其比例,控制回爐料比例,達到合適成分。
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      這些措施,對不同結構的鑄件產品是有差別的,需在實踐中掌握。

本文轉自熱加工論壇


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