澳门新葡萄京997755

高性能试验平台生产时关于铸铁气体含量控制的要求

您现在的位置: 新闻资讯>> 常见问题>>正文内容

高性能试验平台生产时关于铸铁气体含量控制的要求

 不知不觉中,2018年已剩下六个来月了,新年许下的心愿,现在完成一半了吗?生活苦不苦,大家都清楚,活着难不难,神仙都说难。酸甜苦辣五味俱全,追随我们每天每月和每年!
趁自己还不老,千万不要过老年人的生活,该拼就拼,该闯就闯,该折腾就大胆折腾!我们都是普通人,没有钱没有势,只有折腾才能改变命运!穷人折腾对了,就是富人,如果折腾错了,大不了做回穷人,与其老老实实混日子,不如大胆折腾变日子!
过去提高试验平台铸铁铁液的冶金质量时,一般只关注铁液的出炉的温度和化学成分的控制,大多没有把铸铁铁液的气体含量作为控制指标,究其原因,其一,是对气体含量对铸铁质量的影响认识不足,其二是气体含量的分析比较困难。
我们在试验平台灰铸铁的生产实践中,常常会遇到这种情况,同样的生产工艺,同样的化学成分,生产出来的灰铸铁,其机械性能相差很多,关于这种现象,至今也没有做出明晰的解释,但可以认为,这是凝固过程中,由于石墨成长的大小形状及分布,和基本组织的不同而引起了这种差异,值得关心的是,工艺相同,成分相近,而引起这些石墨和基体出现差异的原因又是什么?现在多数的研究者认为或者怀疑,它是铸铁中的气体引起的,或者是微量元素引起的,以及还可能有其他的不明原因。
由此,对气体在铸铁中的行为引起了大家的注意,并进行了研究,尤其是高端铸件的生产,高强度高碳当量试验平台的生产,都需要有所生产铸件的高度稳定性和一致性,所以对需要对影响铸件强度的气体含量加以控制。
试验平台铸铁中的气体主要有氧、氮、氢它们在铸铁中都有一定的溶解度,现在研究表明,这些气体对铸铁的组织和性能都有巨大的影响,它们以下列三种状态存在于铸铁中,1.溶于液态或固态铸铁中,2.与铸铁中的其他元素形成化合物,3.凝固时呈气相析出,可能使铸件产生气孔缺陷。
    人们提出了很多铸铁中含氧量的分析资料,万谷提出,Fe-C系为22-32ppm,Fe-Si/c系为14-19ppm,佐藤测得为27-49ppm,Turkdogam提出30-40ppm,由于熔化方法的不同,铸铁内的含氧量会有很大的变化,很多的测定资料数据表明,试验平台冲天炉熔化的铸铁中含氧量30-60ppm,而感应电炉熔化铸铁,仅10-20ppm,这是由熔化机理不同引起的,而球铁加镁处理后的氧含量更低,只有5-10ppm。说明镁有强烈的脱氧效果。氧对铸铁的各种性能,特别是对石墨形状有很大影响,它又为大家所熟知,本间和郝石坚提出了下图所示关系:说明了亚共晶铸铁含氧量与抗拉强度的关系,当含氧量从3-5ppm增加到200ppm时,铸铁的组织按如下顺序逐渐变化。含3-5%溶解氧时为白口组织—无石墨---反白口组织---点状石墨-----E型共晶石墨---B型石墨----A型石墨(20-40ppm溶解氧)----B型石墨----E型石墨----反白口组织----白口组织(100-200ppm)
     可见含氧量过高或过低都将导致白口组织和反白口组织,以生成A型石墨(20-40ppm)为中心,当含氧量增加或减少时,都会石墨形态恶化。
从这里我们可以知道,冲天炉除了底焦过低,风量过大,而硅锰氧化严重,炉渣黑色,铁水发白,而表明铸铁铁液严重氧化,流动性差,铸件产生白口以外,在正常熔化情况下,其含氧量都在30-60ppm范围内,因此,适合A型石墨的析出,而感应电炉在铁水含氧量只有10-20ppm之间,因此,常常出现D型过冷石墨的原因。而由此得出,冲天炉的冶金质量最好的结论。
 很多人认为,试验平台冲天炉是熔炼设备,而中频电炉只是熔化设备,认为冲天炉内有很多的冶金反应,而感应电炉没有。而实际上,在感应炉内存在下列的两个化学反应,正是它影响着铸铁内含氧量,即Si+2O-----SiO2      SiO2+2[C]-----[Si]2CO↑
 低温时硅和锰等优先氧化生成二氧化硅,氧化锰,和氧化铁等氧化物,而高温时二氧化硅等氧化物被碳还原,两个反应的交叉点,即平衡点的温度,就是平衡温度。它依铸铁液中的碳硅浓度可以计算出来。一般我们可以根据炉内铁液的表面状态来判断,当铁液温度低于平衡温度时,铁液表面总是覆盖着一层炉渣,当温度超过平衡温度时,这些渣膜慢慢消失并有火花冒出,这是一氧化碳燃烧产生的火焰,温度越高,时间越长,碳烧损越厉害。二氧化硅等晶核损失越多,这也就是感应炉铁水如果孕育不好,出现收缩缺陷大,激冷倾向大的原因。
在美国有星期一铁水一说,就是保温感应电炉内的铁水,经过休息日的保温到周一生产时很难以孕育称为“死铁水”。
因此可以发现,感应炉与冲天炉两种熔炼方法对氧含量的影响不同,试验平台(铸铁平台)冲天炉从炉料开始熔化以液滴形式从上向下通过1700摄氏度左右的氧化带高温层然后通过1500摄氏度左右的还原带,整个熔化时间只有十来分钟,很快可去浇注,而感应炉属于间隙式生产,铁液在炉内熔化时间需40-60分钟,而由于造型与熔化不配套,或电炉容量大,一炉铁水在炉内保留时间长,而含溶氧量高,SiO2氧化低,当炉前不加控制就会出现金相组织的变化,而机械性能的波动。
氧对石墨的影响是双方面的 ,溶解氧多,激冷倾向大,白口深度层或宽度大,而氧化物成为二氧化硅后,它可作为异质晶核而促进石墨化,激冷倾向,和收缩倾向就减少,其原因就是溶解氧和化合氧的变化,知道了这些,现在就可以采取下面的措施。
1. 要快速熔化,在高温下不要过多停留,温度不能过高,灰铸铁石墨核心是什么?铃木和中江都认为,在感应电炉中,锰和硫不能成为核心,因为在他们的实验中,白口是随着硫量的升高而增加的,只有加入了增碳剂或孕育剂,白口才急剧下降,冲天炉熔化速度快,铁液又穿过焦炭层下落,自然会有大量的未溶石墨。而感应炉就算加了生铁錠,加了增碳剂,只要炉料慢慢熔化,其未溶石墨也会消失,亦即石墨结晶核心消失了,白口都很大,而在快速熔化下,或在熔化后期加点增碳剂,或碳化硅预处理剂,石墨形态才会好,快速熔化,保温时间不长即出炉,就保证含氧量合适,波动范围小。
2. 在炉料中加入30%以下的铁屑,有助于含氧量的增加。
3. 在确认铸铁中的氧含量过低的情况下,就应适当地增加氧,含量最方便的办法是,利用氧硫孕育剂,BCIRA与埃肯合作研制成的Superseed就属于这种孕育剂,可用于灰铸铁或球铁氧,硫过低(氧低于0.001%,硫小于0.006%)时可用。
4. 采用废钢+增碳剂工艺,增加成核能力。
5. 采用预处理剂,用碳化硅代替硅铁,由于碳化硅分解慢等于长效孕育剂,另有资料显示,冶金碳化硅含有5%左右的二氧化硅微粒,可弥补感应电炉高温及保持下的晶核损失,可显著改善石墨形态,使灰铸铁A型石墨增多,减少过冷和激冷倾向,对球铁能增加石墨球数增加球化率。加强炉前三角试片检验,根据白口宽度来调整孕育剂加入量。
公司地址:河北省沧州市泊头市郝村镇千里屯 邮编:062159 咨询热线:0317-8380005 传真:0317-8380005 
手机:13643379658  PowerBy:新澳门67667线路检测